浅谈钻孔灌注桩成桩质量事故的处理
一、概述
目前，钻孔灌注桩在国内基础工程领域中已占据重要地位。钻孔灌注桩成桩后常见的质量事故有桩身混凝土离析松散、裂缝、夹泥、断桩和桩位出现偏差等。随着钻孔灌注桩基础的广泛采用，其检测技术和质量事故的处理方法也在工程实践的探索过程中不断积累和完善。常用的桩基质量检测方法有低应变反射波法、声波透射法和钻孔抽芯法等。
对检测确认的质量事故，应根据质量事故的具体情况和客观条件，及时采取妥善的补强处理或返工措施，把质量事故所造成的损失降到最低限度。
二、处理方法
1、灌浆补强法
对于成桩后采用动测法或声测法发现有缺陷的钻孔灌注桩，一般再采用地质钻机钻2个孔以抽芯鉴别，孔深要求达到桩身缺陷部位底部再加深1m。对于采用钻孔抽芯法观测发现有缺陷的钻孔灌注桩，一般也需钻2个孔作比较和鉴别。
对于桩身局部性的混凝土缺陷，如局部粗细骨料胶结不紧密而形成的局部蜂窝和离散等，可采用灌浆补强法处理。抽芯检测所钻的2个孔，一个作为灌浆的进浆孔，另一个作为出浆孔。
灌浆宜分3次进行，第一次向进浆孔压入水灰比0.7～0.8纯水泥稀浆，待孔内原有积水全部从出浆孔口压出来后，再用水灰比0.5～0.6的水泥做第二次灌浆，压一阵停一阵（每阵相隔约15min，使浆液充分扩散。当出浆孔口排出和压入的水泥浆稠度相同后，再进行第三次灌浆（使用水灰比为0.38～0.43的浓水泥浆），将灌浆压力调至最大0.7MPa，稳压闷浆至少20min，关闭灌浆阀，灌浆工作即结束。
2、桩中挖桩法
对于钻孔取芯确认桩身混凝土存在严重夹泥、裂缝、松散和断桩等缺陷的大直径钻孔灌注桩（直径大于1.5m），如缺陷部位不是很深（深度在30m以内），可采取在桩身中心进行人工挖孔，然后再灌注相同混凝土的方法处理。
人工挖孔孔径宜比原钻孔灌注桩的桩径减少300mm，以保证孔壁周围至少有150mm原混凝土作为人工挖孔的“护壁”。同时挖孔孔径不宜小于1m，以利孔内施工人员操作和确保安全。
人工挖孔应挖至原桩身缺陷底部，并适当加深，加深深度宜为孔径1倍以上。
桩孔宜设置钢筋笼，钢筋笼可按构造要求配筋。桩芯混凝土强度等级宜与原钻孔灌注桩的桩身混凝土相同，以确保桩身的完整性和新旧混凝土弹性模量一致。
灌注桩身混凝土前应认真清理孔壁和孔底的残渣、积水。混凝土的灌注方法、坍落度和配合比应与人工挖孔桩的桩芯混凝土灌注方法相同。
3、另行成桩法
对于桩身存在多处严重缺陷或缺陷部位深度较大者，或桩身严重偏位、倾斜，同时又由于客观条件不能补加桩或不能采取其他处理方法的，为了不留下隐患，在不得已的情况下，可采用冲除废桩另行成桩的方法。
冲除废桩可采用冲击式钻孔桩机，钻头直径宜比所冲除的桩径大5～10cm，以防废桩钢筋笼卡住钻头。冲击锤质量不宜小于5000kg，宜用6翅锤头，冲击时应采用2m左右的冲程，以起到对旧桩混凝土的冲击破碎和对旧钢筋笼的向外挤压作用。
冲除前，先将桩头露出的钢筋割除，平整施工场地，用振动锤施打钢护筒。钢护筒内径比钻头直径增大200mm，长度以3m以上为宜（视表层土质而定）。整体套住废桩以后，再将冲击式钻机就位并开始冲桩。
为增大冲击能量和加快冲桩速度，冲击过程中宜采用低密度的泥浆，并不断进行泥浆沉淀循环和掏渣换浆工作。泥浆相对密实以1.2左右为宜，含砂率宜小于8%（可按不同地质土层控制）。如发现泥浆稠度太小，可在冲桩前及冲桩过程中适当抛加粘土块或水泥，用以造壁防止塌孔。
