桩基施工中常见质量问题及应对措施

崔永红

(黑龙江建筑职业技术学院 建筑工程技术学院,黑龙江 哈尔滨 150025)

桩基施工中常见质量问题及应对措施

崔永红

(黑龙江建筑职业技术学院 建筑工程技术学院,黑龙江 哈尔滨 150025)

基础作为建筑物的重要组成部分,施工质量的好坏对建筑物的结构安全、使用寿命及功能都有重要影响.为了保证建筑产品达到预期的建造效果,从桩基础施工中常见的质量问题入手,针对桩基础施工中的桩塌孔、钢筋笼上浮、钻孔偏斜、桩缩孔、桩头质量差、钻头被卡及桩顶标高不足等问题及其形成原因进行剖析,并提出了相应的预防措施.

桩基础;施工;质量问题;分析;预防措施

随着城市建设的迅猛发展,近年来桩基础在建筑施工尤其是高层建筑施工中得到了广泛的应用.由于桩基础系隐蔽工程,施工难度大,加之施工过程中受施工技术、工艺、管理及人员素质等因素的影响,施工中稍有不慎,便会造成质量问题或事故.若处理不当,就会留下工程隐患,危及建筑物的安全.因此,对于桩基础施工中的质量问题必须引起足够的重视.正确分析与妥善处理桩基础工程施工中的质量问题或隐患,提高桩基础施工质量.

1 桩基础施工中常见质量问题及原因分析

1.1 桩塌孔原因分析

塌孔是一种常见的工程施工事故,通常在钻进过程中或成孔后发生.分析原因主要有以下几种：1)泥浆稠度小,起不到护壁作用,出现漏水;或护筒埋置较浅,周围封堵不密实而出现漏水;或护筒底部土层厚度不足,护筒底部出现漏水,造成泥浆水头不够,对孔壁压力不足[1].2)泥浆相对密度过小,对孔壁的压力较小.3)在松软的砂层中进尺过快,泥浆护壁形成较慢,孔壁渗水.4)钻进过程中停钻且时间较长,孔内水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2.0 m,水头对孔壁的压力不足.5)提升钻头或放钢筋笼时碰撞孔壁.6)孔内水流失造成水头高度不够.7)钻孔附近有大型设备或车辆振动干扰.8)清孔后未及时灌注混凝土,晾孔时间过长,造成不必要塌孔.

1.2 钢筋笼上浮原因分析

孔内钢筋笼上浮的主要原因为：1)导管提升过猛,操作不慎挂住钢筋笼使其上浮.2)混凝土表面接近钢筋笼底口和导管埋深不足时,混凝土灌注速度过快,混凝土下落冲击导管底口向上反冲,当其向上托力大于钢筋笼重力时,造成钢筋笼上浮.3)混凝土质量不合格,初凝时间过短,导致混凝土面上升至钢筋底端时,钢筋插入混凝土中困难.4)混凝土灌注过钢筋笼、导管埋深较大未及时提到钢筋笼底部以上时,上层混凝土因浇注时间较长,接近初凝,使混凝土在导管流出后以一定的速度向上顶升,借助混凝土与钢筋笼间的握裹力带动钢筋笼上升.

1.3 钻孔偏斜原因分析

钻孔偏斜有如下几个原因：1)场地未平整与压实,导致钻机就位未水平,钻机发生不均匀沉降[2].2)水上钻孔平台不稳固,或未处于水平状态.3)土层夹杂孤石或软硬不均,致使锤头或钻头受力不均.5)若为回旋钻,钻杆弯曲,接头松动,致使钻头晃动范围较大.6)钻孔位置系原有建筑物,遇到障碍物,把锤头挤向一侧.

1.4 桩缩孔原因分析

桩缩孔原因主要如下：1)地层中存在软弱层,在土的压力下,向孔内挤压形成缩孔.2)地质构造中有塑性土层,遇水膨胀形成缩孔.3)钻锤磨损,补焊不及时,造成成孔后的桩径小于设计值[3].

1.5 桩头质量较差原因分析

为保证桩头混凝土强度,施工规范规定混凝土超灌高度在0.5～1.0 m之间.在桩顶浮浆层凿除后,桩顶标高及桩身混凝土质量均能满足设计值.但在实际施工中,桩头混凝土强度往往达不到设计要求,主要是超灌量控制不当所致.当混凝土超灌量不足时,将导致桩头凿至设计标高时,桩顶仍存在浮浆层,从而影响桩头质量.另一方面,桩头混凝土内经常夹杂泥沙等杂质,也会影响桩头质量.

