钻孔灌注桩通病的防治及处理

目 录

目 录 ....................................................................................................................................................................................................................... 1 1.工程概况和地质条件 ............................................................................................................................................................................................. 2 2.混凝土灌注桩的特点 ............................................................................................................................................................................................. 2 3．常见的通病原因分析及防治措施 ...................................................................................................................................................................... 2 3.1孔壁塌孔的预防 ............................................................................................................................................................................................. 3

3.1.1通病特征 .................................................................................................................................................................................................. 3 3.1.2 原因分析 ................................................................................................................................................................................................. 3 3.1.3防治措施 .................................................................................................................................................................................................. 4 3.1.4 补救方法 ................................................................................................................................................................................................. 4 3.2 缩孔 ................................................................................................................................................................................................................. 4 3.2.1 通病特征 ................................................................................................................................................................................................. 4 3.2.2 原因分析 ................................................................................................................................................................................................. 5 3.2.3 防治措施 ................................................................................................................................................................................................. 5 4.钢筋笼上浮 ............................................................................................................................................................................................................ 5 4.1通病特征 ......................................................................................................................................................................................................... 5 4.2原因分析 ......................................................................................................................................................................................................... 5 4.3防治措施 ......................................................................................................................................................................................................... 5 4.4 补救措施 ......................................................................................................................................................................................................... 6 5．桩身夹泥及断桩.................................................................................................................................................................................................. 6 5.1通病特征 ......................................................................................................................................................................................................... 6 5.2原因分析 ......................................................................................................................................................................................................... 6 5.3 防治措施 ......................................................................................................................................................................................................... 6 5.4 补救措施 ......................................................................................................................................................................................................... 7 6．导管堵塞、卡死.................................................................................................................................................................................................. 7 7．桩顶强度很难保证，出现断桩 .......................................................................................................................................................................... 8 8．总结 ..................................................................................................................................................................................................................... 9 参考文献 ................................................................................................................................................................................................................... 9

钻孔灌注桩通病的防治及处理

摘 要：为了解决桩基施工过程中出现的一些质量通病，提出混凝土灌注桩几种常见质量通病的防治及处理措施。结果表明：通过现场控制和理论指导可以有效的减少施工过程中出现的质量问题。该成果为以后同类工程的施工提供有力的技术指导和质量保障。

关键词：钻孔灌注桩；质量通病；通病特征；原因分析；防治措施

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引言

随着国民经济的发展钻孔灌注桩目前广泛应用于铁路桥梁、公路桥梁、城市各种桥梁施工中, 这种施工方法可使水下作业为水上施工, 从而简化施工, 缩短工期, 降低了工程造价。但由于施工具有隐蔽性，质量不易控制等特点易于造成诸多质量、安全隐患。本文就砼灌注桩在施工中遇到的一些质量问题，进行归纳、总结。提出了相应的解决办法，为日后同类工程施工提供相应的技术借鉴。

1.工程概况和地质条件

本工程位于内蒙古包头市土默特右旗萨拉齐镇东，东西两侧临萨拉齐镇二环路，南临京包铁路线。厂址地下水为上层滞水，地下水位埋深4.00-7.50 m。场址周围属于大青山山前冲洪积平原的中下部，场地地形相对平坦，北高南低地面标高在1000.34-1002.88米之间，最大高差2.54米（黄海高程系）。

场地土层主要由第四纪全新世冲洪积沉积层（Q4aI+pI）组成，场区内地层自上而下为：①粉土、②粉质粘土、③砂土组成，颜色以黄褐色为主，从整体上看，土层水平分布较为均匀。

2.混凝土灌注桩的特点

混凝土灌注桩施工由于其工艺成熟、可以穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层，无挤土、对地基进行加固处理,其对承载力的适应范围广,施工机具简单,且施工过程具有噪音低、对相邻建筑影响小、施工安全性好等诸多优点,因而在地基加固工程中得到广泛地应用。但由于钻孔灌注桩的施工环节较多,技术要求高,工艺较复杂,需要在一个较短的时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注,无法直观的对质量进行控制,人为因素的影响较大,若稍有疏忽,很容易出现一些质量病害,甚至造成病桩、断桩等重大质量事故,危及桩基工程的安全。

3．常见的通病原因分析及防治措施

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常见的质量通病包括孔壁塌孔、串孔 、缩径、钢筋笼上浮、桩身夹泥及断桩、导管堵塞 、桩顶混凝土受压强度不够等质量通病等等。

3.1孔壁塌孔的预防

3.1.1通病特征

塌孔即孔壁塌陷，在成孔时或钢筋笼安装过程中孔口溢出的泥浆出现大量气泡，或孔内泥浆水平面突然下降，造成钢筋笼不能下沉到设计底标高，且孔底沉渣较厚。

3.1.2 原因分析

造成孔壁塌陷的主要原因是土层中土质松散或夹有松散砂层土，成孔速度太快或在某部位钻头空钻时间太长；泥浆比重不够、或泥浆性能欠佳、粘度不符合标准、含砂率太大等不能起到护壁的作用；护筒埋设不规范，埋设深度不够，周围土未用粘土填封密实；筒底与土层接触面有孔隙引起漏浆冲刷孔壁，或护筒直径不够；钢筋笼下沉时垂直度不够或采用单根吊环造成钢筋笼下沉时倾斜，笼底端碰撞孔壁引起塌孔。

