围护结构钻孔桩常见的质量缺陷分析与处理

围护结构钻孔桩常见的质量缺陷分析与处理

吴春杰

佛山市地铁集团有限公司

摘要：随着工程技术的日新月异发展，钻孔灌注桩以其适应性强、成本适中、施工简便等特点被广泛地应用于工程领域。文章结合工程为实例，做简要阐述，以供参考。

关键词：钻孔桩;质量缺陷;预防;处治

1工程概况

1.1 工程简述

兴业路站为佛山市城市轨道交通三号线工程的第三十四座车站。车站位于佛山市南海区兴业东路与科达路交叉口处，车站有效站台中心里程为CK68+561.965，设计起终点里程为CK68+459.665～CK68+652.765。

1.2 水文地质条件

车站地貌单元属低山丘陵前缘。场地范围内地层主要为①-1杂填土、①-2素填土、④-1b1+2粉质黏土、④-4e1+2粉质粘土夹卵、砾石、J31-1全风化角砾凝灰岩、J31-2强风化角砾凝灰岩、J31-3中风化角砾凝灰岩。本站岩层埋深较浅，车站主体结构底板主要坐落于J31-3中风化角砾凝灰岩层。地下水主要为孔隙潜水、承压水和基岩裂隙水。承压含水层分布于车站西南侧④-4e1+2粉质粘土夹卵、砾石中。

1.3施工工艺

根据详勘资料,该车站围护结构桩体深度多为风化岩层，且地下水量甚微，部分桩体无需进行泥浆护臂工艺，多为干孔作业，施工过程可根据现场具体情况进行处置。干孔作业桩体无需泥浆制备和泥浆循环等工艺环节。

2常见问题原因分析及采取技术措施

2.1钻孔倾斜

（1）原因：

钻机支架不稳，地质松软不均，土层呈倾斜状分布，遇探头石及其他硬物等。

（2）预防措施：

在钻机就位前，场地必须平整、夯实，钻机就位时，转盘中心与钻架上起吊轮在同一轴线。应尽量采用自重大，钻杆刚度大的钻机。

（3）处理措施：

①当进入不均匀地层、倾斜状地层时，发生孔壁倾斜，则回填石子（碎石）至开始偏移处以上50cm左右，回填过程应分层回填，并用钻头进行冲击使其密实，回填完成后重新钻进，钻进过程中放慢钻进速度，同时要使钻杆向背离倾斜侧尽可能的靠拢，从而使孔位正直。

②遇到探头石及其他硬物时，继续钻进至探头石或硬物底部，重新回填高标号砂浆或低标号混凝土至硬物顶部50cm处，待砂浆或混凝土达到一定强度后从开始钻进，钻进速度不宜过快，钻头更换成套筒式钻头，从而使其孔位正直。

③遇到硬物时，在工期允许的条件下，可将偏移的孔位回填后进行旋喷桩处理，旋喷桩处理深度为偏移处顶部以上50cm至硬物底50cm处。待旋喷桩桩体达到一定强度后，重新进行钻孔施工。该方案成本较高，不宜采用。

④遇到探头石或硬物时可换用冲击钻冲击成孔，若偏移严重时，回填片石后再用冲击钻进行冲击成孔。

2.2钢筋笼上浮

（1）原因分析

①当混凝土灌注至钢筋笼下 ,若此时提升导管 ,导管底端与钢筋笼仅有1 m 左右的距离时 ,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大 ,推动了钢筋笼上浮 ；

②由于混凝土灌注过程中钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇筑时间较长 ,已近初凝 ,表面形成硬壳 ,混凝土与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上 ,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升 ,同时也带动钢筋笼的上移 。

（2）防治措施

①改善混凝土的流动性能、初凝时间及灌注工艺 ；

②灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇筑标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2m～3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上；

③当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇筑,并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高,提升导管后再进行浇筑,上浮现象即可消除；

④可从钢筋笼自身的结构及定位方式进行考虑 :

a.适当减少钢筋笼下端的箍筋数量,可以减少混凝土向上的顶托力;

b.钢筋笼上端焊固在护筒上,可以承受部分顶托力,具有防止其上升的作用;

2.3灌注水下混凝土堵管和埋管

（1）原因分析

①混凝土配制不合理：混凝土配合比不符合要求，水灰比过小，塌落度过低，流动性差；水灰比过大，导致混凝土出现离析现象，水泥浆与碎石完全分离；粗骨料超出规定要求；运输或等待时间过长使混凝土严重离析。

