第一篇：浅议灌注桩基缺陷的成因及处理
浅议灌注桩基缺陷的成因及处理
郑州事业部 牟小辉
摘要：基础部分是一项建筑工程的根基，其质量的好坏直接影响到建筑工程地上部分。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。由于桩基工程的隐蔽性，给质量监督带来一定难度。本文主要介绍了灌注桩在施工过程中经常出现的问题及采取的防止措施。
关键词：灌注桩 基础 缺陷 防治
随着大量建筑工程的兴建，灌注桩基础具有施工方便，承载力高，适应性强的特点，在建筑工程中大量使用。由于地理环境、机械设备及人为因素等原因，难免在施工过程中出现一些缺陷桩现象，从不同程度上影响其承载力的发挥。随着施工技术的发展，在不断积累现场施工经验的同时，根据不同的缺陷形成了相应不同的多种处理方案，保证了工程质量稳定可靠。
1.成孔过程的常见病害及防治措施
1.1护筒外壁冒水，严重时会引起地基下沉、护筒倾斜和位移，造成桩孔偏斜，甚至无法施工。
（一）病因分析：埋设护筒时周围土不密实；或护筒内外水位差太大；或钻头起落时碰撞。
（二）防治措施：埋护筒时，坑底与四周要选用最佳含水量的黏土分层夯实；护筒内保持有1～1.5m的水头高度；起落钻头时，防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，可用黏土在四周填实加固，如护筒严重下沉或位移，则应返工重埋。
1.2桩孔孔壁坍塌成孔中或成孔后孔壁不同程度塌落。成孔中排出的泥浆不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，均为塌孔的先兆。
(一)病因分析
主要是由于土质松散，加之泥浆护壁不好；护筒埋设不好，孔内水位不高；或成孔后待灌时间过长都易引起钻孔坍塌现象。(二)防治措施
在松散易坍土层中适当深埋护筒，密实回填土；使用优质泥浆，提高泥浆比重和黏度；升高护筒，终孔后补给泥浆，保持要求的水头高度；保证钢筋笼制作质量，防止变形；吊设时要对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，防止碰撞孔壁；成孔后缩短待灌时间，并应尽可能加快灌注速度，缩短灌注时间。一旦出现塌孔，根据不同的情况进行清孔或回填后重新钻孔。1.3孔底沉渣过多
孔底沉淤、残留泥砂过厚或孔壁泥土塌落在孔底。(一)病因分析
注泥浆过程清孔未净；清孔泥浆比重过小或清水臵换：钢筋笼吊放未垂直对中，碰刮孔壁泥土坍落孔底；清孔后待灌时间过长，泥浆沉淀；或沉渣厚度测量的孔底标高不统一。(二)防治措施
终孔后，清孔要彻底，清孔采用优质泥浆，控制泥浆比重和黏度，不要直接用清水臵换，钢筋笼垂直缓放入孔；用平底钻头时，沉渣厚度从钻头底部所达到的孔底平面算起；用底部带圆锥的笼头钻头时，沉渣厚度从钻头底部所达到的孔底平面算起；有条件时采用导管二次清水，1.4旋挖钻机卡钻
所谓卡钻，是指钻机在钻进或提升过程中，由于非钻机本身的原因，即钻机的各系统工作正常时，出现正反转动作均无法进行、且主卷扬无法将钻杆提起，然后反复重复以上动作，也无法恢复正常工作的情况。
(一)卡钻的原因
卡钻的主要原因有以下几方面:(1)在钻进和提升过程中，孔壁发生大面积塌方而造成埋钻，使钻头既无法进行正反转，也无法提起。这种情况在密实度不太大的砂卵层或流砂层较易发生。(2)由于操作手在钻进时操作有误，一次进尺太深，造成孔壁缩径，使钻头筒壁与孔壁间的间隙消失而造成卡钻。此种情况在粘泥层或砂层变为粘泥层时易为发生。
(3)钻头边齿、侧齿磨损严重，成孔直径无法保证尺寸要求，使钻筒外壁与孔壁间无间隙，同时钻进过深而造成。(4)由于偶发因素造成。
（二）预防卡钻的措施
卡钻是旋挖钻机在施工过程中所出现的问题中较为严重的事故，一旦发生，则不易处理。即使最后将钻头取出，也需付出很大的人力、财力，花费较长的时间，造成很大的经济损失，所以我们应以预防为主。
主要从以下几方面入手：
(1)开钻前要充分研究地质报告，掌握地层情况，同时在施工过程中密切注意地层变化。
(2)操作手在深层钻进时要控制进尺。
(3)制作钻头时应注意钻筒尺寸，同时应保证钻头挂勾有效，避免意外脱勾。
(4)要注意钻机本身的及时保养和维修，避免因钻机出现故障而造成长时间停钻。
(5)调整好护壁液的密度和粘度，使孔底能在一定时间内无沉渣，以保证设备偶然出现故障后有充分的时间排除。2．成桩过程的常见病害 2.1钻孔桩钢筋笼浮笼措施
（一）分析钢筋笼浮笼原因：
钢筋笼浮笼原因是由多种因素造成的，主要因素有以下几项：
（1）钢筋笼为半笼，重量较轻：灌注过程中，当混凝土灌注至钢筋笼底时，混凝土容易推动钢筋笼上浮.（2）混凝土质量和中间等待时间过长：混凝土初灌时坍落度小以及混凝土初凝时间短，灌注至一定时间后，孔内形成初凝层，当混凝土灌注至钢筋笼底部时初凝层推动钢筋笼底部使其上浮。
（3）混凝土灌注至钢筋笼底时，灌注速度过快，也可导致钢筋笼上浮。
（二）防钢筋笼浮笼措施：
（1）采用定位措施：为了防止浮笼现象发生，从钢筋笼浮笼的机理考虑，只要给钢筋笼上部施加一定的力的作用，平衡混凝土的上推力，钢筋笼就不会浮笼。因此，我们在钢筋笼定位时，可给钢筋笼顶部第一个加强箍筋处，辅以刚性较强的活卡头，卡头上部用钢管连接至护筒顶，然后和护筒顶焊接为一体。混凝土灌注至第一个加强箍筋前，拔出活卡头。
