试谈素混凝土灌注桩几种常见问题

试谈素混凝土灌注桩（CFG）几种常见问题中建七局四公司郑州事业部 孙兴征 陶福舟摘 要：本文主要阐述了在建筑施工中螺旋钻孔素混凝土灌注桩（ CFG ）的相关问 题，并加以分析，且提出了相应的控制措施和预防措施，以达到提高工程质量的 目的。关键词：螺旋钻孔灌注桩 桩孔偏斜 孔壁坍塌 成桩质量 防治措施1 桩孔偏斜问题桩孔垂直度偏差大于孔深的 1/100 即属于桩孔偏斜。在这样的桩孔中灌注 的桩其受力状态已发生改变。从设计角度来说，保证灌注桩桩孔的垂直度对提高 地基承载力有着重要意义。如果桩孔偏斜度不符合要求，超过了允许偏差，会导致桩偏心受压值变大， 无法按设计要求将上部结构传来的荷载通过上部较软弱土层，全部或部分传递到 深部较坚硬的土层或岩层，导致单桩承载力下降及群桩承载力降低。因此，必须 保证桩孔垂直度符合设计和规范要求。1. 1 原因分析虽然在施工前已经进行了地质勘察工作，但是由于地下土层隐蔽性强，即使 同一场地，也会因为不同桩位地下障碍物不同、土层土质不同，以及成孔过程中 钻机操作不当等情况，导致桩孔偏斜。具体如下:桩位放线不准;场地不平整， 使桩架导向杆不垂直而偏斜;或钻机不平稳，钻进钻杆晃动而产生斜孔。钻杆 不直，采用多节钻杆连接时，各节钻杆中心线不在同一直线上。遇到地下障碍 物如孤石、混凝土块等，将钻杆挤向一边。在有倾斜的软硬地层交界处，或者 粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均，使钻杆钻进速度减慢，如果盲 目加压快进，会使钻杆急剧弯曲而成拐角桩。1. 2 预防措施1）钻孔前应严格按照设计图放线，确定桩的位置;用钢筋在桩周 4 个方位定 好十字线，两线相交处对准桩中心。钻孔前，进行桩中心校对。保证场地平整， 确保桩架导向杆垂直;钻机安装要稳固平整，在施工中不发生移动、偏斜。2）采用多节钻杆连接时，对钻杆、钻杆接头、钻杆与转轴之间的接头逐个进 行检查，保证钻杆垂直不弯曲。施工中密切观察，发现问题随时调整。3）钻进过程中如果发现钻杆摇晃或难以钻进时，可能遇到地下障碍物，如孤 石、混凝土块等，这时应立即提钻检查，待查明原因并清除障碍物后再钻。4）在软塑土层含水量较大时，可用疏纹叶片钻杆，以便较快地钻进。在可塑、 硬塑黏土中，或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆。遇到软土层向硬土层转 换交界处，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，保证钻杆钻进时的垂直度。1. 3 质量控制成孔后应及时检查成孔的质量是否在允许范围内，如不满足，需会同设计、 勘察等部门研究处理，处理后经有关各方签字确认后，方可进行下一步的施工。 2 孔壁坍塌问题1）原因在软塑淤泥质土层中进行干作业成孔，孔壁不能直立而坍塌。局 部遇上层滞水，在动水压力的作用下引起渗漏而坍塌。孔底部的砂卵石、卵石 造成孔壁不能直立而坍塌。在松软砂层中钻进进尺太快，空转时间长。2）处理方法在软塑淤泥质土层中进行干作业成孔，因孔壁不能直立而 坍塌，局部遇上层滞水；在动水压力的作用下引起渗漏而坍塌；在松软砂层中钻 进进尺太快，空转时间长的处理方法是:常速钻至塌孔下方约1m左右，降低钻速, 低速钻进，保证钻杆钻进时的垂直度，待钻至设计标高向上提钻，提至塌孔下方 约 1m 时，降低提速，缓慢上体钻杆，直至塌孔处混凝土压浆浇筑密实后，再提 至设计标高孔底部的砂卵石、卵石造成孔壁不能直立的处理方法是：采用深钻 法任其塌落，但要保证有效桩长满足设计要求。