软土地基钻孔灌注桩施工质量通病与防治
2009-09-28
钻孔灌注桩目前在沿海地基处理中应用十分广泛，但因属隐蔽工程，成桩后质量检查比较困难，且由于软土的特殊性质，经常会出现一些质量问题。根据本人的施工实践，对其中一些主要的质量通病进行剖析，并提出相应的防治措施，期望通过与同行们相互交流，达到提高施工水平的目的。 1 缩径 1.1 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，造成砼桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿，成桩后形成护颈。 1.2 防治措施 预防缩径的关键是控制泥浆比重，确保泥浆能保持孔壁平衡。 (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清泥，预防清孔后的在浇筑砼的过程中局部坍塌，导致缩径的产生。 2 断桩 2.1 产生的原因 (1)砼拌和物发生离析使桩身中断。 (2)灌注中，发生堵塞导管又未能处理好；或灌注中发生导管卡挂钢筋笼，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有泥浆渣土的截面。 2.2 防治措施 (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±2毫米，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4米，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)严格控制导管埋深与拔管速度，导管不宜埋入砼过深，也不可过浅。及时测量砼浇灌深度，严防导管拔空。 (4)经常检测砼拌和物，确保其符合要求。 3 桩顶局部冒水、桩身孔洞 3.1 产生的原因 (1)水下砼灌注过程中，导管埋深过大，导管内外砼新鲜程度不同，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。高压气包在其自身浮力或导管起拔等外力的作用下，在砼内不断上升，当上升到桩顶附近时，气包浮力与上升阻力接近，在没有外力的作用下，气包便滞留在桩身内，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，最早灌入孔内的砼坍落度损失过大，流动性变差，终灌导管起拔后会留下难以愈合的孔洞。 3.2 防治措施 (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砼在管内的深度控制，管内深度越深，砼倾入速度越应放慢。在可能的情况下，应始终保持导管内满管砼，以防止桩身形成高压气包。实际施工中，往往因为导管每次起拔后管内都会形成空管，再次灌注时，桩身形成高压气包就很难避免。因此，应在灌注过程中适当上下活动导管，把已形成的高压气包引出桩身。 (3)加适当缓凝剂，确保砼在初凝前完成水下灌注。 4 钢筋笼上浮 4.1 产生的原因 砼由漏斗顺导管向下灌注时，产生一种顶托力，使钢筋笼上浮。 4.2 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,当砼表面接近钢筋笼底时,应放慢砼灌注速度,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)砼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。但注意导管埋入砼表面应不小于2m，不大于10m。如果钢筋笼因为导管埋深过大而上浮时，现场操作人员应及时补救，补救的办法是马上起拔拆除部分导管；导管拆除一部分后， 可适当上下活动导管；这时可以看到，每上提一次导管，钢筋笼在导管的抽吸作用下，会自然回落一点；坚持多上下活动几次导管，直到上浮的钢筋笼全部回落为止。当然，如果钢筋笼严重上浮，那么这一补救措施也不一定会十分奏效。 5 “烂桩头” 5.1 产生的原因 (1)清孔不彻底，桩顶浮浆过浓过厚，影响水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。 5.2 防治措施 (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。通常认为使用5～40mm碎石砼时，重锤的质量可以控制在1.5kg左右；使用5～25mm 碎石砼时，重锤的质量可以控制在1kg 左右。在设计桩顶与地面距离%26lt;4 m时，通常认为使用竹竿通过手感测量砼面更直观，精度更高。 (2)砼终灌拔管前，应使用导管适当地插捣砼，把桩身可能存在的气包尽量排出桩外后，以便精确测量砼面。也可通过导管插捣使桩顶砼摊平。 6 灌注砼时桩孔坍孔 灌注水下砼过程中， 发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒， 随即骤降并冒出气泡，为坍孔征兆。如用测深锤探测砼面与原深度相差很多时，可确定为坍孔。 6.1 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动，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。 6.2 预防方法 (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。 7 孔位倾斜 7.1 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。 7.2 预防方法 (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。 (3)严格按照规范要求先配钻杆。 8 结语 总之，在软土地基上进行钻孔灌注桩作业比在其它地区作业难度更大，施工质量更难控制，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及时进行分析处理，做至科学组织，精心施工，严格管理，施工质量是完全有保证的，这些所谓的质量通病也是完全可以避免的。
