人工挖孔桩混凝土离析原因分析及预防措施论文.doc

人工挖孔灌注桩混凝土局部离析原因分析及预防措施
初旭东 罗永强 刘洪勋
摘要：本文通过对烟台市锦绣新天地工程人工挖孔灌注桩混凝土局部离析原因的分析，提出相应的预防措施。
关键词：人工挖孔灌注桩、混凝土离析、预防措施。
一、前言
人工挖孔桩具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，无泥浆派排出，对周围环境及建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点，因此，近几年得到广泛运用，特别是在扩大头的桩基施工中，人工挖孔桩施工更有其优越性，可以弥补机械施工的一些不足。但在施工过程中因操作不当、现场技术管理不到位，往往造成桩体出现质量缺陷，而桩体混凝土离析已成为桩基施工质量通病，施工前应制定有针对性的技术保证措施。
二、工程概况
烟台锦绣新天地工程为烟台市经济适用房，主体均为高层建筑，共43座。其地基基础均设计为C30人工挖孔灌注桩，桩径分为Ф800和Ф1000两种类型，桩长设计为10-17米不等，桩端持力层设计在第八层强风化岩层上，个别单体设计在第六层碎石层或第九层中风化片麻岩上。
三、工程地质情况
（一）地质情况
地层构造自上而下分述如下：
（1）素填土：黄褐色，松散-稍密状态，稍湿。主要为粘性土、中粗砂及碎石回填而成，局部地方上部有0.30~0.50m耕植土，含植物根系、碎石角砾等，新近回填，固结性较差。
(1-1)杂填土：杂色，松散-稍密状态，稍湿。表面为砼地面，厚约0.20m，下部主要由碎石砖等建筑垃圾回填，新近回填，固结性较差。
(2)粉土：黄褐色-浅灰色，密实状态，湿。稍有光泽，含较多云母碎屑，夹角砾，局部混粉细砂较多，局部夹粉质粘土薄层，分布不规律。韧性低，干强度低，摇震反应缓慢。该层土均匀性一般。
(3-1)粉质粘土：灰色-灰黑色，软塑-可塑状态。切面稍光滑，韧性中等偏低，干强度中等，无摇震反应。局部相变为粉土或接近淤泥质的粉质粘土，局部夹碎石、角砾和中粗砂薄层。该层土质均匀性差。
（3）粉质粘土：灰色-灰黑色，可塑-硬塑状态。切面稍光滑，韧性中等偏低，干强度中等，无摇震反应。局部相变为粉土，局部夹碎石、角砾和中粗砂薄层。该层土质均匀性一般。
（4）含粉质粘土砂：灰黑色，稍密-中密状态，饱和。切面稍光滑，主要矿物成份为长石、石英。以粗砾砂为主，含少量碎石角砾，混粉质粘土，局部夹粉土、粉质粘土薄层，分布不规律。该层土质均匀性一般。
（5）粉质粘土：灰色-灰绿色，可塑-硬塑状态。切面稍光滑，韧性中等，干强度中等，无摇震反应。局部相变为粉土，层间夹碎石、角砾和中粗砂薄层。该层土质均匀性一般。
（6）碎石层：灰色-灰绿色，中密状态，饱和。碎石含量40%-70%，棱角形，次棱角形，一般粒径20-40mm，最大粒径120mm，母岩成份以花岗岩为主，主要由中粗砂、砾石及粉质粘土填充。局部顶部含中粗砂较多。层间夹粗砂角砾和粉质粘土薄层。该层土质均匀性一般。
（7）全风化片麻岩：黄褐色，细粒变晶结构和片麻状构造，主要矿物成份为长石、石英。含云母及角闪石成份，矿物成份已风化蚀变，局部夹云母片岩，风化呈土状，可干钻，遇水易软化崩解，局部夹强风化碎块，风化不均匀，锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手捏可碎，岩石坚硬程度为极软岩，岩体节理裂隙发育，岩体结构、构造基本破坏，岩体完整程度为极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
