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钻孔灌注桩施工工艺探讨及事故预防

钻孔灌注桩是以专门的机械设备钻入土（岩）层，在土（岩）层中成孔后，再灌注混凝土或钢筋混凝土，使之形成具有强大承载力的建筑基础桩　。随着我国城市建设的迅猛发展，钻孔灌注桩被广泛应用于城市高层、超高层建筑的基础及深基坑围护桩。钻孔灌桩的主要优点是施工噪音小，可连续施工，施工效率高，成本低；可以通过各种松散、软弱地层，并可钻入基岩，桩的刚性大、承载力高、搞震性好；桩的直径、长度、外形可随工程的要求多样化钻孔灌注桩有多种成孔方式，其主要有冲洗液回转钻进成孔、冲击钻成孔、冲抓钻成孔等。冲洗液回转钻进成孔又分为正循环回转钻进、泵砐反循环回转钻进、潜水钻机钻进。在我国经济较为发达的沿海、沿湖、沿江等第四系软弱土层覆盖地区，正循环回转钻进成孔工艺使用比较普遍。正循环回转钻进成孔时其循环泥浆是通过钻杆内腔送入孔底，泥浆在钻杆与孔壁的环状空间上返，从而把钻渣带出孔口。
无论以何种方式施工钻孔灌注桩，均须经过成孔、清孔、混凝土灌注三大工序。但由于施工工艺严格、质量要求高，针对不同地层情况易发生各种质量事故。本文试图通过对正循环回转成孔钻孔灌注桩施工工艺的阐述，结合一些工程实例，对一些常见质量事故原因进行分析并提出一些预防处理措施，为逐步完善和改进钻孔灌注桩施工工艺尽微薄之力。
1、成孔施工工艺探讨与事故预防
钻孔灌注桩的成孔是钻孔机具带动钻头回转，重复切削、破碎土体，使完善土体形成细小颗粒随冲洗液带出地面，在土体内形成形状规则的孔洞的过程。因此选择合适的钻头、钻具，及时调整钻进参数，合理调节泥浆性能，采取必要的技术措施减少孔内土体重复破碎次数是提高钻进效率、节约成本的关键。
1.1钻头选择
不同的地层应选择不同形状的钻头。实践经验证明，对于淤泥、淤泥质粘土、粉土、砂性土、粘土、强风化基岩地层等软弱土层，一般应选择前导向式三翼或四翼刮刀钻头，锥尖夹角以90度为宜；对于微风化基岩、中风化基岩、基岩等硬层，应选择锥尖夹角不小于120度的平底钻头。对于同一钻孔最好选用适用性较强的同一钻头成孔，以最低限度地减少提钻、下钻时间，局部不适应此钻头的地层要通过合理的操作顺利穿过。
1.2钻进参数选择
提高钻进效率并非单纯地提高单位时间的进尺，单位时间的进尺应与孔内泥浆上返速度协调。对于淤泥质土层钻进，因土层较松软，钻进时往往具有较高的进尺速度，但进尺速度过快有可能导致孔内冲洗液上返不畅，使大量泥块悬浮在孔内泥浆中，影响成孔质量，故淤泥质土层钻进效率一般以5－6m/h为宜；在以砂性土及粉质土为主的地层中钻进时，要考虑这二种土层不具备自然造浆性能，需要利用钻进其他造浆性能良好的粘性土地层时产生的泥浆护壁，并带走钻渣，故在砂性土及粉质土为主的地层中钻进时不宜进尺太快，一般应控制在4－5m/h。
钻进转速是影响成孔效率的一个重要参数。一般较高的转速可以提高钻进效率，但并非所有的地层均可采用高转速来提高钻进效率。转速过快，会使钻具在孔内剧烈晃动，使孔径随孔深的加大而不断扩大，直接影响工程质量，并使混凝土灌注超量，充盈系数过大，影响经济效益。
1.3粘性土层钻进
