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摘要：混凝土冲孔灌注桩由于对复杂地质适应性好、承载力高等特点,在高桩码头中当锤击式桩基不适用时而经常被采用。然而,码头灌注桩施工隐蔽性强、水上作业难,在施工中很难避免产生桩的质量问题。本文主要探讨港口码头工程冲孔灌注桩常见的质量缺陷及处理措施，可供大家交流。
关键词：港口码头工程;冲孔灌注桩；质量缺陷；处理措施
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
0.前言
混凝土冲孔灌注桩由于具有诸多优点而在港口码头工程中得到广泛的应用，但由于冲孔灌注桩存在着混凝土灌注技术复杂、施工难度大等弱点，导致施工过程中产生了多种质量缺陷。冲孔桩是一种施工中桩孔和桩身均不可见的桩基形式，与人工挖桩、锤击预制桩等桩孔或桩身可见的桩基形式相比，要确保冲孔桩的施工质量，将面对更多的困难，故此，我们在施工时，对冲孔桩施工工艺一定要有深入的理解，冲孔桩的施工质量才有保证。只要以科学的态度，严格按规范制定好实施细则，加强责任心，保证施工质量是完全可以做到的。本文主要对港口码头工程冲孔灌注桩施工过程中存在的孔壁坍陷、桩孔偏斜、钢筋笼上浮、桩底沉渣量過多、断桩、卡管等常见质量问题及处理对策，可供同行技术交流。
1.冲孔灌注桩工艺流程
冲孔灌注桩是采用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌注水下混凝土成桩。
（图1 冲孔灌注桩工艺流程图）
2.孔壁坍陷原因及处理措施2.1孔壁坍陷的原因分析
产生孔壁坍陷的原因主要有：
第一，砂层、卵石层和淤泥层的土质松散,使用的泥浆就起不到护壁作用,加上没有用粘土填封护筒的周围，孔壁的稳定性能无法承受冲孔施工的外力压力，从而造成孔壁坍陷。
第二，在施工过程中，钻孔的速度太快、时间太长,成孔后灌注时间太长或者待灌时间太久，也会造成孔壁坍陷。2.2孔壁坍陷的处理措施
第一，土质松散易造成孔壁坍陷，一方面可以将桩锤提起，用小石块、粘土块填孔，使其比塌孔位置高1～2米，对填好的小石块、粘土块进行反复冲击，使孔壁更加牢固。另一方面，适当埋深护筒,并选用优质的泥浆、粘土密实填封护筒四周。
第二，通过加快钢筋笼的焊接时间来缩短孔壁的沉放时间；成孔后,尽量缩短混凝土的灌注时间，把待灌时间控制在3小时左右，从而提高了孔壁的质量。
3. 桩孔偏斜原因及处理措施 3.1桩孔偏斜的原因分析
桩孔偏斜是指冲孔桩成孔出现较大垂直偏差或弯曲，垂直度达不到规范要求。桩孔偏斜的原因有：第一，施工时，钻机安装不稳、钻杆弯曲或桩锤偏心太大；第二，施工现场地质岩层呈斜状分布或土层中夹有大的探头石或其它硬物。3.2桩孔偏斜的处理措施
第一，选用钻杆刚度大的钻机，安装钻机的时候，要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,保证钻杆位置偏差在20厘米以内。定时检查桩锤，尽量不用偏心过大的锤，发现锤齿磨损严重时就要马上更换。
第二，在斜度大的地方施工时，要把场地夯实平整，使轨道枕木均匀着地，同时安装导正装置。
第三，碰到大的探头石或其它硬物时,可将钻机的速度跳到慢档，一旦发现钻孔偏斜,马上提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬物,如果还是不能够矫正位置,应就近选择方位重新钻进。第四，发生严重桩孔偏斜的，可以向桩孔里填石头、粘土块，然后用低锤密冲，反复对桩孔的位置进行矫正。
4. 钢筋笼上浮原因及处理措施 4.1钢筋笼上浮的原因分析
钢筋笼上浮是指钢筋笼的位置高于设计的位置，多发生在冲孔桩施工的最后环节即水下混凝土的灌注过程中。产生钢筋笼上浮的原因有：第一，钢筋笼的初始位置太高，当导管底端接近钢筋笼底端时，灌注混凝土的速度太快，混凝土流出时的冲击力较大，会造成钢筋笼上浮。第二，导管在混凝土中埋置过深，混凝土灌注过钢筋笼时,由于上层混凝土灌注时间过长,已经差不多终凝而形成硬壳,使混凝土与钢筋之间有一定的握裹力，如果这个时候导管底端不能及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后向上顶升时，会带动钢筋笼上浮。4.2钢筋笼上浮的处理措施
第一，准确地确定钢筋笼的初始位置，且要保证钢筋笼牢固地焊接到孔口：钢筋笼的顶端在钢护筒范围内的，就把它焊到钢护筒上；钢筋笼的顶端在钢护筒以下的，就用钢管套在钢筋上顶压。
第二，当导管底端接近钢筋笼底端时，控制导管埋深在1.5米左右，并合理放慢灌注速度，使混凝土的上冲力得到减小。当发生钢筋笼上浮时,应该马上停止灌注混凝土,提升导管后再进行灌注,就可以很好地处理钢筋笼上浮。
第三，采取有效措施延长混凝土的初凝时间，尽量缩短混凝土的整体灌注时间。
