钻孔灌注桩成型质量缺陷及处理*
潘婧”，田正宏”，赵军²（1.河海大学水利水电工程华院，江苏南京210098；2.南京素洋雨花泥凝土有服公司，江苏南京210039）
[摘要】钻孔灌注桩的湿极土浇灌因水下施工过程的不可见性和可控性差，容易出现质量缺陷.结合某工程钻孔 灌注桩成桩出现的空腔水囊及水泥砂浆块夹层等严重质量缺陷实例，探讨了缺陷形成的原因，并对缺陷处理提出合理的解决方案.
【关键词]地下工程；桩基础；钻孔灌注桩；处理
[中围分类号】TU753.3 [文献标识码]A
[文章编号]1002-8498（2013）07-0024-03
CastingDefects ofBoredPiles and TreatmentMeasures
Pan Jing’ Tian Zhenghong' Zhao Jun²(1. College of Waler Conenny and Hydrpomer Enginerisg Hohai Uniseriy Nanjing. Jiang210098 Chine; 2. Nanjiag Hongyang Yahae Concrete Co. Iad. Nanjing Jiangsu 210039 China)
Abstract: The concrete casting procedure of bored piles construction is prone to defecs due to theproject serious defeets such as water capsale and cement coagulation were identified. Combined with invisibility and poor controllability of underwater construetion. During the casting of bored piles in athis project this paper discussed the ressons for the occurrence of the defects and proposed reasonablesolution to solve the problem.
Key words underground ; piles; bored piles; treatment
工前气密性、水密性检测合格.
1工程概况
2质量缺陷
某工程为框架结构办公楼，采用钻孔灌注桩基础，共设计Φ600mm钻孔注桩296根，设计桩长36.0~41.0m，桩身混凝土强度等级为C35，混凝土配合比如表1所示，水胶比为0.38.
成桩28d后按《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003采用反射波法对293根桩桩身质量进行全数检验，完整性类别统计结果为：I类桩236 根，占80.5%；I类桩48根，占16.4%；Ⅲ类桩9根，占3.1%.部分典型Ⅱ类及全部Ⅲ类缺陷桩如表2所示.
Table 1Concrete mix propertlonkgm*' 表1混凝土配合比
水泥石粉煤灰水复合减水剂31074311151031554.13
根据现场成桩质量检测结果，目类桩桩身有轻微缺陷，不影响桩身结构承载力的正常发挥，可不 处理；■类桩桩身有明显缺陷，影响桩身结构承载力，需要进行处理.施工中因监管不严格，施工过程记录缺失，事故无从查究.经业主、设计、施工单位以及混凝土供应商等协商，决定对检测认定缺陷桩采取开挖检查探寻质量事故根源.现场开挖检 测部分Ⅲ类灌注桩缺陷部位，发现其缺陷表现为2种类型：第1类是桩体中心为包含浊水的空整或械中心空腔内填塞水泥砂浆体（见图1a，1b，1e）；第2类是桩身夹裹泥渣，成型松脆易破碎，如图1d所示.
