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摘要：钻孔灌注桩各关键工序对桩的影响很大，笔者通过多年灌注桩施工经验总结提出一些避免成桩失败的控制措施。
关键词：钻孔灌注桩；质量；控制
钻孔灌注桩在施工过程中容易出现质量事故，且一旦出现问题施工中较难弥补，造成事故后纠纷正代价往往超过桩本身。因此避免不合理的施工操作是防止灌注桩事故的主要手段，下面按施工顺序提供一些避免灌注事故的主要措施。
1防止坍孔及坍孔处理
在钻孔过程中如发现孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，钻渣数量显著增加而不见进尺或钻孔进尺进程中负荷明显增加，则表明可能坍孔。
1.1在雨季或水位变化较大时，应采用升高护筒内水位，或用连通管等措施保证水头相对稳定。
1.2在松散砂土或流砂上钻孔时应严格控制进尺速度，并用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆，必要时可掺加片石、石灰缓慢进尺。
1.3清孔过程中控制孔内水头高度，供浆或供水管不应直接插入孔中，应通过泥浆池减速并调成稀浆后流入孔中，避免直接冲刷孔壁。
1.4吊放钢筋骨架时应沿孔中心垂直放入，防止钢筋触碰孔壁
1.5如发生坍孔应判明所坍位置应全部回填并使填充物沉积密实后再行钻孔。
2钻孔偏斜
为防止钻孔时孔位偏斜可采取如下措施：
2.1安装钻机时应使转盘、底座水平，起重滑轮缘，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者在一条垂线上，钻孔过程中要经常校验。
2.2如钻孔较深时，为防止钻杆摆动过大造成偏斜，应在钻架上加设导向架，保证钻杆中心与孔中心始终一致。
2.3当孔位内有探头石或倾斜的软硬地层时，应吊着钻杆或提着钢丝绳低速钻进，也可回填片石卵石夯实后再进尺。
当发现孔位偏斜时，如地层为非岩石时，可在偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，如偏斜严重时应回填砂应回填砂粘土、砂砾石等材料，并待沉积密石后继续钻进。
3扩孔或缩孔、梅花孔
3.1扩孔
在土质较松散地层中或钻头摆动幅度较大时易出现扩孔现象，严重时发生坍孔。如只是孔内局部坍落钻孔仍能达到设计深度则可考虑不必处理，如扩孔后继续坍塌，影响钻进则应按坍孔事故处理。
3.2缩孔
在钻孔过程中发生卡钻、提不出钻头或提钻头过程中异常困难时则表明缩也发生。最常见原因有二种：一种是地层中有软塑土遇水膨胀后孔径缩小；另一种是补焊钻头不及时，钻锥磨损严重造成孔径缩小。为防止缩孔前者应使用失水率小的优质泥浆护壁，并快转慢进反复钻二三次，后者应及时补焊磨损的钻头，如缩也位置在较硬的岩层则应回填至缩孔处以上重新钻孔。
3.3梅花孔（十字孔）
在钻锥进尺过程中如钻锥不转动或转动很小，地层不匀质时容易造成梅花孔或十字孔。可采取如下办法预防：经常检查转向装置的灵活性；用低冲程进尺时每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形；使用相对密度及粘度合适的泥浆，并适时掏渣；出现梅花孔后用片石加粘土重新成孔。
4卡钻锥
当出现如下原因时可能出现卡锥：土层较粘或地层本身为泥岩或泥灰岩等；大冲程并松绳进尺造成冲锥倾倒；未及时被焊锥而补焊后的钻锥直径较大；孔内落入石块或其它物体。
当出现卡锥时可采取以下处理方法：（1）当为梅花孔时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转至孔径较大方向提钻，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，有可能将钻锥提出；（2）用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正；（3）多次重复向上冲撞点点卡锥部位；（4）用打捞钩抓锥头与大绳同时提动并注意摆动试探；（5）用小掏渣筒捞出埋住钻头的下落物再提锥；（6）用小量防水炸药放到锥底后引爆从而震松钻锥提出钻头。
