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1、钻孔灌注桩 常见的质量通病,1、钻孔灌注桩钻孔灌注桩常见的质量通病在承受垂直荷载压力的时候,以桩顶位置所受的压力最大,下部承受的压力相对较小。但钻孔灌注桩的成桩工艺与实际受力状况相反,往往是上部混凝土的强度低,中下段混凝土的强度高,若不严格控制,容易出现桩上段强度达不到质量要求的情况。除此之外,还容易出现缩颈、孔壁塌落、孔底沉淤、桩身空洞、蜂窝、夹泥等质量缺陷,造成桩基承载力的下降,影响到工程结构的安全。,2、影响成桩质量的原因分析2.1 影响桩身上部强度的原因分析（1）按照施工规范的规定,钻孔后要彻底清除孔底的淤泥,但在实际施工过程中,很难将淤泥彻底清除,于是在浇灌第一斗混凝土进行封底施工时
2、,孔底沉积的淤泥必然混入混凝土中。由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的,先灌入的混凝土顶升于孔的上面,这样就容易出现桩上段强度较低的现象。,（2）浇灌混凝土时,若导管插入混凝土之内过深,浇注速度又较快,则容易在孔体深部沉积较多的骨料,加上振捣过程所造成的混凝土的离析,也容易导致桩体上部强度较低的质量问题。（3）埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞引起质量问题。,（4）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。（5）钻机安装就位稳定性差，作业时钻
3、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大的孤石或其它硬物等情形，以至造成成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。（6）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，以至造成桩底沉渣量过多。,2.2 影响其他桩身质量的原因分析（1）混凝土浇注施工中,若导管插入混凝土内过浅（2m）,则成桩过程中混凝土的上升就不是顶升式的,而是摊铺式的,这时,泥浆、泥块就容易混入混凝土中,进而影响到桩身的质量。除此之外,若设计的桩身直径过小,则混凝土上翻时就会受到孔壁的
4、限制,从而使桩体产生空洞、蜂窝缺陷。（2）钻孔灌注桩的承载力主要表现为桩周摩阻力,而桩周摩阻力与孔壁形状和护壁质量密切相关。在施工过程中,孔壁的形状是由钻头旋转速度、钻杆下降速度和土质等因素决定的,泥浆性能（包括容重、黏度胶体率、砂率等指标）愈好、高程越高,越能保护好护壁,其桩周摩阻力愈大,但施工难度加大,费用也相应提高。,（3）在钻孔成孔、拆除钻杆泥浆、停止循环至吊放钢筋笼、浇灌水下混凝土的全过程中,施工环节多,时间长,会在孔底淤积较厚的淤泥而影响成桩质量。静置的时间越长,淤积的淤泥越多。（4）混凝土在水下浇灌的过程中,其流动性、初凝时间、黏聚性能会变得更差,若稍有疏忽,很容易产生空洞、蜂窝
5、、离析、夹泥甚至断桩的质量缺陷。,3、成桩质量的控制3.1 桩上段强度的保证措施为保证桩上段强度达到要求,应从下述几方面采取相应的质量保证措施：（1）依据桩径和桩底的浓度,正确确定出第一斗混凝土的体积,一般可取1.52.0 m3,也可以按桩身的设计体积的10%加以控制。（2）成桩质量与桩身的浇注高度有关,一般控制成桩高度高出设计桩顶标高0.50.8m.待凿去高出部分的混凝土后,剩余部分不应有浮浆和夹泥,混凝土标号应符合设计要求,否则要返工重浇。,（3）导管插入混凝土内的长度应适宜,一般为26 m,长桩可相应有所增加。3.2 桩身质量的保证措施（1）工程施工前,应先做2个以上的试验钻孔,通过检测
6、钻孔的孔径、垂直度、孔壁稳定性和孔底沉淤等指标,用以核对所选设备、工艺方法是否符合技术要求。检测时,孔壁的稳定时间应12 h,检测数目2 个。对一些重要工程,可视情况相应增加测径数量。,（2）护壁用的泥浆应满足护壁要求,液面需高于地下水位0.5m 以上,有条件时,以高于地下水位2m以上更好。若护壁的泥浆胶体率低、砂率大,则不仅护壁性能差,而且因其容重较大,势必产生沉淀速度过快的问题。一般来讲,当在黏土或亚黏土中成孔时,可注入清水以原土造浆护壁,控制排碴泥浆的相对密度在1.11.2之间；当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时,应控制泥浆的相对密度在1.11.3之间；在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时
7、,应控制泥浆的相对密度在1.31.5 之间。施工过程中,应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标,使浇注前孔底500 mm 以内泥浆的相对密度1.25,含砂率8%,黏度28 Pa.s.对一些直径 1 m 的小直径桩,即使在泥浆停止循环期间,也要使孔内保持合理的泥浆液面。,（3）在混凝土灌注前的一段时间里,须保证孔壁的稳定性,不能有缩颈或孔壁塌落现象发生。为保证孔底沉渣厚度达到规范的技术要求（端承桩50 mm、摩擦端承桩及端承摩擦桩100 mm、摩擦桩300 mm）,以免影响桩的承载力,钻孔到设计持力层以后,要对泥浆进行循环稀释来降低相对密度,以清除泥浆中悬浮的砂子、石渣。除此之外,
