钻孔灌柱桩钻孔施工中产生的质量原因与预防措施

钻孔灌柱桩钻孔施工中产生的质量原因与预防措施

彭增军

连云港市建设监理有限公司江苏连云港222000

摘要：由于钻孔灌注桩施工的隐蔽和不可预见性，施工工艺复杂，质量较难控制，本文介绍了钻孔灌注桩钻孔施工中产生的质量原因与预防措施或措施。

关键词：钻孔灌注桩；质量原因；预防措施

一、工程概述及地质特点

连云新城租赁式办公楼B1B2B3建筑面积共129285平方米，总投资约6亿元。基础采用混凝土钻孔灌注桩基础，抗压桩持力层为16层中风化片麻岩，桩径1m，有效桩长约48m，累计294根；抗拔桩持力层为15层强风化片麻岩，桩径0.6m，有效桩长约45m，累计483根。桩身混凝土强度等级：要求水下混凝土强度等级不小于C40。

场地原为大海，现已围海造田吹填成陆。据地质报告分析，其地质层分为：素填土→吹填土→淤泥混砂→淤泥→含砂姜粘土→粘土→含砂粘土→粉细砂→粘土→含砂粘土→细砂→中砂→含碎石粉质粘土→全风化片麻岩→强风化片麻岩→中风化片麻岩，淤泥厚度8.0-15.4米,层底埋深14.5-19.4米,地质状况复杂，钻孔灌注桩施工中质量控制难度较大。

二、施工中产生的质量原因与预防措施

（一）成孔时坍孔

1产生的原因

（1）护筒埋设太浅，筒外围未分层捣实。

（2）回旋钻进时泥浆密度和粘度偏小。

（3）冲击钻进时钢丝绳太松，钻具碰撞孔壁。

2预防措施

（1）护筒埋入原状土大于0.2m,筒外围分层捣实。

（2）严格控制泥浆密度和粘度。

（二）灌注砼时桩孔坍孔

1原因分析

(1)灌注砼过程中,孔内外水头未能保持一定高差。在潮汐地区,没有采取措施来稳定孔内水位。

(2)护筒刃脚周围漏水；孔外堆放重物或有机械振,使孔壁在灌注砼时坍孔。

(3)导管卡挂钢筋笼及堵管时,均易发生坍孔。

2预防措施

(1)灌注砼过程中,要采取各种措施来稳定孔内水位,还要防止护筒及孔壁漏水。

(2)用吸泥机吸出坍入孔内的泥土,同时保持或加大水头高度,如不再坍孔,可继续灌注。

(3)如用上法处治,坍孔应不停时,或坍孔部位较深,宜将导管、钢筋笼拔出,回填粘土,重新钻孔。

（三）孔底沉渣偏大

1产生的原因

（1）第一次清孔不彻底。

（2）泥浆中含有小泥块或含砂量偏大。

2预防措施

（1）彻底清孔，含砂量<4%。

（2）合理调整泥浆密度和粘度。

（四）钢筋笼上拱

1产生的原因

（1）孔底沉渣偏大，泥浆密度或含砂量偏大。

（2）砼面至笼底时猛烈冲击笼上升。

（3）导管拔起时钩笼上升。

2预防措施

（1）孔底沉渣≤5cm。

（2）砼面至笼底时放慢灌注速度。

（3）导管居笼中心，顺时针转动导管。

（五）断桩

1产生的原因

(1)砼拌和物发行离析使桩身中断。

(2)灌注中,发生堵塞导管又未能处理好;或灌注中发重型导管卡挂钢筋笼,埋导管,严重坍孔,而处理不良时,都会演变为桩身严重夹泥,砼桩身中断的严重事故。

(3)灌注时间过长,首批砼已初凝,而后灌注的砼冲破顶层与泥浆相混;或导管进水,未及时作良好处理,均会在两层砼中产生部分夹泥浆渣土的截面。

2预防措施

(1)导管要有足够的抗拉强度,能承受其自重和盛满砼的重量；内径应一致,其误差应小于±2mm,内壁须光滑无阻,组拼后须用球塞、检查锤作通过试验；导管最下端一节导管长度要长一些,一般为4m,其底端不得带法兰盘。

