31-钻孔咬合桩常见问题的成因分析与处理措施.doc

钻孔咬合桩常见问题的成因分析与处理措施王召尚广州轨道交通建设监理有限公司 广东广州 510000摘 要：本文主要对全套管咬合桩施工过程中遇到的常见问题进行分析、总结，并结合现场施工经验给出相应的处理措施，为以后同类工程的施工提供一定的参考。关键词：套管 咬合桩 常见问题 成因分析 处理措施1全套管咬合桩的工艺原理钻孔咬合桩采用全套管钻机钻孔施工,在桩与桩之间形成相互咬合排列的基坑围护结构。桩的排列方式为A桩（钢筋砼桩）和B（素砼桩）桩间隔布置,施工时先施工B桩后施工A桩,并要求B桩的超缓凝混凝土初凝之前必须完成A桩的施工。A桩施工时采用全套管钻机切割掉相邻B桩相交部分的素混凝土,从而实现咬合。钻孔咬合桩有支护、承重和止水三重功能。钻孔咬合桩施工第一步是在桩顶上部施作混凝导墙,目的是为了提高钻孔咬合桩孔口的定位精度并提高就位效率。以A桩为例,单桩的施工工艺流程为:平整场地测量桩位施工混凝土导墙套管钻机就位对中吊装安放第一节套管测控垂直度压入第一节套管校对垂直度抓斗取土,跟管钻进测量孔深清除虚土,检查孔底A桩吊放钢筋笼（B桩无此项）放入混凝土灌注导管灌注混凝土逐次拔套测定混凝土面桩机移位。排桩的施工工艺流程如图1。 2施工中常见问题梳理全套管钻孔咬合桩自2001年在国内应用以来，因其支护形式及止水效果要好于钻孔灌注桩，单价又较地下连续墙低廉，且大部分地层也较适应，遂逐渐被人们接受、推广。但由于其发展较快，技术方面不是太成熟，所以在施工过程出现质量问题是在所难免，常见的问题主要有如下几种：（1）桩孔倾斜（2）管涌（3）暗浜（4）遇地下障碍物（5）钢筋笼上浮与下沉（6）事故桩的处理（7）冷缝的处理等。3常见问题的形成原因、造成的后果及处理措施3.1桩孔倾斜（1）原因分析：桩孔倾斜原因很多，首先要考虑的是地质原因，在钻孔取土过程中随时查看地质状况，检查地质是否存在一半软层，一半硬层。二是钻机的倾斜是否校正，抓斗取土施工中由于冲力较大，所以容易造成倾斜，在取土过程中要时时检查套管的垂直度。三是在拔管过程中砼桩体扭曲或一边搅动过大。（2）造成的后果：桩孔倾斜容易造成排桩桩体下部开叉、桩间渗漏；严重时还会造成桩体侵限，影响主体结构施工。（3）处理措施：1）、施工过程中发现钢套管有倾斜趋势时,可以立即通过反复摇动、微量扭、挪套管支座等方法将套管倾斜消除在初始状态。如垂直度偏斜超过3,无法靠桩机本身调整时,可采取向孔内填砂,向上拔出套管,重新校正精度和成孔。如无法利用套管钻机重新成孔时,在待处理桩位的两侧注浆,形成隔渗帷幕拦截地下水。2）过程中未及时发现桩孔倾斜，已造成不利后果的可根据桩孔倾斜情况及造成的后果分别处理。（a）对于桩体下边开叉、桩间渗漏可在在开挖前对其补打旋喷桩背后补强或在开挖过程中及时采取注浆处理；（b）对于桩体侵限一般视情况，以凿除侵限部位为主，但以碰到钢筋为准，如果仍侵占主体，只能采用结构钢筋补强的方式处理，不宜过多凿除，以免影响整体结构稳定。3.2管涌（1）原因分析：发生管涌有两种情况：一是随着钻孔深度增加和套管的摇动，淤泥质粘土在饱和压力水作用下，软化呈流塑状，引起管涌；二是在A桩成孔过程中，由于B桩混凝土尚未凝固，还处于流动状态，B桩混凝土有可能从A、B桩相交处涌入A桩孔内，也可能发生管涌。（2）造成的后果：一是素桩砼面下陷过多，造成桩顶标高偏低，不利于冠梁砼支撑施工。