废桩冲除后，对于偏位桩孔的回填，可采用粘土、碎石和片石相间回填，也可以采用低强度的细石混凝土灌注。若采和粘土、碎石和片石相间回填，则回填后须经过一定时间固结沉降，方可进行正位钻孔成桩作业；若采用低强度的细石混凝土灌注，则要求大坍落度（180～220mm）的混凝土，并宜采用水下混凝土的灌注方法，灌注混凝土3～5d后即可进行正位钻孔成桩作业。
正位钻孔成桩宜采用冲击式钻孔桩机。冲击成桩过程应严格控制桩孔的垂直度，若发现偏离，宜在软弱的部位抛入片石或袋装混凝土后再进行成孔作业。其施工方法和技术措施与一般的钻孔灌注桩相同。
如采用该方法处理偏位的摩擦桩，由于正桩部分与回填孔位重叠，为防止桩承载力降低，可采用加深正位桩长度的方法解决。需加深的长度可按所减少的桩周摩擦力经过计算而定。
4、其他处理法
4.1凿桩顶补强法
对于经过检测发现桩顶混凝土强度低、夹泥松散等缺陷，而缺陷部位较浅，如旱地桩在5m以内者，水中桩在钢护筒深度范围内（钢护筒没有拔除时），可采用此法。用人工凿除缺陷深度范围内的混凝土，经冲洗和凿毛后，用不低于原桩身混凝土强度等级的混凝土进行补强处理。
4.2加固土质法
对于工程类别较低的摩擦桩或摩擦端承桩，如桩身缺陷较轻微，或缺陷部位较深而上部有较长的完整桩身可利用，在经过研究和计算加固桩身周围土体后能明显提高桩周摩擦力的情况下，可考虑采取此方法。土体的加固可采用钻孔灌压浆和深层旋喷等方法。
4.3补加桩方法
适用于处理桩身缺陷较深、局部性缺陷，或偏位的单桩、多桩或群桩，并且补加桩场地许可的情况。补加桩后原设计单桩承台即成为二桩承台、二桩承台即成为三桩承台等。
4.4直接正位成桩法
该方法针对处理偏位桩，并类似于另行成桩方法，但不需先冲除废桩，而直接将废桩的桩顶钢筋割除并平整场地，作为坚硬土体，采用钻头质量5000kg以上的冲击式钻机直接正位成桩。
由于正桩位与原偏桩位有部分重叠，正位成孔时要冲除部分旧桩，因此应在发现桩偏位后尽快实施处理，在废桩混凝土龄期较短、强度还较低的情况下实施冲孔，以减小正位成孔的难度。
正位冲击成孔时，由于土质一边硬一边软，易发生桩孔偏位和倾斜，应及时在土质较软的一边抛填片石后再继续冲孔。
4.5爆破废桩另成桩法
该方法实际为另行成桩法中的一种，但对废桩的处理不采用冲击式钻机冲除，而是采用爆破的方法，而且爆破后无需回填，经平整处理后，即可直接正位成桩。适用于深度不大（常规爆破能炸裂）的桩基，应在周围环境许可的情况下采用。
三、结语
对于钻孔灌注桩成桩质量事故，前述各种处理方法中，灌浆补强方法成本较低，速度也较快，但处理效果难以把握，往往要再采用可靠方法检验处理效果，适用于桩身缺陷较轻微和范围较小的情况；另行成桩方法直接干脆，效果较好，但成本代价较高，工期较长，适用于工程类别较高，工期较松，质量事故后果较严重等情况；桩中挖桩方法处理成本与效果介于上述两种方法之间，采用该方法应采取可靠的安全措施，适用于桩身直径较大和缺陷部位较浅等情况。
在处理方法的选择方面，应根据桩身直径、深度及地质等情况，不仅应考虑各种处理方法的技术可行性、处理效果、成本和工期，还应考虑工程类别、重要性和客观环境等因素。
