钻孔灌注桩施工质量缺陷及处理方法

1、钻孔灌注桩施工质量缺陷及处理方法摘要自上世纪年代末我国引进的钻孔灌注桩施工技术，随着我国建筑业的快速发展这项技术成为建筑、市政基础工程中广泛应用。但同时钻孔灌注桩施工工程也成为建筑、市政工程的关键工程，因此对钻孔灌注桩施工质量缺陷的探讨，处理显得尤为重要。运用“高应变”、“低应变”、“静载”、“堆载”、“声波投射”、“钻心”等，检测桩长、桩身完整性、桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度、基桩竖向抗压承载力等是否符合国家规范标准、设计标准。灌注上的一些质量缺陷可以在施工过程、钻机选择、成孔灌注中解决。 关键字词：混凝土 塌孔 灌注 钻孔abstractsince the last century

2、s introduction of bored piles construction technology in our country, with the rapid development of construction industry in china the technology to be widely used in engineering construction, municipal basis. but at the same time bored piles construction project has become a key engineering constru

3、ction, municipal engineering, so the quality defects of bored piles construction, processing is particularly important. using high strain, low strain , static load, stack, sound waves, linger-sometimes constantly, such as detection of pile length, pile body integrity, pile length, concrete strength

4、of pile, pile bottom sediment thickness, vertical compressive bearing capacity of pile is in line with the national standard, design standard. some quality defects in the perfusion can in the construction process, choice of drilling rig, hole perfusion in the solution. key words: concrete drilling h

5、ole perfusion目录第一章 钻孔灌注桩事故原因分析3一、事故原因3二、钻机选用3第二章 灌注水下混凝土施工过程的故障或事故4一、导管“封口”（闭气）失败4二、导管漏水4三、导管埋入混凝土深度问题4四、钢筋笼上浮问题5五、混凝土的配合比及运输问题5六、混凝土系统设备故障5七、断桩及桩头混凝土不密实5第三章 杜绝钻孔灌注桩质量事故的措施6一、初灌未封底6二、导管堵塞6三、导管漏水6四、导管拔出混凝土面6五、导管被混凝土埋住、卡死7六、钢筋笼上浮7七、混凝土拌制不符合要求7八、桩顶空心7九、桩身有夹渣、夹泥、蜂窝80引言随着国民经济的发展，充分提高土地综合利用率，高层建筑在城市建设中所占比

6、例显著增高。鉴于钻孔灌注桩技术适用于各种复杂的地质条件，以其质量好、承载力高、造价低，施工方便已被广泛用于高层建筑基础工程。但是钻孔灌注桩从钻孔到完成混凝土浇筑大多是在水下进行的，受到地质条件、施工队伍技术水平、操作条件、管理素质、机械设备、原材料及混凝土配合比等诸多因素的影响。钻孔灌注桩的质量和缺陷时有出现。在施工过程中容易出现孔壁坍塌、缩颈、离析、孔低沉泥等问题。施工质量事故一旦发生，从原因分析到提出处理方案直到事故处理完毕，不仅造成较大人力、物力、精力、财力的损失，还会影响整个工程的工期目标。本文对钻孔灌注桩常见的质量事故发生的原因进行分析讨论，旨在提高工程施工技术水平，加强质量控制，提

7、高桩基工程质量，有效的把工期控制在计划工期范围内为目的。第一章 钻孔灌注桩事故原因分析一、事故原因施工质量事故通常出现在施工（桩孔灌注混凝土）过程中，在成桩后检测时暴露出缺陷桩（桩身混凝土离析、空洞、缩颈、孔低沉泥）、断桩（夹泥、夹水、孔洞）、使混凝土丧失完整性和连续性；钢筋保护层过薄，易使钢筋锈蚀失去作用，降低整桩力学性能；个别施工过程中出现桩位偏差、桩身倾斜，究其原因，除地质条件、技术水平外，主要是施工前准备及施工过程中对工艺控制不严谨、技术不熟练等造成的，因而使钻孔灌注桩出现质量缺陷。二、钻机选用每个建筑工程所处的地质条件大致相同，根据每个工程地质条件及设计要求选用相应的钻机。下面节选至

8、 韩永生-混凝土灌注桩钻机类型选择经济技术分析空心冲击钻用冲击锥进行冲砸，提筒进行捞渣，钻具上下速度快，成孔后清孔换浆时间短，适用于黏土层、密实的砂层、圆砾层施工。反循环钻机适用于黏土层和密实砂层，进尺速度较快，不需要清孔。旋挖钻机适用于黏土层和密实砂层，进尺速度优势明显，不需要清孔，无需大量制造浆液，因而排浆工作量大幅下降(一般为其他钻机的1 /31 /4) 。长螺旋钻机适用于砂土、粘土、粉质土、卵石层、风化岩。（一）、塌孔在复杂底层中钻孔，塌孔现象常有发生一般为： 1）采用冲击钻冲击河床下层砂砾石层，由于护筒埋深不够，泥浆浓度过低、离析，护壁功能较差，水头控制不足，以致较大的冲击力引起上部

