桩基施工中常见问题的分析及处理

    陈　虎　闫连军　桑贤克

    摘要：本文阐述了桥梁灌注桩基础施工中质量事故的影响因素，结合工程实际对事故情况进行了分析，提出控制措施和处理方法。

    关键词：钻孔灌注桩基础；施工质量；处理方法

    0 引言

    钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。根据多年从事灌注桩工程施工的经验和体会，针对钻孔灌注桩施工中出现的缩径、坍孔现象和混凝土灌注中的钢筋骨架上升等问题，浅析有关造成的原因和处理方法、控制措施，供施工过程中参考。

    1 缩径

    缩径产生的原因主要有：

    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。

    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。

    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。

    使用直径合适的钻头成孔，根据地层变化配以不同的泥浆。

    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 坍孔

    坍孔在灌注桩施工过程中是经常出现的事故，显著特征是孔内水位突然下降，孔口有水泡，出渣量显著增加，进尺困难或不进尺，钻机负荷明显增加，若处理不及时，将埋钻或造成废孔。坍孔的原因分析如下：

    护筒埋置深度太浅，下端孔口漏水，或水中钻孔筑岛高度不适，孔口附近土质受水浸湿泡软。

    钻机安装距离孔口太近或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌。

    在松软的砂层中钻孔，泥浆相对密度不够，泥浆性能指标不符合要求，钻进进尺太快。

    成孔方法不当，不能使孔壁形成坚实泥皮。

    冲抓锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁或爆破处理孔内孤石、探头石时，炸药用量过大，破坏孔壁。

    清孔操作不当，供水管口冲刷孔壁，清孔时间太长，清孔泥浆吸走后未及时补浆，孔内水位降低，孔内水压力小于孔外水压力，清孔后停顿时间过长。

    吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

    坍孔事故关键是预防为主，钻孔前针对地质资料分析土层结构，选择适宜的成孔方法和机具，合理安排成孔顺序，适当填筑工作平台及选择足够强度和尺寸的护筒。如在松散粉砂土或流砂中钻进时，选用冲击钻，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的高质量泥浆，低冲程锤击，使粘土膏片、卵石挤入孔壁起到护壁作用，当地区水位变化过大时，采用适当的方法保持水头相对稳定。发现坍孔后，及时判明坍塌位置，分析坍孔的原因，针对坍塌的情况采取可行的措施，如果坍塌数量较小可继续钻孔或回填砂或粘质土混合物到坍孔处以上1-2米继续钻孔。随时注意坍塌数量的变化。若塌孔不能控制，则立刻拆除钻机护筒回填钻孔，重新埋设护筒再钻。由于清孔或钢筋骨架吊入造成坍孔时，应停止清孔或将钢筋骨架吊出，利用钻孔机具搅动添加泥浆护壁，同时将坍塌物清理干净，待坍孔稳定后，重新清孔和安装钢筋骨架。

    3 灌注混凝土时钢筋骨架上升

    钢筋骨架上升是施工中遇到的难题之一，一旦上升不好控制，分析造成钢筋骨架上升的原因如下：

    提升导管过猛，不慎挂住钢筋骨架造成上升。

    混凝土质量差，离析严重，初凝时间不够，坍落度损失严重，造成混凝土面在灌注过程中上升至钢筋底端时钢筋难以插入混凝土中，有时混凝土面升至钢筋骨架上一定高度时，表层混凝土开始初凝结硬，增大混凝土和钢筋的摩阻力，携带钢筋骨架上升。

    钢筋骨架孔口固定不牢，未采取措施固定。

    混凝土表面接近钢筋骨架底口、导管埋深不足，混凝土的灌注速度过快，使混凝土下落冲击导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋骨架的重力造成钢筋上升。

    小直径灌注桩，采用导管直径太大易造成钢筋骨架上升。

    预防钢筋骨架上升，关键是要严格细致地下好钢筋骨架，并将其牢固地绑扎或焊于孔口护筒增加以重力。下放导管时，应使导管确保在孔位的中心上。在灌注混凝土时，当混凝土面接近钢筋骨架底口时，应放慢混凝土的灌注速度，一般情况下Φ100-150cm的桩灌注速度控制在10-15m3/h左右，以缓解混凝土对钢筋骨架向上的冲击力，特别注意导管出口与钢筋骨架底口不得平齐灌注混凝土，一般导管底口与钢筋骨架底口不小于1.0m。灌注桩混凝土施工应本着改善混凝土的流动性，初凝时间及改进灌注工艺的原则，严格按配合比拌制混凝土，灌注应迅速连续进行，经验证明，灌注速度快的，质量事故少。适当减少钢筋骨架下端的箍筋数量也可以减少混凝土向上的顶托力。增设适当数量的牵引筋牢固的焊接在钢筋骨架的底部也有克服钢筋骨架上升的作用。一旦发现钢筋骨架上升，必须放慢灌注速度，查明原因及时处理，首先选用预压措施，如将钢筋骨架顶端固立于导管上等，或仔细计算量测导管及钢筋骨架的埋置深度，尽可能调整导管管口与钢筋骨架下口的距离。

    钻孔灌注桩施工过程中，由于出现问题处理不当、质量事故引发的后果相当严重，足以引起高度重视，施工单位在施工中要加强管理，尊重知识，提高管理水平，以科学的态度选择施工方案，配以可行的备用方案，只有严格按照规范施工，规程操作，加强监督检测，才能避免质量事故的发生或把质量事故降低到最小范围内。

    对于出现的质量隐患和事故，及时组织有关方面的专家进行分析处理，制定安全、可靠、经济的处理方案，确保工程的施工质量。

    参考文献

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    [2] 杨克己，《实用桩基工程》（7-114-05270-7 ），人民交通出版社，2003年，北京

    [3] 赵明华，《桥梁桩基计算与检测》（7-114-03499 ）， 人民交通出版社，2000年，北京

    [4] 中国建筑科学研究院，《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-94），中国建筑工业出版社，1995年，北京