该工程场地自上面下主要土层分布为：杂填土，厚5.4m；粉质黏土，厚1.1m：激泥质粉质黏土，厚1m；粉质黏土，厚3.5m：卵砾石土，厚16m：强风化泥质粉砂岩，厚8m；中风化泥质粉砂岩，厚5m. 桩端持力层为中风化泥质粉砂岩.施工中采用常规回转钻机成孔，泵吸反循环排渣工艺，二次清孔和汽车泵送混凝土成桩；混凝土预制块包橡胶斗塞，首灌斗容量1.0m；下料导管4200mm，导管施
3缺陷原因分析
根据开挖检测结果，导致以上缺陷产生的原因
3.1桩身空腔水囊
万方数据
表2部分典型缺陷桩描述
Table 2 Description of some typical defect pile
桩长/ 波速/桩号 （ms) 分类 备注100 109 40.20 40.30 3 837 3 907 I 约11.0m处轻微缺陷 约13.0m处轻微缺陷110 40.40 3 841 约14.5m处轻微缺陷114 124 40. 10 39.50 3 843 3 909 约12.0m处轻微缺陷 约12.0m处轻徽缺陷143 127 39.90 38.30 3 871 3 904 约15.0m处轻微缺陷 约2.0m处轻微缺陷159 3 847 约14.0m处轻微缺陷160 162 40.00 40.30 3 987 S16 约16.0m处轻微缺陷 约17.0m处轻微缺陷242 204 39.70 39.20 3810 3788 约14.0m处轻微缺陷 约13.5m处轻微缺陷206 38.80 3916 I 约12.2m处轻微缺陷210 218 40.60 39.30 3 801 3920 E 约14.0m处轻微缺陷 约15.0m处轻微缺陷219 40.80 3 709 I 约3.2m处轻微缺陷220 224 38.40 39.10 3 676 3 904 约13.0m处轻微缺陷 约7.0m处轻微缺陷255 50 38.40 39.40 3900 3773 I 约13.0m处轻微缺陷 约6.0m处缺陷108 46.30 40.00 3 894 I 约13.0m处缺陷130 140 40.40 3 911 3 757 约5.0m处缺陷 约5.0m处缺陷170 189 39.40 40.40 3869 3 773 I I 约9.5m处缺陷 约8.0m处缺陷190 40.50 3899 I 约5.0m处缺陷234 259 38. 70 3 781 3 850 约9.0m处缺陷 约14.0m处缺陷
应归结为混凝土灌注施工工艺不正确与操作方法不当所致，尤其是拆管时在孔口冲洗导致，具体分析如下.
腔或水泥浆块，如190号桩（见表2）.按照一般混 部分Ⅲ类桩在距地表5.0m左右处存在水囊空凝土水下灌注施工要求，导管埋人混凝土浇筑面不宜过浅或过深.《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中规定“导管埋深宜为2.0-6.0m”.导管埋深是否合适决定浇灌过程能否连续，因此不同浇筑阶段 导管埋深应由计算决定.
图1灌注桩缺陷
Fig. 1Defects of bored pile
故
故
根据管内外受力平衡原理，如图2所示，可得埋管深度范围理论公式如下.
图2缺陷产生过程分析（单位：cm）Fig. 2 Process analysis of pile defeet(unit;cm)
当孔内混凝土为上升极限状态时，则
当孔内混凝土为上升开始出现最大加速度极限状态时，则
式（1）-（4）中：y为混凝土拌合物重度；y为孔中泥浆重度；b'为埋管深度；A为孔内混凝土面深度；f为混凝土与孔壁的摩擦力；d为钻孔直径.
当导管埋管深度大于第1种极限状态埋深时，土将不能正常灌人：而当导管埋管深度小于第2种 导致内外有效压差无法克服孔壁摩阻，导管内混凝极限状态埋深时，则容易造成孔内混凝土面上升速率过快面形成真空空醇，并可能将混凝土顶面浮浆吸人混凝土中，造成夹层、离析等质量缺陷.
由本案例190号桩桩身缺陷位置可以判断，缺陷开始产生时钻孔内混凝土面正好符合距离地表
(1)
(2)
(3)
(4)
3.2桩身夹泥
4成型缺陷桩处理
6.0m左右（见图2），理由如下：已知混凝土的重度大小和性质.选用12m空压机和Φ32mm不锈钢水摩擦力为25kPa，根据式（2）和式（4），可得h'=时连续充水.利用5MPa高压水沿钻孔进尺对缺陷0.8m，h=0.4m，可取导管合理插人深度0.6m.经了解导管单节2.0m，因此正常情况下，此时下料导管提升后高出地面约4.4m或6.4m，为便于浇，需拆除顶上2节导管，并及时洗管.而从出现问 题的部位来看，在实际操作中，工人为图方便，采用先冲水洗管后拆管，导致水或水泥浆留在管内.再粗骨料石子洗净填人清洗孔洞，然后采用灌浆压力次浇灌混凝土时，水柱或水泥浆柱在管内封闭混摄土料作用下向下移动，当导管缓慢上提，水柱或水二次淮浆工艺，确保封口严密.首次淮浆压力0.2混浆柱就缓慢地向下移动，最后随出料一起留在灌 注桩内，稳定后大致位置恰好在距地表5.0m左右处.
