浅谈钻孔灌注桩的初灌量及灌注中易发生的问题

浅谈钻孔灌注桩的初灌量及灌注中易发生的问题本文阐述了在建筑工程中钻孔灌注桩的施工过程中，砼灌注的用量及计算方法。然后本人根据多年工作下来积累的工作经验，探讨一下在施工过程中砼灌注时常见问题及各种问题相应的解决措施。以供大家学习参考，希望可以对同行从事人员有所帮助。标签：钻孔灌注桩;初灌量;易发问题;解决措施引言：钻孔灌注桩的施工现在被广泛的采用，因为其有很多优点，与静压管桩相比设备简单，对周围的地物建筑产生影响，桩径与桩长可机动性，可穿越各种复杂地层，如浙江桐乡市一桩基工地，原设计沉管灌注桩，由于附近有Φ800的自来水总管，后改为钻孔灌注桩。如杭州武林路一桩基工地，原设计人工挖孔桩，由于遇淤泥层，导致附近道路的开裂及建筑物的沉降，后改为钻孔灌注桩，但钻孔灌注桩的施工环节比较多，相对复杂点，其主要的施工工序有四个：成孔、护壁、吊放钢筋笼、灌注混凝土等，无论哪个环节出问题，都可能前功尽弃，甚至导致报废桩，现在我谈的是灌注混凝土环节，也是最重要的环节。一、砼灌注的初灌量1、水下混凝土灌注原理：如砼灌注示意图所示水下混凝土灌注是利用混凝土的比重大于泥浆的比重从导管底部压出往上把泥浆压出孔口，至于压出多少，应该是混凝土和泥浆的压力达到平衡为至。随着从斗内不断的加入混凝土，孔内的混凝土淹埋导管的高度越来越高，然后拆除掉一节或几节导管，拆除后混凝土必须埋住导管有一定的高度。然后再从上部斗内灌注混凝土。这样重复直至砼面达到设计标高。2、混凝土初灌量的作用及计算：灌注混凝土开灌时，必须要往上口斗内储备（不够时预备在加料斗内）一定的混凝土量，然后放开预先在料斗下口埋设好的隔水栓，混凝土快速地冲向孔底并瞬间填满导管底部，并淹埋一定高度的导管。（1）初灌量的作用：由于混凝土与泥浆产生的压力差，在隔水栓的作用下就象打针筒一样泥浆会快速的冲向孔底，能冲掉孔底大部分的沉渣，由于混凝土快速填埋孔底，不会使孔底的混凝土由于与泥浆混合致使砼质量变得很差。特别是端承桩，如果桩底的砼标号太差，在建筑物压力作用下，桩底砼就会压碎，桩产生大幅度的沉降，会导致重大事故的发生。（2）初灌量的计算：以灌注原理所示，砼的灌注是与泥浆达到一定平衡的过程，当然大量砼突然从导管往孔底冲击，会大于导管的摩阻力而产生冲击力，有时还很大，为了保险起见我们不予计算，按浙江省施工规范规定，灌注前泥浆比重不宜大于1.2，砼比重在2.5左右，现假设混凝土的比重为2.5，泥浆的比重为1.2，导管的内径为250mm，桩孔的孔深有20m，30m，40m，50m，60m。桩孔的孔径有φ600mm，φ800mm，φ1000mm，φ1200mm，φ1500mm，φ1800mm，导管离孔底0.2m，要求埋管0.8m，计算各种孔深及孔径所需的初灌量。当孔深20m时，泥浆对孔底产生的压力P泥=h泥/10×r泥=2.4大气压产生2.4大气压导管内所需的砼面高度h混×r泥/10=2.4得h混=9.6m那么产生0.8m埋管所需的混凝土量当孔径为Φ600mm时，Q=0.32π+h混×0.1252π=0.75m3同样可算得Φ800mm，Φ1000mm，Φ1200mm，Φ1500mm，Φ1800mm的初灌量。当孔深30m，40m，50m，60m同样可求得各种初灌量，现列表如下。孔径/mm初灌量/m3孔深孔深孔深孔深孔深20m30m40m50m60mΦ6000.750.991.231.461.69Φ8000.971.211.451.681.91Φ10001.261.491.731.962.20Φ12001.601.842.072.302.54Φ15002.242.472.712.953.18Φ18003.023.253.483.723.96从上表所知：初灌量和孔深及桩径成正比，所以在施工中对手超深孔和大口径的桩孔初灌量特别要注意，要用大漏斗配合加料斗才能保证孔底瞬时埋管的需要。