浅析钻孔灌注桩施工质量问题

2011-08-15万宏林

山西建筑 2011年17期

万宏林

钻孔灌注桩系地下隐蔽工程，大部分是在水下进行的，其施工质量控制难度较大，施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度。笔者根据工作经验和体会，分析了施工中常见质量问题产生的原因，提出了相应的防治措施和处理方法，供施工过程中参考。

1 导管堵塞

1.1 主要原因

1)导管变形，影响隔水塞通过。2)制作的隔水塞不符合要求，直径过大卡住导管;或直径过小，灌注混凝土离析，粗骨料进入隔水塞和导管内壁之间卡住隔水塞。3)拌和混凝土离析严重，或灌注过程中导管漏水，混凝土受水冲洗后离析，粗骨料集中在一起而堵管。4)拌和混凝土坍落度过小，流动性差，或因停电等原因暂停灌注时间过长，使混凝土在管内停留时间过长而失去流动性，从而产生与管壁较大的摩阻力而堵塞导管。5)灌注时间太长，表层混凝土已过初凝时间，开始硬化。

1.2 防治措施

为了防止情况1)和2)的发生，隔水塞应制作规范，组装导管时要仔细认真检查导管内壁有无局部凹凸，导管出口是否向内翻转;检查导管连接处密封用的橡皮垫是否凸出内壁。为了防止情况3)和4)的发生，应严格控制粗骨料规格、混凝土坍落度和拌和时间，保证混凝土的质量。为了防止情况5)的发生，应尽量缩短灌注时间，若暂停灌注，应在保证埋管深度的前提下经常上下小范围提动导管，以免混凝土失去流动性堵塞导管。

1.3 处理方法

一旦出现堵管，要具体分析其产生的原因。对于由于混凝土质量、隔水塞等原因产生的堵管，可用粗长钢筋或竹杆疏通管内混凝土，用铁锤敲振导管处理。由于导管底部距孔底偏小，混凝土流动不畅发生堵管，可将导管慢慢提升1 m左右进行抖动，待混凝土流动后，再将导管下降0.5 m～0.7 m。对于上述方法均无效时及时拔出导管，重新下设并按处理断桩的办法处理。

2 钢筋笼上浮

2.1 主要原因

1)混凝土质量差。易离析的、初凝时间不够的、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上浮，有时混凝土面已升至钢筋笼上一定高度时，表层混凝土开始发生初凝结硬，也会携带钢筋笼上浮。2)钢筋笼孔口固定不牢，未用电焊进行固定。3)提升导管过猛，不慎挂住钢筋笼造成上浮。4)当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距钢筋笼仅1 m左右距离时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮。5)由于混凝土灌注至钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇筑时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果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速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。

2.2 防治措施

1)要严格细致地下好钢筋笼，并将其牢固地绑扎或点焊于孔口。2)下放导管时，应使导管顺桩孔中心位置而下。3)在灌注过程中，当混凝土接近钢筋笼下段时，要徐徐灌注混凝土，以减少混凝土对钢筋笼向上的冲力。特别注意导管出口与钢筋笼底口不得齐平，一般导管出口要低于钢筋笼不小于1.5 m，或高于钢筋笼底不小于1 m。4)混凝土应严格按配合比配制，灌注要连续进行，并保证在首批初凝时间内完成整根桩的全部灌注工作。

2.3 处理方法

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，此时每上提一次导管，钢筋笼会在导管的抽吸作用下自然回落一点;坚持多上下活动导管几次，直到上浮的钢筋笼全部回落为止。

3 桩身缩径(孔径小于设计孔径)

3.1 主要原因

1)孔壁粘土的侵入，或地层承压水对桩周混凝土的侵蚀。2)塑性土膨胀。3)清孔不彻底，泥浆中含泥块较多，终灌拔管过快，引起桩顶周边夹泥，导致保护层厚度不足。4)孔中水头下降，对孔壁的静水压力减小，导致局部孔壁土层失稳坍落，造成混凝土桩身夹泥或缩径。5)混凝土严重离析。