对现场部分桩缺陷出现在距地表不同部位的14.0m处及108号Ⅲ类桩的缺陷出现约在13.0m0.283m，现场每罐车混凝土容积通常为8m，若取 处，分析如下：按成桩桩径推算桩体断面积充盈系数1.05，则每罐车混凝土可湿注高度约为27m；本工程单根桩高度40m左右，1车混凝土浇筑完成后，钻孔内混凝土面距离地表约13.0m；现场第1车混凝土浇筑完成后和第2车泥凝土开始浇筑前 中间常常会存在时间同隔，部分操作工人为便于下凝土边缓慢提管：应依据混凝土灌人量准确计算混一次灌注顺畅，会利用等料间隙擅自用水或砂浆润凝土填充上升高度和判断下料导管的插人深度，并管，因面会导致约在13.0m处出现水囊或者水泥浆块淤积缺陷现象.
泥、桩体松脆现象，如130号桩（见表2）.导致这一桩施工质量控制提供有益参考.结果的原因则是施工过程中未严格控制下料导管埋管深度及一次拆管长度.导管埋人太深，拆管时施工技术管理，完善质量控制制度，特别是加强工一次性拔管过多，或导管埋人混凝土深度不够，只人规范操作自觉性，方能保证钻孔灌注桩成桩质 处于浮浆层，都会致使混凝土压力不够，被泥浆挤量，提高经济效益.人形成桩身夹泥，这也是施工中常见的质量问题.
缺陷桩处理解决方案有以下2种：①对于单桩承台，将原来的承台扩建，在原有Ⅲ类缺陷灌注桩 两侧补钻2根桩.补桩的过程中应严格控制施工操作规范性，以保证补桩质量.②对于两桩承台，采取钻孔高压水泥浆填充的办法，根据详细的声测结果，在每根桩上布设2-3个450mm的孔位进行取芯，进一步确定缺陷部位范围、大小和性质.
采用150型岩芯钻机，50mm钻头，从桩顶至缺陷部位进行连续钻芯取样，确定缺陷部位范围、
现象（见表2），如259号Ⅲ类桩的缺陷出现约在5结语
参考文航：
部位进行冲洗，将械身缺陷部位泥浆及松散混凝土冲洗干净，操作时注意水管均匀转动，及时调整跟进水管高度，轮换冲洗钻孔.确保冲洗充分，直至孔内不再有泥水残渣排出.
清孔完毕后，按C40混凝土配合比方案，将其机将配合比胶结料按水泥：水=2：1灌人孔内.采用~0.5MPa，直至浆体溢出：等待2-4h后进行二次 灌浆，增加压力至0.5~1.0MPa，稳压30min后卸除压力.压浆工序中应密切注意进浆量和压力变化，确保灌浆质量.
当，则会发生质量事故，且事故发生的类型较多. 钻孔灌注桩虽操作简易，但若施工工艺处理不不同类型有其特有的原因及表现征兆，对质量的危害和影响程度也有所不同.该工程桩所反映出来的问题表明：钻孔注桩施工过程中，应确保混凝土连续浇筑，尽量缩短灌注时间：要严格遵循拆管 与清洗步骤，规范操作：不能停料拔管，应边浇灌混做好详细施工过程记录.
本文对钻孔灌注桩桩身产生水囊及水泥浆块部分缺陷出现在覆注桩其他部位，形成桩身夹些缺陷所提的预防措施和解决方案，可为钻孔灌注 缺陷，桩身夹泥、桩体松脆缺陷的分析以及针对这
灌注桩施工属于隐蔽工程，实践中应不断强化
[1]杨威，对钻孔增注桩工程质量事故的分析[J].中国新技术新 产品 2012(9) ;93-94.（2]李瑞峰，王期，王瑾，站孔灌注桩施工中常见问题及防治措施[J]科技资讯 2008(2)：28-29.[3]黄孤忠，余德斌，站孔准注水下混发土资筑技术质量控制 [J].浙江水利科技，2001(5)：57-58 [4]焦我辉，赵应朝，站孔准注常见事放原因分析及预防指 [1].施工技术 2011 40（13);51-53 68.[5]绑正华，银孔准性桩水下注过程理管深度理论操讨[J].城市期测 2008(5) ;152-153.[6]周庆，郑吉成，李霜，等.站孔灌注核施工管见故障和处理对 策[J].施工技术 2012 41(1);28-31 35.
