福建省电力建设工程咨询有限公司 原福建和盛工程管理有限责任公司 福建漳州 363005
摘要：在电力工程建设中，常会应用冲孔灌注桩。冲孔灌注桩质量对工程影响大，本文以某工程为例，重点论述常见缩颈、塌孔、钢筋笼上浮及断桩等质量问题的形成原因，并有针对性地提出预防措施和处理方法，为今后类似工程施工提供经验参考。
关键词：缩颈、塌孔、钢筋笼上浮及断桩；原因；预防措施和处理方法
引言：
冲孔灌注桩是一种地下成桩工艺，这就使得施工中不能进行观察，在成桩后自然也无法实施开挖验收。所以在工程施工中如果出现任何一个问题，就会对整个工程造成影响，不但会降低工程质量和进度，还会造成巨大的经济损失，甚至形成不良的社会影响。本文通过某工程项目的一些具体施工情况介绍，总结出冲孔灌注桩在施工过程出现缩颈、塌孔、钢筋笼上浮及断桩等质量问题的形成原因，并有针对性地提出预防措施和处理方法，以供同行参考。
1工程概况及施工情况
1.1工程概况
某220kV变电站新建工程，设一幢配电装置楼，两层框架结构，耐火等级为一级，火灾危险性为丙类。配电装置楼局部设有地下电缆层、消防水池及消防水泵房；一层布置有 10kV 配电装置室、10kV 电抗器室、110kV GIS 室、220kV GIS 室、主变室、辅助房间等；二层布置有二次设备室、电容器室、辅助房间等，建筑总高度为13.90米，项目总用地面积为8180.32平方米。基础采用d=800冲孔灌注桩，总数155根，桩长26.5-36米，以○11中风化花岗岩层为桩基持力层。单桩竖向承载力特征值为3450KN，进入持力层深度不小于1.0米。
1.2施工情况
冲孔灌注桩施工顺序：施工准备→测量放线→泥浆制作→埋设护筒→冲孔→检孔→清孔→下钢筋笼→二次清孔→灌注水下混凝土→检桩。
灌注桩基础于2017年10月5日开工，2017年12月10日完工，工期65天。该工期不包含检桩时间。
1.3本工程遇到的问题及解决方法
1）工程所在地地质情况较为复杂，地勘报告资料显示，多根桩位下存在旧建筑条石基础。冲孔过程泥浆渗漏，造成塌孔，给施工带来了很大的难度。后经研究讨论决定采用边冲孔边下钢护筒的做法，同时在施工的过程中不断往孔内添加澎润土及水解决了塌孔问题，取得了良好效果。
2）在浇筑某号桩的过程中，该桩孔深36米，在浇筑到地面往下6米左右时，由于工人的操作失误，提升太快，导致导管提升太高，脱离砼面层，后再插入砼继续浇筑，施工完成后待满足检测条件时，发现该桩在6.1米处出现断桩的现象，后由建设单位组织各相关单位开展断桩的原因分析及处理意见，经会议一致同意采取接桩的方案，要求编制专项施工方案，经有关各方签字，严格执行，并要求在接桩施工过程中加强质量管理工作。经过开挖，凿除断桩以上的桩身砼，凿毛，焊接钢筋，浇筑砼（要求提高一标号砼）等工序，后再进行复检，桩身质量合格，满足设计要求。
灌注桩施工中容易出现缩颈、坍孔、钢筋笼上浮及断桩等质量缺陷，造成桩基承载力的下降，影响到工程结构的安全。分析钻孔灌注桩常见的质量通病及防治措施，加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。
2常见问题分析、预防、处理
2.1缩颈问题的原因及预防措施和处理方法
2.1.1缩颈问题的原因
1）地质原因。
2）成孔后放置的时间过长。由于某些原因，成孔后并没有及时进行混凝土灌注，泥浆自身的压力不能支撑土质收缩，以及溃流带来的压力，这样就会导致缩颈问题。
3）相邻的桩孔之间相互扰动。灌注桩是先成孔，然后在孔内成桩，周围的土向桩身运动，土体就会对桩身产生压力，也会造成缩颈问题。
4）地层承压水对桩周边土侵蚀。
2.1.2预防措施和处理方法
1）使用直径合适的钻头成孔，根据地质变化配以不同的泥浆。
2）成孔后缩短混凝土浇筑时间。加大泥浆的比重，这样就会增强泥浆对钻孔孔壁的支撑力，就会较少孔壁向内收缩的速度，进而缩小孔径的缩颈程度。
3）采用跳桩法施工，减小相邻桩的影响。
4）摸清承压水的准确位置，在灌注前下入专门护筒进行止水封隔，成桩后经验桩发现缩颈，如位置较浅可开挖进行补救；如位置较深，且缩颈严重，则应考虑补桩。
2.2塌孔问题原因及预防措施和处理方法
2.2.1塌孔问题原因
1）地质条件是造成塌孔的主要原因，因为砂质土本来就松软，缺少一定的粘结力，所以在冲孔时，孔内就会发生塌孔；有的地质存在回填片石，泥浆无法储存在桩体内，从桩体内外流，水头压力不足，护壁容易坍塌，造成塌孔的现象；
2）施工不当的原因，如在流砂、软液泥、破碎地层、松散沙层中钻进，进尺太快；未及时向孔内加泥浆；或孔内泥浆面低于孔外水位；或孔内出现承压水低于静水压力；或泥浆的比重太小等；
3）在提升、下落钻头过程，遇到孤石、斜坡岩，下钢筋笼时碰撞孔壁，孔壁被扰动，容易发生塌孔；