8、还要使用真空泵通过管道伸向桩底吸走端部沉渣,要求严格时,在安放钢筋笼后、下放导管之前仍要进行吸渣处理。,（4）吊放入孔的钢筋笼不得碰撞壁孔,不得有变形损坏。吊放后,先将钢筋笼在垂直位置上固定好,然后进行第二次清孔,检测孔底的淤泥厚度,符合规定后,于0.5 h 之内开始混凝土的灌注施工。（5）使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm.为改善混凝土的
9、和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。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。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，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。,（6）钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m.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，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝
10、土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，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，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。,（7）成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，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。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。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。在地下水活动较大的地
11、段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。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。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。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。,3.3 混凝土灌注施工的技术要点因为水下混凝土施工的隐蔽性强,很容易产生松散、离析、缩颈等混凝土质量缺陷,因此,必须着重控制水下混凝土的浇注质量,包括选好原材料、做好配合比、改进工机具、严格按操作规程施工等方面。（1）完成钻孔到混凝土浇灌过程的作业时间要紧凑,不宜过长；混凝土的浆体
12、浓度要恰当,浇灌量不得低于设计值,不然会降低泥浆的置换率造成夹泥。（2）导管口距孔底要保持400mm 左右的距离,旋转时要精确测量,反复校核。当球塞被压出导管并灌下一定数量的混凝土后,应将导管缓慢下降100200mm,使灌注初期导管被混凝土埋入的深度尽可能加大,以保证底层的混凝土质量。,（3）在灌注过程中,要严格把握施工进度和时间,经常地略微提升导管,以使混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度一般控制在24m之间且不得 2m,每灌注一车后,要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。（4）若施工过程中发生了混凝土堵塞导管的现象,一般是由于材料规格或配合比选取不当,或者是因为导管漏水漏浆导致管内
13、混凝土与管壁的摩擦力增大、流动性降低造成的,要分清原因有针对性地加以解决,切不要无控制地靠提管消除堵塞。,3.4 桩身质量的验收灌注桩质量的检验内容和方法应符合规范的规定,通常检测承载力采用声测法,而检验桩身质量一般是通过声测管,自检数量为总桩数100%，抽查数量为总桩数的20%,若工程需要时,还可相应增加检验数量直至逐根检查。1 钻进中坍孔处理 在钻孔过程中，如果钻孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，就表示已坍孔。此时，出渣打量显著增加而不见钻头进尺，但钻孔负荷著增加，泥浆泵压力突然上升，造成憋泵。一旦坍孔，钻孔便无法正常进行，易造成掉钻，埋钻事故。,防治措施：在松散粉砂土或沙砂中钻孔时，应
