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灌注桩常见质量问题分析及治理措施!

一、桩基偏位、桩身不垂直

(一)通病现象成桩后,桩中心位置出现纵、横向偏离设计桩中心,或桩身倾斜(不符合垂直度要求),导致桩体受力方向与设计不符。

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规范标准相关规定

1.桩中心位置允许偏差:群桩≤100mm,单排桩≤50mm;

2.倾斜度允许偏差:钻孔桩<1%,挖孔桩<0.5%。

(三)原因分析

1.设计原因:施工图纸中桩中心坐标计算错误或标注失误。

2.施工原因:

①桩基放样坐标计算错误,或护桩设置不牢固、复核不及时;

②钻机安装不平稳,钻杆垂直度未校准(无自动调垂装置);

③地层软硬不均(如斜面岩)或扩孔严重,钢筋笼入孔后未校正轴线。

3.机械原因:钻机无限位装置,钻杆垂直度无法稳定控制。

(四)预防措施

1.设计措施:设计人员需双重复核桩位坐标,确认无误后正式签发施工图。

2.施工措施:

①定期复核测量导线点,精准计算桩中心坐标,放样后设置坚实护桩(避免损坏),并通过护桩高频复核桩位;

②针对地层调整钻进参数:遇斜面岩或软硬差异地层时,采用“回填密实后再钻进”的方式,避免钻杆倾斜;

③钢筋笼入孔前,先复核孔位垂直度,超差时先扫孔纠正。

3.机械措施

①钻机钻杆配置自动调垂直装置;

②钻机底座固定牢固,增设限位装置防止移位。

(五)治理措施(所有措施需经建设方、监理方、设计方联合确认后方可实施)

1.变更轴线位置:若偏位较小且不影响结构受力,经设计验算后调整基础轴线;

桩位纠偏:

2.开挖偏位桩周围土体,向下凿除桩身混凝土,检查至护筒埋置处:

3.若下部桩身/钢筋笼轴线符合规范,上部钢筋调直后按“接桩”处理(混凝土强度提高1个等级);

4.若为摩擦桩,需设计验算接桩段负摩擦力对承载力的影响(原桩周土已开挖,接桩段无侧摩阻);

5.群桩处理:在偏位桩两侧补钻新桩,平衡群桩受力;

6.原位重钻:用冲击桩机破除原桩,按设计桩位重新施工。

二、钢筋笼偏位、无保护层

通病现象成桩后钢筋笼偏离设计轴线,导致一侧保护层过厚(>规范上限)、一侧过薄(<60mm)甚至无保护层(露筋),影响桩体耐久性和承载力。

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规范标准相关规定

1.钢筋笼外侧需设保护层垫块,竖向间距≤2m,横向圆周布置≥4处;

2.保护层厚度允许偏差:±20mm。

原因分析

1.设计原因:

①钢筋笼保护层厚度设计值<60mm(低于规范要求);

②保护层垫块的横、竖向间距设计过大,无法稳定钢筋笼。

2.施工原因:

①孔壁土质过软,垫块/耳环陷入孔壁,导致钢筋笼偏移;

②钢筋笼过长(未分段)、无加劲箍,刚度不足易变形;

③钢筋笼未设垫块/耳环,或孔位本身偏斜未纠正;

④钢筋笼吊放时未垂直缓慢下放(斜插入孔),或灌注混凝土时坍落度失控导致钢筋笼上浮;

3.材料原因:垫块强度不足,受压后破碎失效。

预防措施

1.设计措施:复核保护层厚度(≥60mm)及垫块间距(竖向≤2m、横向≥4处),确认后签发图纸。

2.施工措施:

①钢筋笼按设计设置混凝土垫块(强度≥桩身混凝土),或焊接钢制耳环;

②钢筋笼通过吊筋与钢护筒固定(防止上浮/偏移),护筒顶高出原地面20cm、底口低于钢筋笼顶端加强筋高程;

③钢筋笼长度>15m时分段制作、分段吊放(每段≤10m),段间焊接后复核垂直度;

④下钢筋笼前,往复扫孔纠正孔位偏斜;吊放时用经纬仪监控垂直度,缓慢下放(避免碰撞孔壁);

⑤灌注混凝土时控制坍落度(180-220mm)和灌注速度,混凝土面接近钢筋笼底1m时减速。

治理措施

1.桩顶植筋:若钢筋笼偏位导致锚入承台/柱的钢筋超差,在桩基外壁正确位置风镐钻孔(深度按植筋规范锚固长度),植入同直径钢筋(外露长度符合设计),植筋后需做抗拉拔试验;