（8）强风化片麻岩：黄褐色-浅灰色，细粒变晶结构和片麻状构造，主要矿物成份为长石、石英。含云母成份，局部夹云母片岩，风化不均匀，局部地方上部有全风化薄层，局部夹石英岩脉薄层。岩芯呈小碎块状，干钻困难，采用泥降护壁回转钻进较易，但岩芯较破碎，RQD=0，岩石坚硬程度为极软岩，岩体节理裂隙发育，结构面结合差，裂隙壁风化剧烈，岩体完整程度为破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。
（9）中风化片麻岩：灰色，细粒变晶结构和片麻状构造，主要矿物成份为长石、石英。含云母成份，岩芯较完整，RQD值介于20-60，岩芯呈短柱状，5-20cm，锤击不清脆，无回弹，易沿其解理面击碎，岩石坚硬程度为极软岩，岩体风化裂隙发育，结构面结合一般，裂隙壁风化剧烈，岩体完整程度为较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级。
（二）水文情况
场区地下水类型主要为第四系空隙潜水，主要附存于第四层含粉质粘土砂层及第六层碎石层中。地下水主要受大气降水渗入，西侧河水汇集地下水的侧向径流为主要补给，以大气蒸发、人工开采和地下径流为主排泄。地下水年变幅0.5~1.0m。
四、桩体混凝土离析原因分析
桩体混凝土浇注完28天后，经检测发现个别桩出现桩体局部混凝土离析现象。经分析原因有以下几条：
第一、根据地质报告知地下水较丰富，且人工挖孔过程中未采取有效降水措施降低地下水位，而在混凝土浇注过程中又未采取水下混凝土浇筑的技术措施。
第二、混凝土采用泵送商品混凝土，混凝土倾倒落差过大，未采用串筒或溜槽浇筑。
第三、地下水较大，施工过程中未采取降水措施，虽然在混凝土浇筑前将桩孔内的水抽干，但地下水在混凝土浇注过程中从桩底岩缝和护壁混凝土缝隙不停涌入桩孔内。
第四、混凝土灌注过程中因孔内水量较大，较多的水携带混凝土内水泥浆通过第六层碎石层渗透到相邻桩孔内，并被相邻桩孔内正在排水的潜水泵抽走。
第五、个别桩遇中风化岩层，需进行爆破处理才能下挖，爆破过程中将岩层破坏，出现裂缝，地下承压水随裂缝涌入桩孔内，混凝土浇注过程中造成底部混凝土离析。
第六、操作人员振捣混凝土不到位，未按技术交底进行混凝土振捣。
第七、在采用水下砼浇注过程中，导筒拔离砼面。
五、预防措施
通过以上原因分析，笔者建议遇类似工程，防止混凝土离析应采取以下预防措施。
第一、针对工程实际情况，编制切实可行、有针对性的施工方案，在施工方案中根据地质报告进行涌水量计算，确定降水井数量、布距、直径、深度，以便在基坑四周设置降水井，降低地下水位，保证人工挖孔桩干施工。
第二、孔内水量较大必须采取水下混凝土浇筑，否则必须保证整个楼座人工挖孔桩桩孔内水位均降至孔底，然后进行正常混凝土灌注，以防出现原因分析的第四种情况。
第三、若孔内水量较小，可抽干水后迅速进行混凝土灌注，但须通过串筒溜槽向下倾倒混凝土。
第四、孔内无水则必须采用串筒或溜槽进行混凝土灌注，以防混凝土灌注过程中落差过大造成混凝土离析。
第五、加强混凝土振捣，每30cm一振，保证混凝土密实度。
第六、做好护壁混凝土质量，避免水泥浆串孔、漏浆。
第七、在采用水下砼浇注过程中，导筒严禁拔离砼面。
六、个人体会
人工挖孔桩混凝土离析原因是多方面的，有人为造成的，有操作不当造成的，有材料本身的原因造成的。但通过加强施工过程监控，严格按技术交底和施工规范要求施工，是完全可以避免混凝土离析的。