（2）混凝土质量保证：混凝土质量必须符合水下混凝土的坍落度、初凝时间以及运送的时间间隔要求，保证混凝土初凝前完成水下混凝土的灌注作业。
（3）灌注过程控制：钢筋笼为半笼且重量较轻时，混凝土灌注至钢筋笼底时，混凝土的灌注速度应减慢。另外，拆除导管时，应尽量避开导管底口与钢筋笼底在同一平面或接近同一平面。2.2防止钻孔桩断桩措施
（一）分析钻孔桩断桩原因：
钻孔桩断桩可以是单个因素造成，也可以是由多种因素综合造成的，主要有以下几项：
（1）导管水密性不好，在灌注混凝土过程中，导管内进水使得导管内混凝土离析，灌注不能进行造成断桩事故。
（2）安放到孔内的导管长度不够，致使初灌失败，且未进行及时清孔处理而继续灌注混凝土，造成桩底断桩事故，使得桩身不完整。
（3）混凝土质量和每次灌注之间间隔时间太长，使得孔内和导管内堵管或混凝土凝固，而无法继续灌注造成断桩事故。
（4）灌注过程中，由于探测混凝土面不准或计算错误，导管拔出混凝土面造成断桩事故。
（5）灌注过程中，出现塌孔或泥浆沉淀太厚，下部混凝土无法推动上部无流动性的塌孔物或沉淀层，使得灌注无法继续进行造成断桩事故，或灌注虽能进行但造成夹带的质量问题。
（二）防止钻孔桩断桩的措施：
（1）导管使用前应先做水密试验。“导管使用前”是指导管初用或工地变化或放臵时间较长后适用。只要能保证灌注时导管不会进水，每根桩灌前不一定要做试验。
（2）安放导管：一是安放到孔内的导管长度必须满足要求，一般导管底距孔底沉渣面宜为0.3～0.6m（该参数可根据不同的孔径和导管直径适当放宽范围。例如：孔径较大，在1.5米以上，即使导管为300mm导管，参数取低线时，也能顺利灌注；如果孔径较小，小于或等于1.0米，导管为300mm导管，取高线时，有时也会灌注困难，参数甚至要达到0.8米，才能灌注顺畅。）；二是导管之间连接要牢固密封，防止导管内进水。
（3）混凝土质量保证：混凝土质量必须符合水下混凝土的坍落度、初凝时间以及运送的时间间隔要求，保证混凝土初凝前完成水下混凝土的灌注作业。
（4）灌注过程中，要求勤测混凝土面深度，计算导管埋臵深度，及时拆除导管。拆除导管后，孔内导管埋深要保证大于一节中间导管长度，以免因计算失误多拆导管而造成的断桩事故。同时掌握每车混凝土应上升高度与实测上升高度的差值，分析差值产生的原因，及时预防和处理可能发生的问题。
（5）在砂层较厚的地质情况下钻孔时，控制泥浆的性能指标，使用优质粘土或膨润土造浆。目的：一是很好的护壁，防止塌孔；二是泥浆不容易沉淀。泥浆含沙量过大，比重和粘度过低等泥浆性能指标不良时，孔内泥浆容易沉淀，孔壁也不稳定，如果停放时间或灌注时间过长，沉淀就会较厚，从而影响灌注质量。
综上所述，灌注桩质量监督的关键环节在于严格按照施工规范进行施工，严把施工过程中各个环节，审查砼施工工艺是否合理，施工机械是否能够正常运行，施工材料是否满足施工要求，掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对砼桩质量进行控制，达到质量监督的目的。
【参考文献】
毛鹤琴编 土木工程施工 武汉工业大学出版社 2002 建筑施工手册第四版 中国建筑工业出版社 2003
第二篇：桩基缺陷的成因及处理
桩基缺陷的成因及处理
在桥梁桩基础施工过程中，由于地理环境、机械设备及人为因素等原因，难免在施工过程中出现一些缺陷桩现象。一旦缺陷桩基出现，不同缺陷程度有不同的处理方法，但是成本低效益高的方法是人们一直追寻的。桩基缺陷类型 1.1桩基顶部缺陷
由于在水下混凝土浇筑过程中有泥浆沉淀，浮浆厚度难以准确估计，在桩顶混凝土超灌不足时，混凝土中难免有夹泥现象产生，影响混凝土质量；其次，在混凝土浇筑完毕后，拆拔预埋钢护筒时，用力过猛，或者左右用力不均衡，都会扰动桩顶混凝土，影响混凝土质量。最后，在进行凿除桩头混凝土的过程中，由于风镐功率过大，对声测管周围混凝土有不同程度的扰动现象，对混凝土质量也有一定的影响。
1.2 桩基中部缺陷
首先，由于地质条件差，在灌注混凝土过程中出现局部塌孔现象，局部阻止混凝土翻浆，导致局部缺陷。其次，在拆拔导管过程中用力过猛，扰动了混凝土连续性，影响混凝土质量。最后，导管气密性差，由于在水下混凝土灌注中导管进入泥浆，破坏导管内外压强差，轻者影响混凝土质量的连续性，严重的阻碍混凝土下料，不能正常翻浆，导致断桩。
1.3 桩基底部缺陷
在桩基灌注混凝土开始之前由于清渣不干净会造成桩底沉渣的缺陷，或者首次灌注混凝土封底不好造成桩底混凝土加泥或的缺陷以及桩底混凝土离席不密实等缺陷，往往用取芯注浆的处理方法。桩基缺陷处理方法 2.1 桩基顶部缺陷处理
根据检测结果显示，在桩基顶部存在缺陷的，我们可以继续向下凿除桩头混凝土，直到混凝土质量完好位置。但是在向下破凿混凝土的过程中要注意观察，及时发现混凝土的缺陷异常位置，与实验检测资料相对应，最后用与桩基同标号混凝土进行接桩。注意，在向下凿混凝土过程中保护好桩基钢筋，防止损坏。
2.2 桩基中部缺陷处理
此类桩基缺陷处理很难统一衡量，缺陷程度小的可以用注浆处理，缺陷程度大的一般在两米以上的注浆处理很难保证质量，通常报废该桩，在原先位置重新冲孔，安装钢筋笼，浇筑混凝土。
2.3桩基底部缺陷处理