4）护筒埋设不当，护筒周围未用粘土填封紧密而漏水，或护筒埋设太浅；
5）相邻孔间距过短且施工时间间隔较短而造成串孔。
2.2.2塌孔的预防措施和处理方法
1）孔位周边回填密实后，钻机就位，并使其保持平稳，不产生位移或不均匀下沉；有特殊情况下可利用加长钢护筒进行施工，施工过程中应保证护筒不发生移动，中心与桩中心一致，并使钢护筒穿越不良地质层。
2）钻进中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位；根据不同的地质情况，采用不同的钻进参数和泥浆参数，起到很好的护壁作用。遇流砂、松散土层等适当提高泥浆比重，不使进尺过快，或空转时间过长。轻度坍孔可加大泥浆密度和提高水位；严重坍孔可用粘土膏或澎润土投入待孔壁稳定后采用低速钻进（同时常备粘土或澎润土以防万一）。
3）提升、降落钻头和放钢筋笼时保持垂直上下，以避免碰撞孔壁；冲程过程遇片石，实时向孔内抛填片石，采用低冲程将抛填物填入松动地层，待岩石出现平稳后再调整冲程正常施工。
4）护筒埋设时必须用粘土夯实，水中护筒的埋设深度应保证，且上部有固定措施；
5）相邻孔施工时应符合规范要求；当坍孔发生较浅时，应用优质粘土回填至坍孔处 1.0m 以上，待自然沉实后再继续钻进；终孔验收合格后尽量缩短后续工序的作业时间及间隔时间。
2.3. 钢筋笼上浮问题的原因及预防措施和处理方法：
2.3.1钢筋笼上浮问题的原因
1）当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端离钢筋笼距离小，由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮。
2）由于混凝土灌注时，导管埋深较大，其上层混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。
2.3.2预防措施和处理方法
1）吊放好钢筋笼后应及时把钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深，当混凝土表面接近钢筋笼底时，应放慢混凝土灌注速度，并应使导管保持较大埋深，使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离，以便减小对钢筋笼的冲击。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，但注意导管埋入混凝土表面应不小于2m，不大于6m。
2）当发现钢筋笼开始上浮时，现场操作人员应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，马上起拔拆除部分导管，导管拆除一部分后，可适当上下活动导管，每上提一次导管，钢筋笼在导管的抽吸作用下，会自然回落一点，坚持多上下活动几次导管，直到上浮的钢筋笼全部回落为止。
2.4.断桩问题的原因及预防措施和处理方法：
2.4.1断桩问题的原因
1）因混凝土拌制质量较差，导致导管堵塞；
2）初灌量不足或初灌量计算错误，导致无法埋住导管；
3）混凝土顶面深度测量出错，或埋深计算错误，或操作不当，提升过猛，导致导管提升过高，底部脱离混凝土层；
4）导管接头不严密，或拔导管持时导管碰到钢筋笼后，导致接头松动，泥浆渗入；
5）混凝土灌注不连续，中断时间过长，表层砼失去流动发生，而继续灌注砼时，将有浮浆泥渣包裹覆盖表层，泥浆上浮导致堵管事故，形成断桩。
6）出现堵管而未能及时排除造成断桩。
2.4.2预防措施和处理方法
1）混凝土严格按配合比拌制，经常测试坍落度；
2）使用大初灌量，保证首次埋管深度；
3）加强施工人员的技术培训，在灌注前对各个作业环节认真检查，制订有效的预防措施，灌注中严格遵守操作规程，保证灌注作业连续紧凑。在灌注时要求反复细心探测砼面，认真、正确指导导管的提升。灌注中，导管提升应匀速平稳，慢慢起升，确保导管的埋深符合要求；
4）冲孔灌注桩在浇筑砼前，应对导管的严密性进行测试，合格后方可投入使用，在导管吊放时应采取有效措施保证居中；
5）开工前检查是否有备用发电机组，并保证商品混凝土供应及时，浇筑连续；
6）出现堵管时应及时处理，确保砼连续浇筑，保证桩身质量。
3总结
冲孔灌注桩的施工中，任何一个施工步骤出点差错，成桩的质量就可能出现问题，将影响到下道工序的质量和进度，为了确保成桩的质量和安全，必须保证每个工序都做到严格规范，确保冲孔桩施工按标准施工操作，制定科学的水下混凝土灌注程序，做好应急预案和防范措施，确保施工优质高效。
参考文献：
[1]林文贤.浅谈冲孔灌注桩的施工质量控制[J].四川建材.2009（06）
[2]李碧泉.浅析冲孔灌注桩施工工艺及质量控制[J].广东科技.2011（14）