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鉆孔灌注樁樁身缺陷成因與防治措施

文檔作者：段紅升文檔來源：江蘇省射陽縣交通局		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年09月02日
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鉆孔灌注樁樁身缺陷成因與防治措施
段紅升
(江蘇省射陽縣交通局，江蘇射陽224300)
摘要：鉆孔灌注樁的質(zhì)量與鉆孔過程的控制有關(guān)，灌注水下水泥砼的成樁過程有關(guān)。
關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁樁身缺陷預(yù)防措施
鉆孔灌注樁是橋梁常用的基樁形式之一，它能將
上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深層穩(wěn)定的土層，從而大大減
少基礎(chǔ)沉降和橋梁的不均勻沉降，因此它是一種有效、
安全可靠的基礎(chǔ)形式。但由于成樁過程是在樁位處的
地面下和水下完成，施工工序多，質(zhì)量控制難度大，樁
身極易產(chǎn)生斷樁、夾層、縮頸、孔洞、離析和膠接不良等
缺陷。據(jù)報道，鉆孔灌注樁樁身質(zhì)量缺陷率國外約為
5—10％，國內(nèi)約為2_2l％。據(jù)筆者多年來的工作體
會，在很多地區(qū)對樁身質(zhì)量的缺陷問題沒有被施工單
位很好地重視，以致于出現(xiàn)了很多像斷樁、夾層、縮頸、
離析等這樣的樁身質(zhì)量事故。因此，筆者認(rèn)為必須堅持
以預(yù)防為主的思想，加強管理，改進施工操作工藝，加
強檢測，提高灌注樁質(zhì)量?，F(xiàn)就鉆孔灌注樁樁身缺陷產(chǎn)
生原因加以分析，提出一些預(yù)防意見，僅供參考。
1產(chǎn)生樁身缺陷的主要原因。。?
鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的好壞，從鉆孔灌注樁形成
的過程來看，主要有兩個大方面的原因：①鉆孔，②灌
注水下砼。以下就水下砼灌注過程中易造成的樁身缺
陷的原因作分析。
1．1導(dǎo)管進水
一種情況是首批砼儲備不足，導(dǎo)管底口距孔底的
間距過大，砼下落后，不能埋高導(dǎo)管底口，以致泥水從
底口進入。另一種情況是導(dǎo)管接頭不嚴(yán)，接頭間橡皮墊
被導(dǎo)管高壓氣囊擠開，或焊縫破裂使水從接頭或焊縫
中流入；導(dǎo)管提升過猛，或測量埋深錯誤，導(dǎo)管底口超
出原砼面，底口涌入泥水，導(dǎo)致砼質(zhì)量較差。
1．2導(dǎo)管升降
灌注水下砼用的導(dǎo)管是由多節(jié)導(dǎo)管用法蘭拼接而
成的，節(jié)長一般為1．5—3米。施工過程中，操作人員為
了多拆導(dǎo)管使導(dǎo)管在砼中埋置深度達到最深，而不斷
升降導(dǎo)管促使灌注砼上升最高。由于導(dǎo)管不斷升降造
成首批砼上面的孔底沉渣在法蘭作用下進入砼中，形
成頂面有一層含泥率和含水率較大的砼。所以導(dǎo)管升
降活動次數(shù)越多進入頂面砼的泥漿就越多，深度越深，
砼質(zhì)量越差。
這就是說，由于導(dǎo)管頻繁升降，導(dǎo)致砼頂面沉渣在
導(dǎo)管法蘭作用下進入砼中，形成一層厚達數(shù)米的質(zhì)量
差砼。該層砼由下而上有一個次差、較差、極差的過渡，
頂面極差砼基本處于離析或砼和沉渣混合狀態(tài)。
如果提升拆導(dǎo)管后導(dǎo)管底口剛好到次差或較差砼
位置，也就產(chǎn)生局部結(jié)合不良或局部離析。
