钻孔灌注桩常见问题处理及防治措施.docx

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钻孔灌注桩常见问题处理及防治措施

郑州至徐州铁路客运专线ZXZQ04标

钻孔灌注桩常见问题处理及防治措施

中铁二十局集团有限公司

郑州至徐州铁路客运专线工程指挥部第二分部

2013年7月

钻孔灌注桩常见问题及防治措施

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。

施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至造成巨大经济损失和不良社会影响。

必须防治在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中经常出现的施工质量问题，保质、保量地完成桩基施工任务。

一、钻孔过程中出现的施工质量问题及防治措施

1、护筒冒水、脱落

护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至造成钻机倾倒。

造成原因：

埋设护筒的周围土不密实、或护筒水位差太大、受地面流水浸泡等因素致使护筒失去稳定、脱落，或钻头起落时碰撞。

防治措施：

在埋设护筒时，钻机平台及护筒高出原地面，使其不被地面流水浸泡，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。

在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。

钻头起落时，应防止碰撞护筒。

发现护筒冒水或脱落时，应立即停止钻孔，将钻机移开,用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。

2、孔壁坍陷

钻进过程中，如发现孔内的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。

造成原因：

孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。

钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。

防治措施：

在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。

搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短安装时间。

成孔后，待灌时间一般不应大于3小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。

3、缩颈

缩颈即孔径小于设计孔径。

造成原因：

塑性土膨胀。

防治措施：

采用优质泥浆，降低失水量。

成孔时，应加大泵入量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。

或在钻筒外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。

如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

4、钻孔偏斜

成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。

造成原因：

钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有其它硬物等情形。

防治措施：

先将场地夯实平整，钻机就位时，检查钻杆是否垂直。

进入不均匀地层或碰到其它硬物时，钻速要慢。

另外经常检查导正装置也是防止偏斜的简单有效的方法。

钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中回填粘土至偏孔处0.5m以上，重新钻进。

5、桩底沉渣量过多

造成原因：

清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。

防治措施：

成孔后，清除孔底沉渣，及时测量孔深，控制入孔泥浆比重及含沙率。

钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。

下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求（沉渣大于100mm），则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。

开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离控制在20-40cm，应有足够的混凝土储备量（2.5m3），使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力，达到清除孔底沉渣的目的。

二、水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及防治措施

1、封底失败

造成原因：

由于首批混凝土数量过小、孔底的沉渣厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底。

防治措施：

检查料斗的尺寸及封堵阀门的安装，避免出现料斗没满时，下放封底混凝土。

封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。

2、堵管

水下灌注混凝土过程中，无法继续进行的现象。

造成原因：

混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留时间过长而卡管；导管密封不严，导致导管进水造成混凝土离析等。

防治措施：

应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6-1.0MPa，以避免导管进水。

使用的橡胶圈直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能。

在混凝土灌注时，应使罐车反转几分钟，然后检查混凝土的和易性和坍落度，坍落度宜为180-220mm，确认混凝土性能符合要求后进行混凝土灌注。

在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。

在施工过程中，还应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生。

出现堵管应快速处置,处理越快措施越简单越好。

当出现浇筑完第一车混凝土时堵管，原则上不允许二次封底，尽快拔出钢筋笼，重新钻空。

当在浇筑过程中堵管，在原浇注混凝土尚未初凝时可拔出原堵塞导管，重新二次封底。

注意在封底时，当混凝土下落，导管应尽量最大插入下层混凝土深度，如二次封底不成功或等待时间较长，原浇混凝土已经初凝，则停止灌注，采取冲击钻清除已灌注部分。

当在灌注至桩顶1至6米时堵管，原则上也不允许二次封底，待开挖承台时，采取接桩处理。

3、钢筋笼上浮

钢筋笼的位置高于设计位置的现象。

造成原因：

钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升；由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮；由于混凝土灌注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时混凝土灌注过快，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。

防治措施：

钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。

灌注正常时，应加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂。

灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，导管埋深控制在2-6米，不宜埋置过深。

当发生钢筋笼上浮在1倍直径以下的，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再缓缓进行混凝土浇注。

钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，比照断桩进行处理。

4、断桩

混凝土凝固后不连续，中间混凝土被冲洗或疏松体及泥土填充形成间断桩。

造成原因：

由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成断桩；受导管密封不良，泥浆浸入导管，使混凝土水灰比增大造成离析，形成桩身中段出现混凝土不凝体；由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，将混凝土桩上下分开的现象；浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，出现疏松、空洞的现象。

导管安装不牢固，在灌注过程中，下面导管掉入孔内，没有被发现，造成导管埋深被误判，使混凝土冲洗稀释，形成桩身混凝土不凝固。

防治措施：

成孔后，必须认真清孔，一般是采用含砂率小的泥浆清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。

灌注混凝土前认真复核首次混凝土灌注量。

混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。

严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。

灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。

确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。

5、桩全长小于设计要求

造成原因：

钻孔底部沉积的虚渣在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计长度；灌注混凝土时，由于虚渣过厚，混凝土顶面高程没有达到设计桩顶高度。

防治措施：

严格控制桩底沉渣厚度，勤测量，桩顶采用掏渣取样的办法来控制桩顶混凝土标高。

桩顶高程小于设计要求是由于混凝土灌注终孔时控制失误所致。

处理方法是：

基坑开挖后进行钻孔桩的接长。

接长施工前，先清理干净混凝土以上的浮渣和松散混凝土等，将顶面人工凿修平整。

然后，在护筒防护下开挖接长部分的桩孔，接长部分桩孔直径应大于设计钻孔桩直径40cm,深度从平整后混凝土面向下不小于接长部分桩孔直径的1倍。

开挖后，将原灌注的混凝土表面清理干净，再灌注混凝土至设计位置。

接长部分混凝土的强度应比原设计提高一个等级，新旧混凝土的接合面必须做好混凝土的接茬处理。

因钻孔桩底部沉积物未清理干净造成的桩全长小于设计现象处理的难度较大。

一般要在征得设计单位同意的前提下，采取钻孔桩底部压浆或者高压注浆处理。

以上处理意见仅供参考，有不到之处，尽请提出宝贵意见。

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