导读：钻孔灌注桩在多、高层建筑深基础工程中广泛的采用，但因施工的工艺复杂，施工质量难以保证，尤其是水下钻孔灌注桩桩顶的混凝土强度不足是比较普遍的质量问题。目前一般都是人工凿去上部浮层后重新灌注混凝土接桩，这不仅造成材料浪费，而且影响后续工程的施工，故研究解决桩顶混凝土强度不足的问题具有重要现实意义。桩顶混凝土强度不足为发生在水下钻孔灌注桩工程中，尤其是软土区。1.3不稳定地层，导管提动速度快，不稳定地层护壁措施不当生成孔壁坍塌，提动导管时幅度过大，速度过快，这种抽吸作用会将孔壁坍塌物带至桩自上部，但表层的混凝土流动性差，以导管中被强行压入桩身混凝土中的空气又不易溢出造成桩身上的部混凝土硫松，强度不足。
关键词：钻孔灌注桩，混凝土，强度，措施
导言
钻孔灌注桩在多、高层建筑深基础工程中广泛的采用，但因施工的工艺复杂，施工质量难以保证，尤其是水下钻孔灌注桩桩顶的混凝土强度不足是比较普遍的质量问题。统计资料表明，水下钻孔灌注桩的缺陷有80％以上出现在距桩顶10m以内的浅层。目前一般都是人工凿去上部浮层后重新灌注混凝土接桩，这不仅造成材料浪费，而且影响后续工程的施工，故研究解决桩顶混凝土强度不足的问题具有重要现实意义。
1.钻孔灌注桩桩顶混凝土强度不足的原因
桩顶混凝土强度不足为发生在水下钻孔灌注桩工程中，尤其是软土区。其原因与水下混凝土灌注的特点有关。
1.1超压力小导致混凝土顶升困难，超压力是指导管出口截面处导管内混凝土拌合物桩的超压力与导管外泥浆桩和混凝土拌合物静压之差，水下导管法灌注混凝土是导管内混凝土的压力灌注的，混凝土自身的重力压突实。实践证明，桩孔孔内的沉渣难以彻底清除干净，混凝土灌注前的桩孔内存在不同厚度的沉渣。在灌注混凝土后与混凝土混合，形成浮在上层的疏松拌合物。另外由于灌注至桩顶将近结束时，导管内混凝土柱标高减小，导致顶部灌注的混凝土所受的压力降低，桩身上部混凝土与沉渣及泥浆混在一起，因而其强度自然不如中下部高。
1.2桩顶混凝土灌注量不足，由于精确测量混凝土面是一次非常困难的工作，尤其随着高层建筑的发展其桩顶起来越深，没有足够的经验是难以控制桩顶混凝土灌注高度的，有些技术人员认为混凝土灌注高度测不准或嫌提管测量麻烦，减少测量次数或甚至不测。这在孔壁稳定且混凝土数量准确的情况下是可以的。但是在桩孔坍塌严重且混凝土数量又常不足时，造成桩夹混凝土、欠灌也就在所难免了。
1.3不稳定地层，导管提动速度快，不稳定地层护壁措施不当生成孔壁坍塌，提动导管时幅度过大，速度过快，这种抽吸作用会将孔壁坍塌物带至桩自上部，但表层的混凝土流动性差，以导管中被强行压入桩身混凝土中的空气又不易溢出造成桩身上的部混凝土硫松，强度不足。
1.4护筒埋设不当掉入上部坍塌物。成孔钻进时，护筒下端未坐在较硬的土层或墩实，泥浆护壁性能差，在钻具振动下护筒移位，提动导管时碰撞倾斜的护筒，使其下端坍塌物掉入混凝土上部，混凝土中夹泥，强度不足。论文检测。有时我们看到凿除的桩头不是混凝土，而是泥浆头水后的粘泥。
1.5导管埋设不当。在混凝土灌注过程中，测量导管外混凝土面高度时需提起混凝土漏斗。桩深测量难以测准，另外有些操作人员或技术人员嫌麻烦，往往不按要求测量。因此，导管的合理埋深就得不到有效控制，导管的埋深小时，超压力也小，致使出现混凝土夹泥，离析等造成强度不足。
1.6隔水措施不当。在水下混凝土灌注过程中，目前采用的隔水措施有剪塞法隔水，自由塞隔水，拔塞法隔水三种，实践表明，用剪塞法时，混凝土与混浆在导管内完全隔离，只是在压浆完毕导管外面混凝土上部泥浆有轻微变色浑浊。用拔塞法时，一开始导管内混凝土就与泥浆大量混合，变色浑浊。压浆后，混凝土中的石子、砂子、水泥离散且有混浆严重污染，混凝土原配合也破坏，强度达不到设计要求。