在松散粉砂土或流沙中钻进时， 应控制进尺速度。3）成孔后进行成孔孔深、孔径检查，填好桩孔成空施工记录。再次复查， 当孔深、孔径、孔壁、垂直度及孔底虚土厚度符合要求方可进行下步压浆施工。3 素混凝土灌注桩常见的成桩质量问题3. 1 桩身表面蜂窝、空洞、夹层或分段级配不均1）原因包括混凝土配合比掌握不严、坍落度不均匀，在浇注混凝土时，钻杆 提升速度过快，自由下落高度过大导致混凝土分层离析，造成桩身强度不均匀。 另外的原因是水泥过期，安定性不合格，骨料中针状、片状成分或含泥量过大。 桩身浇注混凝土时没有严格按操作工艺要进行浇注，混凝土不密实，出现蜂窝、 空洞。浇注混凝土时碰撞孔壁，土体塌落在混凝土中形成泥夹层。2）措施施工时应正确选择水泥，选用含泥量、含碱量少的骨料。混凝土配合 比要恰当，并根据施工现场材料条件进行合理调整，保证混凝土和易性，严格控 制预拌混凝土的塌落度，严格控制钻杆提升速度。避免其下落高度太大，产生分 层离析和混凝土强度不均，保证浇注混凝土的密实度。避免碰撞孔壁以防土体塌 落形成泥夹层。3. 2 桩身缩径及扩径桩身缩径是指成桩直径小于设计桩径，桩身缩径会减少桩的竖向承载力。桩 身扩径是指成桩直径大于设计桩径。1）原因钻头磨损过多、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩会 造成缩径。孔壁坍塌会引起桩孔扩径。2）检测采用钻孔测径仪可测桩孔直径，提钻过程中如果遇阻，结合地层情况 可判断是否是钻孔缩径，此类问题一般在灌注作业时不易发现，因此要认真预防。3）预防缩径的措施成孔过程中，采用不小于设计桩径的钻具在缩径段上下反 复扫孔。在灌注作业前，做好桩孔检查、验收、记录工作。素混凝土灌注完成后 经验桩发现桩身缩径，如位置较浅则直接开挖，对缩径部位施工补救，如位置较 深且缩径严重，则应考虑补桩。4）预防扩径的措施可采取前述孔壁坍塌的处理办法，保障孔径符合规定，在 孔径合格的桩孔中浇注混凝土。3. 4 截桩、接桩问题1）原因桩顶混凝土浇注过多，超过设计标高，需截桩。实际浇注混凝土量， 小于计算体积，桩顶标高未达到设计要求，需接桩。2）预防措施实际浇注混凝土量，严禁小于计算体积。混凝土浇到接近桩顶时， 应随时测量顶部标高，以免过多或过少，造成截桩或接桩。3）处理办法；当成桩后桩顶标高超过设计标高时，先用手提圆盘锯切割至设 计标高上20mm，当上部桩截断后，采用簪子剔去桩头混凝土松散层，然后用磨 光机打磨至设计标高，使处理后的桩顶标高符合设计标高；如成桩后桩顶标高不 足，常采用开挖接桩法处理，即挖出桩头，凿去混凝土浮浆及松散层，采用簪子 剔去桩头混凝土松散层，然后用磨光机打磨平至设计要求，让桩头露出 50mm， 开挖直径比原先浇筑的CFG桩身直径大100mm的圆孔，然后进行用比原混凝土高 一个标号的混凝土进行浇筑，浇筑至设计标高。浇注混凝土后的桩顶标高及浮 浆的处理必须符合设计要求和施工规范的规定。4 结语实践证明，为确保成桩质量，在施工过程中对成孔、清渣、灌注混凝土、截 桩、接桩等进行全过程检查、控制，施工质量完全可以保证，质量通病也完全可 以避免。5、参考文献1、阎明礼、张东刚 CFG 桩复合地基技术及规程 实践中国水利水电出版社 20012、牛志荣、李宏等主编 复合地基处理与工程实例 中国建筑工业出版社 20043、 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)中国建筑工业出版社4、 建筑地基处理技术规范( JGJ79-2002)中国建筑工业出版社