5.桩底沉渣量过多原因及处理措施原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊起过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。防治措施：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，不要用清水进行置换。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。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
6.卡管原因及处理措施
水中灌注混凝土过程中，无法连续进行的现象。原因：初灌时，隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而卡管；导管进水造成混凝土离析等。防治措施：使用的隔水栓直径与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间 和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm.为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6-1.0Mpa，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生。
7.断桩原因及处理措施混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。原因：由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体；由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象；浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。防治处理措施：成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管见外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
8.结束语港口工程钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度。必须防治在钻孔过程中及水下混凝土操作过程中经常出现的施工质量问题，保质、保量地完成桩基施工任务。
关键词：港口码头工程;冲孔灌注桩；质量缺陷；处理措施
中图分类号：K826.16文献标识码：A 文章编号：
0.前言
混凝土冲孔灌注桩由于具有诸多优点而在港口码头工程中得到广泛的应用，但由于冲孔灌注桩存在着混凝土灌注技术复杂、施工难度大等弱点，导致施工过程中产生了多种质量缺陷。冲孔桩是一种施工中桩孔和桩身均不可见的桩基形式，与人工挖桩、锤击预制桩等桩孔或桩身可见的桩基形式相比，要确保冲孔桩的施工质量，将面对更多的困难，故此，我们在施工时，对冲孔桩施工工艺一定要有深入的理解，冲孔桩的施工质量才有保证。只要以科学的态度，严格按规范制定好实施细则，加强责任心，保证施工质量是完全可以做到的。本文主要对港口码头工程冲孔灌注桩施工过程中存在的孔壁坍陷、桩孔偏斜、钢筋笼上浮、桩底沉渣量過多、断桩、卡管等常见质量问题及处理对策，可供同行技术交流。
1.冲孔灌注桩工艺流程
冲孔灌注桩是采用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌注水下混凝土成桩。
（图1 冲孔灌注桩工艺流程图）
2.孔壁坍陷原因及处理措施2.1孔壁坍陷的原因分析
产生孔壁坍陷的原因主要有：
第一，砂层、卵石层和淤泥层的土质松散,使用的泥浆就起不到护壁作用,加上没有用粘土填封护筒的周围，孔壁的稳定性能无法承受冲孔施工的外力压力，从而造成孔壁坍陷。
第二，在施工过程中，钻孔的速度太快、时间太长,成孔后灌注时间太长或者待灌时间太久，也会造成孔壁坍陷。2.2孔壁坍陷的处理措施
第一，土质松散易造成孔壁坍陷，一方面可以将桩锤提起，用小石块、粘土块填孔，使其比塌孔位置高1～2米，对填好的小石块、粘土块进行反复冲击，使孔壁更加牢固。另一方面，适当埋深护筒,并选用优质的泥浆、粘土密实填封护筒四周。
第二，通过加快钢筋笼的焊接时间来缩短孔壁的沉放时间；成孔后,尽量缩短混凝土的灌注时间，把待灌时间控制在3小时左右，从而提高了孔壁的质量。
3. 桩孔偏斜原因及处理措施 3.1桩孔偏斜的原因分析
桩孔偏斜是指冲孔桩成孔出现较大垂直偏差或弯曲，垂直度达不到规范要求。桩孔偏斜的原因有：第一，施工时，钻机安装不稳、钻杆弯曲或桩锤偏心太大；第二，施工现场地质岩层呈斜状分布或土层中夹有大的探头石或其它硬物。3.2桩孔偏斜的处理措施
