浅述冲孔灌注桩施工障碍及问题分析处理

上海市电力公司华东送变电工程公司 马敏昌

浅述冲孔灌注桩施工障碍及问题分析处理

上海市电力公司华东送变电工程公司 马敏昌

本文介绍了冲孔灌注桩基础施工中易发生的障碍及事故，并就一些常见问题进行分析，提出预防及处理措施。

冲孔灌注桩；施工障碍；事故；分析处理

随着我国大规模、高等级电网工程的建设。输电线路基础设计广泛采用了灌注桩及冲孔灌注桩基础。通过多年来的施工经验，总结了冲孔灌注桩施工的中易发生的障碍及事故，并就一些常见问题进行分析，提出预防及处理措施。

冲孔灌注桩一般用于中风化岩层或微风化岩层作为桩端持力层。常用桩径为600-2000mm，它具有破岩能力强，适应性良好等优点，成为目前在岩层结构复杂地区建设的高等级输电线路采用的主要桩型。

冲孔灌注桩的主要施工流程为：(放样 埋设护筒 开孔 冲孔 终孔清渣下放钢筋笼 下放导管并灌注水下混凝土 成桩。)其施工工艺较复杂，地质情况变化大，故该桩型的工程质量与施工人员的技术经验和责任密切相关。本文总结冲孔灌注桩施工中发生的各种施工障碍和事故，并就一些常见问题进行分析，提供预防及处理方法。

1.冲孔灌注桩施工中的常见障碍和事故

冲孔灌注桩施工常见的各种事故：桩孔移(错)位 、偏位；护筒漏浆；卡锤、吸锤、掉锤、埋锤、断齿；坍孔、斜孔、桩径回缩、扩孔过大；桩底沉渣太厚，持力层达不到设计要求；钢筋笼安放标高不符合要求、掉笼，笼倾斜、偏心，露筋；导管堵塞、爆管、管中进水、脱管、埋管：桩身混凝土局部松散或不均匀、断桩、桩身夹泥夹渣、存在空隙；泥浆泛滥等。

2.施工障碍的分析与排除

2.1 卡锤

2.1.1 主要原因：桩锤不圆或偏心；锤体成蒜头形；桩孔呈梅花状；换锤后锤径比桩孔大；遇障碍物如探头石或孤石等，卡锤后掉下的石子等。

2.1.2 预防及处理：偏心过大及不圆的锤不能使用，齿部磨损的锤要及时修复；入岩后冲程不能过小，冲锤顶部的活动销能自由旋转，防止出现梅花孔；损齿更换锤后冲程不宜太大；在地质条件复杂的地区施工，开工前尽量了解清楚地质情况。若存在孤石或溶洞等，则应事先测定施工方案；卡锤后打捞时注意不要使物具掉入孔内。

2.2 掉锤

2.2.1 主要原因：卡锤、吸锤时强硬拔断钢丝绳；钢丝绳因磨损或打结而断裂；施打空锤时导致钢丝绳断裂；锤体连接杆件如(大螺杆、卸甲销子等)或锤体断裂；其他机械故障引致钢丝绳断裂。

2.2.2 预防及处理：采用打捞钩进行打捞，施工前检查桩锤、钢丝绳、机械等是否完好，还要注意以下几点：钢丝绳一股中断丝10根以上或出现打结的要及时更换新绳；卷扬机滚筒上的钢丝绳要排列整齐；

对桩锤及其连接件要经常检查，不得出现严重破损或裂痕；施工中不得施打空锤；卡锤后不要硬拔而需巧拔。

2.3 斜孔

2.3.1 主要原因：锤体偏心、掉齿；泥浆浓度太大；桩机在施工中逐渐移位：受地质因素影响，如岩面坡度大、桩位下岩层一边软一边硬，或遇孤石或其它障碍物等。

2.3.2 预防及处理：使用合格、状态良好的桩锤；保持桩机平稳，对场地坑洼或软泥地面要在就位时处理好；正常情况下每进尺约5m．应测定1次桩孔垂直度，现异常应及时增加测定次数，并采取纠斜措施；

开工前尽量了解清楚地质情况，遇孤石时应事先制定施工方案，发现斜孔时应先将锤中心位与桩位校正好，反复轻提轻放，使锤体慢慢刮去孔位偏移的土体。遇孔内一边有孤石或溶洞时，可向孔内抛入适量块石，然后低锤轻击进行纠斜。

2.4 钢筋笼安装标高不正确、掉笼、笼体上浮或倾斜、偏心，桩身露筋等

2.4.1 主要原因：钢筋笼固定不牢；混凝土配合比不符合要求或坍落度过小，把钢筋笼顶上；灌注混凝土时间过长，使其顶面形成硬盖；提升混凝土导管时法兰盘挂拉钢筋笼；桩孔扩孔过大。

2.4.2 预防：采取有效措施固定钢筋笼，在制作保护层混凝土垫块时，建议采用小直径短钢筋插入并与钢筋笼焊牢代替铁丝绑扎；混凝土配合比和坍落度应符合规范要求；采用抱箍式接头的混凝土导管，对小直径桩尽量不采用法兰接头导管；在混凝土中添加塑化剂以延长初凝时间。

