混凝土灌注桩施工质量控制与缺陷处理.pdf

桥 隧机械 施工 技术 B r i d g s a dT u n n e l Ma c h i n e r yCo n s a u c tio nT e c h n o l o g y 混 凝 土 灌 注 桩 施 工 质 量 控 制 与 缺 陷处 理 Qu a l i t y Co n t r o l a n d De c t Tr e a t me n t i n Co n s t r u c t i o n o f B o r e d Co n c r e t e P i l e 曾学武t ， 胡雪钦2 ZENG Xu e - W U ， HU Xu e q i n 1 湖 南 省 天 行 健 职 业 有 限 公 司 ， 湖 南 长 沙 41 0 0 0 0 2 湖 南 省 第 六 工 程 公 司 设 计 分 公 司 ， 湖 南 长 沙 4 1 0 0 0 4 1 T ia n x i n g j i a n Oc c u p a t i o n Co L t d o f H u n a n P r o v i n c e ， C h a n g s h a 4 1 0 0 0 4 ， Hu n a n ， Ch i n a 2 De s i g n Br a n c h o f Hun a n No 6 En g i n ee r i n g Co m p a n y， Ch a n gs h a 41 00 0 0 ，Hu n a n ， Ch i n a 【摘要 】 对混凝土灌注桩在施工过程中常见质量缺 陷产生的原因进行 归纳与分析 ， 介绍 了混凝土灌注桩在施工过 程 中的质 量 保证 措 施 ； 同时 结合 生 产 实际 ， 有针 对性 地 提 出 了断桩 、 缩颈 、 钢 筋笼 上浮 、 桩身 强度 不 足 等一 些施 工 关键 质 量 的控 制措 施 及缺 陷处 理 方法 。 【 Ab s t r a c t 】 T h e me a s u r e s t h a t c a n g u a r a n t e e t h e q u a l i t y o f b o r e d c o n c r e t e p i le i n t h e c o n s t r u c t io n we r e i n t r o d u c e d a f t e r i nd u c i n g a n d a n a l y z i n g t h e r e as on s o f s om e c om m on qu a l i t y d e f e c t s At t h e s a m e t i m e， c o m b i n e d w i t h t h e p r a c t i c a l c o n s t r u c t i o n， s o m e c on t r o l m e a s u r es a n d de f e c t t r e a t m e n t s f o r t h e k e y c o n s t r u c t i o n qu a l it y p r ob l e m s o f br ok en p i l e， n e c k i n g ，l if t - up o f r e i n f or c e m en t c a g e ，i n s u f f i c i e n t s t r en g t h o f p i l e b o dy ， e t c 【 关键词 】 灌注桩； 缺陷 ； 质量控 制； 处理措施 I K e y wo r d s】b o r e d p i le ； d e f e c t ； q u a li t y c o n t r o l ； t r e a t me n t me a s u r e 中 图 分 类 号 ： U4 4 5 5 5 文 献 标 志 码 ： B 文 章 编 号 ： 1 0 0 0 -0 3 3 X( 2 0 1 2 ) 1 2 0 1 0 1 -0 3 0 引 言 混凝 土钻 孔灌 注桩 以其 适用 性 强 、施 工简便 快捷 、 造 价 适 中等特 点被 广 泛应 用于 公路 、 桥 梁基础 及 其他工 程领 域 。 