第一，选用钻杆刚度大的钻机，安装钻机的时候，要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,保证钻杆位置偏差在20厘米以内。定时检查桩锤，尽量不用偏心过大的锤，发现锤齿磨损严重时就要马上更换。
第二，在斜度大的地方施工时，要把场地夯实平整，使轨道枕木均匀着地，同时安装导正装置。
第三，碰到大的探头石或其它硬物时,可将钻机的速度跳到慢档，一旦发现钻孔偏斜,马上提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬物,如果还是不能够矫正位置,应就近选择方位重新钻进。第四，发生严重桩孔偏斜的，可以向桩孔里填石头、粘土块，然后用低锤密冲，反复对桩孔的位置进行矫正。
4. 钢筋笼上浮原因及处理措施 4.1钢筋笼上浮的原因分析
钢筋笼上浮是指钢筋笼的位置高于设计的位置，多发生在冲孔桩施工的最后环节即水下混凝土的灌注过程中。产生钢筋笼上浮的原因有：第一，钢筋笼的初始位置太高，当导管底端接近钢筋笼底端时，灌注混凝土的速度太快，混凝土流出时的冲击力较大，会造成钢筋笼上浮。第二，导管在混凝土中埋置过深，混凝土灌注过钢筋笼时,由于上层混凝土灌注时间过长,已经差不多终凝而形成硬壳,使混凝土与钢筋之间有一定的握裹力，如果这个时候导管底端不能及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后向上顶升时，会带动钢筋笼上浮。4.2钢筋笼上浮的处理措施
第一，准确地确定钢筋笼的初始位置，且要保证钢筋笼牢固地焊接到孔口：钢筋笼的顶端在钢护筒范围内的，就把它焊到钢护筒上；钢筋笼的顶端在钢护筒以下的，就用钢管套在钢筋上顶压。
第二，当导管底端接近钢筋笼底端时，控制导管埋深在1.5米左右，并合理放慢灌注速度，使混凝土的上冲力得到减小。当发生钢筋笼上浮时,应该马上停止灌注混凝土,提升导管后再进行灌注,就可以很好地处理钢筋笼上浮。
第三，采取有效措施延长混凝土的初凝时间，尽量缩短混凝土的整体灌注时间。
5.桩底沉渣量过多原因及处理措施原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊起过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。防治措施：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，不要用清水进行置换。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。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
6.卡管原因及处理措施
水中灌注混凝土过程中，无法连续进行的现象。原因：初灌时，隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而卡管；导管进水造成混凝土离析等。防治措施：使用的隔水栓直径与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间 和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm.为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6-1.0Mpa，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生。
7.断桩原因及处理措施混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。原因：由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体；由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象；浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。防治处理措施：成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管见外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
8.结束语港口工程钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度。必须防治在钻孔过程中及水下混凝土操作过程中经常出现的施工质量问题，保质、保量地完成桩基施工任务。