钻孔灌注混凝土桩质量控制和缺陷处理方法

2014-04-16康铁锤万延军河南裕来建筑工程有限公司汝州市建筑勘察设计院有限公司

经济技术协作信息 2014年14期

关键词：孔壁护筒灌注桩

康铁锤万延军/.河南裕来建筑工程有限公司；.汝州市建筑勘察设计院有限公司

钻孔灌注混凝土桩质量控制和缺陷处理方法

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针对钻孔灌注桩基础施工中容易发生的质量缺陷，分析了问题出现的原因，提出了有效的控制措施和处理方法，以保证整个工程的施工质量。

钻孔灌注桩；质量缺陷；处理措施

一、概述

钻孔灌注混凝土桩是在泥浆护壁的条件下，机械钻进形成桩孔，用导管灌注混凝土的施工方法。钻孔灌注混凝土桩基础与其他混凝土桩基相比，施工成本低，对工程施工作业场地周边环境及地质影响较小，所以在公路、铁路、水利、水电等大型建筑以及各类民用建筑中，都得到了广泛应用。钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能开挖验收，施工中的任何一个环节出现问题，都会直接影响整个工程的质量和进度，甚至造成巨大的经济损失和不良社会影响。防治在钻孔混凝土桩施工过程中经常出现的施工质量问题，保质保量地完成桩基施工是十分重要的施工环节，所以深入地分析钻孔灌注桩基础施工中可能出现的各种问题，并运用相应的防治措施解决问题，在钻孔灌注桩的施工中非常重要。

二、施工过程中常见质量问题及处理措施

1.钻孔偏斜。钻机安装时没有支撑好、钻孔土层结构性质不均匀等因素引起钻机整体偏斜或钻头在钻孔内偏斜，导致出现钻孔偏斜。

因钻机安装倾斜造成偏空，应先移开钻机，检查钻孔壁情况，若钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，然后重新安装钻机恢复施工。如果钻孔壁随时有坍塌的可能，则将钻孔回填至原地面标高，待地层静置稳定后重新开始钻孔。

如果是地层结构不均匀引起的偏斜空，应先分析岩层的走向，然后再用适当的回填料回填至计算确定的高程处，静置一段时间后再恢复施工。

2.弯孔、缩孔。造成弯孔、缩孔的原因是由于塑性土膨胀，使成孔后的孔径产生弯曲、孔径局部变小。

将钻机钻头提到偏斜、缩孔处，采用上下反复扫孔的办法以扩大孔径，直到钻孔正直为止；成孔时应加大泵量，加快成孔速度，缩短澄空时间，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水也不会引起膨胀；还可以针对缩孔原因，先用块石或卵石回填，再采用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理。

3.坍孔。钻进过程中如发现排出的泥浆中不断有气泡出现，或者泥浆突然漏失，则说明有孔壁坍陷迹象。孔壁坍陷的主要原因是土质松散的土层中进尺较快、泥浆护壁不好、吊装钢筋笼碰撞孔壁、护筒周围未用粘土紧密填封及护筒内水位不高等因素。

可采用优质泥浆并适当加大泥浆的密度、埋深护筒、加高护筒内水位等措施防止坍孔，坍孔严重时应回填重新钻孔。搬运和吊装钢筋笼时，应防止钢筋笼变形，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要快速焊接，尽可能地缩短安放时间。成孔后，待灌时间一般不应大于3小时，在保证混凝土施工质量的情况下，尽可能缩短其灌注时间。

4.护筒脱落。因施工地点地表层多为砂粘土，施工时孔口使用钢护筒防止塌孔，护筒底部及四周用粘土填实。若护筒背后填土不密实或受水流的浸泡等引起护筒失去稳定而脱落。

出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开。由于水流浸泡引起的，应先排除流水，在原地面上填一层粘土使地面干燥、不渗漏然后重新安装护筒；由填土质量引起的，应重新埋设护筒，保证其稳定性。

5.桩底沉渣量过多。桩底沉渣量过多的原因可能存在于以下几个方面：清孔不彻底或没有进行二次清孔；泥浆密度过小或泥浆注入量不够没有使沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中碰撞孔壁使泥土坍落；清孔后待灌时间过长，导致泥浆沉积。

成孔后，钻头提高至孔底10cm～20cm，保持慢速空转，维持清孔时间不少于30分钟。采用优质泥浆，控制泥浆的密度和粘度。吊放钢筋笼时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免钢筋笼碰撞孔壁。采用较快的钢筋连接方法对接钢筋笼，减少空孔时间。安防钢筋笼后检查沉渣量，若沉渣量超过规范要求，则应进行二次清孔。灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30cm～40cm，要有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1m以上，利用混凝土的冲击力冲开孔底沉渣。

6.钢筋笼上浮。钢筋笼上浮的原因主要是由于钢筋笼在制作、堆放、吊装、运输等施工过程不符合规范要求，导致钢筋骨架内径与导管外壁的间距过小，使导管在提升的过程中挂带了钢筋笼。其次，施工过程中混凝土浇筑速度过快，混凝土面升至钢筋笼底部产生向上的浮力和冲力，导致钢筋笼向上移动。

处理措施是对钢筋笼不符合设计要求的，应在混凝土灌注桩的上端增加局部钢筋，并增设固定装置，防止钢筋笼上浮。再者要严格控制钢筋笼的加工质量，防止变形，确保钢筋笼内径与导管外壁之间的距离。在混凝土浇注过快引起的钢筋笼上浮问题上，应控制混凝土适当的浇筑量和浇灌速度，反复上下摇动导管。如果钢筋笼上浮问题得不到解决，必须中止浇灌混凝土，拔出导管，向孔内回填粘土，该桩作废处理。并及时联系监理人员、设计人员重新补桩。

7.断桩与夹泥层。泥浆过稠是造成夹泥层的主要原因。泥浆过稠，如泥浆比重大且泥浆中含有较大的泥块，加大了浇注混凝土的阻力，会在施工过程中发生导管堵塞、流动不畅等情况，甚至导管内灌满混凝土还是不行，最后只好提取导管上下震动，由于导管内存储大量混凝土，在混凝土流出导管时，冲力过大，冲破泥浆最薄弱处迅速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层。导管埋置深度是造成夹泥层的另一个原因。导管埋得太深，拔出导管时底部已接近初凝，导管拔出后混凝土不能及时充填，造成泥浆填入。引起断桩的主要原因是混凝土灌注时间过长，此时上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而后随时间增长，泥浆中残渣不断沉淀，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，导致堵管与导管拔不出来，引起断桩事故。

断桩与夹泥层这两种质量缺陷直接影响桩身的承载能力，直接关系到工程的质量，一旦发生会造成严重的经济损失和工期延误。在施工中首先要认真做好清孔，防止孔壁坍塌；其次尽可能提高混凝土灌注速度，开始浇筑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，并快速连续浇注，使混凝土和泥浆一直处于流动状态，可防止导管堵塞。其次，提升导管要准确可靠，浇筑混凝土的过程中要随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程；尤其注意灌注水下混凝土前，检查导管是否有漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。

对于发生少量夹层断桩，用小型冲击钻直径60～75系列孔，以桩中心孔为圆心，其余孔分布在450mm的圆周上，进行置换清理泥浆和杂物，清理后采取高压注浆处理。夹层严重的断桩，与设计单位协商，采取换桩芯或补桩方案进行处理。