1．3卡管
(1)初灌時隔水栓卡管，或由于砼本身原因，如坍
落度過小，流動性差，拌和不均勻，運輸途中離析，導(dǎo)管
接縫處漏水，雨天運送砼未加覆蓋，使砼中水泥漿被雨
水沖走。
(2)機械發(fā)生故障或其它原因使砼在導(dǎo)管內(nèi)停留
時間過長，或灌注持續(xù)時間過長，最初灌注的砼已經(jīng)初
凝，增大了管內(nèi)砼下落的阻力，砼堵在導(dǎo)管內(nèi)。
14灌注過程中坍孔
坍孔原因是：(1)護筒底腳周圍漏水，孔內(nèi)水位降
低。(2)鉆桿及鉆頭提出后未及時補充水頭。(3)護筒周
圍堆放重物或機械振動。(4)清孔后泥漿密度和粘度過
低，致使孔壁坍塌。
1．5埋管
導(dǎo)管埋入砼過深，導(dǎo)管內(nèi)處砼已初凝使管與砼間
摩阻力過大，產(chǎn)生埋管事故。
1．6澆短樁頭
產(chǎn)生原因：灌注將近結(jié)束時，漿渣過稠或測深錘過輕
發(fā)生誤測，拔除導(dǎo)管，中止灌注，而造成澆短樁頭事故。
一47—
萬方數(shù)據(jù)
總第114期江西建材l／2011
1．7鋼筋籠上浮
產(chǎn)生原因：砼從漏斗向下灌注時的位能產(chǎn)生沖擊
力，砼從導(dǎo)管底口流布出來向上升起時，向下的沖擊力
轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛏系捻斖辛?，頂托力較大引起鋼筋籠上浮。另
外，鉆孔彎曲或傾斜，兩節(jié)鋼筋籠連接不牢固，不豎直，
導(dǎo)管法蘭盤鉤掛鋼筋骨架，孔底有沉渣等也是鋼筋籠
上浮的原因。
1．8地質(zhì)因素
鉆孔樁成孔、清孔結(jié)束后，拆除鉆桿、鉆頭，安放鋼
筋籠需要數(shù)小時，或在灌注砼的過程中，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較
差時，特別是局部地層中有軟塑土遇水膨脹后孔徑縮
小，也會造成樁身縮頸缺陷。
1．9混凝土灌注時間
根據(jù)導(dǎo)管法灌注水下砼的特點，要求首批砼從灌
注開始到灌注完成，應(yīng)始終保持必要的塑性和流動度
(不可初凝)，防止砼粘附于孑L壁或鋼筋籠，或被后灌注
砼頂破造成樁身缺陷。
1．10砼松散或蜂窩
(1)碎石(卵石)級配差，或砼運距長，又從導(dǎo)管下
落時引起離析而出現(xiàn)蜂窩。
(2)導(dǎo)管埋置過深又拆管不及時，或拔管過快使新
老砼不能很好地結(jié)合，而留下空隙引起蜂窩或松散。
(3)施工中上料工人操作失誤，或沒有控制好配合
比，形成砼松散。
(4)砼攪拌時間不當(dāng)，出現(xiàn)離析而造成松散或蜂
窩。
1．1l砼強度低
(1)沒有控制好砼設(shè)計配合比。
(2)水泥、砂、石等材質(zhì)差。
2消除樁身缺陷的預(yù)防措施
防治措施主要考慮砼灌注過程中的注意事項及砼
本身質(zhì)量兩個方面：
(1)導(dǎo)管進水時，將導(dǎo)管提出，然后迅速重新下導(dǎo)
管并準(zhǔn)備足夠儲量的首批砼，重新灌注?；蛘哂迷瓕?dǎo)管
(或用新導(dǎo)管)插入砼內(nèi)續(xù)灌(插入砼內(nèi)深度大于
150cm)，續(xù)灌前應(yīng)利用小型水泵或小口徑的抽水設(shè)備
將進入導(dǎo)管內(nèi)的水抽干沉淀土吸出。在灌注砼前應(yīng)對
導(dǎo)管進行水泌檢查。
(2)卡管時可用長桿沖搗導(dǎo)管內(nèi)砼，用吊繩抖動導(dǎo)
管，如仍不下落，則須將導(dǎo)管連同其內(nèi)砼提出鉆孔，進
行清理和修整，然后重新吊裝導(dǎo)管并經(jīng)處理后灌注。
(3)發(fā)生坍孔后，應(yīng)查明原因，采取相應(yīng)的措施，如