灌注 桩 属于 隐蔽 工程 ， 影 响其施 工质量 的因素很 多 ， 如 水 文 地质 、 钻 孔 工艺 、 护壁 、 钢筋 笼 上浮 、 混凝 土 的 配 制和 灌 注等 。 在 施工 中 ， 如 果对 这些 因素 的处理不 慎 ， 很 容 易 引发塌 孔 、 松 散 、 缩 颈 、 混凝 土 离析 、 断桩 报废 等 质量 事 故 ， 影 响 工 期 ， 甚 至 对整 个 工程 质量 产 生 不利 影 响 。 造 成经 济 损 失 。所 以必须 对施 工过 程 的每一 环节 都严格 要 求 严 密 控 制钻 孔灌注 桩 的施工质 量 ， 避免和 减 少事故 的发生 。 本 文就 钻 孔灌 注桩 施 工 中 的一 些 关键质 量 问题及 其 解 决 方 法进 行 介绍 和探 讨 1 混 凝 土 灌 注 桩 常 见 质 量 缺 陷 及 形 成 原 因 1 1 缩 颈 缩 颈 是 在钻 孔 施工 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 ， 产 生缩 孔 现 象 致使 钢 筋笼 下 不去 。 1 2 桩 底 沉 渣 量 过 大 桩 底 沉 渣量 过大 一般 是 因为检 查 不够认 真 清 孔 不 干 净 ， 或 没 有进 行 二次 清孑 L 。 1 3 桩 身 混 凝 土 强 度 不 足 混凝 土遭 受 孔 内水 的危 害 ， 会 引起 砂 浆 变稀 、 砂 石下 沉 ， 严 重破 坏 桩 身混 凝 土强 度 。 1 4 钢 筋 笼 上 浮 钢 筋 笼上 浮 的原 因有两 个 。若在 混凝 土 灌 注至 钢筋 笼 下 时提 升 导 管 ， 当导 管底 端 距 离钢 筋 笼 仅 l m左 右 时 由于灌 注 的混 凝土 自导管 流 出后 冲 击力 较 大 ，会 推 动钢 筋 笼上 浮 。 混 凝 土灌 注导 管 埋深 较 大时 其 上层 混凝 土 因浇注 时 间较 长 ， 已近 初 凝 ， 表 面 形 成 硬 壳 ， 混 凝 土 与 钢 筋 笼有 一 定 的握 裹力 ，若 此 时导 管底 端 未及 时 提到 钢筋 笼 底部 以上 。 则 混凝 土在 导 管流 出 后将 以一 定 的速 度 向上 顶升 同 时也 会 带动 钢筋 笼 上移 。 1 0 1 桥 隧机械 & 麓工技 术 B r i d g e a n d T u n n e l Ma c h i n e r y Co n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y 1 5 断 桩 断桩 是严 重 的质 量事 故 ，必 须在 施工 初期 彻 底消 除 诱 发断桩 的因 素 ， 并 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 。产 生 断桩 的原 因有 以 下 几个 。 ( 1 )在灌 注 过程 中 ， 导管 埋 深过 大 或灌 注 时间 过 长 ， 会 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 提升 阻 力很 大 的法 兰盘连 接 导管 时连 接 螺栓 被 拉断 或 导管破 裂 ， 就 会 产生 断桩 。 ( 2 )卡 管 现象 也是 诱 发 断桩 的 重要 原 因之 一 。 由于 人工 配料 存在 随 意性 大 的问题 ，使 混凝 土 实际 的 配合 比 误 差 较 大 。 造 成 坍 落度 波 动 大 ， 拌 制 的混合 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 从而 阻塞 导 管 ， 都会 导 致卡 管 事故 ， 造成断 桩。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 类断桩 的重要措施 。 ( 3 )灌注 混凝 土 的过 程 中 ， 应 随 时监 测 已灌 混 凝 土 的表 面 标 高 ， 若 出现 错 误 ， 会 导 致 导 管埋 深 过 小 ， 产 生 拔 脱提 漏现 象 ， 由这种 现 象可 判 断 已形成 夹层 断桩 。 