钻(冲)孔灌注桩工程质量事故分析和处理

1、论文( 一）某 钻 ( 冲 ） 孔 灌 注 桩 工 程质 量 事 故 分 析 和 处 理郑伟生说 明 ： 本 论 文 已 发 表 在 广 东 建 设 报 国 内 统 一 刊 号 ：cn44- 01322001 年月 1 日 总第期 第版某钻（冲）孔灌注桩工程质量事故分析和处理第1页 共页某钻（冲）孔灌注桩工程质量事故分析和处理近几年来 , 钻孔灌注桩在基础工程中得到了迅速发展。潮阳地区城镇工程建设处理软弱地基时, 较广泛地采用了钢筋混凝土钻孔灌注桩。然而施工质量事故时有发生, 既严重影响了工程质量, 又造成了较大经济损失，应引起充分重视。潮阳市经济开发区某外商厂房钻孔灌注桩质量事故具有一定代表

2、性， 现将其概况及事故分析处理情况简介如下：一、 工程概况、事故及检测结果：该工程为五层大跨度轻工生产厂房，采用钻（冲）孔灌注桩基础。设计为88 根 90cm 桩，单桩承载力设计值为 3000kn,桩长从天然地面起算约为1828m （中风化花岗岩界面起伏较大) ， 要求进入中风化花岩不少于1m （嵌岩）。场地的地质情况: 表层为厚810m 海成极松散的细砂（属中等液化土层），第层为厚24m高压缩性，软塑状的粉质粘土 , 余下为可塑状的砂质粘性土。地下水很丰富，埋深仅 1m 。该工程采用上海产“水井300”型钻机，正循环泥浆某钻（冲）孔灌注桩工程质量事故分析和处理第2页 共页护壁钻孔，导管水下灌

3、注砼成桩工艺施工。桩打完后，抽取 10 根进行无破损动测（高应变）方法检测，另3 根进行单桩垂直荷载试验。检测结果： 动测桩中 , 有局部问题的类桩（承载力偏低，11为 2520kn ，29为 2650kn ）共 2根，静荷载桩中, 有 2 根属类桩（承载力偏低，2压至4200kn沉降量超标 , 其容许承载力为2100kn ，摩擦力约占75% ； 58桩压至4800kn 沉降量超标，其容许承载力为2400kn ， 摩擦力约占70% ） ， 检测桩的总合格率仅达到64。为进一步查清桩身砼质量和桩端的情况, 决定对检测承载力最低的 2及 11进行钻探抽芯检验。抽芯发现：2 根桩桩尖进入中风化花岗岩

4、仅为0.40m、 0 。48m ； 桩孔底沉渣超厚，分别为0。20m 、0。14m. 上述检测结果表明，桩基质量较差，远远达不到设计3000kn的要求 , 事故后果很严重。二、事故原因分析根据检测结果，我们初步判定：该工程事故属施工质量事故 . 造成该事故主要原因有以下几个方面. 1、桩尖入岩深度判断失误。某钻（冲）孔灌注桩工程质量事故分析和处理第3页 共页设计要求桩尖进入中风化花岗岩层不少于1m 。通常是以花岗岩中长石和云母颗粒的风化状况作为判断其风化程度的依据的 . 如果从钻屑中发现有少量较完整坚硬的长石、云母颗粒，就认为已经钻到设计要求深度，则有可能作出过早停钻的决定。这是因为，首先，从

5、花岗岩强风化带到中风化带，不完全是明显的突变，而是有一个渐变过程。在渐变过渡的强风化带中包含了少量中风化的块体。正是这些中风化块体中类同于中风化带的长石、云母颗粒，首先出现在钻屑中. 但该部位风化层的强度仍然受到强风化条件的控制，不能做为中风化层对待。其次，钻孔桩所采用的笼式钻头 ( 见图1），前端导向尖长度 h, 通常约占钻头长度 h 的 50以上 . 桩基设计所选择的持力层，是指桩尖直径为 d的全断面进入部位所处的层位。由于笼式钻头、钻具重量较轻，导向尖一进入中风化层，钻进速度立即迅速下降。若此时见有中风化岩屑排出, 即认为已进入中风化层停钻，则住住导致过早停钻, 造成只有一小部分导向尖进

6、入中风化层 , 实际上大部分桩尖仍处于强风化层的状某钻（冲）孔灌注桩工程质量事故分析和处理第4页 共页态。因此，在接近终孔的阶段要非常注意钻屑的变化，如果发现钻屑中有中风化程度的长石和云母颗粒出现，而且同时钻进速度迅速降低, 则就立即记下钻孔的深度。在以后钻进排出的钻屑中，中风化颗粒数量未减少而钻进速度又没有增加的情况下， 从发现中风化钻屑开始, 必须再钻进不少于 h+1m （1 为工程要求桩长进入持力层的深度。本工程要求不少于1m ）的深度，方可认为钻孔全断面已进入设计要求层位， 可以停钻 . 本工程抽芯检验的2 根桩， 其钻进和终孔的采样中已含有中风化的颗粒，但抽芯验定桩尖进入中风化花岗岩

7、仅为0.4m 和 0。48m,即造成过早判断已进入中风化岩层并停止钻进的失误。2、桩底沉渣超厚度。大直桩水下灌注桩底沉渣超厚度是个较普遍的问题，某钻（冲）孔灌注桩工程质量事故分析和处理第5页 共页而本工程更具特殊性。原因有二：首先，场地土层的造浆能力差且漏浆严重，影响护壁，致平均扩孔充盈系数达1。32, 最大竟达1。56。按主泵最大泵量180m3h, 采用正循环钻进 , 则在钻进和清孔时，泵入泥浆约经 4 6min 才能返回地面，返浆速度约为4。7m min，显然排浆速度较慢。并且为保证桩孔稳定, 不得不保持注入泥浆比重1。21。3, 或者更大 , 才能增加泥浆的悬浮力，以带走钻屑、碴土，清孔

8、过程不能降低比重至1.15 以下，因而孔底清洗不干净 , 并且从停止清孔至放下导管灌注砼前的一段时间（停留过长），会在孔度沉积相当数量的渣土，以上是主要原因 , 其次是“首灌容量 偏小。采用现场搅拌，储料斗的容量为 0.85m 3, 另加上提料斗，总容量仅为1。10m3，根据平衡原理，首灌容量要求1.50m3, 显然该机的首灌容量偏小，砼的排挤能力有限，不足以将孔底的沉渣完全排挤,托升至桩顶面，致沉渣残留桩底. 三、事故处理事故发生后 , 设计、建设、施工、质监等有关部门研究决定，对桩基承载力和厂房基础进行如下处理: 1、桩承载力 : 由于有相当数量的桩进入设计要求的中风化花岗持力层的深度不足和桩底沉渣过厚，大大的降低某钻（冲）孔灌注桩工程质量事故分析和处理第6页 共页了桩的承载力。按照不计端承力的摩擦桩计算的桩基承载力与按垂直静荷载试验提供单桩容许承载力, 其结果大体相当 , 因此重新核定本工程单桩容许承载力为2100kn ，偏于安全。2、 基础处理加固： 经过比较补桩和地基加固二种方法，为降低成本， 最后决定采用地基加固. 即对承台、 地梁下的地基土进行换取厚1。5m的碎石砂级配垫层, 分层压实 , 提高地基的承载力；同时增设双向条形地