对于正循环回转钻进来说，循环泥浆悬浮、带走钻渣的能力是决定钻进速度的关键。根据钻探工艺学的钻渣上浮理论，泥浆悬浮钻渣的能力与泥浆上返速度及泥浆比重成正比。但是具体问题要具体分析，在粘土层钻进时，由于粘土本身水化快、造浆能力强、粘度大，成孔时钻屑均成泥块状，对于正循环回转成孔来说，粘土块钻屑不可能完全上返出来，由于粘土块之间的相互粘结能力强，切削产生的泥块在孔内仍能通过相互碰撞粘结成更大的泥团，故粘性土层中钻进时极易出现钻头泥包、糊钻、蹩泵现象，且回转阻力矩增大。出现这种情况时应选用翼片数量少的尖底钻头。粘土层钻进的孔底过程实际上应是将孔底粘土切削成不致产生泥包的小粘土块，这此小粘土块不断水化，使冲洗液不断变浓的过程，因此，在粘土层钻进应采用低钻压、快转速、大泵量。但出现地层软硬不均时，仍应适当降低转速。在这种粘性土层中钻进的关键问题是加快泥浆稀释，甚至可以采用清水钻进，只有加快粘土造浆，才能达到提高钻进效率的目的。
低钻压、快转速、大泵量钻进能大大提高正循环钻进硬可塑粘性土层的效率。我们曾在嘉兴市第一医院综合楼钻孔灌注桩工程中施工中采用，该工程基本上采用清水钻进，成孔速度达到了4m/h左右，成孔总工作量与总用水量之比达到了1:7。嘉兴地区地层中硬可塑粘性土层累计厚度较大，低钻压、快转速、大泵量正循环回转钻进可以大大提高成孔效率。
低钻压、快转速、大泵量正循环钻进虽是硬可塑粘性土地层中提高钻进效率行之有效的方法，但大泵量用水量大，成本高。并且受到施工现场供水能力的限制，因此，在硬可塑粘性土层中钻进时，稍有不逊，仍会产生泥包糊钻，此时最好还是提钻剥除钻头上的泥包，重新下钻钻进。在长兴县工商银行办公楼钻孔灌注桩工程中钻进硬可塑粘性土层时，采取向孔内投放砖块的方法解除泥包糊钻，取得了良好的效果。粘性土层钻进时向孔内投放砖块或石料，钻时时，砖块或石料在钻头上部起到滚动磨削作用，使钻头切削下来的粘土块在砖块、石料的磨削作用下不断变小，直至水化成可以被循环泥浆带走的小颗粒，从而防止了泥包钻头的产生。长兴县工商银行办公楼钻孔灌注桩工程与嘉兴市第一医院综合楼钻孔灌注桩工程所在施工场地工程地质条件基本相似，但长兴县工商银行办公楼钻孔灌注桩工程施工工作量与总用水量之比仅为1:4，表明采用向孔内投放砖块或石料防止泥包糊钻可以大大节约用水量。
另外采用提高钻头单护圈位置也是一种防止泥包糊钻的有效方法，通过提高护圈位置，防止粘土块由于离心力作用而在护圈底下沉积吸附，从而使切削产生的粘土块甩向孔壁被重新切削，如此反复，直至粘土块完全被水化或切削成可以被冲洗液带走的颗粒，达到防止泥包糊钻，提高钻进效率的目的。
1.4砂性土及卵砾石地层钻进
在砂土层钻进时钻进进尺速度快，回转阻力小，但砂粒颗粒比粘土颗粒大，不易上返，且泥浆含砂量大，孔壁不易稳定，容易坍塌；泥浆循环停止时，大量砂粒迅速沉降，易导致埋钻等孔内事故。为此应采用较在密度、粘度的泥浆，以提高泥浆悬浮、携带砂粒的能力。同时要加强泥浆净化措施，经常清理泥浆循环槽及沉淀池内的积砂。在造浆能力差的砂性土层中钻进时，向孔内放入适量的粘土球也是一种保证孔壁稳定的良好措施。此外在砂土层钻进时还要控制钻具升降速度及适当降低钻具回转速度，减轻钻头上下运动对孔壁的抽吸和回转对孔壁的水力冲涮作用。
在卵砾石地层中钻进时，由于粗颗粒不能及时上返而在孔底不断堆积，容易引起钻具跳动、蹩车、蹩泵、钻头切削具崩刃、钻孔偏斜等现象，在此地层中钻进宜采用低转速、大比重优质泥浆、并适当控制进尺。

1.5塌孔的预防
塌孔是指在成孔过程中，孔壁不同程度塌落，导致钻机钻进阻力明显增大或本无法钻进，孔中常表现为护筒下沉，孔口塌陷或孔口异常返浆。
