【摘 要】钻孔灌注桩基础作为深基础的一种,能适应于不同地质条件,但其受诸多因素的影响,也会发生桩身混凝土严重离析甚至断桩、桩底沉渣过厚等工程事故,据此,本文就其桩身质量事故补救措施进行了阐述。

  【关键词】钻孔灌注桩;施工工艺;桩身质量事故;补救措施

  0.前言

  钻孔灌注桩桩基施工中,因受诸多因素的影响,发生桩身混凝土严重离析甚至断桩、桩底沉渣过厚等工程事故是在所难免的。如何可靠、快速、低耗地处理桩基质量事故,直接影响到工程的质量、工期及造价。

  1.孔壁坍塌

  无套管灌注桩施工过程中由于上壤的持力层发生变化等原因,将会出现因漏水、漏浆等导致的孔壁坍塌的质量事故。钻进过程中,如发现排出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。根据对此类问题的分析,发现造成施工事故的原因主要在于:

  ①护筒的长度不够,护筒变形或形状不合适。

  ②保持的水头压力不够。

  ③地下水位有较高的承压力。

  ④在砾石层等处有渗流水或者没水,孔中出现跑水现象。

  ⑤泥浆的容重及浓度不足。

  ⑥成孔速度太快,在孔壁中来不及形成泥膜。

  ⑦用造孔机械在护筒底部造孔时触动了孔周围的土壤。

  ⑧沉放钢筋时,碰撞了孔壁,破坏了泥膜及孔壁。

  ⑨造孔机械的机械力过大,致使护筒与土层之间的粘着力减弱。

  采取的相应处理措施为:

  埋设灌注桩的护筒时,护筒四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实,保持护筒安装垂直,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。当发现地基有地下水时,应密切注意是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时,必须能保持足够的泥水压力,在施工前的地质情况勘测中,一定要求给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素。泥浆的比重以1.02~1.08左右为宜。另外,在成孔时,如果遇到砾石层等土层产生大量漏浆时,应考虑是否改成其他施工方法。

  在反循环钻孔法的成孔施工中,钻孔速度不宜过快,如果孔壁未形成有效泥浆膜,易出现孔壁坍塌的质量事故。成孔速度应根据地质情况并参照相应规范选取,对于淤泥质等非常软弱的地质,如果成孔速度过快,造孔的桩孔将很不规则,对于砂、砂砾等土层若成孔速度过快,会产生钻杆径向摆动,容易发生孔壁坍塌事故。

  为避免此类问题的发生,在施工中,要求施工人员要严格按施工规范进行施工,深入理解设计意图是确保成功施工的关键因素,塌孔的桩孔应及时回填,当地层呈现稳定状态后,应适当的停置3~5天后再度施工为宜。

  在钢筋笼的沉放过程中,多采用边沉桩边射水搅拌的施工方式,然后用空气升液法、砂泵等设备抽出搅混的泥浆,同时,要注意避免射水压力过大,破坏钻孔的完整。

  2.缩孔

  缩孔是钻孔灌注桩最常见的质量问题,主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况,应采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,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。或在导正器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。另外,可采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。

  3.钢筋笼上浮

  用全套管法成孔后,在浇筑混凝土时,有时钢筋笼会发生上浮,其原因及相应对策如下:

  ①套管底部内壁勃附砂浆或土粒,由于管的变形,使内壁产生凹凸不平,在拔套管时,将钢筋笼带上来。此时,应注意在成孔前,检查最下部的套管内壁,当堆积大量粘着物时,一定要及时清理。如确认有变形,必须进行修补。

  ②当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小,有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时,会发生钢筋上浮现象,出现这种问题处理的方法是,使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。

  ③钢筋笼自身弯曲,钢筋笼之间的接点不好、弯曲,箍筋变形脱落,套管倾斜等,使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时,也将造成钢筋笼上浮曰。在处理此类问题时,应注意提高钢筋笼加工、组装的精度,防止钢筋笼在运输工程中的碰撞等因素引起的变形。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等。

  ④由于混凝土灌注过程中导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝上与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,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。当此类现象发生时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和己浇混凝上面的标高,提升导管后再进行浇注。

  4.桩底沉渣量过多

  清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节,通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除,使混凝土与岩基结合完好,提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施如下:

  ①桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定,清孔不干净或未进行二次清孔造成的;施工中应保证灌注桩成孔后,钻头提高孔底10~20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。

  ②当使用的一泥浆比重过小或泥浆注入量不足时,桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不能用清水进行置换。

  ③钢筋笼吊放过程中,如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位,将会发生碰撞孔壁的事故,孔壁的泥土会坍落在桩底;因此,钢筋笼吊放时,务使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。在钢筋笼的加工工艺上,可选用冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应进行二次清孔。

  ④清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30~40mm,应有足够的混凝土储备量,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溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。