二、灌注中所产生的问题及处理措施1、导管漏浆：导管连接处的漏浆会导致砼灌注中由于导管内的混凝土面标高比导管外泥浆的水平面低而产生混凝土与泥浆的混合物，其产生的后果：（1）轻微漏浆会导致混凝土标号降低，局部砼承压力减少，影响桩身质量;（2）中度漏浆会导致混凝土的水泥被泥浆冲刷后成型后的桩该部位根本承受不了多大的承载力，成为三类桩。（3）大的漏浆会导致混凝土的水泥及黄砂等细料与石子离析，严重直接产生堵管，使混凝土灌注无法进行下去，该桩将需返工。处理措施：（1）灌注前必须严格检查导管的质量，有没有碰伤或长期使用而产生导管管身的破损;检查密封圈的质量，不合格的必需置换，经常要做导管的闭水试验。（2）施工中如果发现有漏浆现象，马上加入混凝土，保持导管内砼面标高，让漏浆部位由混凝土淹埋住，灌注时不能大量拆管，而要随着导管的埋深一节一节的慢慢拆除，直至该部位导管可以拆除为止;如果大量漏浆马上拆除导管，吊起钢筋笼，进行返工处理。2、钢筋笼上浮：设计规范规定，钢筋笼的配置除有一定的含钢量外，钢筋笼的长度必须大于有效桩长的三分之二且要穿过软卧层，如果钢筋笼上浮过大，超过了设计规范，该桩将需设计人员重新计算其使用性，严重的桩将成为报废桩。产生钢筋笼上浮因素：上浮的因素很多，大多是以下三种原因造成：A、泥浆：如果钻进速度过快，在粘土层中会产生很多泥块，施工中如果没有用钻头反复扫孔打碎排出孔口，灌注混凝土时，这些泥块纠结在一起产生一个大的泥团包，随着砼灌注的砼面上升而上升，最后在钢筋笼底而随着砼面的上升产生很大的浮力，当这种浮力大于钢筋笼的阻力时，钢筋笼就会上浮。B、混凝土：规范要求水下砼坍落度在16～22，如果坍落度过小，混凝土的流动性差也会对钢筋笼产生很大的浮力使钢筋笼上浮;C、导管：拆导管时钩钢筋笼使其上浮，特别是钢筋笼已有部分在混凝土中，上来后钢筋笼就不能复原。预防措施：（1）对于钻进中产生的泥块，施工中钻进一定的深度后，进行反复扫孔，有必要时先关掉水泵让泥块下沉至孔底用钻头进行反复打碎，然后排出孔口;混凝土要经常测量其坍落度，不符合要求的混凝土必须返工;导管的拆卸须有专人在孔口注意导管的提升时钢筋笼的扣筋有没有动，如果动了就转动一下导管，让钩住钢筋笼的导管接头处脱离钢筋笼的扣筋再慢慢的提升导管。（2）加固预防：我们一般要求从锚入承台钢筋处套入两根钢管顶在钢筋笼的第一个加强筋处（需保证第一个加强筋的焊接质量），上部固定在灌浆平台上，灌注结束后再撤除，这样起到了有效的预防效果。3、混凝土堵管：堵管的因素主要是：（1）混凝土的坍落度过小;（2）混凝土的离析;（3）导管的漏水;（4）混凝土有大的块状物。预防措施：施工中经常检查混凝土的质量，对导管要定时做闭水试验，在上口漏斗处加十字钢筋网片以防大的块状物进入导管。处理措施：当导管轻微堵管时，可想办法震动导管使得堵塞处得以顺畅，如果堵管无法震开，只好抓紧拔出导管，二次下导管重新灌注，施工方法是拔出导管后清除堵塞的部位后，用彩条布（或其它物品）包住导管下口不使其漏水，重新下导管至已灌好的混凝土中，尽量的多插入，这时导管由于密封浮力很大，得想办法使其顺利的超过混浆带插入到好的混凝土中，我单位在杭州棋院桩基工程，就用这种方法处理过，后经检测单位检测桩身连接良好。注意的是，如果混凝土已有一定的强度，或桩孔过深导管浮力过大这方法不能使