14、选用较大比重，粘度的泥浆。一般选用优质黄泥制作黄泥浆，要求黄泥中不得含有沙石等杂质，塑性指数大于22，并放慢进尺速度，也可投入粘土掺片石或卵石，低锤冲击，将粘土膏、片石卵石挤入孔壁稳定孔壁。根据不同地质，调整泥浆比重，确保泥浆具有足够的稠度确保孔内外水位差，维护孔壁稳定，黄泥浆的比重控制在1.251.30左右，数量不少于单桩孔体积的2倍，实践证明：高质充足的黄泥浆是确保钻孔灌注桩施工质量的关键之一，钻制井孔上段67m时，可不必向井孔内输入高压水，让钻渣自然形成浓稠的低质泥浆护壁，特别是护住护筒底脚处的井壁。,清孔时应指定专人负责补水，保证钻孔内必要的水头高度，中段67m可输入高压水承压清孔。下
15、段67m输入黄泥浆，如此作法，既有效地保证了施工质量，又节省了费用较高的黄泥用量。发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻坍孔部位不深时，可用深埋护筒法，将护筒周围土夯实填密实重新钻孔。发生孔内坍塌时，判明坍塌位置，回填砂和粘土混合物到坍孔处以上12m，如坍孔严重时应全部回填，特回填物沉积密实后再进行钻进。2 钻孔偏斜问题 发现钻成的桩孔，垂直桩不竖直，斜桩斜度不符合要求的标准或桩位偏离设计桩位等称为钻孔偏斜，钻孔偏斜会使灌注桩施工时钢筋笼难吊入，或造成桩的承载力小于设计要求造成钻孔偏斜的原因大致有四个方面：,（1）钻孔中遇到较大孤石或探头石；（2）在有倾斜度的软硬地层交界处
16、，岩面倾斜处钻进，或在粒径大小悬殊的卵石层中钻进，钻头受力不均匀；（3）扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；（4）钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷；防治措施：安装钻机时要使锤心、底座水平，起重滑轮轮轴，固定钢丝绳的卡孔和护筒中心三者在一条竖直线上，并经常检查校正，在有倾斜的软硬地层中钻进时，应低速钻进，或回填片石，卵石冲平后再钻，在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使孔正直。,3 缩孔 产生孔径小于设计孔径现象称为缩孔，缩孔产生钢筋笼的砼保护层过小及降低桩承载力的质量问题，产生缩孔主要原因有：（1）钻具焊补不及时，严重磨损的钻锥往往钻出比设计桩径稍小的孔。（2）钻进地层中的软塑土，遇土膨胀后使孔径缩小。
17、防治措施：经常检查钻具尺寸，及时补焊或更换钻齿，有软塑土时，采用失水率小的优质泥浆护壁。采用钻具、下反复扫孔的方法来扩大孔径。4 掉钻、卡钻和埋钻现象与解决 钻头补卡住为卡钻，钻头脱开钻杆掉入孔内为掉钻，掉钻后打捞造成坍孔为埋钻，出现上述现象影响钻孔正常进行延误工期。造成人力和财力的浪费。产生此现象的原因是：,（1）冲击钻孔时钻头旋转不匀，产生梅花形孔，或孔内有探头石等均能发生卡钻。倾斜长护筒下端被钻头撞击变形及钻头倾倒。也能发生卡钻。（2）卡钻时强提，强扭，使钢丝绳断裂，滑丝，电机接线错误，使其不能松脱，钢丝绳、联结装置磨损，未及时更换等均造成掉钻事故。防治措施：经常检查转向装置，保证灵活，
18、经常检查钻杆，钢丝绳及联结装置的磨损情况，及时更换磨损件，防止掉钻，用低冲程时，隔一段时间要更换高一些的冲程，使冲锥有足够的转动时间，避免形成梅花孔而卡钻，对于卡钻，不宜强提，只宜轻提钻头，如轻提不动时，可用小冲击钻冲击，或用冲、吸的方法将钻头周围的钻渣松动后再提出。,对于掉钻，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞。对于埋钻，轻的是粘钻，此时应对泥浆稠度、钻渣、进出口、泥浆管内径大小，排渣设备进行检查，计算，并控制适当的进尺。若已严重糊钻，应停钻提出钻头，清除钻渣，冲击钻糊钻时，应减小冲程，降低泥浆稠度，并在粘土层上回填部分砂、砾石，如是坍孔或其他原因造成的埋钻，应使用空气吸泥机吸走埋钻的泥砂，
19、提出钻头。,5 护筒冒水、钻孔漏浆防治措施 护筒外壁冒水，护筒刃脚或钻孔壁向孔外漏浆的现象称为护筒冒水、孔钻漏浆。一旦漏浆，护筒内承压水头高并得不到保障，易引发坍孔，也会造成护筒倾斜，位移及周围地面下沉，产生上述现象的原因有：（1）护筒埋设太浅，周围填土不密实，或护筒的接缝不严密，在护筒丸脚或其接缝处产生漏水。（2）钻头起落时，碰撞护筒，造成漏水。（3）钻孔中遇有透水性强或地下水流动的地层。（4）护筒内水位过高。,防治措施：埋设护筒时，护筒四周土要分层夯实，土质量选择含水量适当的粘土。外护筒一般采用钢制护筒，内径2m左右为宜。其主要作用是固定桩位，控制孔口有一定的水头，保护孔口塌陷，不穿孔，在
20、旱地上埋设外护筒一般采用挖埋法，埋置深度以进入好土1m以上为宜，并在护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土要分层回填夯实，以达到最佳密实度，在水中埋设外护筒可采用振动加压下沉法，护筒底一定要下沉至硬土1m左右，否则易坍塌、穿孔，起落钻头，要注意对中，避免碰撞护筒，,有钻孔漏浆相应情况时，可增加护筒沉埋深度，采取加大泥浆比重，倒入粘土慢速转达动，用冲击法钻孔时，还可填入片石、碎卵石土，反复冲击增强护壁，适当降低护筒内的水头，施工中，严格控制好护筒内水位，一般情况下，以保护高于筒外施工水位1.5m为宜，水头过高易从护筒底脚处产生空孔现象，水头过低又会减弱井孔内的水压外渗护壁作用，甚至产生“反渗”现象。,