1.6 钻头被卡原因分析

钻头被卡的主要原因为：1)孔内出现探头石、梅花孔或缩孔.2)下钻太猛,或钢丝绳松绳太长,使钻锤倾倒卡在孔壁上.3)出现缩孔后,补焊的钻锤尺寸加大,冲击过猛,钻锤被吸住.4)塌孔时落下的石块或较大的工具将钻锤卡住.5)在粘土层中钻孔时,冲击钻冲程过大,或泥浆太稠,造成冲锤被吸住.

1.7 灌注桩顶标高不足原因分析

灌注桩顶标高不足原因常见有两种,一是施工时标高控制不严,造成钢筋笼标高低于设计标高,或混凝土浇筑的高度未达到设计要求;另一种是标高虽达到设计值,但桩顶混凝土浮浆层较厚,导致浮浆凿除后桩顶标高不足.

2 桩施工中常见质量问题的应对措施

2.1 塌孔的预防及处理

塌孔的预防及处理主要为：1)根据地质勘探资料确定的地质情况,选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度和钻进速度.如在砂层中,应选用较好的造浆材料,加大泥浆稠度,提高泥浆粘度,并适当降低进尺速度,改善护壁效果,避免塌孔.2)在陆地上埋置护筒时,底部应夯填密实,护筒周围应回填密实.3)水中振动沉入护筒时,应根据地质资料,将护筒穿过淤泥及透水层,使护筒衔接严密不漏水.4)对于汛期或潮汐水位变化大时,可采取升高护筒,增加水头,保证水头压力相对稳定.5)如无特殊原因,钻孔应尽量连续作业.6)提升钻头或吊放钢筋笼时应保持垂直,尽量避免碰撞孔壁.7)钻孔时尽量避免大型设备作业或车辆干扰.8)灌注工作不具备时暂不要清孔.9)如有轻微塌孔,立即采取增大泥浆比重,提高泥浆水头,增大水头压力.10)塌孔不深时,可改用深埋护筒,将护筒周围夯实,重新开钻.11)若发生严重塌孔,应马上用片石或砂类土回填,或用掺入不小于5%水泥砂浆的粘土回填,必要时将钻机移开,避免钻机被埋入孔内,待回填稳定后重钻.

2.2 钢筋笼上浮预防及处理

预防钢筋笼上浮及处理是：1)当出现钢筋笼上浮现象时,首先应立即停止灌注混凝土,计算出上浮的高度.如果上浮的高度较小,可通过钻机护筒控制它的上浮,提拔导管使其埋深控制在1米左右(注意：不能提得过多,以防导管进水),再按正常速度灌注.当上浮的高度过大时,应立即拔除导管,吊起钢筋笼重新清孔.2)当导管底口距钢筋底口比较近时应放慢灌注速度.3)为防止钢筋笼上浮,可采取如下措施.一是在满足设计的条件下适当减少钢筋笼底部箍筋的间距和数量,以减小混凝土对钢筋笼的冲击力.另外,可采取定位钢筋笼的措施,例如接长4根主筋,把它们焊接在护筒上,阻止其上浮.

2.3 钻孔偏斜预防及处理

钻孔偏斜预防及处理为：1)钻机就位前,对施工场地进行整平、压实.必要时垫枕木将钻机调整到水平状态.水上作业时,钻孔平台在钻机就位前应严格检查验收,确保平台牢固、水平、机架稳固.在钻进过程中,应进行经常检查与调整,使钻机始终处于水平状态[4].2)检查钻机顶部的滑轮槽、钻杆卡盘和桩位中心,确保三者处于同一条垂线上.钻进过程中经常检查钻机移位或摆动情况,随时予以调整.3)定期检查钻杆,及时调整或废弃弯曲的钻杆.4)钻孔位置的地下系原旧建筑物基础或埋有孤石时,应提前做好探测,如遇障碍物或孤石时,改用冲击钻冲击成孔.5)在软硬不均土层钻进时,放小冲程,慢速钻进,必要时回填片石粘土重新钻进.6)突然遇到变硬地层时,控制进尺,低速减压钻进,避免出现斜孔、弯孔和扩孔,甚至扭断钻杆现象.7)当钻孔偏斜超过规范要求时,应回填粘土或片石,重新钻孔.