桩基底部有缺陷的，根据桩基受力性质，可先进行受力简算，再确定其到底是否需要处理。如果桩基是摩擦受力桩，其缺陷位置长度不影响整体荷载受力，也就是说，在不包括缺陷的这部分桩长里，其摩擦力已经可以满足荷载要求，就不用再做处理，否则；必须处理。如果桩基是嵌岩桩，底部有缺陷的，必须进行处理，桩底注浆是一种可行的处理方法。2.3.1实施桩底注浆的准备
合理的注浆设计是注浆的前提，为使桩底注浆施工合理有效，有必要
对桩基的岩层地质状况，地下水条件，缺陷程度和周围环境进行详细的调查和分析，计算水泥浆用量，采用桩身混凝土高一标号水泥科学配制注浆浆液，确定注浆压力等参数。
2.3.2 钻孔
在缺陷桩桩身内钻3个注浆孔，在钻进过程中必须保证垂直度，确保钻孔与桩基轴线平行，防止钻孔偏斜，碰触桩基钢筋或者穿出桩基，其钻孔深度比桩长深1米。
2.3.3压水试验
压水试验不仅起到疏通压浆管道的作用，而且有关压浆的操作经验参数根据压水试验结果做相应的调整。压水试验可也将桩底沉渣，泥浆清除。如图，将干净的高压水注入1号孔，同时关闭2号孔，打开3号管，直到翻出来的水变清为止，然后再将2号孔打开，3号孔关闭，重复上述操作。然后再将高压水头分别注入2号孔和3号孔，又重复循环上述操作。
2.3.4 注浆
待清孔清理干净后，根据浆液配合比进行配制浆液。在配制浆液过程中，仔细称量加水量和外加剂量，搅拌均匀，做好试件。
在浆液的各项指标满足要求情况下，将水泥浆注入1号孔，同时打开2号孔和3号孔，加压开始注浆，通过注浆，将其它管内的清水都置换出来，直到管内翻出浆液，并排掉100L浆液为止，然后再将水泥将注入2号孔，同时先打开1号和3号孔，待有均匀浆液排出，成分与配置的浆液基本一致，最后再将水泥浆注入3号孔，重复上述操作。
将注浆接口接在1号孔，同时关闭2号孔和3号孔，将注浆压力达到50Pa时，持续5分钟。然后再将注浆接口接在2号孔，同时关闭3号孔和1号孔，将注浆压力达到50Pa时，持续5分钟，最后将注浆接口接在3号孔，同时关闭2号孔和1号孔，将注浆压力达到50Pa时，再持续5分钟。将所有阀门全部关闭，拆除注浆设备并清洗。
2.3.5控制注浆参数，提高注浆效果
在注浆过程中，注浆压力，浆液稠度，注入率和注浆量在注浆过程中都是变化的，于是合理的控制其变化对提高注浆效果十分重要。
注浆压力随注浆量的增加出现由低到高的变化规律，如果在注浆过程中注浆压力突然急剧下降，表明局部有漏浆或漏气现象发生，及时检查注浆管道，有可能是注浆管道损坏，也有可能桩基周围出现裂隙现象。应及时向浆液中加入外加剂，间歇注浆，多次注浆保证质量。
2.3.6 桩基注浆提高承载力原理
2.3.6.1改善原来地质条件，提高承载力 在灌注桩的成孔过程中，机械对桩的周围地层有一定的扰动作用，减弱整个桩基的承载作用力。在混凝土的灌注过程中，由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱，也影响整个桩基的承载作用力。桩底注浆通过渗透，劈裂，和挤密作用使桩端受力层在一定范围内形成浆液和土的结合体，从而改善受力结构的物理学性质，修复和提高受力土体的强度。
灌注桩在灌注混凝土前由于清孔不干净，桩底沉渣的存在直接影响和严重降低桩底承载里的发挥，通过注浆可以将桩底的沉渣置换、挤密、固结作用改善和消除桩底沉渣对承载力的不良发挥。
2.3.6.2急剧提高桩基摩擦阻力 在高压注浆的作用下，浆液可以从桩端沿桩侧向上，通过渗透、劈裂、填充、挤密和胶结作用。对桩周泥皮及护壁经行泥皮置换和空隙填充，在桩周围形成脉状结石体，大幅度提高桩基侧摩阻力。
2.3.6.3改善受力状态和荷载传递性能，桩基注浆通过渗透、劈裂、挤密和胶结作用形成桩端扩大头，增大了桩端受力面积，并且注浆加固了桩基的持力层，改善了受力状态。桩底注浆后，桩基侧面摩擦阻力的提高要先于桩端承载力的提高，在摩擦桩中，效果最好。
2.3.6.4加固效益分析 通过对缺陷桩度注浆处理前后的超声波检测数据对比，发现桩底混凝土有明显改善，效益可观。结束语
实践证明，桩端注浆，在桩基加固处理提高综合承载力和减少沉降方面是一种经济合理、技术先进的方法。
第三篇：桩基缺陷的成因及处理
桩基缺陷的成因及处理
摘要：随着大量桥梁工程的兴建，灌注桩基础具有施工方便，承载力高，适应性强的特点。在工程中大量使用，但是在施工过程中难免出现许许多多形形色色的缺陷桩，从不同程度上影响其承载力的发挥。随着科学技术的发展，人类不断积累现场施工经验，根据不同的缺陷采取相应不同的处理方案。尤其是注浆在处理桩基缺陷中，效益可观，质量稳定可靠。
关键词：缺陷桩 承载力 注浆
0 引言
在桥梁桩基础施工过程中，由于地理环境、机械设备及人为因素等原因，难免在施工过程中出现一些缺陷桩现象。一旦缺陷桩基出现，不同缺陷程度有不同的处理方法，但是成本低效益高的方法是人们一直追寻的。
桩基缺陷类型
1.1 桩基顶部缺陷 由于在水下混凝土浇筑过程中有泥浆沉淀，浮浆厚度难以准确估计，在桩顶混凝土超灌不足时，混凝土中难免有夹泥现象产生，影响混凝土质量；其次，在混凝土浇筑完毕后，拆拔预埋钢护筒时，用力过猛，或者左右用力不均衡，都会扰动桩顶混凝土，影响混凝土质量。最后，在进行凿除桩头混凝土的过程中，由于风镐功率过大，对声测管周围混凝土有不同程度的扰动现象，对混凝土质量也有一定的影响。
1.2 桩基中部缺陷 首先，由于地质条件差，在灌注混凝土过程中出现局部塌孔现象，局部阻止混凝土翻浆，导致局部缺陷。其次，在拆拔导管过程中用力过猛，扰动了混凝土连续性，影响混凝土质量。最后，导管气密性差，由于在水下混凝土灌注中导管进入泥浆，破坏导管内外压强差，轻者影响混凝土质量的连续性，严重的阻碍混凝土下料，不能正常翻浆，导致断桩。
