水下钻孔灌注桩施工问题与质量控制
【内容提要】钻孔灌注桩是最常见的一种桥梁基础形式，本文通过松花江避暑城东环路（松江湿地旅游通道四环路至呼口大桥段）K+338大桥桥梁工程，介绍了一些钻孔灌注桩施工中的质量控制和常见问题的处理方法。
【关 键 词】 灌注桩 护筒 导管 混凝土
1.工程概况
本次工程道路全长8123.643m，南起樱花路（起点K2+596.366）,中心南北路环岛（终点K10+720）。平面坐标采用哈尔滨城市独立坐标系。松花江避暑城东环路（松江湿地旅游通道四环路至呼口大桥段）规划红线宽度60m，采用双向6车道。
K4+338大桥采用变截面预应力混凝土连续箱梁，K4+338大桥跨径组合为40m+65m+40m，桥墩采用直立型实体式墩。每个承台下设20根桩孔桩，桩直径120cm。
2.工程地质
本工程地层从上之下由淤泥质土、中砂、粗砂、粉质粘土、中砂、粗砂、中砂、砾砂、
粗砂组成。水位变化大。
3.设备选择
根据桩型、钻孔深度、地层地质情况、泥浆排放及处理等条件综合选定成孔机具及其工艺对孔深大于30m的摩擦桩，宜采用反循环工艺成孔或清孔。
3.施工质量控制方法
3.1 护筒
在埋筒时，护筒内径比桩径大20cm,护筒顶面高出施工地面20～30cm。护筒埋置深度不
小于2m。坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0～1.5m的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。
3.2 泥浆池
选用高塑性粘土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。在钻孔灌注桩的施工中，无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥，泥浆质量都是重要因素。施工期间护筒内泥浆面应高出地下水位1.0m以上（在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上）。
3.3 钻孔及清孔
在钻进中发现钻孔内的水位突然下降又回升，孔口冒细密的水泡，钻进尺很慢或不进尺而出碴量明显，钻机的负荷却明显的增加，有异响现象发生时，既可能发生了井孔坍塌现象。坍孔的原因大多数是由于泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成的。发生坍孔后，应查明坍孔的位置再进行处理。坍孔位置较深且不是很严重时，采用粘土回填至坍孔位置以上2m～3m，并采取加大泥浆比重、改善泥浆性能、加高水头等措施，继续慢慢钻进；坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填，如果无砂类土和砾石土，可采用粘质土掺入5%～8%的水泥进行回填，待孔内回填土稳定后重新开钻；坍孔位置不深时，可采用加深护筒的方法，将护筒内的填土夯实，重新开钻。
成孔后，钻头提高孔底10～20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，尽量不要用清水进行置换。成孔时应小心提杆不得碰撞孔壁，否则第1次清孔后在提钻具时碰撞孔避可能引起坍孔，这将可能造成第2次清孔也无法清除坍落的沉渣。在提出钻具后必须立即用测绳复核成孔深度，如测绳深比钻杆测深小，就要重新下钻复钻并清孔，不得强行下钢筋笼。
3.4 钢筋笼
钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固,并在上端加焊4根较粗钢筋（Φ20以上）固定在钢护筒顶部施工平台上，用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺，当砼上升至钢筋笼底部附近时，小步提升导管以保持较小的埋管深度（≥1．5m），并稍稍减缓砼的灌注速度。
3.5 导管
导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度，并加砼埋深，使管内砼超出漏水处要经常探测砼面实际标高、计算砼面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拨出砼面，导管埋深一般应控制在2～6 m为宜，过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题，直接影响桩的质量。当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使砼强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。.因泥浆过稠，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏。灌注砼过程中，测定已灌砼表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。特别是灌注后期，易将泥浆中混合的坍土层误为砼表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内砼表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。孔内砼面高度较小时，终止浇注，重新成孔。
3.6 混凝土
凝土浇灌时，导管应全部安装放孔，安装位置应居中，隔水塞采用铁丝悬挂于内。混凝土灌入前应先在灌斗内灌入0.1～0.2m3的1：1.5水泥砂浆，然后再灌入混凝土，等初灌混凝土足量后，导管埋入混凝土深度为不少于1m，导管内混凝土柱和管外泥浆桩压力平衡。砼的坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理的砼应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能，避免出现离析现象。坍落度合理的砼可有效地保证砼灌注性、连续性和密实性，一般应控制在18～22cm范围内。混凝土接近钢筋笼时，控制导管埋深在1.5～2.0m；凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上；导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2～4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。
3.7 结束语
钻孔灌注桩质量问题的原因较多，各个环节都可能会出现重大质量事故。上述几点是钻孔灌注桩施工过程中，是容易发生的质量问题以及常用的预防处理措施。钻孔桩施工过程中有针对性地做到事先预防和控制、才能做到发生了其中的某种故障后能从容地进行处理，才能确保钻孔桩的工程质量!确保工程进度。