特 别是 钻孔 灌注 桩 后期 ， 超 压 力不 大 或探 测仪 不精 确 时 易将 泥 浆 中混 合 的坍 土层 误认 为是 混凝 土 表面 。因此 必须 严格 按 照 规程 用 规定 的测 深 锤 测量 孔 内混凝 土 表 面 高度 ， 并 认真 核 对 ， 保证 提 升导 管 不 出现 失误 。 ( 4 )导管 漏 水 、 机 械故 障 或停 电会 造 成 施 工 不 能连 续 进 行 ， 可 能 造 成 断 桩 ， 因此 应 认 真 对 待 灌 注 前 的准 备 工 作 。 ( 5 )如果 泥 浆 比重 大且 泥 浆 中 含较 大 的泥 块 ， 则施 工 中经 常 会发 生 导管 堵塞 、 流 动 不畅 等现 象 ， 而 当灌 满 导 管也 不行 时应 提取 导 管 ， 上 下振 击 。 由于 导 管 内储存 了大 量 的 混凝 土 ，突然 流 出 ，就 会冲 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 。 ( 6 )坍塌 。因工 程地 质 情况 较差 ， 或施 工单 位 组织 施 工时 不够 重视 会 致使 灌注 过 程 中井壁 坍 塌严 重 或 出现 流砂 、 软 塑 状质 ， 从而 造成 类泥 砂 性断 桩 。 2 混凝 土灌注桩施 工质量 保证 与控制措 施 2 1 成 孑 L 质 量 控 制 ( 1 )孔 的垂 直度 。钻 孔 灌注 的垂直 度 是保 证 基础 承 载 力 和 围 护 结 构 稳 定 性 以 及 建筑 尺 寸 准 确 性 的重 要 一 环 。 产 生斜 孔 或弯 曲状 孔 的原 因主 要 是 ： 钻机 安 装就 位 的 稳定 性 差 ， 钻机 作 业 时振 动或 钻杆 弯 曲 ； 地面 软 弱或 软硬 不均 ；土层 呈斜 状 分布 或土 层 中夹 有大 的孤 石 或其 他硬 1 0 2 物 。对 于 这些 情况 ， 施 工 前 必须认 真做 好 准备 ， 将 场 地 夯 实平 整 ， 轨道 枕 木 宜 均 匀着 地 ； 在 不均 匀地 层 中钻 孔 时 ， 应采 用 自重 大和 钻杆 刚度 大 的钻 机 ： 进入 不均 硬 层 、 斜状 岩石 层 或碰 到孤 石 时 ， 钻 速 要放 慢 。另外 ， 安装 导正 装 置 也是 防 止孔 斜简 单 有效 的 方法 。 ( 2 )确 保成 孔 深度 。钻孔 的深度 是否达 到 设计 要 求 ， 往往 也 影 响着灌 注桩 的 承载 力 。施工 过程 中 自然 地面 的 标 高会 发生 一 些变 化 ， 为准 确地 控 制钻 孔 深度 ， 应 在桩 架 就 位后 及 时复核 护筒 标 高和 桩 具 的总长 度 ， 并做 好 记 录 ， 以便在 成孔 后 能准确 地 校验 成 孔深 度 。 ( 3 )泥 浆 的制 备和 清 孔 。清孔 是 利用 泥 浆在 流动 时 所 具有 的动 能 冲击 桩孔 底部 的沉渣 使 沉 渣 中的岩 粒 、 砂 粒 等 处于悬 浮状 态 ，再 利用 泥浆胶 体 的粘 结 力使 悬浮 着 的沉渣 随着 泥 浆循 环流 动被 带 出桩 孑 L ，最 终 将桩 孔 内 的 沉 渣清 干 净 。从泥 浆在 混凝 土钻 孔 桩施 工 中 的护壁和 清 孔 作用 可 以看 出 ，制备 泥 浆并利 用 其清 孔是 确 保钻 孑 L 灌 注 桩质 量 的 关键 环 节 。 根 据所 处 的不 同地 质 条件 ， 在 钻 孔 灌 注桩 施 工过 程 中 必须 进 行严 格 的工 艺控 制 不 能选 用 高塑 性粘 土 或膨润 土 拌制 泥浆 ， 并应 根据 施工 机 械 、 工 艺 及 穿越 土 层 的条件 进 行配 合 比设计 。 灌注 桩成 孔至 设计 标 高 时 ， 应 充分 利用 * C - -T - 在 原位 进行 第一 次清 孔 。 ( 4 )沉 渣量 检查 。摩擦 桩 的受 力机理 是 ： 通 过 桩表 面 和 周 围土 壤 之 间的摩 擦 力或依 附力 ，逐 渐把 荷 载从 桩 顶 传 递 到 周围 的土体 中。 如果 在设 计 中端 部反 力 不大 。 则 端 部 的沉 渣量 对桩 的承 载 力影 响也 不 大。 