②灌注时间过长导致表面混凝土已初凝

③导管内进水未及时发现，造成混凝土严重稀释，水泥、砂浆、碎石分离。

（2）预防及处理方法

①控制好施工配合比，集料最大粒径应不大于导管内经的1/6～1/8，以及钢筋净距的1/4，同时不大于40mm。

②拌和前要检查水泥是否有结块，如果在冬季施工，拌和前还应将细集料过筛，以免结块造成堵管，控制混凝土的塌落度在18～22cm范围内，混凝土拌合物要有良好的和易性，在运输和灌注过程中，混凝土不应有离析现象。

③各施工步骤应明确分工，协调工作，确保混凝土连续灌注，电路、水路等必须经过严格检查，尽量减少灌注时间，避免混凝土表层初凝。

⑤上下提动导管或振捣，使导管疏通；若无效，提出导管后进行清理，重新插入混凝土内足够深度，用潜水泵或空气吸泥机，将管内泥浆、浮浆、杂物等吸除干净，恢复灌注。

2.4断桩

（1）原因：

①计算导管埋管深度时出错，或盲目提升导管，使导管脱离混凝土面，再浇筑混凝土时，中间就会形成夹泥层。

②钢筋笼将导管卡住，强力拔管时，使泥浆混入混凝土中。

③导管接头处渗漏，泥浆进入管内，混入混凝土中。

④砼供应中断，不能连续浇筑，中断时间过长，造成堵管事故。

⑤料斗容量太小，或导管高度不够，致使导管内的混凝土压力不够而堵管。

⑥灌筑过程中发生坍孔、或机械故障等因素。

（2）预防措施：

测绳须事先校核，并有备用和作好交接班，将施工情况交接清楚。水下混凝土面测量要正确，并与计算值基本相符，以控制导管埋深。加强机械检查，施工中必须配有机修、电工等工种值班，发现问题及时处理。

（3）治理方法：

①当导管堵塞而尚未断桩时，可提起导管至一定高度（导管底部不能出混凝土面）再在桩顶部位设一卡口，导管顶部焊一个钢箍，然后使导管迅速下降，当下到卡口时导管停止下降，而混凝土因惯性作用继续下降，由此使得导管疏通，可接着灌筑砼。

②当导管堵塞，在疏通过程中将导管提出混凝土面而发生断桩，如混凝土还没有初凝时，可将导管重新插入混凝土内，然后继续灌筑混凝土直至将断桩部位混凝土台升至设计桩顶以上。

③当导管堵塞发生断桩而混凝土灌筑量较小时，可将导管提出孔桩，用吊车将钢筋笼拔出，重新钻孔，然后清孔，再下钢筋笼和灌注混凝土。

④当导管堵塞发生断桩且断桩部位距桩顶较浅时，可提出导管，安装一个钢护筒至断桩部位，抽掉桩孔内泥浆，在钢护筒的保护下，人下到桩孔中，对先前浇筑的混凝土面进行凿毛处理并清洗钢筋，然后继续浇筑混凝土。

⑤当导管堵塞时，可吊起一节钢轨或其他重物在导管内冲击，把堵管的混凝土冲散，然后继续灌筑混凝土。

⑥当断桩位置在地下水位以下时，可用直径较原桩直径稍小的钻头，在原桩位处钻孔，钻至断桩部位以下适当深度时，重新清孔，并在断桩部位增设一节钢筋笼，笼的下半截埋入新钻的孔中，然后继续浇筑混凝土。

⑦当导管被钢筋笼挂住时，如果钢筋笼埋入混凝土中不深，可提起钢筋笼，转动导管，使导管脱离。如果钢筋笼埋入混凝土中很深，只好放弃导管。

⑧当导管因其它原因而掉入孔内，如埋入泥浆不深时可迅速抽孔内泥浆至导管顶部露出，然后将导管吊出孔口，将导管内有泥浆的导管拆除（但必须注意导管底部不拔出桩内混凝土面），再继续灌筑混凝土。

3结束语

钻孔灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程中的每一环节都必须要严格要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、灌注过程等。若稍有不慎或措施不严，就会在导致质量事故的发生，小到塌孔、缩颈，大到断桩报废，以致对整个工程质量产生不利影响。所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进行。