二是对桩体本身结构造成破坏，对整体围护结构有间接影响，地下水也容易从此薄弱点流入基坑内部。（3）处理措施：克服“管涌”有以下几个方法：（a）、在成孔过程中缓冲轻抓，减小对孔底土层的扰动。（b）、B桩（素混凝土桩）混凝土的坍落度应尽量小一些，以便于降低混凝土的流动性。（c）、加长桩机套管，套管底口始终保持超前于开挖面一定距离，孔内留足一定厚度的反压土层，形成“瓶颈”达到瓶塞效果，阻止混凝土流动。如果钻机能力许可，这个距离越大越好，但至少不应小于1.0m。（d）、如果遇地下障碍物套管无法超前时，可向套管内注入一定量的水，使其保持一定的反压力来平衡B桩混凝土的压力，以阻止“管涌”的发生。（e）、A桩成孔过程中应注意观察相邻两侧B桩混凝土顶面，如发现B桩混凝土下陷，则应立即停止A桩开挖，并一边将套管尽量下压，一边向A桩内填土或注水，直到完全制止住“管涌”为止。（f）在砼浇筑标高控制上，B桩应多浇筑砼1m左右，以预防荤桩成孔时发生管涌造成素桩砼面下降，果真发生管涌时应及时向素桩内补素砼；在开挖后，如仍发现在有少量桩面较低，在做冠梁前应及时补充浇砼，将其补到设计标高，以防浅水从此薄弱点流入基坑内部。3.3暗浜（1）原因分析：暗浜是不良地质情况的一种。简单来讲就是被填埋的河道、沟渠等。有淤泥沉积，后来被土填没了，但是沉积的淤泥仍在，这种情况不利于施工，尤其对基础建设存在隐性危害。（2）造成的后果：对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。既影响场地稳定性，也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常使用不利。 （3）处理措施：首先在施工前应进行详细调查，尽可能提前发现提前填冲处理；二是如果在施工中发现取土钻进速度出现异常，要及时分析原因，如发现是暗浜时应上拔少许套管，然后填入砂砾，并给予一定的压力，压实后，再继续下钻，取土。3.4遇地下障碍物（1）原因分析：地下障碍物因其深埋地下，具有其不明确性，地质勘查有时也不能完全探测清楚，这就是其形成的主要原因。（2）造成的后果：影响施工进度，给施工过程中造成不必要的麻烦，加大成本支出。（3）处理措施：钻孔咬合桩素桩超缓凝土由于受到时间的限制,遇到地下障碍物处理起来比较困难。所以施工前必须对地质情况十分清楚，对一些比较小的障碍物，如卵石层、体积小的孤石等，可以先抽干套管内积水,然后再吊放作业人员下去将其清除；如遇到深层大孤石套管不能超前或者桩端需嵌入岩石时，可更换十字冲锤进行冲击钻进，待破碎后继续施工。3.5钢筋笼上浮与下沉（1）原因分析：在钻孔咬合桩施工中，由于钢筋笼在桩内处于悬挂状态，在砼浇筑过程中，钢筋笼所受到的力是泥浆和混凝土向上运动时对其产生的浮托摩擦与下部埋深混凝土摩擦、钢筋笼自重及钢筋笼固定对其产生的压力的合力，如果浮托作用超过向下的作用力，就会出现钢筋笼上浮。此外，由于套管内壁与钢筋笼外缘之间的空隙较小,在拔套管的时候,钢筋笼有可能被套管带着一起“上浮”，俗称“卡管”。下沉的原因主要是桩底持力层较软弱，不能够承受钢筋笼的自重。（2）造成的后果：在咬合桩的砼浇筑过程中，钢筋笼上浮是较为常见的事故，轻微的上浮一般不影响桩的施工质量，但钢筋笼上浮过多会对桩的质量造成一定影响，其桩体配筋配筋状况也随之发生变化，最明显的是使其加强筋与钢支撑对应位置发生改变，不能达到设计的指定位置，导致桩承载力降低，不能安全承受设计荷载。