浙江萧山钱江综合开发公司办公楼47号桩施工中，发现随着钻机开孔钻进，护筒逐渐沉入孔内，在无法拔起情况下只得加长护筒防止孔壁继续塌陷，一直接至四米护筒才停止陷落。浙江绍兴广电中心D17桩施工中，钻至约5米处，孔内异常返浆，提起钻具，钻头便无法下到孔底，后该孔用粘土回填，三天后再进行钻孔，并使用优质泥浆护壁，才完成钻孔。
造成塌孔的原因多为护筒埋设太浅或有松散或不稳定地层所致，萧山工地桩位处于回填土中，厚度约3米，而护筒仅长1.2m，工人因无粘性土，仅用回填土填塞护筒壁，开孔时由于泥浆比重小加上钻头对护筒底部陶挖。导致护筒底部孔壁塌陷，护筒下沉。而绍兴工地由于桩孔位于河边，该孔地层存在特殊粉细砂及淤泥夹层而形成塌孔。
在施工中为防止塌孔发生，在松散地层中，应适当深埋护筒，护筒壁应用粘性土填满夯实，在易塌地层中钻进应使用优质泥浆护壁，降低钻速，减少钻杆晃动，加强工序衔接，缩短待灌时间和灌注时间。
1.6桩孔局部缩径的预防
桩孔缩径常发生在粘土、淤泥、粉细砂、松散砂层、砂卵石层，缩径常常造成钻具无法加接，钢筋笼下不去，导致反复返工，影响施工效率。
浙江绍兴广电中心C12号桩孔，钻进至26－28m发生严重缩径，孔口泥浆中浮出腐木渣，估计为一薄层腐植土，遇水后变软导致缩径，钻具无法下放，后在该层中投入大量粘土造浆，终于成孔完毕，随后钢筋笼又无法下入，只得提出钢筋笼，反复多次造浆扫孔，勉强完成该桩施工。
一般产生缩径现象桩孔，缩径现象不会中止，增加泥浆比重及采用优质泥浆，仅能减缓缩径时间，因此施工中应根据实际情况，调整稀释、置换泥浆位置，保持孔壁稳定同时，尽量缩短下钢筋笼、清孔和灌注时间，能有效防止缩径事故发生。
1.7桩孔偏斜的预防
桩孔偏斜表现在桩孔垂直偏差或急弯，导致钢筋笼无法下放，严格者甚至无法下放钻具和导管。
造成桩孔偏斜的主要原因有桩机不均匀沉降，地下障碍物，钻杆不直，钻头偏心和土层软硬不均或基岩面倾斜，其中后者须引起施工的高度重视。
浙江慈溪邮电大楼施工中出现部分桩孔在持力层中偏斜，该工程做为持力层的基岩起伏较大，最浅处17m，最深处达29m，基岩面倾斜，导致钻头滑移，形成斜孔，钻孔倾斜导致钢筋笼有1-2m无法下入，后对钻头进行改进，加大锥角达1400以上，导向小钻头锥度变缓，增加钻头翼片数，使用双腰带导向，控制入岩时进尺速度和钻压采用以上措施后，有效减少了钻孔倾斜度，解决了钢筋笼下放问题，该工程经过静载和动测检验，承载力达到设计要求。
桩机机台木应垫放合理，尤其是在未垫实场地上施工时，走管应使用楔形木条固定，地下障碍物浅的应使用人工排除，深部可使用冲抓钻和冲击钻排除，钻杆和钻头应经常检查，弯曲钻杆和偏心钻头不得使用，以上措施也能防止桩孔偏斜的出现。

2、清孔施工工艺探讨与事故预防

正循环回转钻进的钻孔清孔，一般分两次进行。
2.1正循环第一次清孔
第一次清孔在钻孔钻进到设计深度后随即进行，终孔后，停止进尺，将钻头提离孔底100－200mm，向孔内输入干净泥浆，慢速回转钻具，将孔内悬浮钻渣较多的泥浆置换出来。第一次清孔的目的是搅碎孔底较大的颗粒的泥块，同时上返孔内尚未返出孔口的钻渣。因此，第一次清孔开始时应慢速回转钻具，以利孔底较大颗粒的搅碎，同时第一次清孔的过程是孔内钻渣含量较多的泥浆置换成钻渣含量较少的泥浆，是泥浆逐渐变均匀的过程，也是泥浆逐渐稀释的过程，因此压入孔内的泥浆应从成孔泥浆逐渐稀释成低比重、低含砂率的干净泥浆。但第一次清孔开始时压入孔内的泥浆比重也不宜过小，压入泥浆过稀会降低泥浆悬浮钻渣的能力，导致孔内钻渣在孔内加剧下沉，沉渣厚度变大，影响清孔质量。