对于 钻孔 端承 桩 如 果沉 渣量 过大 势 必造 成 受荷 时发 生 较大 沉 降 会使 桩 的承 载 力 失效 。 2 2 钢 筋 笼 质 量控 制 ( 1 )钢 筋笼 的 制作 。钢 筋 笼 制作 前首 先 要检 查 钢筋 笼 的质 保 资料 ， 然 后进 行 取样 试验 ， 合 格 后 方可进 行 钢筋 笼 的制作 施工 。 同时 ， 还 要 特别 注意 钢 筋笼 吊环 长度 能 否 使 钢 筋笼 准确 地 吊放 在设 计标 高上 。 由于 吊环 长度 将 随 钻 机底 梁 标高 的变化 而改 变 ，所 以应根据 底 梁标 高逐 根 复 核 吊环 长度 ， 以确 保钢 筋 的埋 入标 高满 足 设计 要求 。 ( 2 )钢 筋笼 的 吊放 。 在 钢筋 笼 吊放 的过 程 中 ， 应逐 节 验 收钢筋 笼连 接焊 缝 的质 量 。对质 量 不符 合规 范 要求 的 焊 缝 、 焊 口要进 行补 焊 。在 下放 时应 对准 孔位 中心 ， 一 般 采 用正 反旋 转缓 慢逐 步 下沉 的 方式施 工 。 2 3 混凝 土 浇 注 质 量 控 制 ( 1 )为确 保成 桩 质 量 ， 要 严格 检 查 验 收进 场 原 材 料 质 保书 ，如 发现 实样 与质 保 书不 符 ，应立 即取 样 进行 复 查 。 不合 格 的材料 严 禁用于 混凝 土 灌注 桩 。 ( 2 )首批 灌注 混凝 土 储 料 斗 的储 量必 须 满足 导 管首 次 埋深不 小于 1 0 m及填 充导 管底 部 的要 求。混凝 土 运至 灌注 地 点 时 ， 检 查 其和 易性 和 坍 落 度 ， 如 不符 合 要 求 ， 可 进 行 二 次拌和 ； 二 次拌 和后 仍 不符合 要 求时 不 得使 用 一 。 首灌 后 混凝 土 因使 用 混凝 土 泵 可满 足连 续 灌注 。灌注 过 程 中应经 常测 探 井孔 内 混凝 土 面 的位置 及时 调 整 导管 深 埋 。 为 防止 钢 筋骨 架 上浮 ， 当灌 注 的混 凝 土顶 面距 钢 筋 骨架 底部 1 13 1 左 右 时 应 降低 混凝 土 的灌 注 速度 。 当混凝 土 上 升 到 骨 架底 口4 m以上 时 。 提 升 导 管 。 使其 底 口高 于 骨架 底部 2 m以上 ， 即可恢 复 正 常灌 注速 度 。灌 注 的桩 顶 标 高 比设 计 高 出0 5 1 0 m， 以保 证 混 凝 土 强 度 ： 对 于 一 次 不 能灌 注 至桩 顶标 高 的桩 基 ，安排 在桩 基 检 测合 格 后 进 行 接 桩 ： 在 灌注 将 结 束 时 。 核 对 混凝 土 的灌 入 量 以验 证 所 测混 凝 土 的灌 注 高度 是 否正 确 。 3 混 凝 土灌 注 桩 各 种 质 量 缺 陷 的 防治 与处 理 方 法 3 1 缩 颈 出现 缩颈 后 ， 如果拔 出钢筋 笼 ， 用钻锥上下冲扩后无 效 ， 应在锥头上加焊8 c m的合金钢 ， 扩 大孔径 ， 成孔后重新 浇筑 。 3 2 桩 底 沉 渣 量 过 大 ( 1 )认 真检 查 ， 采用 正确 的测绳 和 测锤 。 ( 2 )一 次清 孔后 ， 若 不符合 要 求 ， 要采 取相 应 措施 ， 如 改 善泥 浆性 能 、 延 长 清孔 时间 等 ； 下完 钢筋 笼后 ， 应再 次检 查沉 渣量 ， 如沉 渣量超 过规 范要 求 应 进行 二次清 孔 。 3 3 桩 身 混 凝 土 强 度 不 足 ( 1 )对于 孔 内有 地 下水 且 水 位低 、 水 量 小 的桩 孔 ， 在 浇捣 时 应 将混 凝 土拌 匀 ，水 抽 干 ，可 以采 用 串筒 迅 速 浇 捣 ； 但 是 对于 水 位 以下 部 分 。 必 须调 整 混 凝 土 配合 比 ， 适 当减 少 用 水量 并增 加 水泥 用 量 。 ( 2 )对于 水 位 高 、 出水 量 大 的桩 孔 ， 在水 位 下 必 须采 用 水下 混凝 土 配合 比与 导管 灌注 法灌注 ： 在 水位 之 上 ， 为 避免 水 下 导管 灌注 通 病( 即桩 身上 部混 凝 土 强度 低 ) ， 可 采 用 简 单 串筒 浇捣 ； 对 两种 不 同 方法 施工 的交 接层 ， 应 用 插 捣 器 穿 过 ， 反 复插 捣 。 