1.3 桩基底部缺陷
1.3.1 桩基顶端缺陷处理 根据检测结果显示，在桩基顶部存在缺陷的，我们可以继续向下凿除桩头混凝土，直到混凝土质量完好位置。但是在向下破凿混凝土的过程中要注意观察，及时发现混凝土的缺陷异常位置，与实验检测资料相对应，最后用与桩基同标号混凝土进行接桩。注意，在向下凿混凝土过程中保护好桩基钢筋，防止损坏。
1.3.2 桩基中部缺陷处理 此类桩基缺陷处理很难统一衡量，缺陷程度小的可以用注浆处理，缺陷程度大的一般在两米以上的注浆处理很难保证质量，通常报废该桩，在原先位置重新冲孔，安装钢筋笼，浇筑混凝土。
1.3.3 桩基底部缺陷处理 桩基底部有缺陷的，根据桩基受力性质，可先进行受力简算，再确定其到底是否需要处理。如果桩基是摩擦受力桩，其缺陷位置长度不影响整体荷载受力，也就是说，在不包括缺陷的这部分桩长里，其摩擦力已经可以满足荷载要求，就不用再做处理，否则；必须处理。如果桩基是嵌岩桩，底部有缺陷的，必须处理。
实施桩底注浆的准备
2.1 合理的注浆设计是注浆的前提 为使桩底注浆施工合理有效，有必要对桩基的岩层地质状况，地下水条件，缺陷程度和周围环境进行详细的调查和分析。科学配制注浆浆液，确定注浆压力等参数。
PK133+330高架桥10#桩总桩长22米，其中0-15米为黏土地质，期间偶或出现白云石和夹杂砂岩，15-22米只要分布灰色黏土，均匀分布白云石矿层。根据超声波检测显示，其桩底21-22米混凝土不连续，可能由于清孔不干净或混凝土离析导致。根据桩基混凝土强度为RN35.我们确定采用ACC425袋装水泥，水灰比(C/E)大于2，注浆压力在20帕到50帕，稠度为15-20秒，对其经行注浆补充。
2.2 注浆工序 2.2.1 钻孔 在缺陷桩桩顶钻3个直径为43mm的孔，在钻进过程中必须保证垂直度，确保钻孔与桩基轴线平行，防止钻孔偏斜，碰触桩基钢筋或者穿出桩基。其钻孔深度比桩长深1米。
2.2.2 埋设注浆管 在3个注浆孔钻好后，并保障畅通时，将30mm的注浆管插入孔底，顶部用水泥浆与桩基连接密封，保障在注浆时不漏气，保证整个注浆系统的气密性。每根注浆管的外露部分至少连接2个三通外接接头，并安装阀门。并对每个注浆管进行编号。
2.2.3 压水试验 压水试验不仅起到疏通压浆管道的作用，而且有关压浆的操作经验参数根据压水试验结果做相应的调整。压水试验可也将桩底沉渣，泥浆清除。将清净的高压水注入1号管，同时关闭2号管，打开3号管，直到翻出来的水变清为止，然后再将2号管打开，3号管关闭，重复上述操作。然后再将高压水头分别注入2号管和3号管，又重复循环上述操作。
2.2.4 注浆 待清孔清理干净后，根据浆液配合比进行配制浆液。在配制浆液过程中，仔细称量加水量和外加剂量，搅拌均匀，做好试件。
在浆液的各项指标满足要求情况下，将水泥浆注入1号管，同时打开2号管和3号管，加压开始注浆，通过注浆，将其它管内的清水都置换出来，直到管内翻出浆液，并排掉100升浆液为止，然后再将水泥将注入2号管，同时先打开1号和3号管，待有均匀浆液排出，并排掉100升浆液为止，最后再将水泥浆注入3号管，重复上述操作。
将注浆接口接在1号管，同时关闭2号管和3号管，将注浆压力达到50帕时，持续5分钟。然后再将注浆接口接在2号管，同时关闭3号管和1号管，将注浆压力达到50帕时，持续5分钟，最后将注浆接口接在3号管，同时关闭2号管和1号管，将注浆压力达到50帕时，再持续5分钟。将所有阀门全部关闭，拆除注浆设备并清洗。
3.3控制注浆参数，提高注浆效果 在注浆过程中，注浆压力，浆液稠度，注入率和注浆量在注浆过程中都是变化的，于是合理的控制其变化对提高注浆效果十分重要。
注浆压力随注浆量的增加出现由低到高的变化规律，如果在注浆过程中注浆压力突然急剧下降，表明局部有漏浆或漏气现象发生，及时检查注浆管道，有可能是注浆管道损坏，也有可能桩基周围出现裂隙现象。应及时向浆液中加入外加剂，间歇注浆，多次注浆保证质量。
桩基注浆提高承载力原理
3.1 改善原来地质条件，提高承载力 在灌注桩的成孔过程中，机械对桩的周围地层有一定的扰动作用，减弱整个桩基的承载作用力。在混凝土的灌注过程中，由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱，也影响整个桩基的承载作用力。桩底注浆通过渗透，劈裂，和挤密作用使桩端受力层在一定范围内形成浆液和土的结合体，从而改善受力结构的物理学性质，修复和提高受力土体的强度。
灌注桩在灌注混凝土前由于清孔不干净，桩底沉渣的存在直接影响和严重降低桩底承载里的发挥，通过注浆可以将桩底的沉渣置换、挤密、固结作用改善和消除桩底沉渣对承载力的不良发挥。
3.2 急剧提高桩基摩擦阻力 在高压注浆的作用下，浆液可以从桩端沿装侧向上，通过渗透、劈裂、填充、挤密和胶结作用。对桩周泥皮及护壁经行泥皮置换和空隙填充，在桩周围形成脉状结石体，大幅度提高桩基侧摩阻力。
3.3 改善受力状态和荷载传递性能 桩基注浆通过渗透、劈裂、挤密和胶结作用形成桩端扩大头，增大了桩端受力面积，并且注浆加固了桩基的持力层，改善了受力状态。桩底注浆后，桩基侧面摩擦阻力的提高要先于桩端承载力的提高，在摩擦桩中，效果最好！