2.2正循环置换法第二次清孔
正循环第二次清孔是在安设好钢筋笼和灌注导管后进行，导管固定后在导管顶上装上配套盖头，以大泵量向导管内压入比重1.15左右的泥浆，把桩孔底部在安设钢筋笼和灌注导管过程中再次沉淀的钻渣和仍然悬浮有钻渣的比重较大的泥浆置换出来，孔底沉渣厚度和孔内泥浆比重均达到清孔质量标准后即可停止清孔，开始灌注水下混凝土。
2.3气举反循环第二次清孔
正循环回转成孔的钻孔第二次清孔也可以采用气举反循环清孔，并且能达到比第二次正循环置换法清孔更佳的效果。
气举反循环第二次清孔是利用压缩空气作为泥浆返出孔口的动力，以灌注水下混凝土的导管作为泥浆排出孔外的通道，将孔底钻渣及孔内比重较大的泥浆置换出来的过程。压缩空气通过高压空气管送到灌注导管内，经过压气膨胀、液气混合，在导管内形成一种比重小于泥浆比重的液气混合物，并在导管内外比重差及压缩空气动量的联合作用下，液气混合物沿导管内腔上升，带动孔内泥浆和钻渣一起向上流动，形成空气、泥浆、钻渣混合的三相流，三相流通过排浆软管排至沉淀池，空气逸散，钻渣沉淀，泥浆流回钻孔继续循环，达到清孔彻底的目的。
高压空气管可以设置在水下混凝土灌注导管内，也可以设置在水下混凝土灌注导管外侧，通过气液混合器进入导管内。施工过程中，我们一般将高压空气管设置在混凝土灌注导管内，并将灌注导管内高压空气输送钢管端部作成180度弯头，使压缩空气从输气管中溢出时直接向上喷射，减少了压缩空气动量损失。
高压空气管入水深度以钻孔深度的1/2-2/3为宜，一般不宜小于15m。但也不必沉至灌注导管底部，以防止灌注导管因内外泥浆压力差过大，产生过大的向上作用力，致使灌注导管向上浮起。
气举反循环二次清孔开始工作时应先向孔内供水或净化过的低比重泥浆，停止清孔时，应先断气，后断水，以防止孔内泥浆面下降、水头损失而造成坍孔。
正循环置换法第二次清孔相对来说操作简单，不需另加机具，且孔内仍有泥浆护壁，不易发生坍孔，但其缺点也较多。首先，在钢筋笼下设和导管下设过程中，难免会碰撞孔壁，若有较大泥块掉入孔底，正循环第二次清孔则很难清除，再有就是比重较小的泥浆是从孔底返出孔中，而上部泥浆比重较大，当钻孔直径较大而泥浆泵泵量又有限时，比重不同的泥浆必然在孔内产生对流运动，甚至比重较小的泥浆只能在较厚沉淤中沿线状流动，粗块状泥团不能上浮只能在孔内呈滚动运动相互磨削水化变细，直到能被循环泥浆悬浮带出孔口，因而正循环置换法第二次清孔往往需要花费很长时间，清孔也不彻底，并且在含砂率较高的地层中不能用过低比重的泥浆清孔，以免砂粒沉淀。
气举反循环第二次清孔因是孔底沉渣直接由导管吸出孔外，无论孔内泥块在孔底淤积，还是砂粒、卵砾石在孔底沉淀，均可以在清孔开始时即沿灌注导管上升，故孔底沉渣排除速度较正循环二次清孔快速、彻底得多，另外，对于气举反循环二次清孔，只要不是容易引起孔壁坍塌的地层，就可以直接向孔内注入清水或比重很低的泥浆，迅速降低泥浆比重，大大缩短清孔时间，提高清孔效果，有利于混凝土灌注。
3、混凝土灌注成桩施工工艺探讨与事故预防

水下混凝土灌注成桩是钻孔灌注桩施工各环节中最重要的关键工序。水下混凝土灌注顺利与否决定着成桩质量。钻孔灌注桩水下混凝土灌注成桩过程是混凝土柱压力克服钻孔内泥浆柱压力及灌注阻力置换桩孔内泥浆的过程。因此，混凝土配制质量、灌注导管埋深、成孔质量、清孔质量是影响水下混凝土可灌性的主要因素。