5清孔与检孔
成孔后为了降低泥浆各项指标（相对密度、粘度、含砂率），清除钻渣减少沉淀层厚度，必须抽换泥浆。在检孔时检孔器难免刮掉一些护壁的泥浆而引发孔壁坍塌，进而造成骨架上浮、缩径、夹泥、浇短桩头等事故，为防止出现事故可采取以下做法：
5.1将检孔工作放在终孔前2-4小时或检孔后继续让泥浆循环2-4小时，使损坏的孔壁在最后的钻孔过程中得到修复。
5.2由冲击钻机成的孔应经常检查孔位、孔径，以及时修正孔位、修补孔壁，并在冲击锥的顶部设置泥浆泵管使泥浆循环起来，以防井孔上、下层的泥浆稠度相差较大。
5.3对不同的地质条件应取不同的清孔后的泥浆稠度，对坚硬或较粘土层可取规范下限，而对松散地层则取上限。
5.4成孔后迅速清孔，不得停歇过久使泥浆、钻渣沉渣增多造成清孔困难甚至坍孔，清孔后及时浇注水下砼
5.5抽换泥浆速度不能太快，以防泥浆含砂率过大，沉淀层厚度大于设计要求。
6钢筋骨架下孔施工
为保证钢筋骨架不偏位，不损坏孔壁，可采取如下措施：
6.1当地层较松散时，在孔内对称布置4根用手护壁、导向的钢管。
6.2地层坚硬密实时可用砼垫块（内设铁丝、留有十字沟槽、预埋钢筋）或焊接钢筋耳朵（长度不小于15cm，高度不小于8cm，并焊于主筋外侧）来保证保护层厚度。
6.3骨架入孔后，检查其调和是否合适，并固定（可焊接）于钻架底盘或护筒上，以防止砼灌注过程上浮或下沉。
7灌注水下混凝土
7.1机具的准备
7.1.1导管
導管在使用前和使用一段时间后除检查其外观外，还需进行接、过球、抗拉、水密、承压等试验，拼接好后在每节导管上编号，编号应容易辨认不易磨掉，水密试验时水压应不小于井内水深1.3倍的压力，水压试验时水压应不小于导管壁可能承受的最大压力Pmax 。 Pmax=1.3（rchcmax - rwHw）
rc——砼容重（用24KN/m3）
hcmax——导管内砼最大高度，采用导管全长，m；
rw—孔内水或泥浆比重；
Hw—孔内水或泥浆深度，m；
实验方法是把拼装好的导管先灌入70℅的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力，导管滚动数次，经过15分钟不漏水即位合格。
7.1.2漏斗和储漏斗
漏斗和储漏斗的容量（即首批砼储备量）应使首批灌下去的砼能满足导管初次埋置深度的需要，其容量可用下式计算：V≥∏/4*d2* H1+∏/4*D2* H2
H1 —孔内砼达到一定h3 时，导管内砼柱 平衡导管外水（或泥浆）压所需要的高度，即H1≥HW VW VC；
H2—灌注首批砼时所需井孔内砼面至孔底的高度H2=h1+h2；
Hw—孔内砼面以上水或泥浆深度
rw（rc）—水或泥浆比重（砼比重），KN/ m3
h1—导管初次埋置深度（h1≥1.0 m），m
h2—导管底端至孔底的间隙，約0.3-0.4m
7.2灌注水下砼
7.2.1浇注砼过程中应随时检测水面或泥浆面以下的孔深和所灌砼的高度，用以控制导管埋深和桩顶高度，避免导管提漏，埋管过深而发生夹层断桩、短桩或拔不动导管等事故。常用的测深方法有：（1）使用测深锤法：根据探测者手中所提测锤在接触砼顶面以前与接触砼顶面后不同重力的感觉而判断；（2）钢管取样盒：钢管下端设铁盒（上有活盖），用细绳系住钢管插入混合物内，牵引细绳，将盒盖张开，混合物进入盒内，然后提出钢管，鉴别盒内是砼还是泥渣。
7.2.2导管埋深一般控制在2-6m。当砼内掺有缓凝剂，灌注速度较快，导管较坚固并有较大的起重能力时，可适当加大埋深，但不宜大于8m。
