钻孔灌注桩施工中质量控制常见问题及防范措施的探讨

2010-08-07孙家新何书斌陈向军袁学勤

治淮 2010年3期

孙家新何书斌陈向军袁学勤

钻孔灌注桩是一种适应性强、施工操作简单、施工噪音低，无振动，无挤压，对相邻建筑物影响小，设备投入不大的常见的基础形式，由于是在地面以下进行，施工过程无法直接观察，且成桩后也不能直接进行开挖验收，所以它又是最容易出现质量问题的一种基础形式。本文简要分析钻孔灌注桩施工过程中可能存在的几种质量问题及相应的防范措施，旨在为类似工程提供借鉴，进行必要的施工过程防范。

一、孔壁坍塌

孔壁坍塌是由于土壤的持力层发生变化致使钻孔漏水、漏浆而导致孔壁坍塌的一种质量事故。其表观现象为在钻进过程中，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。孔壁坍塌的原因主要在于：护筒的长度不够，护筒变形或形状不合适；保持的水头压力不够；地下水位有较高的承压力；在砾石层等处有渗流水或者没水，孔中出现跑水现象；泥浆的容重及浓度不足；成孔速度太快，在孔壁中来不及形成泥膜；沉放钢筋时碰撞了孔壁，破坏了泥膜及孔壁。

针对这种问题，应采取的处理措施为：（1）在施工现场埋设灌注桩护筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实，必须注意保持护筒安装垂直，在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0～1.5m的水头高度；（2）当发现地基有地下水时，应密切注意是否夹有不透水层。当下层的地下承压水的水头比下层的地下水位高时，必须能保持足够的泥水压力，在施工前的地质情况勘测中，一定要求给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素条件；（3）严格控制泥浆的比重，其控制值以1.05～1.15左右为宜；（4）在钻孔过程中或中断成孔作业时，要着重监视漏水、跑浆情况；（5）根据地质情况合理控制钻孔速度，确保形成有效泥浆膜。

二、缩颈

缩颈主要是由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。处理措施为：（1）采用优质泥浆，降低失水量；（2）成孔时宜加快成孔速度，在成孔一定时间内尽快形成泥皮，防止孔壁渗水；（3）采用上下反复扫孔的办法，进而扩大孔径。

三、钢筋笼上浮

钢筋笼上浮是施工遇到的难题之一。造成的原因是：（1）提升导管过猛，不慎挂住钢筋笼，造成上升；（2）混凝土质量太差，离析严重，初凝时间不够，造成混凝土面在上升至钢筋底端时，钢筋难以插入混凝土中；有时由于混凝土灌注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，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升；（3）钢筋笼孔口固定不牢；（4）混凝土表面接近钢筋笼底口、导管埋深不足，混凝土的灌注速度太快，使混凝土下落冲击导管底口向上反冲，其向上托力大于钢筋笼的重力造成钢筋笼上浮。预防钢筋笼上浮，关键是要严格细致地下好钢筋笼，并将其牢固地绑扎或焊接在孔口护筒上，增加其重力。下导管时，应使导管确保在孔位中心。在灌注混凝土中，当混凝土面接近钢筋笼底口时，应放慢混凝土的浇筑速度。一旦发现钢筋笼上升，应放慢混凝土灌注速度，查明原因后，首先选用预压措施，并仔细计算量测导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。

四、沉渣量多

施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施如下：（1）当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换；（2）钢筋笼吊放过程中发生碰撞孔壁的事故，会致使孔壁的泥土坍落在桩底。因此，钢筋笼吊放时，务必使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁；（3）钢筋笼调放后，应检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔；（4）导管底部至孔底的距离宜为30～40mm，灌注混凝土时，应根据孔径、孔深和泥浆比重计算出足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下2～6m为宜，以利用混凝土浇筑时产生的巨大冲击力把底部沉渣挤托到顶部。

五、导管进水

在浇注混凝土过程中因过量上提导管，底口与孔底距离过大，混凝土流出导管底口时流速过快，使接头部分产生漏水等情况，将造成混凝土离析、流动等质量事故，在桩身上留下致命的质量隐患。可采取以下措施防止导管漏水：（1）浇筑混凝土之前，对导管进行密封试验，若发现导管口出现漏水现象时，应立即提起导管进行检查，对漏水部位进行严格的防水处理后，再重新放入桩孔中；（2）在浇筑混凝土时，应尽可能将导管底部深深地埋在混凝土中，提升时速度要缓慢，当发现导管上提明显过量时，应迅速将导管插到混凝土中，并利用小型水泵或小口径的抽水设备，将导管中的水抽净之后，再继续浇筑混凝土。

六、堵管

导管堵塞是灌注桩施工时极易出现的问题，主要原因有如下几方面：（1）粗骨料规格不符合要求，比如粒径偏大、级配较差、针片含量偏大；（2）混凝土配合比不合理，造成和易性较差，坍落度过小或过大，造成离析；（3）水泥的初凝时间太早，特别是高温季节；（4）导管在接近孔底标高时下落速度太快，就有可能使导管孔进入混凝土（或粘性土）中，将导管堵死。有时即使未堵死，二次清孔时，泥浆也可能翻上来，使混凝土不能顺利通过，从而造成导管堵塞。

针对堵管可采取以下防治方法：（1）严格把好原材料关口，粗骨料级配要严格配比，一般以连续级配为好，针片状含量要小于3%，细骨料选中粗砂；（2）水泥的初凝时间不能太早，严格控制水灰比，随时掌握坍落度；（3）下导管操作时，对导管下落的长度、孔底标高做到心中有数，下落速度不要过快、过猛，要距孔的中心下落，不要擦孔壁，特别接近孔底标高时，更要小心、缓慢；（4）初灌时如果发现下落不畅、泥浆浮出，就该考虑导管堵塞问题，可将导管提升上下插入几次，如果堵塞不严重可以排除，否则必须把导管全部提出，排除障碍后，再重新下管。

七、断桩

断桩是指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间断桩。造成原因及防治措施如下：（1）导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。为避免质量事故的发生，导管离孔底距离要严格按照规范控制，并应认真进行孔径、孔深及泥浆比重测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量；（2）导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，造成桩身中段出现混凝土不凝体。施工中要严格确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多；（3）在浇注混凝土时，由于导管提升和起拔过多，或因停电、待料等原因造成夹渣，造成桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开。施工中应明确规定，混凝土浇注过程中，一旦开始浇筑工序，一定要连续完成作业，确保在混凝土初凝时间内连续浇注。在灌注混凝土过程中应避免停电、停水，并随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，严格遵守操作规程。