2.4 缩孔预防及处理措施

缩孔预防及处理主要方法：1)采用优质泥浆,降低失水量.2)加快成孔速度,在成孔后一定时间内尽快形成泥皮,防止孔壁渗水.3)如果锤头磨损严重,应及时补焊,再反复扫孔,直至达到设计孔径.4)出现缩孔后,用钻头反复扫孔,以扩大孔径,直到满足设计桩径为止.

2.5 桩头质量控制措施

桩头质量控制措施主要为：1)严格控制泥浆性能,做到清孔彻底,使沉渣、泥沙等杂质被混凝土顶至桩顶,在桩头处形成较厚的浮浆层.2)混凝土灌注过程中,确保导管埋深保持在2～6 m的范围内,尽量减少上下活动导管.3)严格控制好最后一次灌注量,用探孔器探明混凝土已达的高度,根据设计高度及超灌高度,计算出合理的超灌量,避免超灌量不足影响桩头质量.4)仔细检查桩顶处冒出的混凝土成份,确认已经出现正常混凝土.

2.6 钻锤被卡预防及处理

钻锤被卡预防及处理为：1)卡钻后不宜强提,可上下左右轻微动作,并辅以转动,最终将钻锤提起.2)下钻时应掌握好进尺速度,不宜过猛.3)钻锤补焊时注意尺寸与孔径相匹配,控制冲程量不宜过大,防止锤头倾倒造成卡钻.4)如用小冲锤冲击,或用冲、吸的方法将钻锤周围的渣土松动后将钻头提起.5)必要时用小爆破或用滑轮组强提[5].

2.7 灌注桩顶标高不足预防及处理

在灌注桩施工前与施工过程中,严格钢筋笼及混凝土标高的质量检查与验收,确保桩顶标高符合规定要求.对于成桩后桩顶标高不足,常采用接桩法处理,方法有以下两种：1)开挖接桩.挖除泥土出桩后,凿去混凝土浮浆层及松散层,并凿出钢筋,冲洗干净后接长钢筋,再浇混凝土至设计标高.2)嵌入式接桩.当成桩中出现混凝土停浇事故后,清除已浇混凝土有困难时,可采用此法.

3 结语

虽然桩基础在施工过程中受到地质环境、工艺环节、人为条件等因素的影响,会出现一些质量问题,但通过以上的分析不难发现,这些质量问题是可以采取预防或补救措施加以解决的.采取预防措施费用支出少,耗费时间短,处理彻底,综合效果佳.因此,在桩基础施工过程中,我们应以预防为主,严格控制每一施工环节,防止桩基础施工中出现质量问题.

[1] 钟锦堂.钻孔灌注桩施工常见问题及处理措施[J].新建设现代物业上旬刊,2012,11(5)：98.

[2] 蓝艳玲.桩基础工程质量通病与防治分析[J].现代商贸工业,2010(21)：346.

[3] 刘振铎.浅析钻孔灌注桩施工常见问题及防治措施[J].建材发展导向,2010(4)：138.

[4] 余苑隆.建筑工程中钻孔灌注桩施工质量控制[J].内江科技,2009(8)：108.

[5] 苏强.钻孔灌注桩施工中常见事故的处理方法[J].山西建筑,2004,30(20)：40.

Common quality problems and countermeasures of pile foundation construction

CUI Yong-hong
(School of Architectural Engineering Technology,Heilongjiang College of Construction,Harbin,Heilongjiang 150025,China)

As an important constituent part of building,construction quality of foundation has important influence on structure safety,service life and function of buildings.In order to make sure that the building can achieve the desired effect,this paper commonquality analyzes problems in pile foundation construction including hole collapse,reinforcement cage floating,drill hole deflection,pile shrinkage,poor quality of pile head,drill blocking and deficient height of pile top,and puts forward relevant preventive measures according to the forming reasons.

pile foundation;construction;quality problems;analysis;preventive measures

TU 473.1

A

2095-3550(2014)01-0009-03

2013-12-20

崔永红,女,河北宁河人,高级工程师,硕士,研究方向为土建施工与监理.

E-mail：cuiyonghong777@163.com

(责任编辑：陶红林)