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摘要: 本文从施工技术角度对桥梁工程钻孔灌注桩施工中常出现的质量问题进行分析，主要对导管进水、堵管、塌孔、埋管、钢筋笼上浮、断桩等问题出现的原因进行了剖析，并就出现上述问题处理方法根据多年施工经验进行了阐述，供大家参考借鉴。
关键词：桥梁；灌注桩；质量缺陷；原因分析；处理方法
中图分类号：[TU997]文献标识码：A文章编号：
随着基础设施建设的迅猛发展，钻孔灌注桩以施工简便、适应性强、经济合理等特点，在我国市政工程、地铁工程，公路工程和铁路工程等领域中广泛使用。但钻孔灌注桩桩身属于隐蔽工程，施工质量的不确定性因素较多，如地质原因、钻孔工艺、混凝土配合比、灌注混凝土等。通过近年来灌注桩出现的质量缺陷进行总结，发现钻孔灌注桩存在的主要缺陷有导管进水、堵管、塌孔、埋管、钢筋笼上浮、断桩等质量缺陷。在施工中灌注水下混凝土是成桩的关键工序，也是产生钻孔灌注桩质量缺陷的主要原因。现就这些缺陷简单分析一下钻孔灌注桩产生质量缺陷的原因及处理方法。
1导管进水
产生的主要原因，一是首次浇筑的混凝土时，混凝土下落后未能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。二是导管接头不严或焊口不牢固，在高压气囊的冲击下，水从接头或者焊口中流入。三是导管提升过大，底口离开混凝土面，泥浆从导管底口进入。
处理方法：若是第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得已时需将钢筋笼提出采取复钻清除。若是第二、三种原因引起的，应视具体情况拔换原管重下新管，或用原导管插入续灌，但是灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥或者抽水的方法吸出。如重下新管，必須用潜水泵将管内的水抽干，才能继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌注混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够深度。
2堵管
在灌注过程中，混凝土在到导管中下不去，称之为堵管。堵管有两种情况，一是初灌时隔水栓堵管，或由于混凝土本身的原因，如塌落度小、流动性差、夹有大粒径石料等。处理办法可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管等。二是机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，使混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注设备，并准备备用设备；同时采取措施加速混凝土灌注速度，必要时可在首批浇筑混凝土中加入缓凝剂。当灌注时间已久，孔内混凝土已经初凝，导管内又有混凝土堵塞，此时应将导管拔出，重新安装钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，将钢筋笼逐节拔出，用黏土加砂砾填塞孔井，待沉淀后重新钻孔成桩。
3塌孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水位（泥浆）忽然上升溢出护筒，随即下降并冒出气泡，应是塌孔特征，可用孔规探测。发生塌孔后应查明原因，采用相应措施，如保持或加大水头、移开重物、排除震动等，防止继续塌孔。用吸泥机吸出孔中泥土，如不继续塌孔，可恢复正常灌注。如塌孔仍不停止，塌孔部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋笼拔出，只求保存孔位，再以黏土掺砂砾回填，待回填土沉实后重新钻孔成桩。
4埋管
导管无法拔出为埋管。其原因是导管埋入混凝土过深或者管内外混凝土已经初凝。预防办法：应严格按照规范要求控制导管埋置深度；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早初凝；首批混凝土加入缓凝剂，加快灌注混凝土速度；导管接头螺栓事先检查是否稳妥；提升导管时不可过猛。若埋管事故已经发生，初时可用捣链、千斤顶试拔，仍不能拔出，凡属并非因混凝土初凝流动新损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面泥渣，拔出小护筒，重新下导管灌注。此桩完成后，上下断层间应进行补强处理。