3.1水下混凝土配制
按规范要求钻孔灌注桩所用水下混凝土坍落度为160-220mm，相对其他地面混凝土工程而言坍落度要大得多，属大流动度混凝土。故钻孔灌注桩所需混凝土一般应选用自落式搅拌机。混凝土质量决定于混凝土材料质量、配合比及搅拌时间。一般讲钻孔灌注桩混凝土所用粗细骨料要求级配良好，最好是连续级配砂石料；水泥不宜选用火山灰质硅酸盐水泥，因火山灰质硅酸盐水泥水化需要较大的用水量，拌制的混凝土极易泌水，降低水下混凝土的流动性和和易性，严重的可能导致混凝土灌注事故。对未加外加剂的混凝土搅拌时间不得小于90秒，对加外加剂的混凝土搅拌时间应该适当延长，一般不小于120秒。
3.2水下混凝土灌注
3.2.1混凝土灌注导管配置
导管是灌注水下混凝土的最重要工具，对导管的最基本要求是，通过混凝土的能力满足施工需要，联接平直，接头处密封可靠，不漏浆，不漏气。导管一般用无缝钢管制作或钢板卷焊
接而成，根据桩径及混凝土灌注量，导管直径一般不宜小于Φ200mm。导管连接宜采用螺纹丝扣连接。导管中间节长度以2m左右为宜，底端节长度应加长，以6m左右为宜。
导管下入孔内的长度和成孔实际孔深必须严格测量准确，使导管底部离开孔底距离保持在0.3-0.5m左右，以能顺利放出隔水塞和混凝土为度。距离太小，隔水塞出不了导管；距离太大，则初灌混凝土在泥浆中运动距离过长而被冲洗稀释，而且若第一斗封底初灌混凝土不足，导管埋管深度较难达到最小埋深0.8-1.2m，导致后续混凝土冲破初灌混凝土面与泥浆、沉渣混合，降低桩身混凝土质量。
3.2.2隔水塞选择
隔水塞的选择是一个颇有争议的问题。以往水下混凝土灌注常采用水泥塞（或球塞）来控制初灌量的开启，当初灌量达到要求后剪断铁丝，水泥塞与混凝土一起经灌注导管落入孔底，混凝土经导管底端返出埋住导管。水泥塞的目的是防止最先落入的混凝土在导管内被稀释。最近，抽板法直接灌注混凝土越来越被广泛应用，抽板法即在混凝土灌注料斗底部设置一隔离板，待料斗内混凝土备足初灌量后，抽除隔离板，初灌混凝土直接从导管内灌入孔底上返埋住导管。
笔者认为，不管采用何种方式开灌混凝土，最先注入灌注导管内的混凝土，在导管内的稀释比起导管内混凝土返出孔底接触泥浆的稀释要轻微得多，因此，混凝土初灌稀释程度关键取决于导管底口距孔底的距离，距离越大，初灌混凝土被稀释的程度越严重，初灌质量越差。但距离太小，将影响灌注导管内的混凝土从导管内返出。在保证混凝土能顺利从导管内返出的情况下，导管底口距孔底距离越小，初灌混凝土被稀释程度越小，对成桩质量越有利。
用水泥塞法初灌混凝土时，必须考虑水泥塞的高度，将增大灌注导管距孔底距离，且水泥塞在导管内遇阻还可引起堵管事故，导管灌注失败。在相同条件下，抽板法初灌混凝土时，导管底口距孔底高度只需保证混凝土能顺利上返即可，可以尽量减少导管底口距孔底高度。在我们平时施工过程中，导管底口距孔底高度一般考虑200mm左右即可，并且灌注成桩均能顺利进行。因此，抽板法灌注混凝土反而减少了初灌混凝土在孔底的稀释程度，更能保证成桩质量。
