灌注桩质量通病分析、预防和处理

时间：2023-08-07 来源：网络作者：建筑生涯 - 小 + 大

灌注桩质量通病分析、预防和处理

一、钻（冲）孔灌注桩
成孔过程采用就地造浆或制备泥浆护壁，以防止孔壁塌。
混凝土灌注采取带隔水栓的导管水下灌注混凝土工艺。灌注过程操作不当容易出现以下问题：
1. 由于停电或其他原因浇灌混凝土不连续，间断一段时间后，隔水层混凝土凝固形成硬壳，后续的混凝土下不去，只好拔出导管，一旦导管下口离开混凝土面，泥浆就会进入管内形成断桩。如果采用加大管内混凝土压力的方法冲破隔水层，形成新隔水层，老隔水层的低质量混凝土残留在桩身中，形成桩身局部低质混凝土；
2. 对于有泥浆护壁的钻（冲）孔灌注桩，桩底沉渣及孔壁泥皮过厚是导致承载力大幅降低的主要原因；
3. 水下浇注混凝土时，施工不当如导管下口离开混凝土面、混凝土浇注不连续时，桩身会出现断桩的现象，而混凝土搅拌不均、水灰比过大或导管漏水均会产生混凝土离析；
4. 当泥浆比重配置不当，地层松散或呈流塑状，导致孔壁不能直立而出现塌孔时，或承压水层对桩周混凝土有侵蚀时，桩身就会不同程度的出现扩径、缩径或断桩现象；
5. 桩径小于600mm的桩，由于导管和钢筋笼占据一定的空间，加上孔壁和钢筋的摩擦力作用，混凝土上升困难，容易堵管，形成断桩或钢筋笼上浮；
6. 对于干作业钻孔灌注桩，桩底虚土过多是导致承载力下降的主要原因，而当地层稳定性差出现塌孔时，桩身也会出现夹泥或断桩现象；
7. 导管连接处漏水将形成断桩。

预防措施
1. 钻孔灌注桩施工前必须进行试成孔，以便了解地质情况、检验所用设备的性能、施工工艺等。如测得孔径易缩或塌孔，沉渣过厚等，采取相应的补救措施或采用重新考虑成孔工艺，修改工艺操作方法；
2. 桩位复测防止桩位放错或漏桩现象的出现；
3. 钻杆的垂直度:钻头中心与桩位中心、护筒中心应在同一垂直线上，在开钻前必须满负荷调试运转，钻孔灌注桩应采用跳打方式，防止相邻桩穿孔；
4. 清孔质量控制:采用二次换浆清孔的方法.。在一次清孔后，提出钻杆，测量孔深，抓紧时间安放钢筋笼和混凝土导管，通过混凝土导管压入清浆，进行二次清孔。其目的是清除在安放钢筋笼及混凝土导管时产生的沉渣，清孔后的检查泥浆比重在1.15～1.25.清孔后，再检查沉渣厚度（摩擦桩沉渣厚度≤150㎜；端承桩沉渣厚≤50㎜）；
5. 下钢筋笼:保持与孔垂直，不能与孔壁相碰,钢筋笼接长焊接保证钢筋搭接倍数，焊缝连续保满。焊缝应做到连续、饱满，不得有气孔、夹渣、裂缝、焊瘤。

二、沉管灌注桩
沉管灌注桩具有设备简单，施工速度快等优点，但是这种桩质量不够稳定，容易出现质量问题，其主要问题有：
1. 锤击和振动过程的振动力向周围土体扩散，靠近沉管周围的土体以垂直振动为主，一定距离外的土体以水平振动为主，再加上侧向挤土作用易把初凝固的邻桩振断。尤其在软、硬土层交界处最易发生缩径和断桩；
2. 拔管速度快是导致沉管桩出现缩径、夹泥或断桩等质量问题的主要原因，特别是在饱和淤泥或流塑状淤泥质软土层中成桩时，控制好拔管速度尤为重要；
3. 当桩间距过小时，邻桩施工易引起地表隆起和土体挤压，产生的振动力、上拔力和水平力会使初凝的桩被振断或拉断，或因挤压而缩径；
4. 在地层存在有承压水的砂层，砂层上又覆盖有透水性差的粘土层，孔中浇灌混凝土后，由于动水压力作用，沿桩身至桩顶出现冒水现象，凡冒水桩一般都形成断桩；
5. 当预制桩尖强度不足，沉管过程中被击碎后塞入管内，当拔管至一定高度后下落，又被硬土层卡住未落到孔底，形成桩身下段无混凝土的吊脚桩。对采用活瓣桩尖的振动沉管桩，当活瓣张开不灵活，混凝土下落不畅时，也会产生这种现象；
6. 不是通常配筋的桩，钢筋笼埋设高度控制不准，常在破桩头时找不到钢筋笼，成为废桩。