5钢筋笼上浮
钢筋笼上浮除了由于全套管上拔、导管提升挂钩一些显而易见的原因所致外，主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土浇筑的速度过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋的重力时所致。为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间，且混凝土表面钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度。克服钢筋笼上升，除了改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外，还应从钢筋自身结构及定位方式加以考虑。比如：适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少混凝土向上的顶托力；钢筋笼上端焊接固定为护筒上，可以承受部分顶托力；在孔底设置直径不小于主筋的1至2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固的焊接于钢筋笼底部。
6断桩
断桩大都是以上各种事故引起的次生结果。此外由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层面而上升，因而也会在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。对已发生或估计可能发生断桩的灌注桩，应钻芯取样作深入的核查，判明情况。对于桩底与基岩之间的夹泥大于设计规定值、桩身混凝土有夹泥或局部混凝土松散、取芯率小于95%并有蜂窝、松散等情况，应采取压浆补强方法进行处理。
对于上述灌注桩可能出现的各类缺陷，应根据灌注桩的具体情况采用适宜的桩基检测方法进行检测，判断缺陷严重程度和缺陷部位。对于不满足设计受力要求的，应会同主管部门、设计单位、监理单位、建设单位共同研究，提出切实可行的处理办法。以下就灌注桩缺陷处理方法作以简单的阐述。
所谓灌注桩缺陷就是指不能满足设计要求的灌注桩。主要有两类：一是桩身有质量缺陷，如断桩、缩颈、混凝土离析、桩底沉渣超厚等；二是虽然桩身达到了设计要求，但灌注桩的极限侧摩阻力Qsu和极限端阻力Qpu不满足设计要求，或者由于地质条件等其它原因引起的单桩承载力Qu不满足设计要求。单桩的极限承载力Qu由极限侧摩阻力Qsu和极限端阻力Qpu构成，公式如下：
Qu=Qsu+Qpu
其中Qsu=∑qsuF
Qpu=qpuA
式中：qsu－各土层的单位极限侧摩阻力（MPa）
F－相应各土层范围桩的侧表面积（m2）
qpu－桩尖持力层的单位极限端阻力（MPa）
A－桩身截面面积（m2）
分析上述公式可得出提高单桩承载力的措施可归结为三个方面：
6.1增加桩的几何尺寸，如桩长、桩径等。
6.2提高持力层强度，即提高桩端阻力。
6.3改善桩与土之间的相互作用，即提高侧摩阻力。
灌注桩的缺陷处理就是围绕以上三个方面，通过各种技术措施提高桩基单桩承载力。
根据有关资料，总结出常用的处理方法有灌浆法、高压喷射注浆法、综合处理法。
灌浆法是将既有流动性又有胶凝性的浆液（或化学溶液），按照规定的浓度，通过特设的灌浆钻孔压送到土层或岩石中。这类浆液进入裂隙或土层空隙中，扩散、充填空隙后，经过硬化、胶结形成结石，可以起到加固、防渗、改善地基物理力学性质与工程地质条件等作用。
高压喷射注浆法20世纪60年代末在日本首先被应用，20世纪70年代以来在我国得到广泛应用和发展。它具有加固体强度高、加固质量均匀、加固体形式可控的特点，已成为被国内外工程界普遍接受的、多用、高效的地基处理方法。近年来在灌注桩缺陷处理中得到了广泛应用，并取得了良好地经济效益和社会效益。
目前除了注浆法和高压喷射注浆法处理灌注桩的缺陷外，开挖接桩、加桩和承台处理等综合处理方法也经常被应用。开挖接桩法主要适用于桩身缺陷位置较浅和易于灌注的缺陷桩；加桩处理是在原有的灌注桩的附近加桩，一般多采用挑扁担梁方法，也可采用其他方法以满足设计承载力要求；承台处理方法往往用于当灌注桩的单桩承载力达不到设计要求时，依据工程地质情况加大承台受力面积，提高桩基的承载力，以满足上部结构的要求。
7结束语