2.接桩补强:

①开挖基坑至“下部钢筋笼保护层符合规范”的位置(若仍不达标,继续向下凿除);

②凿除保护层超差段的表面混凝土,绑扎钢筋网片(底面+四周均匀布置);

③浇筑比原桩高1个等级的混凝土(原基岩凿除段用混凝土回填,不影响负摩擦力)。

三、桩头质量不达标或短桩

通病现象

1.桩头质量不达标:桩顶混凝土离析(见砂不见石)、混浆(泥浆/钻渣混入),强度低于设计要求;

2.短桩:灌注时未控制好标高或停料过早,桩长<设计值。

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规范标准相关规定

1.灌注至桩顶时需保持导管内混凝土压力,避免桩顶不密实;

2.桩顶超灌高度≥0.5m(地质差、孔内泥浆密度大、桩径大时需提高超灌高度);

3.超灌部分需在承台施工前凿除,凿除后桩头需密实、无松散层。

原因分析

1.技术管理原因:技术交底不全面,现场技术员未掌握水下混凝土灌注要求;

2.施工原因:

①终孔时孔深测量失误(仅用测绳未用钢尺复核),或超灌高度控制不足;

②清孔不彻底(泥浆比重>1.15),灌注时沉渣与混凝土混合;

③灌注尾声未专人测量混凝土面高度,凭经验停料;

3.材料原因:

①混凝土搅拌不均(骨料级配差、和易性差),或运输过程离析;

②混凝土坍落度失控(<180mm或>220mm),导致桩顶离析。

预防措施

1.施工措施

①精准测量护筒顶标高,终孔时用“测绳+钢尺”双复核孔深;混凝土超灌0.5-1.0m(按地层调整);

②灌注前检查钻机、搅拌机、发电机(备设备),避免中途停机;

③清孔后测泥浆指标(比重≤1.15、黏度≤20s),不达标则二次清孔;

④灌注尾声用“尼龙绳绑金属重物”探测混凝土面(孔中心+周边多点测量,以最深混凝土面为准);

⑤保持导管居中,避免颈缩导致短桩。

2.材料措施

①定时抽检搅拌站砂、石、外加剂质量,控制骨料级配(粗骨料粒径≤导管内径1/3);

②混凝土出厂前抽检坍落度(180-220mm),现场二次检查(离析则退回,不得使用)。

治理措施

1.桩头补强:凿除桩顶浮浆/混浆段(直至露出均匀石子),清理钢筋表面粘浆并调直;用钢护筒/模板支护,浇筑比原桩高1个等级的混凝土至设计标高;

2.短桩接长:

①开挖至短桩顶面,凿除浮浆(露出新鲜混凝土面),清理钢筋和声测管(去除泥浆污垢);

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②钢筋接头需错开(同一截面接头率≤50%,间距≥35d且≥50cm),采用单面焊或帮条焊(焊缝长度≥10d、高度≥0.3d且≥4mm、宽度≥0.7d且≥8mm);

③声测管对接时保证垂直、焊缝饱满(不漏水),对接后注水检测;

④支模浇筑高1个等级的混凝土,养护至设计强度。

四、断桩或夹层

通病现象桩身混凝土在某一部位断裂(不连续),或存在严重夹泥/夹层,导致桩承载力大幅下降(达不到设计要求)。

 

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规范标准相关规定

1.《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007;

2.《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011(核心要求:混凝土需连续灌注,桩身无断缝、无夹层)。

原因分析

1.施工操作原因:

①导管堵塞(坍落度小、骨料粒径大),初凝前无法疏通,提管后形成断桩;

②导管提升过量(底口拔出混凝土面),或接口渗漏(泥浆入管形成夹层);

③钢筋笼卡住导管,初凝前无法脱离,导致灌注中断;

④导管埋深过大(>12m),无法拔管或拔断导管;

⑤首批混凝土量不足,导管底口未埋入混凝土(形成断桩);

2.材料原因:混凝土离析、水泥结块、冬季集料冻结,堵塞导管;

3.外界因素:机械故障、停电、材料供应中断,灌注间隔>混凝土初凝时间;

4.地质原因:灌注时坍孔,清理不彻底导致夹层。

预防措施

1.灌注前检查导管质量(内壁光滑、接口密封),导管底口距孔底控制在30-50cm;

2.首批混凝土量需满足“导管埋深≥1.0m”,灌注过程中连续作业(间隔≤30min);