以上孔壁坍塌有静态原因，同时也有动态原因。因此。成孔时为了防止孔壁坍塌，必须注意以下事项：

1）按照工序，首先在施工前充分做好调查工作。在调查时必须弄清楚地下水的压力有多大，出水量，水流方向，地质情况等等。在有地下水时，还应特别注意钻孔地层中是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比上层地下水位高时，必须维持孔内足够的泥浆压力。

2）安装护筒时，必须确保其垂直度。造浆时要选择优质的粘土加膨润土及火碱造浆，成孔时泥浆的密度应保持在1.1至1.5之间。同时，应该保证孔内有足够的泥浆量，确保泥浆与地下水压力

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的平衡。成孔速度太快也是坍塌的一个重要原因，速度过快容易产生钻头的径向摆动，形成不规则的孔径，造成钢筋笼无法安装孔壁坍塌。成孔时，布孔位置太近。相邻的孔没有及时浇筑，钻机扰动坍塌。

如确因上述原因导致孔壁坍塌，应及时查明原因。否则，将会造成地表坍塌、机械倾覆的重大事故。如果采取措施后仍不能避免坍塌，则应立即采用粘土或者碎石回填，适当停滞数日后再施工。

3.1.3防治措施

在土质松散或夹有松散砂层土中成孔应控制好成孔速度，尤其土质较差的部位不宜钻头空钻；严格控制好泥浆质量，根据地质条件，如自然造浆泥浆质量达不到要求应进行人工造浆，确保泥浆粘度为18 ～25s，含砂率＜ 6%，泥浆比重控制在1.1～1.15 之间，在土质较差部位可加大至1.2～1.3，现场技术员应跟踪检查泥浆质量；护筒直径应大出桩径100mm，护筒长度不小于1.0m，护筒埋设时四周用粘土填封密实，护筒溢浆口位置应对着排浆沟；钢筋笼下沉时应采用对称的两根吊环，确保钢筋笼下沉时的垂直度，防止碰撞孔壁。

3.1.4 补救方法

发生塌孔时首先应保持孔内浆位，并适当加大泥浆比重进行护壁；如钢筋笼已经安放至孔内应将其提起，将孔底沉渣重新清洗干净；如塌孔严重应用土回填高出塌孔部位上部1-2m，待其孔壁稳定，回填土沉实后再重新钻孔。

3.2 缩孔

3.2.1 通病特征

孔径小于设计要求，使钢筋笼无法下沉。

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3.2.2 原因分析

就是土层中含有膨胀土。水下成孔之后，膨胀土遇水膨胀。导致孔壁变小，钢筋笼无法下放。

3.2.3 防治措施

将钢筋笼提起，上下反复扫孔，清除孔底沉渣，直至钢筋笼能顺利下放。

4.钢筋笼上浮

4.1通病特征

随着混凝土灌注的高度上升，钢筋笼整体上窜。

4.2原因分析

混凝土由漏斗顺导管向下灌注时, 混凝土的位能产生一种顶托力。该种顶托力随灌注时混凝土位能的大小, 灌注速度的快慢, 首批混凝土的流动度, 首批混凝土的表面标高大小而变化。

4.3防治措施

1) 钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。

2) 灌注中, 当混凝土表面接近钢筋笼底时, 应放慢混凝土灌注速度, 并应使导管保持较大埋深, 使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离, 以便减小对钢筋笼的冲击。

3) 混凝土液面进入钢筋笼一定深度后, 应适当提导管, 使钢筋笼在导管下口有一定埋深但注意

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导管埋入混凝土表面应不小于2 m。

4.4 补救措施

发现钢筋笼上浮应立即终止混凝土浇灌，找出上浮原因，及时采取控制上浮措施；如上浮长度不大可考虑不作补救，如上浮过长应由设计重新验算是否满足设计要求，必要时进行补桩处理。

5．桩身夹泥及断桩

5.1通病特征

成桩后桩身某部位无混凝土或混凝土酥松，桩体混凝土中夹带泥层，在桩身低应变检测时通过瞬态冲击方式实测桩顶速度响应时域曲线，籍一维波动理论分析判定桩身完整性不合格。

5.2原因分析

导管埋入混凝土中深度不够，孔深压力差大，新浇混凝土窜至孔内混凝土顶面，造成桩身夹泥；导管提升操作不当，导管底部离开已灌混凝土体内，造成桩身夹泥甚至形成断桩；混凝土坍落度偏低，和易性差，粗骨料粒径偏大，造成混凝土灌注时堵管，形成混凝土某部位中断；由于机械原因造成同一孔内混凝土灌注中断，待重新灌注时已灌部分混凝土坍落度损失或初凝，导管埋入已灌混凝土中造成堵管，如此时将导管提升到孔内已灌混凝土顶面则造成断桩。

