《钻孔桩质量控制与缺陷防治浅析》

钻孔桩的质量控制至关重要。在施工前期，要精确测量定位，确保桩位准确。施工过程中，钻进环节需控制好速度与垂直度，依据地质情况合理选择钻头。泥浆的比重、黏度等指标要严格把控，起到护壁与悬浮钻渣的作用。钢筋笼制作应符合设计规范，安装时保证其位置准确。混凝土灌注方面，导管密封性要好，灌注速度适中且连续，防止断桩。

对于缺陷防治，塌孔可通过维持合适的泥浆性能和水头高度避免。缩径则要优化钻进工艺，减少对孔壁的扰动。若出现断桩，应分析是灌注问题还是地下障碍物影响，在后续施工中加强管理与监测，以保障钻孔桩整体质量。

论文关键词:钻孔桩；质量控制；强度；混凝土
   
    论文摘要:桩基础作为建筑工程强制控制内容之一，是建筑工程质量控制的重中之重。从桩的承载机理看质量控制的关键；桩的缺陷与防治措施，桩质量的判定，围绕桩的质量控制问题进行判析。
   
   
    一、质量控制的关键
    端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部，它支承在坚固的岩土上，不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。
    当桩身强度>地基承载力，桩的承载力＝地基承载力；反之，桩身强度<地基承载力，桩的承载力取决于桩身强度。此公式在孔底无沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣还是问题，沉渣量过大，桩受荷时发生大量沉降，桩将失效。
    （一）了解地质情况，确定地基承载力
    从桩的施工程序来讲，在质量控制中，首先确保地基承载力符合设计要求，否则将使桩失效。
    地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。
    （二）成孔质量控制
    1、在老城区或填土区施工时，应先探明桩孔位置的地下情况，如有浅埋老基础、大石块、废铁等障碍物时，应先挖除或采用其他措施处理。
    2、当桩孔净距过小时，应采取间隔跳跨施工，防止孔内串穿影响成桩质量。
    3、在易坍塌的地层中施工，应用泥浆进行护壁。
    4、施工中应尽量不间断，不得中途无故停钻。
    5、在钻到设计深度时，应用探测器检查桩孔直径、深度和孔底情况。将回落土及淤泥清除干净。
    （三）沉渣量的检查
    终孔后应立即清孔，以免沉渣增加清孔工作量和难度。清孔有正循环清孔、反循环清孔、压风机清孔。清孔后应在2小时内灌注混凝土并检查孔底沉渣厚度，若超过规定要求，应重新清孔。
    对摩擦桩来说，由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力或依附力，逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中，如果在设计中端部反力不大，端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大；而对于钻孔端承桩，如果沉渣量过大，势必造成受荷时发生大量沉降，同样使桩的承载力失效。
    （四）桩身强度的控制
    地基承载力符合设计要求，如桩身强度不足，桩的承载力亦得不到保证，桩身强度是桩质量控制的另一关键。
    混凝土的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起的，因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格控制，否则，起不到质量控制效果，工程验收时，对工程质量如何没有把握，检测出现的问题亦无从分析。
    桩身质量控制主要在于控制混凝土的质量，桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与混凝土质量。钢筋笼的制作检查简单明了；而影响混凝土质量因素则很多，有些是可见的，有些是不可见的。在工程实践中，不少桩由于混凝土质量问题而使桩身强度达不到设计要求，因此桩身质量的控制主要在于控制混凝土的质量，混凝土的配料、拌制、运输和灌注必须严格按要求进行。混凝土质量控制主要有：
    1、控制好混凝土质量的和易性，防止出现堵管、埋管，引起断桩事故。
    2、混凝土配合比应先按原材料性能及混凝土的技术要求进行计算，并经实验室试配与调整，然后定出满足设计和施工要求并比较经济合理的混凝土配合比。此外，还要严格控制原材料的质量验收。
    3、混凝土实际灌注量不得少于设计桩身体积，一般土质为1.1，松散土质为1.2-1.3。
    4、首批混凝土灌注后，应紧凑，连续不断地进行灌注，严禁中途停工。在灌注过程中，应经常观察孔内情况，出现故障时，应及时分析和正确判断发生故障的原因，制定处理灌注的措施。
    5、灌注混凝土接近桩顶时，为确保桩顶混凝土的质量，漏斗及导管中混凝土的高度与孔内混凝土面的高差应小于2M。
    6、控制导管埋深2-4m，使混凝土面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入混凝土，防止提漏引起断桩事故。
   
    二、混凝土灌注桩基础缺陷及防治措施
    （一）桩底地基承载力不足
    原因：桩端没有支承在持力层上面。
    防治措施：这种情况一般出现在复杂地层，一般最好取芯检验，如不能孔孔取芯，要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况、工程地质资料进行综合考虑。
    （二）缩径（孔径小于设计孔径）
    原因：塑性土膨胀。
    防治措施：成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀；如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
    （三）桩底沉渣量过大
    原因：检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。
    防治措施：（1）认真检查，采用正确的测绳与测锤；（2）一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行，准备一个清孔接头，一头可接导管，一头接胶管，在导管下完后，提离孔底0.4m，在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点：及时有效保证桩底干净。 （四）钢筋笼上浮
    原因：（1）当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距钢筋笼仅1m左右距离时，由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮；（2）由于混凝土灌注至钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果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速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。
    防治措施：（1）灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上；（2）当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。
    （五）断桩与夹泥层
    原因：（1）泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量混凝土，一旦流出其势甚猛，在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；（2）灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。（3）灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故；（4）导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后混凝土不能及时冲填，造成泥浆填入。
    防治方法：（1）认真做好清孔，防止孔壁坍塌；（2）尽可能提高混凝土浇注速度：a.开始浇混凝土时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续浇注，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；（3）提升导管要准确可靠，灌注混凝土过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程；（4）灌注水下混凝土前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。
   
    三、混凝土灌注桩质量判定
    桩身混凝土质量判定。
    比较准确判断桩身混凝土质量的是静载与抽芯，但是由于静载、轴芯为操作性检验，且费用高、时间长，所以常常采用动测法判定桩身混凝土的质量，而动测法具有一定的局限性，动测结果不能作为桩基工程竣工的验收依据，用于普查质量仅供验收参考。
    混凝土质量还要依施工单位素质，掌握施工过程实际情况与施工记录。主要依据是掌握施工过程情况与施工记录。主要有如下措施：
    （一）审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程质量情况；
    （二）审查施工工艺是否适合于施工的实际情况，采取了什么质量保证措施。如：钻孔桩钢筋笼如没有设置混凝土保护层垫块，再检查一下灌完桩钢筋笼的位置情况，可推定保护层是否严重不足；
    （三）对施工记录进行审查，要求施工单位认真做好成孔记录与灌注记录，认真分析记录中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等，并进行推断。

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