长螺旋钻孔压灌混凝土桩施工常见问题及防治措施
汤小凝
【摘 要】长螺旋钻孔压灌混凝土桩在施工中容易出现断桩、桩身夹泥、裂缝和缩颈、桩头质量问题、桩位偏移、钢筋笼安置不当、转杆堵塞、导管堵塞、卡钻等质量问题.分析了这些质量问题产生的原因,提出了相应的防治措施. 【期刊名称】《建材技术与应用》 【年(卷),期】2007(000)007 【总页数】3页(P13-15)
【关键词】长螺旋钻孔;混凝土桩;成桩质量 【作 者】汤小凝
【作者单位】长江大学,城建学院,湖北,荆州,434023 【正文语种】中 文 【中图分类】TU473.1 引言
长螺旋钻孔压灌混凝土桩的成孔是采用长螺旋钻机无振动排土钻进，无需泥浆护壁，因而对周边居民及相邻建筑物没有振动影响，也无泥浆污染；桩身混凝土是直接从钻杆中心压入孔中，采用超流态泵送混凝土技术，边提钻边压灌混凝土，提钻与成桩同步进行，加快了施工速度；成桩时采用压力浇灌混凝土，既改善了桩周土体性能又保证了桩身质量，避免了缩颈、断桩现象，提高了单桩承载力，保证了该工艺
既能在易坍塌的土层成孔成桩，又能在地下水丰富的土层中成孔成桩，避免了水下浇注混凝土质量难以保证的缺点。
该桩一般适用于黏性土、粉土、填土等各种土质；能在有缩径的软土、流砂层、砂卵石层、有地下水等复杂地质条件下成桩。适用于桩径Φ 300 mm～Φ 1 000 mm，深度在30 m以内的基础桩和护坡桩。
该成桩工艺由于所产生的桩承载力高、造价低、施工方便、施工速度快而被广泛采用。但由于该桩是在土中成型，成桩过程中的导管堵塞、定位不准、钻进速度、提升速度、泵送原因以及混凝土的坍落度、和易性等，常因土质条件的变化而很难有统一定量的控制尺度，致使操作者难以把握，施工质量不易检查和控制，在施工中也容易出现一些质量问题。
1 长螺旋钻孔压灌混凝土桩常见质量问题
目前，对长螺旋钻孔压灌混凝土桩质量的检测主要运用低应变检测法和静荷载试验法。为了更好地了解成桩质量问题的原因，对于检测质量不合格的桩，需将桩身挖出进行检查。
(1)断桩、桩身夹泥：从挖出的桩的总的情况来看，桩径沿桩身变化不大。桩身表面大部分灰浆饱满，混凝土密实，在淤泥质黏土层桩身局部增大成磨菇状。也发现个别桩身混凝土局部分离，甚至有一段没有混凝土或是桩身某一部位混凝土坍塌。还有个别桩身局部残缺，存在泥夹层，或桩身的某一部位混凝土坍塌，桩身被土体填充，使桩身截面减小，削弱了桩的承载力。
(2)桩头质量问题：多为夹泥、气泡、混凝土不足、浮浆太厚等。
(3)桩身混凝土强度不足：对暴露桩进行钻芯取样检查，发现有的桩身混凝土强度不足，不能满足设计强度的要求。
(4)桩位偏移：压灌桩成桩后的桩位偏移超过规范允许偏差的现象较为普遍。 (5)钢筋笼安置过程中的问题：钢筋笼主筋保护层厚度不符合规范要求；钢筋笼下
沉；钢筋笼无法沉入；桩头钢筋锚固长度不足。
(6)转杆堵塞、导管堵塞、卡钻：在长螺旋钻孔压灌混凝土桩施工中，由于地质土层变化、混凝土的影响、泵送路径、地下障碍及人工操作不当等因素的影响，经常会引起转杆堵塞、导管堵塞、卡钻等问题。 2 常见质量问题的原因分析
(1)断桩、缩径：如果钻杆提升过快，而混凝土泵送量与之不匹配，混凝土不能充满钻孔，在钻杆提升过程中钻孔内产生负压，使孔壁塌陷造成断桩，严重时还会影响邻桩。
(2)桩头质量问题：一般是由于操作控制不当造成的。
(3)桩身混凝土强度不足：压灌桩受泵送混凝土和后插钢筋的技术要求，坍落度一般≮18 cm，因而要求和易性要好。配比中一般是掺加粉煤灰，这样使混凝土的前期强度低，加之粗骨料的粒径小，如果不注意对用水量的控制，容易造成混凝土强度低。
(4)桩位偏移：其主要原因是钻屑土和钻机移动扰动或破坏原已放样准确的桩位，桩机对位不仔细，地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。
(5)钢筋笼安置过程中的问题：①钢筋笼主筋保护层厚度不符合规范要求：钢筋笼下放前弯曲；钢筋笼外侧桥式导向筋数量与位置不符合要求；下放钢筋笼时强行下压，用力过猛，造成钢筋笼变形。②钢筋笼下沉：一般随混凝土收缩而出现，有时是由于桩顶钢筋笼固定措施不当造成的。③钢筋笼无法沉入：多是由于混凝土配合比不好或桩周土对桩身产生挤密作用。④桩头钢筋锚固长度不足：下放钢筋笼时笼顶标高控制不准。
(6)其他问题：①转杆堵塞：长螺旋钻孔灌注桩钻机钻杆兼作混凝土输送管，钻头端部设有单向阀门即钻门，在成孔过程中钻门关闭防止钻屑进入钻杆内造成钻杆堵塞。当泵送时随着提钻与泵压增加，钻门打开，由此将混凝土灌入孔内。如果提钻