（3）处理措施： 1）防止钢筋笼上浮的措施：(a）、与设计沟通，在满足结构安全系数的前提下，适当减小钢筋笼直径尺寸，使钢筋笼外径与套管内径间距加大，减小摩擦力； （b）、确保钢筋笼加工的垂直度，不能出现弯曲、突出、变形现象；（3）、在钢筋底笼部焊接防浮砼板，增加钢筋笼本身自重，力争使其大于上浮的力；（d）、起拔套管时视起拔状况精心操作，阻力过大采用多转动（套管）慢拔保证套管起拔中的顺直，减少钢筋笼与管壁的磨檫，必要时配以专用压笼器，利用钻机上拔动作，下压钢筋笼拔套管，控制上浮。2）防止钢筋笼下沉措施：在钢筋笼底板焊接抗浮板，以增大钢筋笼和持力层的接触面。3)出现钢筋笼上浮后的处理措施：（a）与设计沟通，根据上浮高度的不同，重新验算其安全系数；（b）根据验算结果可分别选择在背后补打同类型钢筋砼桩、SMW、三轴水泥搅拌桩或旋喷桩等。3.6事故桩的处理（1）原因分析：在钻孔咬合桩施工过程中,因素桩超缓凝混凝土出现早凝现象或机械设备故障以及其他常见问题的影响等原因,造成钻孔咬合桩的施工未能按正常要求进行而形成的桩简称事故桩。事故桩的处理主要有以下几种情况：平移桩位单侧咬合、背桩补强、预留咬合锲口、钢筋笼上浮等。（2）造成的后果：造成相邻桩与桩之间不能充分咬合，从而使整个围护结构不能有效的形成一个整体，给以后的基坑开挖埋下桩间渗漏、结构不稳定等隐患。（3）处理措施：（a）平移桩位单侧咬合：B桩成孔施工时，其一侧A1桩的混凝土已经凝固，使套管钻机不能按正常要求切割咬合A1、A2桩，处理方法是向A2桩方向平移B桩位，使套管钻机单侧切割A2桩施工B桩，并在A1桩和B桩外侧另增加一根旋喷桩作为防水处理，如图所示。（b）背桩补强：B1桩成孔施工时，其两侧A1、A2混凝土均已凝固，处理方法是放弃B桩的施工，调整桩序继续后面咬合桩的施工，以后在B1桩外侧增加3根咬合桩及两根旋喷桩作为补强防水处理，并在基坑开挖过程中将A1和A2桩之间的夹土清除，喷上混凝土即可，如图所示。（3）预留咬合锲口：在B1桩成孔施工中发现A1桩混凝土已有早凝倾向但还未完全凝固时，此时为避免继续按正常顺序施工造成事故桩，可及时在A1桩右侧施工一砂桩以预留出咬合锲口,待调整完成后再继续后面桩的施工，如图所示。3.7冷缝的处理 （1）原因分析：冷缝形成的主要原因有分段施工时砂桩与素桩咬合形成的冷缝、素桩砼出现早凝造成咬合桩不能正常咬合形成的冷缝。（2）造成的后果：咬合桩不能充分咬合，容易造成冷缝处渗漏，不利于基坑防水。（3）处理措施：（a）对于砂桩与素桩咬合形成冷缝主要采取背后补打旋喷桩进行处理（b）素桩砼出现早凝造成咬合桩不能正常咬合形成的冷缝一般采取咬合桩平移或背后补桩，不管是平移还是补桩，在新出现缝隙处都应补打旋喷桩进行堵漏，以确保桩间的整体止水效果，具体做法参照事故桩处理措施。4结束语 套管咬合桩作为目前常用的基坑支护形式的一种，具有较大的发展空间，而其质量控制及其问题的预防及处理措施一直都是人们关注的重点，本文简单介绍了一些常见的问题成因及造成的后果、处理措施情况，就是为了能够给以后的施工提供参考，以便更好的推动咬合桩的健康发展。 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）