对于上述灌注桩缺陷处理方法的应用要根据灌注桩的缺陷类型和工程地质条件等进行设计计算、经济对比分析后，选择合理的处理方法和处理方案实施处理。对于各种处理方法，可以单独使用，也可以将各种方法综合利用，以达到更好的效果。
关键词：桥梁；灌注桩；质量缺陷；原因分析；处理方法
中图分类号：[TU997]文献标识码：A文章编号：
随着基础设施建设的迅猛发展，钻孔灌注桩以施工简便、适应性强、经济合理等特点，在我国市政工程、地铁工程，公路工程和铁路工程等领域中广泛使用。但钻孔灌注桩桩身属于隐蔽工程，施工质量的不确定性因素较多，如地质原因、钻孔工艺、混凝土配合比、灌注混凝土等。通过近年来灌注桩出现的质量缺陷进行总结，发现钻孔灌注桩存在的主要缺陷有导管进水、堵管、塌孔、埋管、钢筋笼上浮、断桩等质量缺陷。在施工中灌注水下混凝土是成桩的关键工序，也是产生钻孔灌注桩质量缺陷的主要原因。现就这些缺陷简单分析一下钻孔灌注桩产生质量缺陷的原因及处理方法。
1导管进水
产生的主要原因，一是首次浇筑的混凝土时，混凝土下落后未能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。二是导管接头不严或焊口不牢固，在高压气囊的冲击下，水从接头或者焊口中流入。三是导管提升过大，底口离开混凝土面，泥浆从导管底口进入。
处理方法：若是第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得已时需将钢筋笼提出采取复钻清除。若是第二、三种原因引起的，应视具体情况拔换原管重下新管，或用原导管插入续灌，但是灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥或者抽水的方法吸出。如重下新管，必須用潜水泵将管内的水抽干，才能继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌注混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够深度。
2堵管
在灌注过程中，混凝土在到导管中下不去，称之为堵管。堵管有两种情况，一是初灌时隔水栓堵管，或由于混凝土本身的原因，如塌落度小、流动性差、夹有大粒径石料等。处理办法可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管等。二是机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，使混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注设备，并准备备用设备；同时采取措施加速混凝土灌注速度，必要时可在首批浇筑混凝土中加入缓凝剂。当灌注时间已久，孔内混凝土已经初凝，导管内又有混凝土堵塞，此时应将导管拔出，重新安装钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出，将钢筋笼逐节拔出，用黏土加砂砾填塞孔井，待沉淀后重新钻孔成桩。
3塌孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水位（泥浆）忽然上升溢出护筒，随即下降并冒出气泡，应是塌孔特征，可用孔规探测。发生塌孔后应查明原因，采用相应措施，如保持或加大水头、移开重物、排除震动等，防止继续塌孔。用吸泥机吸出孔中泥土，如不继续塌孔，可恢复正常灌注。如塌孔仍不停止，塌孔部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋笼拔出，只求保存孔位，再以黏土掺砂砾回填，待回填土沉实后重新钻孔成桩。
4埋管
导管无法拔出为埋管。其原因是导管埋入混凝土过深或者管内外混凝土已经初凝。预防办法：应严格按照规范要求控制导管埋置深度；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早初凝；首批混凝土加入缓凝剂，加快灌注混凝土速度；导管接头螺栓事先检查是否稳妥；提升导管时不可过猛。若埋管事故已经发生，初时可用捣链、千斤顶试拔，仍不能拔出，凡属并非因混凝土初凝流动新损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面泥渣，拔出小护筒，重新下导管灌注。此桩完成后，上下断层间应进行补强处理。
5钢筋笼上浮