7.2.3当砼升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架上浮，可采取以下措施：（1）缩短浇注总时间，防止砼进入骨架时砼流动性小；（2）砼接近和初进入钢筋骨架时应使导管底口处于钢筋笼底3米以下，并徐徐灌注砼以减少冲击力；（3）当孔内砼进入骨架4-5m后适当提升导管，减少导管埋深，以增加骨架在导管口以下的埋置深度。
7.2.4为保证桩顶砼质量，应在设计标高以上超灌0.5-1m
7.2.5灌注将近结束时，如砼顶升困难可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土后继续浇注，拔出最后一段导管时拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
7.2.6灌注时常见事故处理
（1）导管进水：如果首批砼储量不足导致泥水从导管底口进入，则应立即将导管提出，将砼用泥石泵吸出或抓出，不得已时。将钢筋提出采取复钻；导管接头不严、焊缝开裂、导管提升过猛、底口进水，则应拔出导管重下新管或用原导管续灌，但灌注前均应把导管内的水和沉淀土吸出。
（2）坍孔：坍孔时应查明原因采取相应措施，如加大木头移开重物、排除振动等防止继续坍孔，然后用吸泥机吸出孔内泥土，如不继续坍孔，可恢复浇注砼，如继续坍孔则拔出导管，提出钢筋笼，回填砂砾、粘土等后重新钻孔。
（3）埋管：凡属于非砼流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌砼中，用吸泥机吸出砼表面泥渣；派潜水工下至砼表面，早水下将导管切断；拔出小护筒重新下导管浇筑砼。
结语
混凝土钻孔灌注桩是桥梁及建筑结构物常用的基桩形式之一，这主要是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层上去，从而大大减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降，实践也证明它的确是一种极为有效、安全可靠的基础形式。但是，灌注桩的成桩过程是在桩处的地面下或水下完成，施工工序多，质量控制难度大，稍有不慎极易产生断桩等严重缺陷。因此，钻孔灌注桩质量控制显得格外重要。
关键词：钻孔灌注桩；质量；控制
钻孔灌注桩在施工过程中容易出现质量事故，且一旦出现问题施工中较难弥补，造成事故后纠纷正代价往往超过桩本身。因此避免不合理的施工操作是防止灌注桩事故的主要手段，下面按施工顺序提供一些避免灌注事故的主要措施。
1防止坍孔及坍孔处理
在钻孔过程中如发现孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，钻渣数量显著增加而不见进尺或钻孔进尺进程中负荷明显增加，则表明可能坍孔。
1.1在雨季或水位变化较大时，应采用升高护筒内水位，或用连通管等措施保证水头相对稳定。
1.2在松散砂土或流砂上钻孔时应严格控制进尺速度，并用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆，必要时可掺加片石、石灰缓慢进尺。
1.3清孔过程中控制孔内水头高度，供浆或供水管不应直接插入孔中，应通过泥浆池减速并调成稀浆后流入孔中，避免直接冲刷孔壁。
1.4吊放钢筋骨架时应沿孔中心垂直放入，防止钢筋触碰孔壁
1.5如发生坍孔应判明所坍位置应全部回填并使填充物沉积密实后再行钻孔。
2钻孔偏斜
为防止钻孔时孔位偏斜可采取如下措施：
2.1安装钻机时应使转盘、底座水平，起重滑轮缘，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者在一条垂线上，钻孔过程中要经常校验。
2.2如钻孔较深时，为防止钻杆摆动过大造成偏斜，应在钻架上加设导向架，保证钻杆中心与孔中心始终一致。
2.3当孔位内有探头石或倾斜的软硬地层时，应吊着钻杆或提着钢丝绳低速钻进，也可回填片石卵石夯实后再进尺。