2.控制措施
2.1控制漏斗高度和泥浆重度，提高混凝土超压力。可采取以下2种措施提高混凝土超压力，防止混凝土顶升困难。
（1）将灌浆漏斗提离孔口一定高度，使h1>Hn，以提高混凝土超压力。
（2）将自来水管放人孔内加清水稀释泥浆，降低泥浆重度，以提高混凝土超压力。
2.2按要求测定混凝土面高度，保证混凝土灌注数量。技术人员要按设计要求测定混凝土面上升高度，并不断总结经验，与理论计算进行验证。论文检测。混凝土面高度测定次数一般不宜少于所用导管节数，每次提升导管前都应测定一次导管内外混凝土面高度，特殊情况下还应增加测定次数，同时观察返浆情况，测定数值应绘制成管外混凝土—灌注量曲线，管内混凝土—灌注量曲线和灌注导管提升曲线，以便于控制混凝土面高度。
2.3选择合理的导管直径，控制不稳定地层拔管速度，导管直径应按桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定，不能用大直径导管灌注小直径桩，也不能用小直径导管灌注大直径桩，导管的最小直径一般不宜小于200mm。导管直径与桩径的合理匹配见表1
表1导管直径与桩径的合理匹配
桩径（mm） 600-1000 1000-1500 1500-1800 1800以上
导管直径（mm） 200 230-255 289 300
在不稳定地层，拔管速度要慢，以减小导管的抽吸作用，防止孔壁坍塌物落入混凝土中。尤其是在拔出最后一节长导管时，拔管速度更需放慢，以克服桩顶沉淀的浓泥浆挤入混凝土中形成泥心，造成混凝土强度不足。
2.4按要求埋设护筒。护筒基础直径应比护筒外径大800mm，护筒高出地面220mm，护筒安放后要垂直，并用交叉引线检查，使其与桩位中心偏差小于50mm，护筒下部压入不透水的粘土层，周围填粘土分层结实，上部用铁线对称拉紧，以防下沉。
有承压水或使用泵吸反循环钻进时，护筒高度应高于稳定地下层2.0m，以保持孔壁稳定和泵吸反循环钻进的静水压力。护筒中心线与桩中心线偏差应小于20mm，以防止护筒偏斜提升导管时碰撞孔壁掉入泥土。
2.5控制导管合理埋深，利用导管埋深控制导管内混凝土超压力与管外混凝土、泥浆阻力的比例，可防止混凝土面冲翻。不同桩径推荐的桩顶部混凝土埋管深度见表2。当灌注混凝土后孔内不返浆，提动漏斗又不迅速顺利通过时，拆拔导管。埋管深度以孔内混凝土顶部均匀缓慢上升且泥浆无剧烈翻滚现象为宜，上部混凝土顶面应采用多种手段测定，测绳应用柔软的绳索，不宜用钢丝绳，为验证上部混凝土面高度，还应采用取样盒取样。
表2不同桩径推荐的桩顶部混凝土埋管深度
桩径（mm） 600-1000 1000-1500 1500-1800 1800以上
导管直径（mm） 200 230-255 289 300
桩顶部混凝土埋深（mm） 0.8-1.0 1.0-1.1 1.1-1.2 1.2-1.3
2.6采用合理的隔水措施，根据各种隔水方法的优缺点，一般采用剪塞法。其它无成熟经验的方法一般不宜采用。
2.7提高桩顶部混凝土强度等级。论文检测。灌注至最后5.0m时，提高该部分混凝土的强度等级，同时利用导管施以振动密实，在桩上部静压力小的情况下确保混凝土的密实度。实验表明，设计强度等级C35的混凝土，桩顶顶部灌注C45的混凝土，其强度等级能达到与下部相同。
3.结论
经过大量施工实践表明，合理采用以上七种控制措施，均可有效避免钻孔灌注桩桩顶混凝土强度不足现象发生，这不但保证了工程质量，节约了材料，还缩短了工期。