保持或加大水頭，移開重物，排除振動，防止繼續(xù)坍孔。
然后用吸泥機吸出坍入孔內(nèi)的泥土，如不繼續(xù)坍孔，可
恢復(fù)正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位較深，宜將
～48一
導(dǎo)管拔出，保存孔位，以粘土回填，待坍塌穩(wěn)定后，掏出
或吸出回填土，重新下導(dǎo)管灌注。但這種樁應(yīng)按斷樁采
取補強處理。
(4)埋管預(yù)防方法：嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深，不得超過
6m，首批砼摻入緩凝劑，加速灌注速度，導(dǎo)管接頭要牢固。
當(dāng)埋管事故發(fā)生后，強用鏈滑車、千斤頂試拔。如
仍拔不出，則按斷樁處理，可將護筒接長錘擊使護筒底
腳沉到已灌注的砼下面，然后用潛水泵抽水，吸泥機吸
渣后，接灌砼，亦按斷樁處理。
(5)澆短樁頭的預(yù)防辦法：測深錘宜加重；灌注將
近結(jié)束時加灌清水稀釋泥漿并掏出部分沉淀土。
處理辦法：確保護筒底處于已灌注的砼內(nèi)，然后抽
水、排渣，接澆普通砼。
(6)對于鋼筋籠上浮可采用以下幾種處理辦法：
①將幾根鋼筋骨架的主筋延長伸至孔底；②砼表
面接近鋼筋籠底時，放慢砼的灌注速度；③砼表面接近
鋼筋骨架時，導(dǎo)管保持較大的埋深，導(dǎo)管底口與鋼筋骨
架底端保持較大的距離；④砼表面進入鋼筋骨架一定
深度后，提升導(dǎo)管使導(dǎo)管底口高于鋼筋骨架底端一定
距離，但導(dǎo)管在砼內(nèi)埋深不得小于2m；⑤孔形、孔位必
須通過檢孔器檢測后才允許清孔；⑥兩節(jié)鋼筋籠必須
焊接牢固，且保持豎直；⑦導(dǎo)管必須置于鋼筋籠中間，
且保持軸線一致；⑧灌注前必須保證沉淀層厚度符合
設(shè)計要求。
(7)克服不良地質(zhì)條件的影響。遇到地質(zhì)不良情況
時，要采取相應(yīng)對策，早做準(zhǔn)備。如果遇到橡皮泥時，可
采取上下反復(fù)掃孔的方法，以擴大孔徑，防止樁身縮頸。
(8)縮短水下灌注砼時間。這要求施工單位根據(jù)灌
注水下砼的數(shù)量，合理安排機具和勞力，并有足夠的備
用機具。當(dāng)機具和勞力難以安排調(diào)度時，用緩凝劑延長
砼的初凝時間，確保在初凝前完成砼灌注。
(9)保證導(dǎo)管最小埋置深度。嚴(yán)格按規(guī)范規(guī)定進行
施工，使導(dǎo)管埋置最小深度為2米，防止新灌砼頂破首
批砼，造成夾層或斷樁。
(10)為保證樁基自身砼強度，要從進材料做起，嚴(yán)
格把好材料質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)禁使用不合格水泥等材料，對水
泥、鋼材必須出示法定質(zhì)保資料，水泥標(biāo)號必須有1．13
的工程富余系數(shù)，不符合上述規(guī)定已進場的材料一律
退貨或禁止用于永久工程。
(11)確定正確的配合比，要求滿足強度、和易性、
耐久性的要求。試配強度應(yīng)按規(guī)范方法計算，注意針對
不同工藝、不同結(jié)構(gòu)特點采用不同的自標(biāo)坍落度。一般
按設(shè)計的砼標(biāo)號提高20％進行配合比設(shè)計，每立方米
砼水泥用量不少于350奴。
(12)現(xiàn)場施工嚴(yán)格稱量材料，按設(shè)計的水灰比控
萬方數(shù)據(jù)
水下砼施工及技術(shù)要求
董紹昌
(江西省建筑科學(xué)研究院，江西南昌330046)
摘要：本文主要闡述水下混凝土施工所使用的一些基本方法以及帶水施工的質(zhì)量控制，同時強調(diào)在方案設(shè)計時應(yīng)根
