钻孔灌注桩施工中的质量缺陷与处治 0doc

钻孔灌注桩施工中的质量缺陷与处治

摘 要：钻孔灌注桩是目前常用的基础形式，本文结合工程实际对桥梁基桩缺陷的形成原因进行分析，并将几种较成功的处理方法作介绍，供同行交流。 关键词：钻孔桩；缺陷；处治；

前 言

钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、施工简便、设备投入少、成本适中、施工简便等特点被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。钻孔桩是在泥浆护壁的条件下，利用机械钻进形成桩孔，采用导管法灌注水下混凝土。钻孔、灌注混凝土都是在水下进行，工程质量只能通过科学的过程控制和完工后的仪器检测来确认。因而，对作业人员的操作熟练程度、工艺水平都有较高的要求。为避免钻孔过程中出现钻头掉落和灌注水下混凝土过程中发生断桩及杜绝混凝土夹碴、不均匀的质量弊病，施工中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，本文仅对施工中的缺陷桩处治实践作总结，供同行交流。

1 钻孔过程中出现问题的处理

1.1断桩

1.1.1形成断桩原因分析 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。断桩产生的原因有以下几个方面：1、灌注混凝土过程中，混凝土表面标高测定错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是灌注后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的塌土层误为混凝土表面。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，加上采用法兰盘连接的导管提升阻力大，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。3、由于人工配料(或机械配料不及时校核)随意性大，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，导致“卡管”事故，造成断桩。4、由于工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，施工者经验不足，在灌注过程中，井壁坍塌或出现流砂等，形成夹层造成断桩。5、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。

1.1.2 断桩处理的几种方法 1、断桩截面位置处于设计桩全长的1/3以下时，一般采取冲击钻清除已

灌注部分，再实施原位恢复。2、断桩截面位置处于设计桩全长的2/3以上且距离孔口深度不大于10m时，先进行钻孔壁加固，而后进行钻孔桩的接长比较经济。3、断桩截面位置处于设计桩全长的1/3与2/3之间的，应对各种处理方法进行对比，选择经济、可行的处理方法。墩（台）桩布置有条件变更，桩布置改变造成的损失较小的，应积极与设计单位联系争取变更设计；桩布置无法改变但可以增加桩的，最好由设计单位提供增加桩方案，实施增加基桩；不具备以上两类情况的一般应及时采取冲击钻处理后原位恢复。4、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。施工时将孔内回填土经沉淀后用冲击锥二次成孔或直接用冲击锥对已浇成的坏桩进行冲击二次成孔，重新浇注。5、桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难，即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一个直径为80cm的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置

钢筋笼，用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度0.6m，如果遇到个别桩水处理不好、水降不下去，更是困难重重，导致质量、工期和经济上的重大损失。

1.2 缩颈

在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等，特别是IL

＞1.0处于流塑性状态的土层中出现的特有现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。针对发生缩孔的原因，采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理；或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。

1.3 偏斜孔

钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔。

1.3.1因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后，重新安装钻机恢复施工；钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。

1.3.2地质构造不均匀引起的，先分析岩层的走向，然后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土等混合物）将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。

1.4 护筒脱落

由于护筒背后回填质量不好受地面流的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开，采取相应措施处理。由于地面流水引起的可先排除流水，在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏，而后，重新安装护筒（作好护筒背后填筑）恢复钻孔施工。

1.5 卡钻

钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。针对发生“卡钻”的原因采取相应的方法处理：

1.5.1 由于“探头石”引起的卡钻现象，可以适当往下放钻头，而后，强力快速往上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回，从而顺利提起钻头。

1.5.2 因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻，优先采用水下爆破的方法进行处理。在整体岩层中此方法容易奏效，砂土地层中不宜采取此方法处理。

1.5.3由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象，应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。 1.6掉钻

由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。发生“掉钻”后，应及时采取恰当的方法实施打捞。

1.6.1钻孔壁稳定的情况，直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。。打捞前，先用“探针”探明钻头在孔中的位置为制定打捞方案提供依据。打捞设备和打捞操作方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。

1.6.2钻孔壁出现局部坍塌，将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时，应先加大孔内泥浆的浓度，将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁，而后，采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌可能时，先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护、帷幕法等方法加固钻孔壁，而后打捞钻头。

2 水下砼灌注中出现问题的对策

2.1 封底失败

由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。 2.1.1地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净，

重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。

2.1.2地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注混凝土部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理单位检查合格后进行水下混凝土灌注。 2.2 卡管

因混凝土和易性差、混凝土中含有大块度骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。

2.2.1由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果在保证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。

2.2.2由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以一次性较大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的。

2.2.3采取“二次砍球法”进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌注混凝土中0.5～0.8m，而后按照水下封底的操作方法实施二次封底。以上几种方法处理不能奏效应立即停止，认为已断桩。

2.3 钢筋笼上浮

由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称钢筋笼上浮。 发现钢筋笼上浮，应立即暂停灌注，采取以下措施进行处理。

2.3.1对于钢筋笼上浮在1倍直径以下的可以在采取有效防止上浮的措施后继续灌注。悬吊钢筋焊缝脱落的，应及时补焊；悬吊钢筋弯曲的情况应增加钢管支撑。

2.3.2钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，比照断桩进行处理。

3 灌注成桩后质量缺陷的处理

3.1 短桩

这种缺陷可分为两类：处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求、钻孔底部沉积的虚碴在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计、嵌入基岩深度小于设计。针对具体情况分别采取相应措施处理。 3.1.1桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土灌注终孔时控制失误。基坑开挖后进行钻孔桩的接长。接长施工前，先清理干净混凝土以上的浮碴和松散混凝土等，将顶面人工凿修平整。尔后，在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。接长部分桩孔直径应大于设计钻孔桩直径40cm，深度从平整后混凝土面向下不小于接长部分桩孔直径的一倍。开挖后，将原灌注的混凝土表面清理干净，灌注混凝土至设计位置。接长部分混凝土的强度应比原设计提高一个等级，新旧混凝土的接合面必须作好混凝土的接茬处理。 3.1.2因钻孔桩底部沉积物未清理干净造成的桩全长小于设计现象处理的难度较大。一般可以在征得设计单位同意的前提下，采取钻孔桩底部压浆或者高压注浆处理。

4 钻孔灌注桩的质量控制

钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。部颁《公路工程质量检验评定标准》JTJ 071--98对钻孔灌注桩的质量作了严格的要求，规定钻孔灌注桩须进行无破损检测，这一结果需由设计单位的确认。因此，对钻孔灌注桩的质量控制，应强调以下几点：

（1）量控制应注重预防为主，在施工前做好充分准备工作，制定相应的防范措施，并责任到人。 （2）严把队伍进场关，“一流队伍投标、二流队伍进场、三流队伍施工”的现象在公路建设市场上依然存在，只有从严把关，使一流人才、先进的工艺，过硬的设备进场，为优良工程打下了坚实的基础。 （3）严把检测关。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要技术检测手段，我们的做法是：A、对承担本工程桩基无破损检测任务的单位和个人进行资格审查；B、逐根桩作超声波法检测；C、对处理后的缺陷桩做二次声测，若声测仍有缺陷，则该桩再辅以承载试验(大应变)，以确保成桩质量。

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