专人用“测锤+理论计算”双控混凝土面高度,导管埋深控制在2-6m(避免过深或过浅);

3.混凝土坍落度控制在180-220mm,运输时间>1h时需二次搅拌;

4.备用发电机、搅拌机及导管,提前关注天气,避开恶劣条件施工;

5.堵管时优先用粗钢筋疏通或抖动导管,无效时及时拔管清理(避免初凝)。

治理措施

1.钢筋笼可提出时:立即拔出钢筋笼,用冲击钻重新钻孔、清孔,下新钢筋笼后重新灌注;

2.混凝土未初凝时:

①拔出导管清理,测锤确定已灌混凝土顶面;

②导管下沉至距顶面10cm处,加球胆重新开塞灌注;

③混凝土下落时迅速将导管压入已灌混凝土内(完成“湿接桩”);

3.断桩位置>10m且混凝土终凝时:

①用小直径冲击钻(<钢筋笼内径)钻孔至钢筋笼底口下60cm,投放少量炸药松动钢筋笼后吊出;

②二次扩孔至设计直径,清孔后重新灌注;

4.断桩位置<5m且地质良好时:

①开挖至断桩处,清除泥浆/劣质混凝土,凿毛新鲜混凝土面;

②清理钢筋后支模,浇筑高1个等级的混凝土;

③无法处理时:由设计单位出具补桩方案,在原桩两侧补钻新桩。

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 五、钢筋笼上浮(浮笼)

通病现象钢筋笼已下放至设计深度,但灌注混凝土过程中向上偏移(标高高于设计值),导致桩顶钢筋锚入长度不足或桩身受力不均。

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规范标准相关规定

1.灌注时需防钢筋笼上浮;

2.混凝土面距钢筋笼底1m时减速灌注;

3.混凝土面超钢筋笼底4m后,提升导管至底口高于钢筋笼底2m,再恢复正常速度。

原因分析

1.钢筋笼内径与导管间距过小,主筋焊头未磨平,导管提升时挂带钢筋笼;

2.钢筋笼下放时扭曲、箍筋脱焊,或导管倾斜,导致钢筋与导管外壁卡紧;

3.灌注中断(机具故障),导管与混凝土凝结,提管时带出钢筋笼;

4.混凝土灌注速度过快,混凝土面冲击钢筋笼底部,产生向上浮力。

预防措施

1.钢筋笼焊接时磨平主筋焊头,增设加劲箍(间距2-3m),保证刚度;

2.导管居中下放,钢筋笼通过吊筋与钢护筒固定(增加自重抗浮);

3.混凝土面距钢筋笼底1m时,灌注速度降至0.5m³/min以下;

4.控制混凝土坍落度(180-220mm),保证连续供应(避免中断)。

治理措施

1.初期浮笼(刚灌注时):立即停止灌注,反复上下摇动或单向旋转导管,解除导管与钢筋笼的挂带;

2.中期浮笼(混凝土面上升时):减缓灌注速度,减少混凝土对钢筋笼的浮力,同时轻微下压钢筋笼(通过吊筋);

3.浮笼超差时:若浮笼高度<30cm,经设计验算后可保留(调整承台钢筋;若超差过大,需按断桩处理后重新施工)。

六、导管堵管

通病现象灌注混凝土时,混凝土在导管内堵塞,无法正常下落至孔底,导致灌注中断。

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规范标准相关规定

1.首批混凝土入孔后需连续灌注,不得中断;

2.导管直径20-30cm,节长宜2m;

3.导管轴线偏差≤孔深0.5%且≤10cm。

原因分析

1.施工原因:

①隔水塞规格不当(过大卡管、过小漏浆),或导管弯曲、同心度差;

②导管埋深>12m,灌注阻力过大;

③清孔不彻底(泥浆比重>1.15),孔壁泥皮厚,阻碍混凝土上升;

④灌注速度过快,空气入管形成高压气塞(挤破导管接口);

2.材料原因:

①混凝土水灰比不当(过大离析、过小流动性差);

②粗骨料粒径>导管内径1/3,或细骨料不足;

③夏季混凝土水分蒸发快,内壁结厚膜堵塞导管。

预防措施

1.选用同心度合格的导管(接口密封),入孔前做水压试验(0.6-1.0MPa无渗漏);

2.隔水塞直径比导管内径小18-20mm(胶皮密封),隔水球直径小1mm;

3.清孔后泥浆比重≤1.15,灌注时导管埋深控制在2-6m,放料口至漏斗落差≤1m;