3.4 加固效益分析 通过对10#桩注浆前后的小应变检测结果对比来看，注浆前在0-21米范围内，反射波速度信号与入射波速度信号大体一致，在21-22米的范围内，反射波速度信号与入射波速度信号相位一致，表明在21-22米的范围内，桩基混凝土有截面缩小或局部混凝土离析等质量缺陷。在注浆以后的小应变检测结果中，我们明显看出整个桩基从0-22米范围内，整个反射波信号与入射波信号一致，反射波相位和入射波相位大体一致。总之，通过注浆，桩底缺陷得到明显的改善，效益可观。
结束语
实践证明，桩端注浆，在桩基加固处理提高综合承载力和减少沉降量方面是一种经济合理、技术先进的方法。
第四篇：桥梁桩基灌注质量及事故处理
桥梁桩基灌注质量及事故处理
影响灌注桩施工质量的因素很多，若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中发生质量事故。小塌孔、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成重大损失，以致影响工期并对整个工程质量产生不利影响所以，必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免发生事故及减少事故造成的损失，以利于工程的顺利进行。
水下浇注混凝土施工是灌注桩质量控制中最重要的一个环节。
水下浇注混凝土是用混凝土从孔底开始灌注，将孔内泥浆臵换出来，成为混凝土桩；浇注过程中，应及时掌握孔内混凝土面上升的高度及导管插入深度，测定每个混凝土面位臵应取两个以上的测点，测绳受拉伸、湿度等因素影响，所标长度变化较大，须经常校正。浇注混凝土必须连续进行，否则先浇灌进去的混凝土达到初凝，将阻止后浇灌的混凝土从导管中流出。施工中，混凝土浇注速度应尽可能地快一些，终止浇注混凝土前，须确定混凝土面真实高度，以见混凝土中粗骨料为准。注意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于1.5M，所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵的混凝土储存数量要充足。根据导管内混凝土压力与管外水压力平衡的原则，导管内混凝土必须保持的最小高度为:Ｈｄ=RｗＨｗ/Rｃ。而管中混凝土的体积就应为Ｖｄ=πｄ2•Ｈｄ/4（ｄ为导管直径）。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋没导管底口，会导致泥水从导管底口进入。如果出现这种导管入水现象应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗机清出，然后重新下导管灌注。首批混凝土灌注正常后，必须连续进行，不得中断。否则先灌入的混凝土达到初凝，将阻止后灌入的混凝土从导管中流出，造成断桩。同时在灌注过程中，应经常用测锤探测混凝土面的上升高度，并适时提升、逐级拆卸导管，保持导管的合理埋深。此时要注意，混凝土灌到孔口不再返出泥浆时可以微向上提动导管，而如果要提升导管0.5到1M以上才能灌入混凝土就应该拆除部分导管。要注意观察孔口是否返出泥浆。当混凝土接近钢筋笼时，宜使导管埋得较深。要注意正确控制导管埋深，如果导管埋人混凝土过深，易使导管与混凝土间摩擦阻力过大，致使导管无法拔出造成事故。而提管过程中要缓缓上提，如过猛易使导管被拉断。所以埋管深度一般应控制在2到6m，或使用附着式震捣器，使导管周围的混凝土不致过早的初凝。同时应注意灌注速度。
对于诱发灌注事故的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。水下浇注混凝土经常遇到的几个工程事故原因预防及处理：
（1）初灌未封底：桩底沉渣量过大，使初灌不能正常反浆，或导管距孔底太远，初灌量不够没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。认真检查，采用正确的测绳与测锤；一次清孔后，不符合要求时，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。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、大小而定，最高不超过0.5m.（2）导管堵塞：灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管，尽可能提高混凝土浇注速度，开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；浇注混凝土过程中，应匀速向导管料斗内灌注，如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致堵管，若管内空气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的质量是堵塞导管的主要原因，必须把好质量，混凝土和易性不好或离析使石子聚集在一起流动性差，导致堵管。导管使用后应及时冲洗，保证导管内壁干净光滑。如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通，在下部提取导管上下振击，（3）导管漏水：导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管内混凝土超出漏水处。