对于大口径钻孔灌注桩，同时使用球塞与抽板法初灌混凝土，可以达到更好的效果，球塞与导管有很好的密合性能，因而可以非常可靠地阻止导管内混凝土的稀释，球塞一般使用充气球胆，充气球塞可看成一个自由塞，混凝土初灌时，充气球胆到达导管底部时，导管内混凝土柱与导管外泥浆柱压力联动作用下可自由变形，变形后的充气球胆依靠自身的浮力可以从导管底口顺利返出。但球胆内充气也不可太足，否则，充气球胆在导管底口因气压过足不易变形，影响顺利返出。充气球胆在大口径钻孔灌注桩初灌混凝土时可以大胆放心地使用，但在小口径钻孔灌注桩中应慎重使用，因为此时孔内钢筋笼与导管外壁之间的环状空间较小，球胆难以在充气状态下顺利冲出孔口，虽然充气球胆在孔内多种作用力下容易破裂，但一旦破裂的球胆被挤入钢筋笼外侧则很难浮出孔口，对成桩质量将会带来一定影响。
3.2.3初灌量确定
施工规范要求初灌混凝土能保证混凝土灌注导管被埋置的最小深度小于0.8-1.2m，另根据U形管平衡原理，混凝土灌注导管内混凝土柱压力与导管外混凝土柱压力及泥浆柱压力平衡，可以计算出最小初灌量。
3.2.4混凝土灌注导管埋深
混凝土在灌注过程中的理想状态是初灌混凝土始终处于孔内混凝土的最上面，导管内的混凝土不断地在导管底口以上叠加推动孔内混凝土平稳上升。
实践证明，当导管埋深过小时，由于导管内混凝土直接冲击孔内混凝土顶面，使孔内顶层混凝土与导管返出的混凝土之间产生剧烈紊流，破坏了作为保护孔内混凝土不被泥浆稀释的顶面混凝土，使后灌注的混凝土不断在顶面混凝土上流动，原来只有顶面混凝土与泥浆面接触的状态被改变，影响了混凝土的整体性和均匀性，严重地影响了成桩质量。导管时深过小时，甚至可以产生后灌注的混凝土在原有的顶面混凝土上层直接堆积，后灌注混凝土直接暴露在泥浆接触面，降低混凝土密实度，造成成桩混凝土松散或夹泥，降低混凝土强度。
导管埋入已浇混凝土内越深，混凝土向四周均匀扩散的效果越好，混凝土越密实。但埋入深度过大，灌注阻力加大，将造成混凝土在导管内流动不畅，容易造成堵管事故。
导管的允许最大埋深与混凝土流动性保持时间、混凝土的初凝时间、混凝土面在桩孔内的上升速度和导管直径有关，混凝土流动性越好、初凝时间越长、单位时间内混凝土灌注量越大、导管直径越大，则允许的导管埋深越大。在现有施工条件下，不加外加剂的混凝土灌注导管埋深可以控制在6-7m内，对加入缓凝剂的混凝土灌注导管最大埋深可以在8-9mm内。
施工过程中导管埋深能否控制得好，取决于两方面：一是要勤拆导管。混凝土面每上升4-5m即可拆除相应数量的导管。根据我们的施工经验，正确拆卸导管的时机，应该是倒入混凝土后孔口不返浆，稍稍提高混凝土灌注料斗，混凝土已不能迅速，顺利地向下运动时，即应拆除导管。二是要准确地测量混凝土面的深度位置，因为拆卸导管长度是根据混凝土上升深度与孔内导管长度计算确定的。如果混凝土面的深度位置测错，可能导致导管拔出混凝土面等严重事故。正确的方法是：每次测量混凝土面深度后，要立即根据混凝土灌注量和混凝土面上升高度推算是否正常，混凝土面上升过慢则说明桩孔扩径，测得的混凝土面深度上升过快则可能是桩孔缩径，也可能是测锤中途受阻搁浅造成的假象，应将测锤重新下放，直至测准为止。实测混凝土面上升高度及每次拔除导管长度是指拆卸导管的依据，每次均需作详细记录，以防止混凝土灌注事故的发生。

3.2.5防止钢筋笼上浮
钻孔灌注桩在软土地区多采用非统长配筋，因而混凝土灌注过程中很容易发生钢筋笼上浮。过去普遍认为钢筋笼的上浮主要是由于混凝土灌注导管埋深过大引起的。实践证明，钢筋笼的上浮虽与导管埋深有一定的关系，但最主要的原因是混凝土或清孔质量差、钻孔内残留大泥块过多及施工人员操作不当引起的。