9、砂性淤泥层坍塌。 2）在强透水的粉细沙层、沙壤土层或淤积平原，疏松的沙砾石层中旋钻，由于泥浆护壁质量（粘度、稠度）和水头高达不到要求，或钻孔中因水位突然下降，导致大面积塌孔。 3）孔口塌方，通过为护筒埋设不当，孔口周围土质不良，或者埋填夯实不当，在缺少泥浆供应，水流渗透和施工机械自重作用下，孔口周围土塌陷，使护筒歪斜下沉，导致停钻。（二）错位桩某高层钻孔灌注桩工程，在钻孔桩位检测放线时，未进行复测校核，钻机便就为开钻。当钻机钻进一半时，施工技20天后重新放线，测定桩位，再进行造孔。（三）偏位桩某高层钻孔灌注桩由于放线测量误差，在完成承台桩3根钻孔灌注桩后，发现该承台桩位向东错位1.1m，使已完

10、成的钻孔灌注桩报废，在正确桩位重新放样施工。（四）偏头桩某高层所处河床为淤泥积土和砂砾石互层，用冲击锤造孔，孔径2m。由于钢筋安装不规范，混凝土浇筑完成后，复测桩位时发现桩头钢筋笼偏位18cm，超过规范允许值。结果采取了将桩头凿除2.5m处理办法，纠正钢筋笼至中心位置，人工立模，浇筑混凝土接桩。第二章 灌注水下混凝土施工过程的故障或事故水下混凝土灌注使钻孔灌注桩施工的关键工序。只有做好混凝土灌注前的各项准备工作，才能确保灌注水下混凝土连续、均匀，迅速地在初凝之前的限定时间内一次完成。一、导管“封口”（闭气）失败1、导管距孔底过高（40cm）。2、“剪球”失败，“隔水球”一般在漏斗底，第一盘混凝

11、土装满吊斗就位于漏斗上空。3、悬吊隔水球的钢丝拉断。二、导管漏水每节导管的长度有0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0m几种，根据钻孔桩的改造深度，起吊高度，配置合适的导管长度。导管的链接有两种：一是法兰盘平口链接；二是螺丝扣连接。前者用橡皮垫圈止水，后者采用橡胶圈（套）止水。由于导管自身的孔眼，或重复使用老化带有裂纹的止水部件，或接头不密闭等原因引起泥浆进入导管，迫使以灌注的混凝土发生离析，粗骨料集中而卡管。三、导管埋入混凝土深度问题在混凝土灌注过程中，应定时量测孔内混凝土的顶面高程，以控制导管在混凝土中的埋深。一般要求导管埋深26m。对于长桩（30m），在灌注桩的下部时，导管埋深宜

12、大些（45m，但不超过6m），在灌注桩的上部时，逐渐减小埋深厚度，但不得小于2m。当导管埋深过大，达到810m，将出现灌注和提升困难，以至于不能提升导管，影响混凝土顺利灌注，出现断管或管壁爆裂事故。当导管埋深小于2m，导管内外压差不平衡，如果导管倾斜，易使孔内混凝土面以上的泥浆、混浆反压或卷入混凝土中，形成夹泥层，导致“缺陷桩”或断桩事故。四、钢筋笼上浮问题由于钢筋笼固定不到位，或导管倾斜扰动挂提，或应导管埋深过大而产生较强的混凝土上翻浮力，都会发生钢筋笼上浮，导致混凝土停灌事故。五、混凝土的配合比及运输问题钻孔灌注桩大多在水下进行混凝土灌注，混凝土配合比要具有良好的级配，水灰比大（塌落度18

13、0220mm），砂率高，水泥用量多，以确保有良好的和易性和足够的流动性。某高层在成孔后灌注混凝土时，未按设计配合比拌制混凝土，进场的粗骨料级配极差，粗骨料未按0.52.23.15cm来分级，混合料以34cm为主，且超粒径（4cm）较多（5%），混凝土拌合料采用小翻斗运输，河床沙石路坎坷不平，使混凝土离析严重，造成灌注不顺畅，经过提升导管并上下攒动后，才将混凝土灌入。一旦离析的混凝土进入导管，由于粗骨料堆积在一起而堵塞导管，将导致停灌断桩事故。六、混凝土系统设备故障混凝土水下灌注要求连续、快速，在首批混凝土初凝前必须完成。在施工过程中，如果施工准备不充分，机械设备不配套效率低下，又无备用设备时，