3 4 钢 筋 笼 上浮 ( 1 )灌 注 混 凝 土 过 程 中 ， 应 随 时 掌 握 混 凝 土 浇 筑 标 高 及 导 管埋 深 。 当混凝 土 埋深 超 过钢 筋 笼底 端2 3 I n 时 ， 应 及 时将 钢 筋 笼提 至 底端 以上 。 ( 2 )当发 现 钢 筋笼 开 始 上浮 时 ， 应 立 即停 止 浇 注 ， 并 准 确 计 算导 管 埋 深和 已浇混 凝土 标 高 提升 导 管后 再 进 行 浇 注 ， 上 浮现 象 即可消 除 。 3 5 断 桩 3 5 1 防 治 方 法 认真 做 好 清孔 ， 防止 孔 壁坍 塌 ； 尽 可 能 提 高混凝 土 的 浇 注 速度 ； 开始 浇注 混凝 土 时 尽量 积 累 大量 混凝 土 ， 产生 桥 隧机械 & 施工 技术 Br i d g e a n d T t mn e l Ma c h i n e r y& Co n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y 极 大 的冲 击 力 以克服 泥 浆 阻力 ；快 速连 续 浇注 使 混凝 土 与 泥 浆一 直 保持 流动 状 态 ， 可 防导 管堵 塞 ； 提升 导管 要准 确 可靠 ， 灌 注混 凝 土过程 中随 时测 量导 管 埋深 严 格 遵守 操 作 规程 ； 灌注 下 水 混凝 土 前 检 查 导 管是 否 漏水 、 弯 曲 发 现 问题 要 及 时 更 换 3 5 2处 理 方 法 ( 1 )原位 复桩 。在 施 工 过程 中及 时发 现 的断 桩 应彻 底清 理 ， 在 原 位 重新 浇筑 1 根 新桩 。此 种 方法效 果 好 但难 度大 、 周期 长 、 费用 高 。具体 操 作 方法 是将 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 二 次 冲 击成 孔 ， 重 新浇筑 。 ( 2 )接桩 。 首 先对 桩进 行 声测 以确 定 断桩 的部 位 ， 然 后按 挖 孔 混凝 土施 工 方法 进 行混 凝 土浇注 。浇注 前 老桩 必须 充 分凿 毛 。 ( 3 )桩 心 凿井 法 。边 降水 边 采 用风 镐 在缺 陷桩 中心 凿 一 个 直 径 为 8 0 c m的井 深度 至 少 超 过缺 陷部 位 ： 然 后 封 闭 ， 清 洗 泥 砂 ， 放 置钢 筋 笼 ， 用挖 孔 混 凝 土 施工 方法 浇 注 膨 胀 混 凝 土 。 4 结 语 要保 证 钻 孔灌 注桩 这种 隐蔽 工程 的施 工质 量 ，必须 做 好 以下 几 个 方面 的 工作 。 ( 1 )严 格 进 行 现场 管理 ， 现场 管 理 人 员 和 施 工 操作 人 员 应具 有 强烈 的质 量 意识 、 高度 的责任 心 ， 做 到对 桩基 各个 施工 环 节充 分 重视 和精 心施 工 。 ( 2 )熟 悉 所 采用 的施 工机 具 、 施 工 工 艺和 操作 方法 ， 且 能 针 对 实 际施 工 现 场 情 况采 取 相 应 的质 量 保 证 措 施 并 加 强检 测 。 ( 3 )认 真 如 实地做 好 各项 施 工记 录 ， 如 成 孔记 录 、 灌 注 记 录 、 施 工流 程 记录 、 机具 设 备工 作记 录 。 ( 4 )对 出 现 的机 械 故 障 、 孔 内 异常 情 况 、 事 故等 状 况 找 出原 因后认 真 分析 ， 采取 有 效措 施 及 时消 除隐 患 。 参 考文 献 ： 1 于英梅 桥梁钻孔灌注桩施工质量控制之我见U 中国科技信 息 。 2 0 1 0 ( 1 ) ： 6 5 6 6 2 张晖， 张旭 浅析钻孔灌注桩施工质量通病与防治【 J 中国 科技信 息， 2 o o ( 2 ) ： 6 9 7 0 3 熊君放 胡新民 长螺旋钻孔压灌混凝土桩施工工艺U 】 筑路机 械 与施 工机械化 ， 2 0 0 7， 2 4 ( 4 ) ： 3 5 3 7 4 昊雅荣 监理如何控制钻孔灌注桩施工质量U 中国新技术新产 品， 2 0 1 0 ( 3 ) ： 1 7 5 收 稿 日期 ： 20 1 2 -0 4 - 22 【 责 任编 辑 ： 王 玉玲 1 0 3