(2)导管在浇灌前要进行试拼,并做好水密性试验。

(3)严格控制导管埋砼深度与拔管速度,导管不宜进埋入砼过深,也不可过浅，导管埋深一般控制在2～6m。及时测量砼浇灌深度,严防导管拔出砼面。

（六）缩径

1产生的原因

(1)清孔不彻底,泥浆中含泥块较多,再加上终灌拔管过快,引起桩顶周边夹泥,导致保护层厚度不足。

(2)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颈。孔壁坍落部分留下的窟窿,成桩后形成护颈。

2预防措施

(1)使用直径合适的钻头成孔,根据地层变化配以不同的泥浆。

(2)成孔施工时应重视清孔,在清孔时要做到清渣而不表泥,预防清孔后的在浇筑的过程中局部坍塌,导致缩径的产生。

（七）桩顶局部冒水、桩身孔洞

1产生的原因

(1)水下混凝土灌注过程中,导管埋深过大,导管内处混凝土新鲜程度不同,再加上灌注过程中上下活动导管过于频繁,致使导管活动部位的砼离析,保水性能差而泌出大量的水,这些水沿着导管部位最后灌入的、最为新鲜的砼往上冒,形成通道(即桩身孔洞)。

(2)水下砼灌注过程中,砼倾倒入导管速度过快过猛,把空气闷在导管中,在桩内形成高压气包。最终形成桩身孔洞。另外,有一些桩在余桩截后,桩身内残余的高压气体,因通道打开而顺桩身的细小缝隙释放出来。这时常会携带部分遗留在气包内的水往上冒,出现“桩顶冒气泡”的怪现象。

(3)水下砼灌注时间过长,最早灌入孔内的混凝土坍落度损失过大,流动性变差,终灌导管起拔后会留下难以愈合的孔洞。

2预防措施

(1)控制导管的埋深,灌注过程中做到导管勤提勤拔。

(2)砼倾入导管的速度应根据混凝土在管内的深度控制,管内深度越深,砼倾入速度越应放慢。在可能的情况下,应始终保持导管内砼,以防止桩身形成高压气包。

(3)加适当缓凝剂,确保砼在初凝前完成水下灌注。

（八）桩砼离析

1产生的原因

（1）砼质量不好（未按设计配合比实施，搅拌时间太少，塌落度太小等）。

（2）导管密封不严漏水。

（3）相邻桩施工间距太小。

2预防措施

（1）严格控制砼质量。

（2）密封导管。

（3）施工间距≥4d（桩径）。

（4）时间间隔>36小时。

（九）桩头上部夹泥

1产生的原因

（1）清孔不彻底,桩顶浮浆过深过厚,影响下砼灌注时测量桩顶位置的精度。

（2）导管起拔速度过快,尤其是桩头直径过大时,如未经插捣,直接起拔导管,桩头很容易出现砼中间高、四周低的“烂桩头”。

（3）浇筑速度过快,导致孔壁局部坍塌,影响测量结果。

2预防措施

（1）认真做好清孔工作,确保清孔完成后孔口没有泥块返出;在空孔较长的桩内测量砼上升面时,应控制好测量重锤的质量。通常使用5～40mm碎石砼或用钢筋焊接时,重锤的质量可以控制在2kg左右，保证测量孔深到位与测量者的手感，使清孔更彻底。

（2）控制孔底沉渣，使孔底沉渣≤5cm。

（3）控制导管埋砼深度，导管埋深2-6m为宜。

（十）孔位倾斜

1原因分析

(1)桩机本身未竖直或桩机平台不水平。

(2)桩机在钻孔过程中发生不均匀沉降。

(3)在进行超深桩作业时,桩机钻杆太细。

2预防措施

(1)首先要扩大桩机支承面积,使桩机稳固,并保证钻机平台水平。

(2)采取经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施,并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。

四、结束语

在连云新城租赁式办公楼砼灌注桩的施工中，由于此工程是在海淤地基上进行钻孔灌注桩作业，相对于其它地质状况难度更大,施工质量更难控制,这就要求我们在施工前要做好各项准备工作，把问题想得多一点、深一点、细一点；要认真熟悉和研究设计图纸及有关施工、验收规范,查阅地质勘探资料和有关灌注桩方面的资料,只有这样才能对施工过程中可能会发生的一些问题能够及时进行分析处理,只有做到科学组织,精心施工,严格管理,施工质量是才有可能完全有保证,砼灌柱桩的施工质量预控措施在此工程上得到有效的验证。

参考文献：

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[2]杨改荣，混凝土裂缝产生原因及防治措施[J]江西建材，2012，17（3）：97-98

[3]王海亮，李艳杰，浅谈建筑工程施工中混凝土裂缝的防治技术[J]中小企业管理与科技，2012，（01）