浅析桥梁钻孔灌注桩质量缺陷及防治

1、浅析桥梁钻孔灌注桩质量缺陷及防治【摘要】随着我国交通基础设施的快速发展，钻孔 灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简 便等特点仍将被广泛应用于公路桥梁及其他工程领域。本文 分析了钻孔桩缺陷形成的原因，提出了具体的处理措施，供 大家参考。【关键词】钻孔灌注桩；质量问题；防治措施1. 前言钻孔桩是在泥浆护壁的条件下，利用机械钻进形成桩 孔。采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。钻孔桩基础施 工简便，操作容易掌握，设备投入一般不是很大，因此无论 在公路、铁路、水利、水电等大型建筑，还是在各类民用建 筑中都得到了广泛应用，工艺也日趋完善。灌注桩属于隐蔽 工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素

2、很多，对其施工过 程每一环节都必须要严格要求，对各种影响因素都必须有详 细的考虑，如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、 混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会在灌 注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废， 给国家财产造成重大损失，直至影响工期并对整个工程质量 产生不利影响。所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩 的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以 利于工程的顺利进展。仅对近年来所接触的钻孔灌注桩施工 及缺陷桩处治实践作总结，供同行交流。2. 产生桩身缺陷的主要原因钻孔灌注桩施工质量的决定性因素是水下混凝土的灌 注。由于水下混凝土灌注的特殊性，往往导

3、致在灌注过程中 出现诸如：导管进水、卡管、坍孔、埋管、浇短桩头等问题。同时，一根桩穿过的地层可能由不同的土 壤构成，地质情况比较复杂。在这种复杂的地质情况下，桩 身在灌孔过程中容易产生卡管，夹泥、缩径、局部离析等缺 陷。具体分析如下：断桩，在开始灌注时，首批混凝土储量 没有达到规定的要求，导管底口距孔底间距太大，首盘混凝 土不能有效地埋住导管口，使泥水进入导管造成断桩。首批 混凝土用量的最小值计算公式为：vmin=(ht.o) “d2/4+ (hc+1.0) jid2/4式中：vmin为储料斗最小容量,m3； hl为 导管内混凝土高度，m； he为导管距孔底高度，m； d为导 管直径，m； d

4、为钻孔直径，m。另外，灌注混凝土过程中 导管提升过猛或测量计算失误会致使导管底口脱离混凝土面引起断桩；拆除导管时，误测混凝土面深度会使 导管埋深得不到保证而引起断桩；机械设备故障也会造成混 凝土灌注中断时间过长引起断桩。夹泥：形成夹泥现象的原 因很多，当首批混凝土已达到初凝状态，导管埋置深度较浅, 续灌混凝土数量较多时，可能会冲破原有混凝土顶层及泥浆 渣土而引起夹泥；当灌注混凝土过程中，因某种原因造成孔 壁局部坍塌，且有大块泥团崩落形成夹泥；因导管破裂或接 头密封不严，在压力作用下，泥浆混入导管中的混凝土引起 夹泥；灌注较长的钻孔桩时，孔内泥浆稠度越来越大且靠近 钢筋笼，桩身混凝土很容易产生夹

5、泥。缩径或局部混凝土松 散：具体表现有以下几种现象，桩身混凝土的碎石级配不良 或混凝土运距长(泵送混凝土除外)，引起混凝土严重离 析出现缩径现象；导管埋置过深，拆管不及时，或拔管过快 使新老混凝土不能很好地结合，留下空隙，引起局部松散； 因桩身范围的地层中央有一层比较软弱的土壤，而造成桩身 缩径，局部扩孔而导致的桩身缩径，一般可以不处理。3. 钻孔桩缺陷的处理方法3. 1缺陷桩处理的一般原则。(1) 处理前应具备以下条件：a. 查清事故性质和范围。b. 目的要明确，要有预定处理方案。c. 参加的技术人员和监理意见要一致，并确定处理方 案。d. 处理方案必须经设计人员签字认可。(2) 缺陷处理应

6、满足的基本条件：a.制定的处理方案要安全可靠，经济合理，施工期短,方法可行。b.对未施工部分提出预防和改进措施，防止事故再次 发生。（3）事故处理应及时，防止留下隐患：a. 桩成孔后，应检查桩孔深度、沉渣厚度、桩孔垂直 度等数据，必须符合设计要求，只要有一项不符合设计要求, 就应及时分析解决，并经业主代表签字认可后，方能移动钻 机、灌注混凝土，防止以后提出复查等要求而产生不必要的 浪费。b. 基桩开挖前必须全面检查成桩记录和桩的检测资 料，发现质量上有争议问题，必须意见一致后方能挖土，防 止基桩开挖后再来处理，造成不必要的麻烦。3.2缺陷桩常用的处理方法。缺陷桩处理常用方法有扩大承台、原位复桩

7、、接桩、桩 芯凿井法、补桩、补强，改变施工方法，修改设计方案等。 下面结合事故发生的原因分别介绍几种方法的应用情况。（1）扩大承台（梁）法。a. 桩位偏差过大，原设计的承台（梁）断面宽度满足 不了规范要求，此时采用扩大承台（梁）来处理。b. 考虑桩基共同作用，当单桩承载力达不到设计要求, 可用扩大承台（梁）并考虑桩与天然地基共同分组上部结构 荷载的方法。需要注意的是在扩大承台（梁）断面宽度的同 时，适当加大承台（梁）的配筋。(2) 原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用 彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。 此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工

8、程的 重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。(3) 接桩。确定接桩方案，首先对桩进行声测，确定好混凝土的部 位。其次，根据设计提供的地质资料确定井点，降水一开挖 一 20#素混凝土进行护壁，护壁内用钢筋箍圈进行加固。第 三，挖至合格数处利用人工凿毛，按挖孑l法混凝土施工 方法进行混凝土的浇注。(4) 桩芯凿井法。这种方法做起来比较困难，即边降水边采用风镐在缺陷 桩中心凿一井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙, 放置钢筋笼，用挖孑l混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。(5) 接桩法。当成桩后桩顶标高不足时，常采用接桩法处理，方法有 以下两种：a.开挖接桩挖出桩头，凿去混凝土浮浆及松散层，并

9、凿出钢筋，整理与冲洗干净后用钢筋接长，再浇混凝土至设 计标高。b.嵌入式接桩当成桩中出现混凝土停浇事故后，清除 已浇混凝土有困难时，可采用此法。(6) 补桩法。桩基承台(梁)施工前补桩，如钻孔桩距过大，不能承 受上部荷载时，可在桩与桩之间补桩。(7) 钻孔补强法。此法适应条件是桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强 度不够及桩长不足，桩底沉渣过厚等事故，常用高压注浆法 来处理。a. 桩身混凝土局部有离析、蜂窝时，可用钻机钻到质 量缺陷下一倍桩径处，进行清洗后高压注浆。b. 桩长不足时，采用钻机钻至设计持力层标高；对 桩长不足部分注浆加固。(8) 改变施工方法。桩基事故有些是因为施工顺序错误或方式工艺不当所 造成，处理时一方面对事故桩采取适当的补救措施；另一方面要改变错误的施工 方法，以防止事故的发生。常用的方法有以下两种：a. 改变成桩施工顺序：如桩布置太密不便施工时，可 采用间隔成桩法。b. 改变成桩方法。如成孔桩出现较大的地下