预防措施
1. 设置桩尖和桩管：按照施工放样的桩位中心，先设置预制钢筋混凝土桩尖。桩架安装必须水平，桩管应垂直套入桩尖，二者在同一轴线上；
2. 沉管：在振动沉管过程中，不得有偏心，并随时检查预制钢筋混凝土桩尖有无破损，桩管有无偏移或倾斜，若有上述情况应立即纠正。桩管内不允许进入水或泥浆，当有水或泥浆进入时，应灌入1.5m高的封底混凝土后再开始沉桩；
3. 灌注混凝土：每次向管桩内灌注混凝土时应尽量多灌，用长桩管打短桩时，混凝土可一次灌足；打长桩时第一次灌入桩管的混凝土应尽量灌满；
4. 拨管：开始拨管时，应测得混凝土确已流出桩管后，才可进行继续拨管。由于采用了预制桩尖振动沉入的桩管，应先振5～10秒再开始拨管，边振边拨。每上拨1m，应停拨并振动5～10秒。如此反复操作至桩管全部拨出。拨管速度应控制在0.8m/min以内;
5. 桩帽：管桩打设完成后，按设计图纸要求设置桩帽钢筋、支立模板，浇注桩帽砼，及时覆盖养护。

三、人工挖孔桩
人工挖孔桩出现的主要质量问题有：
1. 混凝土浇注时，施工方法不当将造成混凝土离析，如将混凝土从孔口直接倒入孔内或串筒口到混凝土面的距离过大（大于2.0m）等等；
2. 当桩孔内有水，未完全抽干就灌注混凝土，会造成桩底混凝土严重离析，进而影响桩的端阻力；
3. 干浇法施工时，如果护壁漏水，将造成混凝土面积水过多，使混凝土胶结不良，强度降低；
4. 地下水渗流严重的土层，易使护壁坍塌，土体失稳塌落；
5. 在地下水丰富的地区，采用边挖边抽水的方法进行挖孔桩施工，致使地下水位下降，下沉土层对护壁产生负摩擦力作用，易使护壁产生环形裂缝；当护壁周围的土压力不均匀时，易产生弯矩和剪力作用，使护壁产生垂直裂缝；而护壁作为桩身的一部分，护壁质量差、裂缝和错位将影响桩身质量和侧阻力的发挥。

预防措施
1. 桩位定位质量控制（±20mm），根据建设单位的测量基准点和测量基线放样定位，经监理复核，准确定桩的中心位置，并测出高程；
2. 严格控制垂直度（0.5H%mm）和直径（±50mm），每施工完三节护壁就要复核垂直度和中心位置。底部扩大段要按设计要求挖成圆台状，且保证尺寸（0～50mm），桩终孔要保证设计桩长和入岩深度；
3. 护壁质量控制（±20mm），采用钢筋砼护壁，每节高度为50-100cm，厚度按照设计要求尺寸施工，混凝土等级与桩一致。在施工中要保证钢筋的数量及上下节的搭接长度；
4. 水文地质条件控制，孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭好孔口雨篷。若孔口地层松软，为防止孔口坍塌，应在孔口用混凝土护壁，高出0.5m. ,防止土、石、杂物流入孔内伤人；
5. 灌注混凝土质量控制。成孔验收合格后，用汽车吊吊起钢筋笼徐徐放入孔内，钢筋笼外侧固定有预制的砂浆垫块，以保证混凝土保护层的厚度；
从孔底及附近孔壁渗入的地下水的上升速度较小（参考位6 mm/min）时，可采用在空气中灌注混凝土桩的方法，注意以下事项：
A. 混凝土坍落度，当孔内无钢筋骨架时，宜小于6.5 cm;当孔内设置钢筋骨架时，宜为7~9cm。如用导管灌注混凝土，可在导管中自由坠落，导管应对准中心；
B. 桩内砼底部2m范围内灌注混凝土，可依靠自由坠落捣实，不必再用人工捣实。其余部位应按1.5米为一层次进行振捣；
C. 孔内的混凝土尽可能一次连续灌注完毕；如施工缝不可避免时，应按照施工规范关于施工缝处理规定处理；

D. 混凝土灌注桩顶后，应即将表面已离析的混合物和水泥浆等清除干净。

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