时钻门打不开，将导致钻孔内无混凝土。②输送导管堵塞：多是由于混凝土配比或坍落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密等原因造成。③卡钻：长螺旋钻机钻进过程中，如果钻杆下放速度过快，致使钻出的钻屑不能及时带出孔外而积压在钻杆与孔壁之间，严重时就会造成卡钻；或是钻孔位置土层中含有大的块石和坚硬异物。 3 防治措施
(1)断桩和夹层：保持混凝土灌注的连续性，可以采取加大混凝土泵送量、选择减水效果好的减水剂、配备储料罐等措施；严格控制钻杆提升速度，通常为2 m/min，确保中心管内有0.1 m3以上的混凝土，使钻头在混凝土内埋深始终控制在1 m以上；如果相邻桩间距小于5倍桩径，必须隔桩跳打；为了避免断桩和夹层，灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土初凝时间的桩，应重新成孔灌注；桩顶至少超灌1.0 m，并防止孔口土混入。
(2)桩头质量问题：及时清除或外运桩口出土，防止下笼时土渣混入混凝土中；保持钻杆顶端气阀开启自如，防止混凝土中积气造成桩顶混凝土含气泡；桩顶浮浆多因孔内出水或混凝土离析造成，应超灌排除浮浆后才终孔成桩；按规定要求进行振捣，保证振捣质量。
对桩头出现的质量问题，一般可采取凿除上部不符合质量要求的部分，采用比桩身混凝土高一个强度等级的混凝土进行接桩处理。
(3)桩身混凝土强度不足：优化粗骨料级配，大坍落度混凝土一般用0.5～15 cm的碎石，根据桩径和钢筋长度及地下水情况，可以加入部分2～4 cm的碎石，并尽量不要加大砂率；合理选择外加剂，尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂；粉煤灰的选用要经过配比试验确定掺量，粉煤灰至少应选用Ⅱ级灰。
(4)桩位偏移：施工前清除地下障碍，平整压实场地，以防钻机偏斜；放桩位时认真仔细，严格控制误差、桩机的水平度和垂直度；在开钻前和钻进过程中及时清理
钻屑土，妥善保护并经常性地复核桩位。
(5)钢筋笼安置过程中的问题：①钢筋笼主筋保护层厚度不符合规范要求：主筋制作时必须平直，不得有局部弯曲，主筋与加强箍筋之间应焊接牢固；钢筋笼外侧每隔2 m设1组桥式导向筋，每组4个，导向筋长度≮100 mm，以保证钢筋笼垂直度和主筋保护层厚度；加工好的钢筋笼宜平放，以防止钢筋笼变形；下放钢筋笼时对准孔位中心慢放，严禁高起猛落、强行下放，防止倾斜、弯折或碰撞孔壁；钢筋笼较长或靠自重无法压入时，可用震动器震入，震动器要保证垂直下落。②钢筋笼下沉：避免混凝土收缩，从而防止笼子下沉；笼顶必须用铁丝加支架固定，12 h后才可以拆除。③钢筋笼无法沉入：改善混凝土配合比，保证粗骨料的级配和粒径满足要求；吊放钢筋笼时保证垂直和对位准确。不能采取切断钢筋的方法进行处理，而应吊起钢筋笼重新成孔灌注。④桩头钢筋锚固长度不足：下放钢筋笼时，可在吊放钢筋笼的钢丝绳上作简单标记，待钢丝绳下落到相对标高的一定位置时，停止下放钢筋笼。
(6)其他问题：①转杆堵塞：在每次施钻前要检查钻门是否开闭灵活，可在钻门关闭时泵送部分砂浆加以试验。如果遇到塑性高的黏性土层，可采用钻具回转泵送法，即在泵送混凝土的同时使钻具在提拉下正向回转，使挤压在钻门的泥土松动或脱落，从而在泵压下打开钻门。②导管堵塞：保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和坍落度符合要求；灌注管路避免过大变径和弯折，每次拆卸导管都必须清洗干净；施工中除了要保证混凝土质量之外，还要加强施工管理，保证前后台配合紧密，及时发现和解决问题。③卡钻：若事故轻微，应立即关闭回转动力电源，将钻杆用最低提升速度提起后重新施钻；若事故严重，应先将钻机塔下大梁用枕木垫好，再用最低提升速度提拉钻杆。施钻前要探明钻孔位置有无较大块石或异物。 4 结语
长螺旋钻孔压灌混凝土桩基础工程的成桩过程是一种新型的成桩工艺，也是重要的
隐蔽工程。由于其承载着上部建筑物的整个荷载，必须加强对工程桩的质量检测，以避免工程质量隐患。施工中除应严格遵照规范、规程中的有关规定精心施工之外，还应对每个具体工程的地质资料、施工设备、桩位设计图纸的特点进行认真分析，制定出与工程特点相适应的施工方案，确保工程质量。 参考文献：
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