混凝土质量差、易离析、初凝时间不够、坍落度损失大的混凝土，都会使混凝土面上升至钢筋笼底端时钢筋笼难以插入混凝土而造成钢筋笼上浮，有时混凝土面已升至钢筋笼上一定高度时，因表层混凝土发生初凝结硬，也会携带钢筋笼上浮。因此，充分保证混凝土搅拌时间、加强混凝土材料计量工作、在混凝土中加入缓凝剂对避免钢筋上浮有很大的作用。
成桩提钻前未彻底地破碎孔底大泥块，清孔时孔内泥块未清除，混凝土灌注至钢筋笼底部时，孔底沉积大量泥块在钢筋笼底部堆积，在钢筋笼底部与钢筋笼之间形成硬泥块“活塞”，也会推动钢筋笼上浮。
操作不当引起钢筋笼上浮主要表现在如下几个方面，一是钢筋笼顶部未加支撑或支撑未固定牢固，则钢筋笼稍受冲力即造成上浮；二是导管提升过快、过猛，不慎钩挂钢筋笼又未及时刹车，也可能造成上浮；三是混凝土面达到钢筋笼底部时，导管埋深过浅，灌注量过大，使混凝土对钢筋笼底部产生较长时间的不间断冲击力，带动钢筋笼上浮；四是混凝土面虽已升至钢筋笼内一定高度，但混凝土灌注导管仍在钢筋笼底部以下，当提高灌注料斗使混凝土下落时未轻稳操作，导管在向下反插过程中用力过猛，产生大冲击力，冲击钢筋笼上升。
在引起钢筋笼上浮诸要素中，混凝土质量、成孔、清孔质量是关键。操作不当引起的钢筋笼上浮通过对混凝土灌注过程的严密监控及技术人员对操作人员的认真指导加以解决。成孔、清孔质量引起的钢筋笼上浮也可以通过对成孔、清孔过程质量控制加以解决，而对于由于混凝土质量引起的钢筋笼上浮，则只有通过加快混凝土灌速度、提高混凝土拌制质量、添加缓凝剂加以解决。
混凝土配制通过添加高效缓凝剂AT的措施，延长了混凝土初凝时间，同时混凝土搅拌时间严格控制在120秒以上，保证了混凝土的均匀性、和易性，混凝土质量良好，消除了引起钢筋笼上浮的混凝土质量因素。
在混凝土灌注至离钢筋笼底0-1.0m左右，采取了减少导管埋深至2-3m，利用导管埋深小，混凝土上返顺利的有利条件，采用小灌注量，频繁小距离提动灌注料斗的方法成功地防止了钢筋笼上浮。即孔内混凝土面上升至接近钢筋笼底部时，每次最多允许向灌注料斗内灌入可充满导管内腔的少量混凝土，然后灌注料斗在200-300mm高度内多次升降，此高度可以使混凝土有效地顺利上返，小灌注量可以减少上返混凝土长时间对钢筋笼底部的连续冲击，另由于导管频繁提动，增强了混凝土在孔内的流动性，直到混凝土上升至钢筋笼底部以上3－4m后，即可拆卸导管使导管底升至钢筋笼底端以上继续灌注一，钢筋笼上浮问题即可得到解决。本工程钢筋笼除在开始调整阶段有4根桩钢筋笼上浮300－400mm外，其他钢筋笼均未明显上浮。另外操作过程中还应轻稳操作，防止灌注导管接头勾挂钢筋笼，如果出现勾挂钢筋笼现象，应立即刹车，旋转导管，直到勾挂现象消防。

3.3导管埋卡的预防
导管埋卡是指在砼灌注过程中全套或部分导管陷入孔内砼中不能提出，发生导管埋卡后，因孔内钢筋笼的存在，大都难以处理，会导致桩孔报废，需补桩，给施工单位造成巨大的经济损失。
浇筑浙江台州体育馆A21桩时，砼开始灌注时一切正常，灌注顺利，在灌注七个小时后，导管埋在砼中无法拔出，该桩报废，进行补桩处理，造成这次惨痛教训的主要原因有：（1）天气过热，混凝土灌注量大，灌注时间长，混凝土配合比中未加缓凝剂导致混凝土初凝。（2）导管埋管深度过大，该孔达到10米，且使用的是法兰导管，由于砼初凝导致阻力在短时间内增大，致使导管无法拔出。（3）由于施工安排不当，民工吃饭减慢灌了注速度，使混凝土满管时间加长，卷扬机在此期间没有活动导管，致使导管周围砼固结。从这次事故中我们也可看出，水下砼初凝时间需6个小时左右，确保砼的流动性应在5个小时间内结束灌注，大灌注量应采用机械化灌注。如需长时间灌注需使用缓凝剂，需控制导管埋深在2-6m，这样即可增加灌注砼压力，又可减小导管与砼之间摩擦力，有利于砼的顶升。
