Question

钻孔灌注桩施工中的常见质量缺陷和预防？

Answer 1

1.前言
钻孔灌注桩是民用和工业建筑广泛应用的一种基础形式，具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等优点。钻孔灌注桩为地下隐蔽工程，影响其施工质量的因素多且复杂，施工中常遇到塌孔、灌注混凝土中阻、钢筋笼上浮、缩颈与断桩等问题，处治不当将造成延误工期、经济损失严重的后果。文章分析灌注桩在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中可能出现的问题，进行必要的防范是保证钻孔灌注桩成桩质量，确保基础工程安全的重要措施。文章分析了几种缺陷桩的形成与处治方法，供广大工程技术人员参考。
2.几种缺陷桩的形成与处治
2.1断桩原因分析
断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因主要有以下几个方面。
①灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度，并与灌注的混凝土量认真核对，以计算值与测量值对比，保证提升导管不出现失误。
②在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长。导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。因此，现场施工人员必须增大责任心，及时测量导管埋深；采用新型导管，减小提升阻力；加快灌注速度，缩短灌注时间。
③卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料（有的机械配料不及时校核）随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比，及时检查坍落度，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。
④坍塌。因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，施工者谈不上有什么经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在断桩事故中占有相当大的比例，较为严重。而且位置深、难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。因此，在这些方面应该加大施工过程的质量监督力度。
⑤另外，导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量很重要。
2.2缩颈
在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，再或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等，容易产生缩孔现象。如出现缩孔，即出现膨胀性软土，俗称探头泥，成孔检验不太仿事，但至下钢筋笼时钢筋笼下不去，拔出钢筋笼，用钻锥上下冲扩后仍下不去，则须回填重新钻孔。如反复多次仍不能成孔，就在锥头上加焊合金钢，再度扩大孔径，成孔后重新浇筑。
2.3灌注时发生井壁坍落
成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象，若坍塌不止，应将导管拔出，以粘土回填重新成孔；轻微坍落在施工中不易被察觉，声测时有时会发现局部裹泥或夹砂现象。如在盘海高速公路施工中，地质条件为粉沙，经常发生井壁坍塌现象。声测时，曾发现过夹沙现象，虽不明显，但也会影响桩的质量。预防此类缺陷，应该根据地质状况在钻孔过程中加大护壁力度；成孔后及时灌注混凝土。
3.缺陷桩常用的处理方法
缺陷桩处理常用方法有扩大承台、原位复桩、接桩、桩芯凿井法、补桩、补强，改变施工方法，修改设计方案等。下面结合事故发生的原因分别介绍几种方法的应用情况。
（1）扩大承台（梁）法。
a.桩位偏差过大，原设计的承台（梁）断面宽度满足不了规范要求，此时采用扩大承台（梁）来处理。
b.考虑桩基共同作用，当单桩承载力达不到设计要求，可用扩大承台（梁）并考虑桩与天然地基共同分组上部结构荷载的方法。需要注意的是在扩大承台（梁）断面宽度的同时，适当加大承台（梁）的配筋。
（2）原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。
（3）接桩。确定接桩方案，首先对桩进行声测，确定好混凝土的部位。其次，根据设计提供的地质资料确定井点，降水一开挖一20#素混凝土进行护壁，护壁内用钢筋箍圈进行加固。第三，挖至合格数处利用人工凿毛，按挖孑L法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。
（4）桩芯凿井法。这种方法做起来比较困难，即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用挖孑L混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。
（5）接桩法。当成桩后桩顶标高不足时，常采用接桩法处理，方法有以下两种：
a.开挖接桩挖出桩头，凿去混凝土浮浆及松散层，并凿出钢筋，整理与冲洗干净后用钢筋接长，再浇混凝土至设计标高。
b.嵌入式接桩当成桩中出现混凝土停浇事故后，清除已浇混凝土有困难时，可采用此法。
（6）补桩法。桩基承台（梁）施工前补桩，如钻孔桩距过大，不能承受上部荷载时，可在桩与桩之间补桩。
（7）钻孔补强法。此法适应条件是桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度不够及桩长不足，桩底沉渣过厚等事故，常用高压注浆法来处理。
a.桩身混凝土局部有离析、蜂窝时，可用钻机钻到质量缺陷下一倍桩径处，进行清洗后高压注浆。
b.桩长不足时，采用钻机钻至设计持力层标高；对桩长不足部分注浆加固。
（8）改变施工方法。桩基事故有些是因为施工顺序错误或方式工艺不当所造成，处理时一方面对事故桩采取适当的补救措施；另一方面要改变错误的施工方法，以防止事故的发生。常用的方法有以下两种：
a.改变成桩施工顺序：如桩布置太密不便施工时，可采用间隔成桩法。
b.改变成桩方法。如成孔桩出现较大的地下水时，采用套管内成桩的方法。
（9）修改设计。
a.改变桩型。当地质资料与实际情况不符时，造成桩基事故，可采用改变桩型的方法处理，如灌注桩成桩困难时，可采用打预制桩。
b.改变桩位。灌注桩出现废桩或遇到地下管线障碍，可改变桩位方法处理。
c.上部结构卸荷。有些重大桩基事故处理困难，耗资巨大，只有采取削减建筑层数或用轻质材料代替原设计材料，以减轻上部结构荷载的方法。
4.结束语
由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行，施工质量较难控制，这就要求我们在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对施工过程中可能会发生的一些问题进行全面分析，落实预防措施，做到科学组织，精心施工，严格管理，这些施工中常见问题是可以避免的。
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