当发现孔位偏斜时，如地层为非岩石时，可在偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，如偏斜严重时应回填砂应回填砂粘土、砂砾石等材料，并待沉积密石后继续钻进。
3扩孔或缩孔、梅花孔
3.1扩孔
在土质较松散地层中或钻头摆动幅度较大时易出现扩孔现象，严重时发生坍孔。如只是孔内局部坍落钻孔仍能达到设计深度则可考虑不必处理，如扩孔后继续坍塌，影响钻进则应按坍孔事故处理。
3.2缩孔
在钻孔过程中发生卡钻、提不出钻头或提钻头过程中异常困难时则表明缩也发生。最常见原因有二种：一种是地层中有软塑土遇水膨胀后孔径缩小；另一种是补焊钻头不及时，钻锥磨损严重造成孔径缩小。为防止缩孔前者应使用失水率小的优质泥浆护壁，并快转慢进反复钻二三次，后者应及时补焊磨损的钻头，如缩也位置在较硬的岩层则应回填至缩孔处以上重新钻孔。
3.3梅花孔（十字孔）
在钻锥进尺过程中如钻锥不转动或转动很小，地层不匀质时容易造成梅花孔或十字孔。可采取如下办法预防：经常检查转向装置的灵活性；用低冲程进尺时每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形；使用相对密度及粘度合适的泥浆，并适时掏渣；出现梅花孔后用片石加粘土重新成孔。
4卡钻锥
当出现如下原因时可能出现卡锥：土层较粘或地层本身为泥岩或泥灰岩等；大冲程并松绳进尺造成冲锥倾倒；未及时被焊锥而补焊后的钻锥直径较大；孔内落入石块或其它物体。
当出现卡锥时可采取以下处理方法：（1）当为梅花孔时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转至孔径较大方向提钻，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，有可能将钻锥提出；（2）用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正；（3）多次重复向上冲撞点点卡锥部位；（4）用打捞钩抓锥头与大绳同时提动并注意摆动试探；（5）用小掏渣筒捞出埋住钻头的下落物再提锥；（6）用小量防水炸药放到锥底后引爆从而震松钻锥提出钻头。
5清孔与检孔
成孔后为了降低泥浆各项指标（相对密度、粘度、含砂率），清除钻渣减少沉淀层厚度，必须抽换泥浆。在检孔时检孔器难免刮掉一些护壁的泥浆而引发孔壁坍塌，进而造成骨架上浮、缩径、夹泥、浇短桩头等事故，为防止出现事故可采取以下做法：
5.1将检孔工作放在终孔前2-4小时或检孔后继续让泥浆循环2-4小时，使损坏的孔壁在最后的钻孔过程中得到修复。
5.2由冲击钻机成的孔应经常检查孔位、孔径，以及时修正孔位、修补孔壁，并在冲击锥的顶部设置泥浆泵管使泥浆循环起来，以防井孔上、下层的泥浆稠度相差较大。
5.3对不同的地质条件应取不同的清孔后的泥浆稠度，对坚硬或较粘土层可取规范下限，而对松散地层则取上限。
5.4成孔后迅速清孔，不得停歇过久使泥浆、钻渣沉渣增多造成清孔困难甚至坍孔，清孔后及时浇注水下砼
5.5抽换泥浆速度不能太快，以防泥浆含砂率过大，沉淀层厚度大于设计要求。
6钢筋骨架下孔施工
为保证钢筋骨架不偏位，不损坏孔壁，可采取如下措施：
6.1当地层较松散时，在孔内对称布置4根用手护壁、导向的钢管。
6.2地层坚硬密实时可用砼垫块（内设铁丝、留有十字沟槽、预埋钢筋）或焊接钢筋耳朵（长度不小于15cm，高度不小于8cm，并焊于主筋外侧）来保证保护层厚度。
6.3骨架入孔后，检查其调和是否合适，并固定（可焊接）于钻架底盘或护筒上，以防止砼灌注过程上浮或下沉。
7灌注水下混凝土
7.1机具的准备
7.1.1导管
導管在使用前和使用一段时间后除检查其外观外，还需进行接、过球、抗拉、水密、承压等试验，拼接好后在每节导管上编号，编号应容易辨认不易磨掉，水密试验时水压应不小于井内水深1.3倍的压力，水压试验时水压应不小于导管壁可能承受的最大压力Pmax 。 Pmax=1.3（rchcmax - rwHw）