2.4.3 处理：发现钢筋笼上浮时，要立即加固护筒并将其与护筒谭牢，必要时附焊在桩机底盘上克服上浮力；导管缓慢提、插几次以扰动硬盖；钢筋宠全无效时则应作设计处理。建议对于深度大、钢筋笼设计为孔深1／2或2／3的桩，产生上浮够机率会增大，其有效措施是将部分主筋加长，让桩下截混凝土对钢筋笼产生握裹力从而拉住钢筋笼。

2.5 堵管、爆管、管中进水、脱管、埋管

这些都是在水下混凝土灌注过程中时常发生的施工障碍，会对桩的质量造成很大的影响。

2.5.1 主要原因：新用的法兰式导管接头错位或管内焊渣清除不净，或用过的导管未清净内部残渣，使隔水球通不过；导管下口离孔底太近，隔水球冲不出去；混凝土和易性差而灌注不下时，用锤敲管壁导致越发密实；爆管或管体漏水的主要原因是导管的加工质量不良；

脱管的主要原因是灌注水下混凝土时拔管太快，导管埋深不足或脱出混凝土面，会造成桩体混凝土夹泥、夹渣，混凝土不连续甚至造成断桩；埋管的主要原因是混凝土灌注过程中待料时间太长、埋管深度过大或混凝土质量较差等。

2.5.2 预防：无论是新旧导管，使用前都一定要做灌水压力试验；每次混凝土灌注后应立即将导管清洗干净，下管前应检查每一节导管有无孔隙，禁止使用严重锈蚀或焊口不牢的导管；尽量控制混凝士灌注时间，做到连续供料，紧凑施工，埋管深度控制在4～6m范围内，灌注第一槽混凝土时，导管底离孔底距离控制在30cm左右；对于大直径桩，混凝土灌注量大，应考虑在混凝土中添加缓凝剂以延长初凝时间。

2.5.3 处理：发生堵管但不严重时，可用竹杆或钢筋捅穿；严重堵管、爆管或进水时则应立即拔起导管重新开管：因脱管、埋管会导致桩报废，无法解决时只能重新开孔。

3.桩质量事故分析与处理

3.1 桩位偏移超限、错位或斜桩

3.1.1 主要原因：测量放点有误；桩机就位不准确或开孔后失稳移位；护筒大于冲锤直径20cm以上；桩错位是指桩位完全放错点，或样桩移位未发现。

3.1.2 预防：护筒定位前复核桩位；开孔冲进5m这一阶段时对桩位多校正几次：不使用与锤头不匹配的护筒。

3.1.3 处理：对于桩偏位或斜桩，属个别情况时可不作处理，或增大承台面积；对于桩错位，只能由设计调整或补桩。

3.2 桩身混凝土局部松散，强度不均匀或达不到设计要求，桩身夹泥、夹渣，断桩

3.2.1 强度不符合设计要求的原因：材质不合格；未按配合比要求投料；搅拌不均匀，混凝土质量不稳定；混凝土灌注过程不连续，经常停歇；

3.2.2 桩身夹泥、夹渣，断桩的原因：拔管太快，导管埋深不足或脱出混凝土面；导管有孔隙产生渗水渗浆；操作不当，导管反复拔起和插入，将泥浆带入混凝土中。

3.2.3 预防：所用材料要按规范要求检验；按配合比试验确定的标准计量投料；搅拌时间应符合规定；，使用商品混凝土应控制运程时间和初凝时间关系，充分做好混凝土灌注施工的准备和组织工作，做到施工不停顿；控制混凝土灌注时间，下管前应检查每一节导管有无孔隙，并应做闭水压力试验，锈蚀严重或焊口不牢的导管应禁用。

3.2.4 处理：采用抽芯法、动测法等测定桩身夹泥或夹渣的范围及严重程度，根据不同情况作出不同处理。

3.2.4.1 夹泥渣在同一断面上不连续抽芯的几个孔有的不夹泥渣)，厚度在100mm以内，且只有1处的，可考虑不作处理；

3.2.4.2 夹泥、夹渣在地面下3m内的，可开挖桩周土进行凿补；

3.2.4.3 若部位较深，经静载试验承载力满足要求时，一般还应作灌浆处理。若承载力不满足要求，则应补桩或用加大承台等方法进行补救。

3.3 桩底沉渣过厚

3.3.1 主要原因：灌注前泥浆质量差，孔底沉渣未彻底清除，或清孔后至灌注混凝土的间隔时间过长，泥浆中的残渣下沉至孔底；开槽混凝土灌注量不足，下落混凝土的冲力不足，使桩底沉渣冲翻不上来；导管底与孔底距离过大；桩径过大而只用单根导管作业。

3.3.2 预防：清孔的泥浆指标和清孔操作要符合规范要求，清孔后要尽快灌注混凝土，若间隔时间长，灌混凝土前应探测孔底沉渣厚度，超过标准应重新对孔底循环换浆；开槽的灌注量一定要经计算足量；控制管底至孔底的距离；对桩径≥2m的桩应采用双导管灌注措施。

3.3.3 处理：沉渣在15cm以内的，若桩端四周为微风化岩层，经设计方同意可不作处理；采用压力灌浆法。