钢筋笼上浮除了由于全套管上拔、导管提升挂钩一些显而易见的原因所致外，主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时，混凝土浇筑的速度过快，使混凝土下落冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋的重力时所致。为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间，且混凝土表面钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度。克服钢筋笼上升，除了改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外，还应从钢筋自身结构及定位方式加以考虑。比如：适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少混凝土向上的顶托力；钢筋笼上端焊接固定为护筒上，可以承受部分顶托力；在孔底设置直径不小于主筋的1至2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固的焊接于钢筋笼底部。
6断桩
断桩大都是以上各种事故引起的次生结果。此外由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层面而上升，因而也会在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。对已发生或估计可能发生断桩的灌注桩，应钻芯取样作深入的核查，判明情况。对于桩底与基岩之间的夹泥大于设计规定值、桩身混凝土有夹泥或局部混凝土松散、取芯率小于95%并有蜂窝、松散等情况，应采取压浆补强方法进行处理。
对于上述灌注桩可能出现的各类缺陷，应根据灌注桩的具体情况采用适宜的桩基检测方法进行检测，判断缺陷严重程度和缺陷部位。对于不满足设计受力要求的，应会同主管部门、设计单位、监理单位、建设单位共同研究，提出切实可行的处理办法。以下就灌注桩缺陷处理方法作以简单的阐述。
所谓灌注桩缺陷就是指不能满足设计要求的灌注桩。主要有两类：一是桩身有质量缺陷，如断桩、缩颈、混凝土离析、桩底沉渣超厚等；二是虽然桩身达到了设计要求，但灌注桩的极限侧摩阻力Qsu和极限端阻力Qpu不满足设计要求，或者由于地质条件等其它原因引起的单桩承载力Qu不满足设计要求。单桩的极限承载力Qu由极限侧摩阻力Qsu和极限端阻力Qpu构成，公式如下：
Qu=Qsu+Qpu
其中Qsu=∑qsuF
Qpu=qpuA
式中：qsu－各土层的单位极限侧摩阻力（MPa）
F－相应各土层范围桩的侧表面积（m2）
qpu－桩尖持力层的单位极限端阻力（MPa）
A－桩身截面面积（m2）
分析上述公式可得出提高单桩承载力的措施可归结为三个方面：
6.1增加桩的几何尺寸，如桩长、桩径等。
6.2提高持力层强度，即提高桩端阻力。
6.3改善桩与土之间的相互作用，即提高侧摩阻力。
灌注桩的缺陷处理就是围绕以上三个方面，通过各种技术措施提高桩基单桩承载力。
根据有关资料，总结出常用的处理方法有灌浆法、高压喷射注浆法、综合处理法。
灌浆法是将既有流动性又有胶凝性的浆液（或化学溶液），按照规定的浓度，通过特设的灌浆钻孔压送到土层或岩石中。这类浆液进入裂隙或土层空隙中，扩散、充填空隙后，经过硬化、胶结形成结石，可以起到加固、防渗、改善地基物理力学性质与工程地质条件等作用。
高压喷射注浆法20世纪60年代末在日本首先被应用，20世纪70年代以来在我国得到广泛应用和发展。它具有加固体强度高、加固质量均匀、加固体形式可控的特点，已成为被国内外工程界普遍接受的、多用、高效的地基处理方法。近年来在灌注桩缺陷处理中得到了广泛应用，并取得了良好地经济效益和社会效益。
目前除了注浆法和高压喷射注浆法处理灌注桩的缺陷外，开挖接桩、加桩和承台处理等综合处理方法也经常被应用。开挖接桩法主要适用于桩身缺陷位置较浅和易于灌注的缺陷桩；加桩处理是在原有的灌注桩的附近加桩，一般多采用挑扁担梁方法，也可采用其他方法以满足设计承载力要求；承台处理方法往往用于当灌注桩的单桩承载力达不到设计要求时，依据工程地质情况加大承台受力面积，提高桩基的承载力，以满足上部结构的要求。
7结束语
对于上述灌注桩缺陷处理方法的应用要根据灌注桩的缺陷类型和工程地质条件等进行设计计算、经济对比分析后，选择合理的处理方法和处理方案实施处理。对于各种处理方法，可以单独使用，也可以将各种方法综合利用，以达到更好的效果。