挖孔桩的质量问题及相应措施探讨

2017-07-20严宏宇厉胜元林庆江

建筑科技与经济 2017年7期

严宏宇++厉胜元++林庆江

摘要：由于人工挖孔桩具有施工操作工艺简单等许多优点，在市政工程和民用建筑中得到了广泛应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，容易出现安全和质量问题，本文指出了挖孔桩的施工质量问题、原因分析、预防措施及解决方法。

关键词：人工挖孔桩；质量问题；原因分析；预防措施

Abstract： Due to manual hole digging pile construction operation process is simple and so have many advantages in municipal engineering and civil construction has been widely applied. But digging pile poor working conditions underground， harsh environment， labor-intensive， prone to safety and quality issues， the paper points out the hole digging pile construction quality problems， cause analysis， preventive measures and solutions.

Keywords： hand-dug piles； quality problems； cause analysis； preventive measures

由于人工挖孔桩具有施工操作工艺简单，不需要大型机械设备，单桩承载力高，受力性能可靠，抗震能力强，可多桩同时进行，施工速度相对较快，节省设备投资，在市政工程和民用建筑中得到了广泛应用。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，容易出现安全和质量问题，本文指出了挖孔桩的施工质量问题、原因分析、预防措施及解决方法。

工程中挖孔桩的常见质量问题归纳如下。

1.坍孔

1.1现象

在控孔过程中或成孔后，出现坍孔。

1.2原因分析

（1）桩孔较深、土质较差；

（2）出水量较大或遇流砂、淤泥。

1.3预防措施及治理方法

（1）如桩孔较深、土质较差，出水量较大，应采用就地灌注混凝土护壁，每下挖1～2m，灌注一次，随挖随进行护壁。护壁厚度一般采用15～20cm；

（2）在出水量大的地层中挖孔时，可采用沉预制钢筋混凝土圆管护壁；

（3）如土质较松散，而渗水量不大时，可考虑用木料作框架式支撑或在木框架后面铺架木板作支撑；

（4）流砂

在开挖过程中如遇细砂、粉砂层地质时，在地下水的作用下，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效、可靠的措施。

1）流砂情况较轻时

缩短每次开挖深度，将正常的lm左右一段，缩短为0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁有流砂流入而不能形成桩孔时，可用编织袋装土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并保证内壁尺寸满足设计要求。

2）流砂情况较严重时

常用的办法是下钢护筒，钢护筒与护壁用的钢模板相似，以孔外径为直径，可分成4～6段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在開挖0.5m左右时，即可分片将套简装人，深入孔底不少于0.2m，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m，装后即支模浇筑护壁混凝土。

若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突击挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土凿开以形成桩孔。

用上述方法，直至已完成的混凝土护壁的最下段，使孔位倾斜至下层护壁以外，打入浆管，压住水泥浆，使下部土壤硬结，提高周围及底部土壤的不透水性，以解决流砂质量问题及现象。

（5）淤泥质土层

在遇到淤泥质等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，及时浇筑混凝土护壁，每次支挡的木方、木板要沿周边打人底部不少于0.2m深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。

（6）除做好护壁工程外，还应配备一定的排水设备，以备使用。

2.桩基持力层为不良地质构造

2.1现象

在挖孔接近持力层或达到设计标高时，发现了不良地质构造，如溶沟、溶槽、石芽和洞穴等。

2.2原因分析

地质构造较复杂，而桥址又无法避开，且按计算，持力层定于此。

2.3预防措施

加密勘探点，尤其是桩位处，准确了解地质构造，以采取有效措施进行妥善处理，达到设计要求。

2.4治理方法

（1）溶沟、溶槽，一般不太深，只有约3～5m，处理方法是：清除全部泥土，清洗干净后以C30左右的混凝土填满，使混凝土的弹性模量尽量相等或接近基岩的弹性模量。

（2）石芽的处理

将其凿平，表面段大于桩基截面积，且凿人整体基岩50cm左右为宜。

（3）洞穴的处理

1）清除全部泥土，洞底修凿平整，清洗干净整个洞穴部位，设计桩孔范围以外部位以浆砌片石回填（持力层位于洞底）。

2）当顶板较薄，其容积又较小，将洞顶凿开，清除洞穴内的泥土杂物，然后用C30混凝土填满（持力层位于洞顶）。

3.挖孔中承压水涌出

3.1现象

挖孔施工中，遇到涌水洞，出现强力涌水现象，有时会高达100m3/h左右。endprint

3.2原因分析

地质中岩层与岩层夹有水层，开挖后，由于地压作用而涌水，或遇到暗沟、暗河等。

3.3预防措施

充分了解地层构造，做好大量涌水的准备，即施工方法和施工设备的准备。

3.4治理方法

（1）首先用水泵将井孔内水排尽；然后，把涌水面沿孔壁周边完全开挖出来；再在孔壁设计半径外面开挖环形槽；

（2）在孔底干铺20cm厚卵石层，其上安设5mm厚、高度稍大于涌水层的钢板圈，其内径等于桩径。在钢板圈内的卵石层上设置2根直径25mm的压浆钢管，其中一根作为（当另一个堵塞时）备用。压浆管埋入混凝土顶盖处焊一钢板，以利定位及防止压入的水泥浆沿管壁上流；

（3）钢板隔离圈与孔壁之间填充卵石，其孔隙率要求40%左右；

（4）为了省工、省料，便于继续开挖，在隔离圈内填充装混麻包（草包），要求填塞密实，减少孔隙；

（5）灌注水下混凝土顶盖，强度其等级C10，厚50cm；

（6）压浆：同一压浆管按材料分其给进程序为：先压泥浆，将钢板圈内的空隙用泥浆填充，以节省水泥；次压纯水泥浆，因其流动性好，裂缝很小也可压浆；最后压水泥砂浆，其质量配合比为1：l。砂浆中可掺人合适的早强剂，各种压浆均以稠度来控制。稠度用砂浆流动度测定器来测定，以s表示。泥浆稠度要求2～6s，稠水泥浆或水泥砂浆稠度要求2～l0s。压浆机具可用灰浆泵，压力0.3～0.4MPa即可；

（7）封闭完成后继续开挖：封闭完成48h以后可将水抽尽，水位不上升，即可用风镐将混凝土顶盖凿去孔径范围内的部分，并吊出装泥麻包，拆除钢板圈，继续进行挖孔工作。成孔并经验收合格，下钢筋笼，灌注桩基混凝土。

4.挖孔桩混凝土存在质量问题

4.1现象

（1）混凝土出现离析；

（2）混凝土强度不足。

4.2原因分析

（1）混凝土原材料及配合比有问题，或搅拌时间不足；

（2）灌注混凝土时未用串筒，或串筒口距混凝土面的距离过大（大于2m），有时在孔口将混凝土直接倒人孔中，造成砂浆和集料离析；

（3）在孔内有水时，未抽干水就灌注混凝土。应该采用水下灌注混凝土时而采用了干浇法施工，造成桩身混凝土严重离析；

（4）灌注混凝土时未能将护壁的漏水堵住，致使混凝土表面积水较多，而未清除积水就继续灌注混凝土，或采用水桶排水，結果连同水泥浆一同排出，造成混凝土胶结不良；

（5）局部需排水挖孔时，在灌注某一桩身混凝土时或混凝土未初凝前，附近的桩孔挖孔工作未停止，继续挖孔抽水，且抽水量较大，结果地下水流将该孔桩身混凝土中的水泥浆带走，严重时混凝土呈散粒状态，只见集料不见水泥浆。

4.3预防措施