14、极易造成设备故障，延误混凝土灌注时间而导致停灌或断桩事故。七、断桩及桩头混凝土不密实水下灌注混凝土是依靠混凝土自重，自底至顶自行灌入成桩，使灌注的混凝土接近桩头部位（3m）时，由于导管高度不足，超灌压力变小，容易发生断头桩或桩头混凝土不密实的质量问题。当灌注的混凝土面接近桩头（3m）时，因桩孔上部（导管外）泥浆增多，稠度增大，相应的反压力增大，如果超灌压力小，不能继续灌注混凝土，造成断头桩；或灌注的混凝土面没有达到超灌高度（大于桩头设计高程的高度为0.51.0m）。由于部分泥浆混入，造成桩头混凝土不密实、强度低的质量事故。发生“断头桩”或“桩头混凝土不密实”的质量事故，都可以要求进行开挖清理、

15、凿除，采用人工立模浇筑混凝土“接桩”的处理方法。如果处于地下水位以下“接桩”，由于抽排水问题将给工人接桩带来极大困难。第三章 杜绝钻孔灌注桩质量事故的措施一、初灌未封底桩底沉渣量过大，使初灌不能正常反浆，或导管距孔底太远，初灌量不够没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。认真检查，采用正确的测绳与测锤；一次清孔后，不符合要求时，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、大小而定，最高不超过0.5m。 二、导管堵塞灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，

16、形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管，尽可能提高混凝土浇注速度，开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；浇注混凝土过程中，应匀速向导管料斗内灌注，如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致堵管，若管内空气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的质量是堵塞导管的主要原因，必须把好质量，混凝土和易性不好或离析使石子聚集在一起流动性差，导致堵管。导管使用后应及时冲洗，保证导管内壁干净光滑。如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通，在下部提取

17、导管上下振击， 三、导管漏水导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管内混凝土超出漏水处。 四、导管拔出混凝土面导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使混凝土强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏。灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。特别是灌注后期，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内

18、混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时，终止浇注，重新成孔； 孔内混凝土面高度较高时，可以用二次导管插入法，其一是导管底端加底盖阀，插入混凝土面1.0m左右，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇注混凝土施工。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时，不宜采用； 此方法使用时，必须由有经验的工程师现场指导，导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置等数据，必须在事先正确确定。 提升导管要准确可靠，灌注砼过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程； 五、导管被

19、混凝土埋住、卡死在灌注过程中，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，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态来决定，一般情况下，以26m为宜。 如果导管插入混凝土中的深度较大，供应混凝土间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，极易发生 埋管 事故。 如果预料到不能及时供应混凝土（超过1h），混凝土运输距离远，交通堵塞等因素时，除混凝土中加缓凝剂外，导管插入混凝土中的深度不宜太

20、小，据已往经验，以56m为宜，每隔15min左右，将导管上下活动几次，幅度以2.0m左右为宜，以免使混凝土产生初凝假象。浇注混凝土中断超过2h，应判为断桩。卡管现象是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，都会导致卡管事故。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类事故的重要措施。导管插入混凝土中拔不起来或被拔断，如果桩径较大，可以采用二次导管插入法处理，否则只能补桩、接桩。接桩一般用人工孔的办法处理，清除桩顶残渣，接

21、钢筋笼，浇注混凝土至设计标高。 六、钢筋笼上浮当灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料，尽量减小埋深，减小对导管的冲力。 七、混凝土拌制不符合要求混凝土配合比中水灰比控制在0.50.6，砂率应在40%50%，粗骨料最大粒径应小于40mm，混凝土坍落度控制在1820cm，要有良好的流动性、和易性，用料上优先采用中粗沙，级配较好的卵石，矿渣硅酸盐水泥，避免使用普通硅酸盐水泥。 混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系，砂率小、粗骨料级配不好，搅拌出的混凝土极易离析，影响水下浇注混凝土质量。 在灌注中出现的种种事故有很多都和混凝土质量有关，所以一定要把好混凝土的质量关。 八、桩顶空心产生桩顶空心的因素有：导

22、管插入混凝土中的深度较大，混凝土坍落度小，桩顶空心呈不规则漏斗形，其深度、位置与导管拔出时的位置、桩顶混凝土状态有关。导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后砼不能及时冲填，造成泥浆填入。防止桩顶空心灌注结束前导管插入混凝土中深度不超过6.0m；灌注结束后，导管拔出混凝土之前，导管上下活动几次，幅度不超过50cm，或者用机械、人工振捣桩顶混凝土，时间不超过20s.尽可能缩短灌注时间，避免使桩顶混凝土产生假凝现象、降低桩顶混凝土的流动性。 九、桩身有夹渣、夹泥、蜂窝浇注过程中，须不断测定混凝土面上升高度，并根据混凝土供应情况来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹渣、夹泥、蜂窝事故。 泥浆过稠，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，增加了浇注砼的阻力，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量砼，一旦流出其势甚猛，在砼流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；灌注砼过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层的原因。 使砼面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入砼是防治夹渣、夹泥、蜂窝的关键。总结：国内建筑业的迅速发展，建筑物高度不断攀升，对基础、地基的要求不断提高，基础、地基的质量也成为检测的重点。本文以各钻机施工不同类型土壤做比较，在进一步探求钻孔灌注桩质量缺陷，发