3.2 防治措施

1)预防缩径的关键是控制泥浆比重，确保泥浆能保持孔壁平衡。2)使用直径合适的钻头成孔，根据地层变化配以不同的泥浆。3)成孔施工时应重视清孔，做到清渣而不清泥，预防清孔后在浇筑混凝土的过程中局部坍塌，导致缩径产生。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔的一段时间内，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。

3.3 处理方法

1)若出现缩径，可采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。2)下放钢筋笼须在孔口扶正，慢慢放入，避免拖挂孔壁引起塌孔。钢筋笼下放完毕及时检查孔底沉渣情况，发现沉渣突然增多，则表明孔壁有失稳垮坍现象，应换用比重为1.5～1.7的稠泥浆护壁，防止进一步垮孔。3)灌注时，若发现孔口返水颜色突然改变，并夹有大量的泥土粗砂返出，说明孔内出现了塌孔现象，应停止灌注作业，探测孔内混凝土面位置，分析塌孔原因，并提出导管，换用干净泥浆清孔，排出塌落物，护住孔壁，重新成孔进行成桩。4)混凝土灌注完成后验桩发现桩身缩径，若位置较浅，则直接开挖对缩径部位施工补救;若位置较深，且缩径严重，则应考虑补桩。

4 断桩或夹层

4.1 主要原因

1)灌注时测深不准或计算错误将导管提升过高，以致导管底部脱离混凝土层。2)灌注作业因故中断过久，表层混凝土失去流动性，继续灌注的混凝土顶破表层而上升，将有浮浆泥渣的表层覆盖包裹，形成断桩。3)灌注过程中，混凝土堵管或导管严重漏水，不得不将导管拔出。4)灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，且随时间增长，泥浆中残渣不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，堵管或导管拔不上来，引发断桩事故。5)混凝土拌和物发生离析使桩身中断。6)泥浆过稠，泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，增加了浇筑混凝土的阻力。致使施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，在提取导管上下振击时，管内储存的大量混凝土一旦流出即会冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层。7)灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:a.当导管堵塞时，一般采用上下振击法，使混凝土强行流出，但如此时导管埋深很少，极易提漏。b.在测量导管埋深时，对混凝土浇筑高度判断错误而在卸管时多提，使导管提离混凝土面，也会产生提漏引起断桩。

4.2 防治措施

1)认真做好清孔，防止孔壁坍塌。2)尽可能提高混凝土浇筑速度。开始浇筑混凝土时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。快速连续浇筑，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞。3)提升导管要准确可靠，灌注混凝土过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程。4)灌注水下混凝土前检查导管是否有漏水、弯曲等缺陷，发现问题及时更换。5)导管要有足够的抗拉强度，能承受其自重和注满混凝土的重量;内径应一致，其误差应小于±2 mm，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤进行通过试验;导管最下端一节要长一些，一般为4 m，其底端不得带法兰盘。6)导管在浇灌前要进行试拼，并做好水密性试验。7)严格控制导管埋深与拔管速度，导管不宜埋入混凝土过深，也不可过浅。及时测量混凝土浇灌深度，严防导管拔空。8)经常检测混凝土拌和物，确保其符合要求。

4.3 处理方法

当灌注过程中导管因上述原因而形成断桩，若混杂泥浆的混凝土层不厚，能将导管插入并穿透此层到达完好的混凝土内时，则重新插入导管。但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。由于不可能将导管内的水完全抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量提高稠度，之后的混凝土可恢复正常的配合比。若混凝土面在水面以下较浅，且尚未初凝时，可在导管底部设置隔水塞，将导管重新插入混凝土内，导管上面再加一定重量，以克服水的浮力，导管内装满混凝土后，稍提导管，利用混凝土自身重力将底塞压出，然后继续灌注。

若断桩位置较深，断桩处承受的弯矩不大，且断桩处以上已灌注混凝土时，可用压浆补强的方法处理，待水泥浆硬化后，应再作一次钻孔取芯，检查补强效果，如断桩、夹泥情况排除，认为合格后，方可交付使用。