（4）导管拔出混凝土面：导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使混凝土强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏。灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。特别是灌注后期，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时，终止浇注，重新成孔；
孔内混凝土面高度较高时，可以用二次导管插入法，其一是导管底端加底盖阀，插入混凝土面1.0m左右，导管料斗内注满混凝土时，将导管提起约0.5m，底盖阀脱掉，即可继续进行水下浇注混凝土施工。由于要克服泥浆对导管的浮力，混凝土面较深时，不宜采用；
此方法使用时，必须由有经验的工程师现场指导，导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位臵等数据，必须在事先正确确定。
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；
（5）导管被混凝土埋住、卡死：在灌注过程中，导管的埋臵深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态来决定，一般情况下，以2～6m为宜。
如果导管插入混凝土中的深度较大，供应混凝土间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，极易发生“埋管”事故。
如果预料到不能及时供应混凝土（超过1h），混凝土运输距离远，交通堵塞等因素时，除混凝土中加缓凝剂外，导管插入混凝土中的深度不宜太小，据已往经验，以5～6m为宜，每隔15min左右，将导管上下活动几次，幅度以2.0m左右为宜，以免使混凝土产生初凝假象。浇注混凝土中断超过2h，应判为断桩。卡管现象是混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类事故的重要措施。导管插入混凝土中拔不起来或被拔断，如果桩径较大，可以采用二次导管插入法处理，否则只能补桩、接桩。接桩一般用人工孔的办法处理，清除桩顶残渣，接钢筋笼，浇注混凝土至设计标高。
（6）钢筋笼上浮：当灌注到钢筋笼底部时，应缓慢放料，尽量减小埋深，减小对导管的冲力。
（7）混凝土拌制不符合要求：混凝土配合比中水灰比控制在0.5～0.6，砂率应在40%～50%，粗骨料最大粒径应小于40mm，混凝土坍落度控制在18～20cm，要有良好的流动性、和易性，用料上优先采用中粗沙，级配较好的卵石，矿渣硅酸盐水泥，避免使用普通硅酸盐水泥。
混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系，砂率小、粗骨料级配不好，搅拌出的混凝土极易离析，影响水下浇注混凝土质量。
在灌注中出现的种种事故有很多都和混凝土质量有关，所以一定要把好混凝土的质量关。
（8）桩顶空心：产生桩顶空心的因素有：导管插入混凝土中的深度较大，混凝土坍落度小，桩顶空心呈不规则漏斗形，其深度、位臵与导管拔出时的位臵、桩顶混凝土状态有关。导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后砼不能及时冲填，造成泥浆填入。
防止桩顶空心灌注结束前导管插入混凝土中深度不超过6.0m；灌注结束后，导管拔出混凝土之前，导管上下活动几次，幅度不超过50cm，或者用机械、人工振捣桩顶混凝土，时间不超过20s.尽可能缩短灌注时间，避免使桩顶混凝土产生假凝现象、降低桩顶混凝土的流动性。
（9）桩身有夹渣、夹泥、蜂窝：浇注过程中，须不断测定混凝土面上升高度，并根据混凝土供应情况来确定拆卸导管的时间、长度，以免发生桩身夹渣、夹泥、蜂窝事故。
泥浆过稠，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，增加了浇注砼的阻力，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砼，一旦流出其势甚猛，在砼流出导管后，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；
灌注砼过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层的原因。
使砼面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入砼是防治夹渣、夹泥、蜂窝的关键。2、桩基处理的一般原则
（1）处理前应具备的条件。①事故性质和范围清楚。②目的要明确，应有预定处理方案。③参加的人意见基本一致，并确定处理方案。④设计人员认可签字。
（2）事故处理应满足的基本条件。①对事故处理方案要求安全可靠，经济合理，施工期短，方法可靠。②对未施工部分应提出预防和改进措施，防止事故的再次发生。