據(jù)具體工程對混凝土強度、耐久性、施工工藝和環(huán)境保護等要求和作業(yè)面大小、水深、水流及波浪的影響等。
關(guān)鍵詞：水下砼施工技術(shù)外加劑流動性工程應(yīng)用
1 前言
混凝土是一種重要的建筑材料，隨著我國建設(shè)的
不斷發(fā)展，在橋梁、地下和水下建筑、遠(yuǎn)距離跨海跨河
隧道工程、水利水電、交通、能源工程等基礎(chǔ)建設(shè)中都
需要大量的水下混凝土工程。因此，進一步研究開發(fā)優(yōu)
異的水下施工技術(shù)和材料、得到高質(zhì)量而又經(jīng)濟的水
下混凝土，在當(dāng)今社會條件下是十分必要的。在寒冷及
炎熱季節(jié)，水環(huán)境對混凝土硬化都具有較適宜的溫度
條件，作為一種可改造性強、可以應(yīng)用于各種水下特殊
環(huán)境的建筑材料，水下混凝土在當(dāng)今建設(shè)中有著極為
重要的作用。特別是水下不分散混凝土的研究和應(yīng)用，
更加充實了水下混凝土的內(nèi)容，將水下混凝土施工技
術(shù)提高到了一個新的水平。
2水下混凝土施工技術(shù)
帶水作業(yè)在傳統(tǒng)上是指水下灌筑混凝土，但隨著
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在似乎還應(yīng)包括水下不分散混凝
土。二者都是指在陸地拌制而直接澆灌于水下結(jié)構(gòu)部
位并就地成型的混凝土。前者是依靠施工時密封性良
好的機具隔水措施，后者則通過專門的外加劑使混凝
土拌合物自身性質(zhì)得以改善來抵抗水的沖洗，在流動
制加水量，并保證拌和時間。拌和料出機后，必須立即
運到灌注地點使用，防止拌和料離析。為防止首批砼沖
量不足，要根據(jù)樁徑大小和導(dǎo)管距樁底的距離，充分考
慮計算首批砼必須具備的數(shù)量，確保首批砼能夠包裹
導(dǎo)管至少1米。
(13)嚴(yán)格按試驗的砼配合比、坍落度及使用外加
劑的要求施工。
(14)灌注砼時應(yīng)不斷測量砼頂面高程，避免導(dǎo)管
埋置過深導(dǎo)致無法提升導(dǎo)管，或過淺使得導(dǎo)管提離砼
項面。
(15)應(yīng)避免在不良天氣澆筑樁基水下砼。如澆筑
水下砼時發(fā)生暴雨，應(yīng)采取遮蓋措施和技術(shù)措施，以防
導(dǎo)管堵塞等。
對樁身質(zhì)量有好處的其他措施：
(1)盡量提高砼灌注平臺高度。砼灌注平臺一般比
水面高1．5米，這是不夠的，要盡量提高其高度或在后
期灌注砼時將漏斗放置高些。因此，建議建設(shè)、施工單
位在編制概預(yù)算或招投標(biāo)時要充分考慮到這個問題，
以免工程承包價格過低，工程質(zhì)量難以保證和提高。
(2)減少導(dǎo)管升降次數(shù)。導(dǎo)管升降次數(shù)越多，越容
易挾帶沉渣進入砼中造成樁身缺陷。這要求導(dǎo)管長度
足夠時，禁止導(dǎo)管升降亂拉。當(dāng)灌注到末期砼確實難以
自動下灌時，應(yīng)控制升降次數(shù)，保證頂層砼質(zhì)量。
(3)增加導(dǎo)管底口管的長度。底口導(dǎo)管節(jié)長最好長
4—6m，不設(shè)法蘭，這樣灌注末期砼時，便不會將沉渣拉
進砼，從根本上消除樁身缺陷。
(4)改進導(dǎo)管法蘭結(jié)構(gòu)。為了防止導(dǎo)管法蘭在升降
時將沉渣拉進砼中，可在導(dǎo)管上裝一個鋼制的錐形護
罩，罩住法蘭。導(dǎo)管連接結(jié)構(gòu)可采用卡口式，或上下錐
形的快速接頭構(gòu)造導(dǎo)管。

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