5.3 防治措施

控制好导管埋入混凝土中的深度，埋入深度宜为2 m ～6 m ，导管提升时应掌握好提升高度；控制好混凝土粗骨料粒径和混凝土的和易性及坍落度；混凝土堵管时可采用反复提升导管方式让混凝土从导管内自然下窜，但必须保证导管插入孔内混凝土深度不低于2m，也可采用高压水冲通导管，

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重新下隔水球灌注；浇灌之前必须做好充分准备工作，确保不间断灌注。

5.4 补救措施

在灌注过程中已预料形成断桩时应立即停止灌注，用小于原桩径的钻头在原桩位上钻孔至断桩部位以下，重新清孔，在断桩部位增加一节钢筋笼，其下部埋入新钻的孔中，然后继续浇灌；低应变检测不合格，如断桩位置埋土较浅，可采用人工挖开，凿去断桩以上混凝土，将钢筋笼整埋成型，凿除面混凝土刷洗干净，重新立模接桩处理；如断桩位置较深，经质量监督和设计部门鉴定不能满足工程需要而又无法采取事后补救措施的只好重新补桩处理。

6．导管堵塞、卡死

（1）导管堵塞、卡死也是灌注桩常见的病害之一。产生导管堵塞的主要原因有

1）导管选用内径太小。

2）混凝土骨料选用不合适，粒径太大。

3）混凝土配合比存在问题，坍落度太小，和易性太差。

4）导管漏水使混凝土的流动性太差。

5）导管内壁太粗糙，摩擦力太大。

6）浇筑混凝土时不连续，间隔时间太长，管内混凝土初凝。

7）导管埋设太深。

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（2）处理方法

1）选择适当内径的导管，保证内径的光滑。

2）选择合适粒径的骨料，改善混凝土和易性。

3）当导管堵塞不严重时，可以上下提升导管，利用突然停止时导管内混凝土的惯性将管内混凝土抖出。

4）当堵塞较为严重时，灌注混凝土不多时，而钢筋笼又能提出时，可抽出导管，重新钻孔，清除孔内混凝土，直至设计标高，重新施工。

5）当不具备上述条件时，抽出导管后，先灌入高标号水泥砂浆，置换桩顶浮浆，进行接桩处理。

7．桩顶强度很难保证，出现断桩

灌注混凝土桩基在承受压力时，以顶端承受压力最大，中部次之，底部最小。但是钻孔灌注桩的成桩工艺与实际的受力状况相反，往往是上部混凝土的强度低，中下段的强度高的情况。这与混凝土浇筑的方式也是分不开的。顶部顶推上来的混凝土往往夹有孔底的沉渣，造成桩顶强度降低的情况。导管插入太深，浇筑速度过快，则容易在孔体深部沉积较多的骨料，加上振捣过程中产生的混凝土离析也是使桩顶混凝土强度降低另一个原因。因此，一般情况下，必须保证桩头0.5-1.0 m。成桩之后，凿出桩头，浇筑时减慢浇筑速度就可以保证桩顶强度。

出现断桩是最为严重的桩基病害，出现这种病害的原因主要有以下几点：

1） 导管破裂或者接口密封不严，泥浆进入灌注混凝土内；

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2） 浇筑水下桩时，导管提升过快超出混凝土面；

3） 混凝土不能连续浇筑；

防止措施：

1)施工前对各个环节和岗位进行认真检查，制定有效的应急措施。计算好混凝土用量，掌握拌制时间，确保连续灌注。

2)控制浇筑总时间，在高温天气下对于大混凝土量的灌注桩，应在第一批混凝土中加入适量的缓凝剂，尽量在第一批混凝土终凝前浇筑完毕。

3)记清导管总长，反复用测绳探测混凝土面，正确控制导管提升高度，确保导管埋深在2m以上。

8．总结

通过对本储煤棚混凝土灌注桩出现问题的分析研究，明确了混凝土灌注桩的诸多优点，同时也明确了在施工过程中影响灌注桩施工过程中存在的质量通病以及处理方法。为同类工程的施工提供了可靠的经验总结。更多的经验还需要我们在以后的实践过程中不断探索，对于在工程中出现的各种现象要认真分析，仔细研究，严格遵循灌注桩施工工序，遵守《建筑桩基技术规范》中的有关规定，采取相应的预防措施，就一定能将隐患消除在萌芽状态。

参考文献

[1] 毛鹤琴，工程建设质量控制 中国建筑工业出版社，1999

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[2] 史佩栋，高层建筑基础工程手册 人民交通出版社，2000

[3] 江正荣，建筑施工手册 中国建筑工业出版社， 2003

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