软土地基钻孔灌注桩施工质量通病与防治.doc

软土地基钻孔灌注桩施工质量通病与防治

【摘要】 软土地基钻孔灌注桩工程施工质量通病主要有：缩径、断桩、桩顶冒水、桩身孔洞、钢筋笼“上浮”、“烂桩头”、桩孔坍孔、孔位倾斜等。分析其形成原因及相应的防治措施。
关键词：软土地基 钻孔灌注桩 通病分析 防治
钻孔灌注桩目前在软土地基处理中应用十分广泛，但因属隐蔽工程，施工中质量不易控制，成桩后质量检查比较困难，且由于软土的特殊性质，经常会出现一些质量问题。本人根据自己几年的施工实践，谈一谈见到的一些主要的质量通病形成原因及相应的防治措施。
1 缩颈
缩颈即孔径小于设计孔径。
1.1造成原因：塑性土膨胀。
1.2防治措施：
(1)根据地层变化配以不同的优质泥浆，降低失水量。
(2)成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。
(3)如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
2 断桩
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断桩。
2.1 产生的原因
(1)砼拌和物发生离析使桩身中断。
(2)灌注中，发生堵塞导管又未能处理好；或灌注中发生导管卡挂钢筋笼，埋导管，严重坍孔，而处理不良时，都会演变为桩身严重夹泥，砼桩身中断的严重事故。
(3)灌注时间过长，首批砼已初凝，而后灌注的砼冲破顶层与泥浆相混；或导管进水，未及时作良好处理，均会在两层砼中产生部分夹有泥浆渣土的截面。
2.2防治措施
(1)导管要有足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满砼的重量；内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验；导管最下端一节导管长度要长一些，一般为4米，其底端不得带法兰盘。
(2)导管在浇灌前要进行试拼，并做好水密性试验。
(3)严格控制导管埋深与拔管速度，导管不宜埋入砼过深，也不可过浅。及时测量砼浇灌深度，严防导管拔空。
(4)严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性，坍落度应满足灌注要求
3 桩顶局部冒水、桩身孔洞
3.1产生的原因
(1)水下砼灌注过程中，导管埋深过大，导管内外砼新鲜程度不同，再加上灌注过程中上下活动导管过于频繁，致使导管活动部位的砼离析，保水性能差而泌出大量的水，这些水沿着导管部位最后灌入的、最为新鲜的砼往上冒，形成通道(即桩身孔洞) 。
(2)水下砼灌注过程中，砼倒入导管速度过快过猛，把空气闷在导管中，在桩内形成高压气包。高压气包在其自身浮力或导管起拔等外力的作用下，在砼内不断上升，当上升到桩顶附近时，气包浮力与上升阻力接近，在没有外力的作用下，气包便滞留在桩身内，最终形成桩身孔洞。另外，有一些桩在截桩后，桩身内残余的高压气体，因通道打开而顺桩身的细小缝隙释放出来。这时，常会携带部分遗留在气包内的水往上冒，出现“桩顶冒气泡”的怪现象。
(3)水下砼灌注时间过长，最早灌入孔内的砼坍落度损失过大，流动性变差，终灌后导管拔出时留下难以愈合的孔洞。
3.2防治措施
(1) 控制导管的埋深，灌注过程中做到导管勤提勤拔。
(2) 砼倾入导管的速度应根据砼在管内的深度控制，管内深度越深，砼倾入速度越应放慢。在可能的情况下，应始终保持导管内满管砼，以防止桩身形成高压气包。实际施工中，往往因为导管每次起拔后管内都会形成空管，再次灌注时，桩身形成高压气包就很难避免。因此，应在灌注过程中适当上下活动导管，把已形成的高压气包引出桩身。
(3)适当加缓凝剂，确保砼在初凝前完成水下灌注。
4 钢筋笼上浮
钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
4.1.1造成原因：
(1)钻孔过深钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过大，导管在混凝土中埋置深度过多钢筋笼被混凝土拖顶上浮。
(2)当混凝土灌至钢筋笼下，若此时提升导管，浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮。
(3)混凝土灌注超过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，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浮。
4.2防治措施
(1)钢筋骨架上端在孔口处与护筒连接固定。
(2)灌注中,当砼表面接近钢筋笼底时,应放慢砼灌注速度,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。
(3)砼进入钢筋笼一定深度后，应适当提导管，使钢筋笼在导管下口有一定埋深。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，如果钢筋笼因为导管埋深过大而上浮时，现场操作人员应及时补救，补救的办法是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；这时可以看到，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。
5 “烂桩头”
5.1产生的原因
(1)清孔不彻底，桩顶浮浆过浓过厚，影响水下砼灌注时测量桩顶位置的精度。
(2)导管起拔速度过快，尤其是桩头直径过大时，如未经插捣，直接起拔导管，桩头很容易出现砼中间高、四周低的“烂桩头”。
(3)浇筑速度过快，导致孔壁局部坍塌，影响测量结果。
5.2防治措施
(1)认真做好清孔工作，确保清孔完成后孔内泥浆指标；在空孔较长的桩内测量砼上升面时，应控制好测锤的质量。通常认为使用5～40mm碎石砼时，测锤的质量可以控制在1.5kg 左右；使用5～25mm 碎石砼时，测锤的质量可以控制在1kg 左右。在设计桩顶与地面距离<4 m时，认为使用竹竿通过手感测量砼面更直观，精度更高。
(2)砼终灌拔管前，应使用导管适当地插捣砼，把桩身可能存在的气包尽量排出桩外后，以便精确测量砼面。也可通过导管插捣使桩顶砼摊平。
6 灌注砼时桩孔坍孔
钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。
6.1原因分析
(1)土质松散，泥浆护壁不好
(2)灌注砼过程中，孔内外水头未能保持一定高差。
(3)护筒周围未用粘土紧密填封漏水；孔外堆放重物或有机械振动，使孔壁在灌注砼时坍孔。
(4)导管卡挂钢筋笼及堵管时,均易发生坍孔。
(5)钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
6.2预防方法
(1)在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，。
(2)灌注砼过程中，要采取各种措施来稳定孔内水位，还要防止护筒及孔壁漏水。
(3)搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。
(4)成孔后，待灌时间一般不应大于3小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间 。
7 孔位倾斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
7.1原因分析
(1)场地平整度和密实度差，
(2)桩机本身未竖直或桩机平台不水平。
(3)桩机在钻孔过程中发生不均匀沉降。
(4)钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大，造成钻孔偏斜。
(5)在进行超深桩作业时，桩机钻杆太细。
7.2防治措施
(1)压实、平整施工场地。
(2)首先要扩大桩机支承面积，使桩机稳固，并保证钻机平台水平。
(3)采取经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前做井径、井斜超声波测试。
(4)严格按照规范要求选配钻杆。
8 结束语 ：
总之，在软土地基上进行钻孔灌注桩作业比在其它地区作业难度更大，施工质量更难控制，这就要求我们在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对施工过程中可能会发生的一些问题及时进行分析处理，做至科学组织，精心施工，严格管理，施工质量是完全有保证。参考文献：
[1]华南工学院等四校合编《地基及基础》中国建筑工业出版社
[2]冶金工业建筑研究总院《地基处理技术——桩和桩基》冶金工业出版社