rc——砼容重（用24KN/m3）
hcmax——导管内砼最大高度，采用导管全长，m；
rw—孔内水或泥浆比重；
Hw—孔内水或泥浆深度，m；
实验方法是把拼装好的导管先灌入70℅的水，两端封闭，一端焊输风管接头，输入计算的风压力，导管滚动数次，经过15分钟不漏水即位合格。
7.1.2漏斗和储漏斗
漏斗和储漏斗的容量（即首批砼储备量）应使首批灌下去的砼能满足导管初次埋置深度的需要，其容量可用下式计算：V≥∏/4*d2* H1+∏/4*D2* H2
H1 —孔内砼达到一定h3 时，导管内砼柱 平衡导管外水（或泥浆）压所需要的高度，即H1≥HW VW VC；
H2—灌注首批砼时所需井孔内砼面至孔底的高度H2=h1+h2；
Hw—孔内砼面以上水或泥浆深度
rw（rc）—水或泥浆比重（砼比重），KN/ m3
h1—导管初次埋置深度（h1≥1.0 m），m
h2—导管底端至孔底的间隙，約0.3-0.4m
7.2灌注水下砼
7.2.1浇注砼过程中应随时检测水面或泥浆面以下的孔深和所灌砼的高度，用以控制导管埋深和桩顶高度，避免导管提漏，埋管过深而发生夹层断桩、短桩或拔不动导管等事故。常用的测深方法有：（1）使用测深锤法：根据探测者手中所提测锤在接触砼顶面以前与接触砼顶面后不同重力的感觉而判断；（2）钢管取样盒：钢管下端设铁盒（上有活盖），用细绳系住钢管插入混合物内，牵引细绳，将盒盖张开，混合物进入盒内，然后提出钢管，鉴别盒内是砼还是泥渣。
7.2.2导管埋深一般控制在2-6m。当砼内掺有缓凝剂，灌注速度较快，导管较坚固并有较大的起重能力时，可适当加大埋深，但不宜大于8m。
7.2.3当砼升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架上浮，可采取以下措施：（1）缩短浇注总时间，防止砼进入骨架时砼流动性小；（2）砼接近和初进入钢筋骨架时应使导管底口处于钢筋笼底3米以下，并徐徐灌注砼以减少冲击力；（3）当孔内砼进入骨架4-5m后适当提升导管，减少导管埋深，以增加骨架在导管口以下的埋置深度。
7.2.4为保证桩顶砼质量，应在设计标高以上超灌0.5-1m
7.2.5灌注将近结束时，如砼顶升困难可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土后继续浇注，拔出最后一段导管时拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。
7.2.6灌注时常见事故处理
（1）导管进水：如果首批砼储量不足导致泥水从导管底口进入，则应立即将导管提出，将砼用泥石泵吸出或抓出，不得已时。将钢筋提出采取复钻；导管接头不严、焊缝开裂、导管提升过猛、底口进水，则应拔出导管重下新管或用原导管续灌，但灌注前均应把导管内的水和沉淀土吸出。
（2）坍孔：坍孔时应查明原因采取相应措施，如加大木头移开重物、排除振动等防止继续坍孔，然后用吸泥机吸出孔内泥土，如不继续坍孔，可恢复浇注砼，如继续坍孔则拔出导管，提出钢筋笼，回填砂砾、粘土等后重新钻孔。
（3）埋管：凡属于非砼流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌砼中，用吸泥机吸出砼表面泥渣；派潜水工下至砼表面，早水下将导管切断；拔出小护筒重新下导管浇筑砼。
结语
混凝土钻孔灌注桩是桥梁及建筑结构物常用的基桩形式之一，这主要是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层上去，从而大大减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降，实践也证明它的确是一种极为有效、安全可靠的基础形式。但是，灌注桩的成桩过程是在桩处的地面下或水下完成，施工工序多，质量控制难度大，稍有不慎极易产生断桩等严重缺陷。因此，钻孔灌注桩质量控制显得格外重要。