（3）事故应及时处理，防止留下隐患。①桩成孔后，应检查桩孔嵌入持力层深度，岩石强度，沉渣厚度，桩孔垂直度等数据必须符合设计要求，只要有一项不符合设计要求，就应及时分析解决，建设单位代表签字认可后，方能灌注混凝土、移动钻机，防止以后提出复查等要求而产生不必要的浪费。②基坑开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料，发现质量上有争议问题，必须意见一致后方能挖土，防止基坑开挖后再来处理造成不必要的麻烦。
（4）应考虑事故处理对已完工程质量和后续工程方式的影响。如在事故处理中采取补桩时，会不会损坏混凝土强度还较低的邻近桩
（5）选用最佳处理方案。桩基事故处理方法较多，但对方案要进行技术经济比较，选择安全可靠，经济合理和施工方便的方案。
3、桩基事故的常用处理方法
常用方法有接桩，补桩，补强，扩大承台（粱），改变施工方法，修改设计方案等。下面结合事故发生的原因分别介绍几种方法的应用情况。
（1）接桩法。当成桩后桩顶标高不足，常采用接桩法处理，方法有以下二种：①开挖接桩。
挖出桩头，凿去混凝土浮浆及松散层，并凿出钢筋，整理与冲洗干净后用钢筋接长，再浇混凝土至设计标高。②嵌入式接桩。当成桩中出现混凝土停浇事故后，清除已浇混凝土有困难时，可采用此法。
（2）补桩法。桩基承台（梁）施工前补桩，如钻孔桩距过大，不能承受上部荷载时，可在桩与桩之间补桩。
（3）钻孔补强法。此法适应条件是基身混凝土严重蜂窝，离析，松散，强度不够及校长不足，桩底沉渣过厚等事故，常用高压注浆法来处理，但此法一般不宜采用。高压注浆补强。桩身混凝土局部有离析，蜂窝时，可用钻机钻到质量缺陷部位下一倍桩径处，进行清洗后高压注浆。桩长不足时，采用钻机钻至设计持力层标高；对桩长不足部分注浆加固。
（4）扩大承台（梁）法。①桩位偏差过大，原设计的承台（梁）断面宽满足不了规范要求，此时采用扩大承台（梁）来处理。②考虑桩上共同作用，当单桩承载力达不到设计要求，可用扩大承台（梁）并考虑桩与天然地基共同分组上部结构荷载的方法。需要注意的是在扩大承台（粱）断面宽度的同时，适当加大承台（梁）的配筋。
（5）改变施工方法。桩基事故有些是因为施工顺序错误或方式工艺不当所造成，处理时一方面对事故桩采取适当的补救措施；另一方面要改变错误的施工方法，以防止事故的发生。常用的方法有以下二种。①改变成桩施工顺序。如桩布臵太密不便施工时，可采用间隔成桩法。②改变成桩方法。如成孔桩出现较大的地下水时，采用套管内成桩的方法。
（6）修改设计。①改变桩型，当地质资料与实际情况不符时，造成桩基事故，可采用改变桩型的方法处理，如灌注桩成桩困难时，可采用打预制桩。②改变桩位，灌注桩出现废桩或遇到地下管线障碍，可改变桩位方法处理。③上部结构卸荷，有些重大桩基事故处理困难，耗资巨大，只有采取削减建筑层数或用轻质材料代替原设计材料，以减轻上部结构荷载的方法。
第五篇：浅谈桥梁桩基测量及缺陷桩加固处理
浅谈桥梁桩基测量及缺陷桩加固处理
1、工程地质概况
某拟建大桥场地位于江河面，南岸为一级阶地，北岸为二级阶地，地势抬高较快。根据钻探资料揭示，岸边场地土层自上而下的分布及岩土主要物理力学指标见表1。其中弱风化砂质泥灰岩为盐渍岩，一般呈灰褐～黑褐色夹白色条纹或白色团块状，中厚层状，节理裂隙发育，岩石较破碎，岩石中含有大量的钙硭硝、硬石膏及岩盐等，局部甚至为纯芒硝、硬石膏及绿化钠晶体。岩石中水平层理较发育，顺层理面泥质含量较高，易击断。全风化层岩性很软，岩芯呈可塑～硬塑粘土夹碎石状，厚0.00～7.60m。强风化层岩性较软，岩芯呈泥夹碎石或碎块状，厚0.00～5.90 m。场地内地下水主要是孔隙水(略有承压性)和基岩裂隙水，水量不大，稳定水位为地表下2.35～3.92ｍ。据所取水样水质分析结果及附近建筑经验，可知该地下水对混凝土具弱腐蚀性，为硫酸盐氯化钠型侵蚀性。
2、桩基础工程质量复合检测
2.1 桩基础类型的选择
综合分析场地工程地质勘察报告，设计采用端承桩基础，桩尖嵌入成岩状况较好的弱风化砂质泥灰岩中2.50～5.00m，考虑桩长均为25.00～30.00 m，设计为钻孔灌注桩单桩基础，一桩一柱，桩直径为1.5和2.0ｍ两种，岸边共32根桩，桩身混凝土强度等级为Ｃ25，桩剖面及构造图见图1(L 为桩长，l 为钢筋笼长，D 为桩径，D1为连接柱径)。
2.2 桩基工程质量复合检测
(1)桩基工程动测试验
对岸边上的32根钻孔灌注桩桩身完整性全部进行检测，检测采用小应变应力波反射波法和机械阻抗法相结合，根据应力波理论和反射波特征及导纳曲线综合分析，确定桩身完整性，检测结果表明2-1#，11-4#两根桩桩身不完整，存在缺陷，其余桩质量均合格。分析图2桩的导纳曲线，从图2(a)可以清楚地看出2-1#桩上波在断裂处重复反射，△ƒ =240Hz，△L = C/2△ƒ =4350/480≈9m，表明断桩约在9m处(波速取4350m/s)。由图2(b)中可以计算出断桩大致在11m处。
(2)桩静载荷试验
根据建筑桩基技术规范要求，任意抽选3根桩径为2.0ｍ的工程桩2-1#(L = 26.30 m)，4-2#(L =27.20m)和11-4#(L =28.12m)进行单桩静载试验，其Q-s 特征曲线见图3，其中2-1#，11-4#两根桩未达到设计要求，判定其极限承载力分别为7560和7800 kN；4-2#桩满足设计要求，其极限承载力达到8970 kN。这3根桩静载试验及动测结果见表2。
(3)桩身抽芯检测