4.混凝土粗骨料粒径≤导管内径1/3,坍落度180-220mm,夏季运输时覆盖保湿;

5.灌注中定时上下抖动导管(间距0.3m,≤0.5m),防止混凝土结壁。

治理措施

1.常规堵管:快速拔管、清理内壁,重新下管至已灌混凝土面内1m;用浓水泥浆冲洗浮渣,按初灌程序重新灌注;

2.混凝土未初凝但离析堵管:

①拔出导管,用潜水泥浆泵抽除管内泥浆,小掏渣桶清理表面劣质混凝土;

②新导管插入已灌混凝土2m以下,重新灌注;

3.混凝土初凝堵管:

①下小直径钻具清孔(钻入已灌混凝土段),下匹配钢筋笼(长度为钻孔段2倍);

②清孔后按正常程序灌注(小直径桩体需设计验算承载力);

4.轻微堵管:用卷扬机提动导管夹板冲振(避免提离混凝土面),解除堵塞。

七、导管埋管

通病现象灌注混凝土过程中,导管埋入混凝土后未及时拔出,混凝土硬化后导管无法取出,导致桩体存在异物(导管),需按废桩处理或补强。

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规范标准相关规定

1.导管埋置深度宜控制在2-6m,需经常测探混凝土面调整埋深;

2.灌注中途停顿时间≤30min。

原因分析

1.混凝土初凝时间短(未加缓凝剂),或灌注中断>30min,下部混凝土硬化抱住导管;

2.导管埋深过大(>12m),拔管阻力超过设备拉力;

3.钢筋笼卡住导管,无法提升;

4.灌注时坍孔,大量泥砂埋没导管;

5.导管接头为法兰式(卸管慢),延长停留时间。

预防措施

1.夏季施工时混凝土掺缓凝剂(初凝时间≥灌注时间2倍),保证连续供应(避免中断);

2.导管采用卡口式接头(缩短卸管时间),专人监控混凝土面,埋深超6m时及时拔管;

3.钢筋笼下放时保证垂直,避免与导管碰撞;

4.护筒埋深≥1m,泥浆比重控制在1.2-1.4(防坍孔),相邻桩施工间距≥4倍桩径或间隔>36h。

治理措施

1.钢筋笼卡管时:若钢筋笼埋入混凝土浅,提起钢筋笼并转动导管脱离;若埋深大,只能放弃导管;

2.轻微埋管时:用链式滑车、千斤顶或卷扬机试拔(缓慢加力,避免导管断裂);

3.导管拔断/无法取出时:按断桩处理,经设计验算后补桩(原桩废弃)。

八、坍孔

通病现象灌注混凝土过程中,护筒内泥浆水位突然上升溢出,随即骤降并冒水泡(坍孔征兆);用测深锤探测时,混凝土面深度远大于实际灌注量,确认坍孔。

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规范标准相关规定清孔时需保持孔内水头,防止坍孔;松散地层钻进需用高质量泥浆护壁。

原因分析

1.孔内水头不足(地下水压>孔内水压),或护筒刃脚漏水;

2.孔外堆载过大、机械振动,导致孔壁失稳;

3.泥浆比重过低(<1.2)、黏度不足(<18s),无法护壁;

4.灌注时导管卡挂钢筋笼或堵管,延误时间导致孔壁坍塌;

5.松散砂层/流沙层钻进时,进尺过快未形成泥皮护壁。

预防措施

1.松散/流沙地层采用冲击钻钻进,低冲程锤击(≤1m),泥浆比重1.3-1.5、黏度20-25s(形成泥皮护壁);

2.护筒埋深≥1.5m(流沙层≥3m),刃脚处用黏土夯实密封;

3.灌注时保持孔内水头高于地下水位1.5-2.0m,避免护筒漏水;

4.孔周围禁止堆载(距孔口≥2m),钻机远离孔口(≥3m),避免振动;

5.提前分析地质资料,合理安排成孔顺序(先钻深桩、后钻浅桩)。

治理措施

1.轻微坍孔(无扩大趋势):暂停灌注,用吸泥机吸出混凝土表面坍落的泥土,恢复水头后继续灌注;

2.严重坍孔(持续扩大):立即拔出导管和钢筋笼,用黏土(掺5%-8%水泥)填满孔位;

3.待孔周地层稳定后(≥7d),重新钻孔、清孔并灌注混凝土。

注:所有质量问题的治理措施,均需严格履行“建设方、监理方、设计方三方确认”程序,严禁擅自施工。

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