钻孔灌注桩桩身缺陷的处理措施和方案探讨

2011-07-13曲长清

黑龙江交通科技 2011年12期

关键词：缩径断桩压浆

曲长清

(黑龙江省公路勘察设计院)

钻孔灌注桩桩身缺陷的处理措施和方案探讨

曲长清

(黑龙江省公路勘察设计院)

结合工程实际提出了桥梁钻孔灌注桩施工过程中断桩的处治措施，详细介绍了钻孔灌注桩断桩处理过程中的取芯、清淤、压浆、验证等具体做法。

钻孔灌注桩;质量缺陷;防治与处理

1 前言

钻孔灌注桩的应用十分广泛，而且已经有了成熟的施工工艺和质量控制方式，但由于施工过程的不确定因素较多，桩身很容易产生夹泥、缩径、空洞和胶结不良等缺陷。在以往的施工过程中，通过动测(小应变)检测的钻孔桩之中，一般有1% ～5% 的Ⅲ类桩。也就是说，有1% ～5% 的钻孔桩需要进行适当的处理，方能正常使用。将有问题的桩变为合格的桩，在处理桩身缺陷之前，要对桩身缺陷的成因进行技术分析，确定缺陷的类型，然后对症下药，找出合理、经济的处理措施和方案。

2 产生桩身缺陷的主要原因

钻孔灌注桩施工质量的决定性因素是水下混凝土的灌注。由于水下混凝土灌注的特殊性，往往导致在灌注过程中出现诸如:导管进水、卡管、坍孔、埋管、浇短桩头等问题。同时，一根桩穿过的地层可能由不同的土壤构成，也就是说，地质情况比较复杂。在这种复杂的地质情况下，桩身在灌孔过程中容易产生卡管、夹泥、缩径、局部离析等缺陷。具体分析如下。

2.1 断桩

(1)在开始灌注时，首批混凝土储量没有达到规定的要求，导管底口距孔底间距太大，首盘

混凝土不能有效地埋住导管口，使泥水进入导管造成断桩。首批混凝土储量的最小值计算公式为。

式中:Vmin为储料斗最小容量，m3;d为导管直径，m;D为钻孔直径，m。

(2)灌注混凝土过程中导管提升过猛或测量计算失误致使导管底口脱离混凝土面而引起断桩。

(3)拆除导管时，误测混凝土面深度而使导管埋深得不到保证而引起断桩。

(4)机械设备故障，造成混凝土灌注中断时间过长而引起断。

2.2 夹泥

(1)当首批混凝土已达到初凝状态，导管埋置深度又较浅，续灌混凝土数量较多，可能会冲破原有混凝土顶层及泥浆渣土而引起夹泥。

(2)当灌注混凝土过程中，因某种原因造成孔壁局部坍塌，且有大块泥团崩落形成夹泥。

(3)因导管破裂或接头密封不严，在压力作用下，泥浆混入导管中的混凝土而引起夹泥。

(4)灌注较长的钻孔桩时，孔内泥浆稠度越来越大且因靠近钢筋笼时，桩身混凝土很容易产生夹泥。

2.3 缩径或局部混凝土松散

(1)桩身混凝土的碎石级配不良或混凝土运距长(泵送混凝土除外)引起混凝土严重离析而出现的缩径现象。

(2)导管埋置过深，而又拆管不及时，或拔管过快使新老混凝土不能很好地结合，而留下空隙，引起局部松散。

(3)因桩身范围的地层之中夹有一层比较软弱的土壤，而造成桩身缩径。

(4)局部扩孔而导致的桩身缩径，一般可以不处理。

3 桩身混凝土质量缺陷处理

钻孔灌注桩因缺陷产生的原因不同，严重程度也各有差异，处理方法也各不相同，在实际工程当中就应采取相应、适当和经济的方式进行处理。

3.1 断桩的处理

(1)如果一根桩在刚开始灌注时就发生卡管、导管断落、首批混凝土未埋住导管底口时，应立即清除已灌混凝土，进行重新灌注。最好在现场配备高压设备，对已灌混凝土采取吹风、吹水，以方便、快捷地清理已灌注的混凝土。

(2)当桩身混凝土已灌注到一定长度时发生断桩，而又未及时进行处理，造成已灌注混凝土凝结，可以采取冲击钻重新成孔的方式进行。如断桩位置位于水位线以上，亦可采取明挖接桩的方式进行。

(3)桩身混凝土缺陷位于桩顶下一定范围内(0～5 m)，同时水位较低或水位容易降低，可将缺陷处至桩顶的混凝土凿除，再用同标号或提高一个标号的混凝土接桩。

3.2 夹泥、缩径或局部混凝土松散

桩身混凝土经过无破损检测发现存在缺陷，而又经过钻蕊取样证实时，应采用适当的方法进行处理，以满足设计要求。

(1)压浆

①当桩身混凝土存在夹泥、缩径或局部混凝土松散等缺陷时，可采用压浆补强的方式进行处理。浆液可采用水泥浆或改性高分子聚合物和其他化学浆材。对需要压浆补强的桩至少设两个钻孔，一个进浆孔，另一个出桨孔，孔深要求到缺陷位置1 m以下。

②补强程序:先根据无破损检测所确定的缺陷位置进行钻孔取蕊，再用高压水冲洗干净桩身混凝土中的夹泥或松散混凝土，然后再将孔中的水排出，即可压浆，直至浆液充满缺陷部分。

③实例:例如经无破损检测，发现一根桩在桩头下面10～12 m处桩身混凝土局部松散，并位进行抽蕊检测。经过4、5号孔位进行抽蕊证实，该桩在桩顶以下10～12 m内混凝土确实不能满足设计要求，其他部位桩身混凝土质量良好。经几方会审，决定采用压浆补强的方式处理。帷幕灌浆，阻止浆液外流，灌浆段为桩顶以下8～14 m，采用425#普通硅酸盐水泥灌注。

(2)补强

当桩身混凝土出现缩径时，可采取在抽蕊孔加设补强钢筋束的方式进行处理。抽蕊孔的数量和补强钢筋束的多少应通过计算来确定。

一般的方法是，通过抽芯孔来确定缩径的程度，根据缩径的程度计算所需的钻孔和钢筋数量。计算方法可采用等强度替代法。

施工程序如下。

①取芯确定缩径的范围。

②根据缩径的范围确定钻孔数目和钢筋束用量。

③用高压水冲洗钻孔，直至全部都是清水为止。

④在孔内放置事先计算好数量的钢筋束。

⑤在孔内压浆至饱满。