为了进一步查明2-1#和11-4#桩的具体缺陷部位，决定对这2根事故桩进行钻孔抽芯检测。从抽取的芯样结果来看，2-1#桩在桩顶下9.00～10.23m存在断桩不胶结现象，11-4#桩在桩顶下11.00～12.41m也存在断桩不胶结情况，芯样均不成块，因钻进时破碎掉块，无法揭露破碎段的总长度，桩身其他部位混凝土胶结较好，经取样试验，其桩身混凝土强度符合设计要求。
2.3 桩基工程事故分析
分析动测、静载试验和抽芯3种复合检测的结果，结合现场施工记录和地质报告的实际情况，认为造成这2根桩的工程质量事故的主要原因如下：
(1)从图2的Q-s 关系曲线可以看出，2-1#桩在荷载加至7560kN 时，沉降量骤增，荷载无法稳定，Q-s 曲线为陡降形，动测结果判断其桩身在9.00m处存在断裂缺陷。沉降量骤增的原因可能是由于清孔时间过短或孔口泥浆比重没有测量准确(泥浆比重应小1.15)，造成孔底沉渣过厚(大大超过规范值50.00mm)；另一个重要的原因是与桩底基岩为白云灰质岩有关，在桩端部位遇到灰岩溶洞时，其桩端沉渣很可能为溶洞积淤涌入造成。
(2)对11-4#桩，静载试验中荷载加至7800kN时，沉降量骤增，荷载无法稳定，Q-s 曲线为陡降形，而且单桩竖向抗压极限承载力与设计值接近，与4-2#桩比较，存在异常现象。动测结果还显示11-4#桩在11.00m左右处也存在断裂、混凝土离析或胶结不良等缺陷。
(3)地下水位高、且丰富，导致场地内地下水压高，孔隙水压力不易消散，易使混凝土离析和胶结不良。另外在施工2-1#和11-4#桩基础过程中，浇筑混凝土到9.00m和11.00m左右处突然停电，施工被迫中断，致使隔水层凝固形成一层硬壳，后续混凝土无法灌入，导致该处有断裂缺陷。
3、缺陷桩加固方案及处理效果
为了保证桩基工程质量，根据设计技术要求，对存在质量问题的2根桩进行技术处理，经过分析比较这2根桩的质量事故的类型，决定对2-1#桩先采用高压旋转喷射清除孔底沉渣，再补灌细石混凝土，将桩底充填密实以满足沉降要求，之后采用高压喷射注浆来处理混凝土离析或断裂部位。对11-4#桩采用高压喷射注浆方案处理桩的缺陷部位。
3.1 高压喷射注浆法处理桩基缺陷部位
(1)材料选用与配比
① 主材料为525#普通硅酸盐水泥，外检合格；
② 掺入化学剂：为了提高处理段的混凝土强度，在水泥中加入2%的NaCl；
③ 水灰比：0.4。
(2)施工注意事项
① 桩上钻孔应穿过缺陷段进入完整段1.5～2.0m，施工中应注意孔内水量的消耗情况；
② 孔口用水泥封固预埋一根长1.2m、直径73mm的岩芯管，高出桩顶0.4m，且带接箍，养护一周到一定强度后方可使用；
③ 插入注浆管至距孔底10～15cm，并与预埋管口连接部位安装一个变接头；
④ 注浆管上部与高压泵车接通；
⑤ 孔口与预埋管暂不连接封闭，先低压向孔内注浆，使注浆孔内清水突出，直到出现浓浆溢出即连接封闭预埋管加压注浆，使泵压提高到10MPa以上；
⑥ 记录注浆量、水泥用量、泵压、持续时间，直到泵压自动增高，不进浆或浆液从桩周溢出，待稳定20min 后停止送浆。稍后管内压力释放降低，卸开孔口连接管丝扣，提出送浆管，用清水冲洗注浆管，并在孔内灌满水泥浆，同时从孔口投入适量瓜子片碎石，一面投碎石一面用钢筋上下搅动。
3.2 桩底沉渣清除及混凝土的回灌
在2-1#桩中心孔旁侧施工一个排水、排浆孔，孔径φ110mm，深度以打穿桩身混凝土为准，并在中心孔和排水孔各预埋一根长1.2m、直径73mm岩芯管，带接箍。孔口安装旋喷钻机，在中心孔通过钻杆，底部配有高压旋喷钻头。启动高压泵，喷射高压水(15～20MPa)，从上到下来回旋转喷射，使孔底沉渣通过高压水从排水孔和中心孔排出，当沉渣清理符合要求时，停止喷射，回灌坍落度为16cm、强度为C25的瓜子片碎石混凝土。
3.3 缺陷桩处理效果
对缺陷桩加固的技术指标要求是：断桩破碎带压浆处理后强度要大于15MPa，而桩底沉渣段处理后强度也应达到15MPa 以上。
对2根缺陷桩进行处理后，仍采用低应变法检验加固后的桩身质量，检测结果显示2-1#桩的动刚度(740×107N/m)较大，根据平均波速(C =4350m/s)计算出桩长26.02m，与实际长度一致，可以判断桩身缺陷已修复。由检测数据计算11-4#桩的桩长为28.07m，也与实际桩长一致，表明桩身修复后完整性较好。再对这2根桩进行第2次静载荷试验，测得2-1#桩极限承载力为8150kN，比第1次静载试验的极限承载力提高22.2%，累计沉降值为21.2mm。测得11-4#桩极限承载力为8120 kN，承载力提高4%。这表明桩底沉渣的清除及回灌混凝土法和对桩身缺陷段采用高压注浆的方法是合理有效的。
4、结论
(1)利用静载、动测和抽芯试验等方法复合检测桩的工程质量是可行的，但是静载试验应当结合场地内地质资料、施工记录以及设计要求，有目的地抽选试桩，做到有的放矢。
(2)钻孔灌注桩在钻孔完毕后要及时清孔，务必清理孔底沉渣至符合桩基规范要求。
(3)在浇筑混凝土过程中，应当积极采取应急措施，以确保混凝土一次浇筑成功。
(4)采用高压喷射注浆法将浆液渗入桩身裂隙中，来处理桩身混凝土离析、断裂或胶结不良等缺陷以提高桩身完整性，其效果良好。采用高压旋转喷射气流清除孔底沉渣，及时回灌混凝土处理桩底沉渣过厚的措施得当，使桩基沉降量能满足设计要求。
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