灌注桩的技术问题

王存君

摘要：灌注桩在现代的高层建筑及地下工程中的应用越来越广泛，当把灌注桩的暂时存在这些缺陷和问题解决后或较大的改善后，它将在地基处理及基础工程中发挥更大的作用。本文通过对灌注桩分类、施工工艺及存在的问题进行分析探讨，对灌注桩的发展前景及方向做了一些展望。

关键词：灌注桩;施工工艺;钢筋笼

前  言

灌注桩是民用和工业建筑广泛应用的一种基础形式，具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等许多优点。但是由于灌注桩的施工大部分是在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能进行直接开挖验收，使它又成为最容易出现质量问题的一种基础形式。

一、灌注桩的定义及应用范围

灌注桩（augered pile，bored pile），先在地上钻一个长的圆筒型孔，然后灌入混凝土，并预埋杆塔与基础连接件的桩基础。

二、施工前准备

1.平整场地

灌柱桩施工，首先要尽量创造干燥的施工条件，如挖除场地表面的淤泥质土，设置纵横向排水沟，做好泥浆、钻渣和废水的排除工作，从而形成干燥整洁的施工条件。

2.构筑钻机平台

根据确定的钻孔方式，因地制宜地通过填筑砼废渣及铺设枕木的方式来构成钻机平台，使其高于周围场地。

3.埋设护筒

为了保护孔口，隔离地面水，形成孔内水头和定位导向，钻孔开始前应在孔口埋设护筒。

4.粘土和泥浆的准备

在基坑合适的位置开挖泥浆池，并储备足够的粘土，以备钻孔固壁之用。

5.钢筋笼、砼拌和系统准备

在钢筋厂将钢筋笼的纵向及环向钢筋加工成半成品，运到灌注桩作业现场。绑扎成型后以备整体吊装所用。砼拌和系统及输送系统仍采用场地2的系统进行砼拌制及输送。

三、灌注桩的分类及施工工艺

1.钻孔灌注桩

利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土（或先在孔中吊放钢筋笼）而成的桩。根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔两种方法。

2.沉管灌注桩

利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边浇筑混凝土（或先在管内放入钢筋笼），边锤击或振动边拔管而成的桩。前者称为锤击沉管灌注桩，后者称为振动沉管灌注桩。

3.人工挖孔灌注桩

桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全，施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生，制定合理的护壁措施。护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。以应用较广的现浇混凝土分段护壁为例说明人工挖孔桩的施工工艺流程。

4.爆扩灌注桩

用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，在灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，再放入钢筋笼，浇注桩身混凝土。编辑本段施工方法

四、主要技术问题

1.灌注桩的长度不够，灌注桩的桩端承载力不够

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层上，当桩没有足够长度，没有达到持力层时，就会导致桩端承载力不够。这种情况一般出现在复杂地层，这种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。

2.灌注桩的桩身强度的不够

桩身强度不够主要是受混凝土强度的影响。对于孔内有地下水，水位低、水量小的桩孔，在浇捣时把砼拌均，水抽干，可以采用串筒迅速澆捣，但是在水位以下部分，必须调整砼配合比，适当减少用水量并增加水泥用量等;对于水位高、出水量大的桩孔，在水位下必须采用水下砼配合比与导管灌注法灌注，在水位之上，为了避免水下导管灌注通病──桩身上部砼强度低，则可采用简单串筒浇捣，但是水必须抽干，泥浆、浮浆要清除干净，两种不同方法施工的交接层，用插捣器穿过反复插捣。

3.灌注桩沉渣量的检查

根据灌注桩的受力特性，灌注桩又分为摩擦桩、端承桩等，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，势必造成桩受荷时发生大量沉降，同样使桩的承载力失效。所以要认真检查，采用正确的测绳与测锤;要采用一次清孔和二次清孔，及时有效保证桩底干净。

4.灌注桩孔径缩小

当塑性土膨胀时会导致灌注桩的孔径减小，产生缩颈，所以在灌注桩成孔时，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。

5.钢筋笼上浮

当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时，由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮;或者因为砼灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层砼因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，砼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底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。所以在灌注砼过程中，应随时掌握砼浇注标高及导管埋深，当砼埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上;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砼标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。

6.断桩与夹泥层

当泥浆过稠增加了浇注砼的阻力，导管漏水或导管提漏而二次下球时就会造成夹泥层和断桩。

为了防止断桩与夹泥层认真做好清孔，防止孔壁坍塌;尽可能提高混凝土浇注速度;提升导管要准确可靠，灌注砼过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程;灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。

7.施工中孔壁坍塌及对策

灌注桩施工过程中由于土壤的持力层发生变化等原因，将会出现因漏水、漏浆等导致的孔壁坍塌的质量事故。钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。 施工现场在埋设灌注桩的护筒时，坑底与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实，必须注意保持护筒安装垂直，在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。当发现地基有地下水时，应密切注意是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时，必须能保持足够的泥水压力，在施工前的地质情况勘测中，一定要求给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素条件，泥浆的比重以1.1～1.3左右为宜。另外，在成孔时，如果遇到砾石层等土层产生大量漏浆时，应考虑是否改成其他施工方法。当中断成孔作业时，要着重监视漏水、跑浆的情况，为避免此类问题的发生，在施工中要求施工人员要严格按施工规范进行施工，深入理解设计意图是确保成功施工的关键因素，塌孔的桩孔应及时回填，当地层呈现稳定状态后，应适当的停置3～5天后再度施工为宜。

参考文献：

[1]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

[2]《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）

[3] 姜晓川： “浅析钻孔灌注桩的施工技术和质量控制”，《山西建筑》，2007年第15期.