3.4灌注导管堵塞的预防
导管堵塞在钻孔灌注桩施工中比较常见，隔水塞不匹配，粗骨料粒径过大，砼拌和质量差均能导致堵管，笔者在施工过程中发现导管的密封性和最下一节灌注管的形状和距孔底的距离也是导致堵管的重要原因。
在浙江台州体育馆B31号桩的施工中，灌注四米混凝土，拆除导管时，发现导管严重漏水，随后就发生堵管，拆出导管时发现导管中部有一节法兰密封圈损坏，严重漏水，使混凝土严重离析，B31号桩拆出导管中竟然倒出一段长约40cm石子塞，导管漏水是导致堵管的直接原因。
在合肥兰德公司422号桩灌注中，开启活门第一次混凝土顺利灌入后，由于卷扬机工操作不当，刹车意外松开，导管向下冲击孔底，随后就发生堵管，多次强力震冲导管也无法解堵，拆出导管后发现在导管底形成混凝土塞，同时导管底部有变形现象，堵管原因是初灌混凝土不可避免同泥浆混合产生离析，意外下落将离析混凝土塞入导管，导管变形使得混凝土无法排出，造成堵管。
同样在合肥兰德公司498号桩施工中，第一次灌注混凝土下降不畅，灌注约3米堵管，怀疑导管漏水，提出钢筋笼扫孔、清孔后，下入导管，更换全部密封圈，进行第二次灌注，结果混凝土仍然下降不畅，灌注约4米堵管，重新扫孔、清孔后，下入另外一套导管，第三次灌注成功。仔细观察这套导管发现最下一节导管壁薄，开口没有加固箍板，略微变形，呈扁圆状，重新使用一节导管割出开口使用箍板加固刃脚，这套导管就可以正常使用。
由上述三例可以看出，导管的密闭性对灌注质量影响很大，既便是轻微的漏水也会导致砼灌注压力下降，影响桩身质量，法兰导管由于密闭性不好，应尽量避免使用，导管使用后应及时清洗，保持内壁光滑，有利于砼的通过，初灌时，导管下口应距孔底保持一定距离，通常为50cm，导管下口应为圆形，无变形，这样才能使初灌砼能连接下落封闭导管下口，并将受泥浆污染的混凝土顶升至导管口以上，使灌注能顺利进行。

4、几点体会

钻孔灌注桩施工质量受不同工程地质条件、施工条件及操作人员素质影响，钻孔灌注桩在施工中容易发生各种事故。但是要采取必要的施工技术手段，通过对成孔、清孔、混凝土灌注工序的质量加强控制，消除不利的影响因素，尽量避免一些事故的发生。
要求施工机械配备达到一定要求。例如：完成一根Ф1200mm，桩长50m的桩的砼灌注，机械化施工仅须四个小时，人工灌需12小时，显然人工灌注根本无法保证灌注质量，且极易发生灌注事故。先进机械、工艺的配备不仅提高施工效率，也增强了处理事故的能力。例如在发生堵管的事故处理中，清除桩底殘余砼原先使用钻头钻除，工效低速度慢，而使用泵砐反循环工艺可高效地清除，有效地缩短了处理时间。
事故处理往往耗费大量的时间，造成较大经济损失，因以预防为主。施工前应进行详细的施工准备，施工经验和施工参数的采集，能有效预防一些质量事故发生，定期例会能针对施工中问题进行交流及对施工参数进行修正，不仅能提高工效，并且能防止同类事故多次发生。
加强工人岗位技能培训和责任心教育也是杜绝由于操作不当，或操作者疏忽大意造成事故的重要一环。