提高灌注桩质量的工艺及其致害因素分析

摘要：本文是笔者本着尊重并遵循原始概念定义和普遍施工规则的前提，经过多年在建设行业的工作经验提炼、总结、发散思考而形成的作品。采用的模式可能与原始定义不同，但通俗易懂，便于施工人员顺利地阅读、透彻地理解和认识。

关键词：灌注桩、工艺、致害因素、质量

一、灌注桩的定义及分类：

灌注桩定义：通过各种不同的方式成孔后，下放钢筋笼、浇注混凝土成型的桩叫做灌注桩。

灌注桩分类：按照不同的成孔方式分为干作业成孔和湿作业成孔灌注桩。干作业也叫无泥浆护壁成孔，它包含人工挖孔、长螺旋钻孔、钻孔扩底。湿作业又叫泥浆护壁成孔，它包含旋挖成孔、冲击成孔、冲抓成孔、潜水钻成孔。按照不同的承载机理又可分为摩擦桩、端承桩。所谓摩擦桩，即是依靠达到一定长度的桩身与周围地层的摩擦阻力来抵抗上部荷载而达到冗余平衡的桩。所谓端承桩，即是依靠达到一定强度等级并直接处于持力层上的桩身来传递上部荷载的桩。所以只有在充分了解了定义和特点分类后，才能准确定位该项施工的必要流程和设备设施，便于施工组织设计或施工方案的目标明确、有的放矢、节约施工成本，达到快速、高效、高质量目标。

二、灌注桩在建设工程中起到的作用：

大部分的施工人员，仅对某一分支行业了解，而对相关领域了解甚少，从而导致不能全面考虑施工工艺及工法的扩展使用。比如，长期从事房建工程的施工人员，对于软基的处理，可能就只知道换填、桩基处理，而对其他行业的软基处理所知甚少，或者毫不了解，殊不知在桥梁、道路工程中软基处理的方法远不止这些，还包括：反压护道、抛石挤淤、砂桩、砂垫层置换等等。通过这个例子，对于一种工法或工艺，不要只掌握它在自身领域的用途，应该掌握它的其他用途，便于在不同问题中灵活使用开拓创新。而往往某一工法或工艺在其他领域的使用，可启发本领域的开拓创新。这也符合国家对新工艺、新技术、新材料、新设备的使用及开拓创新的理念。

三、旋挖成孔对灌注桩各类致害因素存在的形势和关系

上述灌注桩在多种分支工程中的不同用法，但是无论它在何种领域、何种环境、起何种作用，对灌注桩施工方面质量控制却是通用不存在偏颇的。影响灌注桩施工质量的因素众多，出现的方式可以是单一的，也可以是多种因素组合而成。当问题以前者形式出现，我们可以根据一个点很快的找到解决问题的途径，然后当问题以后者形式出现时，大部分的技术人员措手不及，无法解决，或者盲目以一种方式解决问题，最终达不到好的效果，错失了工期、造成无法挽回的经济损失。

作者认为，导致这问题的根源，在于对影响灌注桩施工质量的因素不够了解，没有分清因素之间的主次。当然很多时候也存在并列因素，所以判断因素之间的关系便成为了解决问题的首要前提。因此解决了这问题，才能提高对灌注桩施工质量的整体认识。

四、旋挖成孔灌注桩各类致害因素分析

1、地质勘探阶段对后续施工质量的影响——探孔因素：主要表现在探孔间距太大、孔深太浅、土工试验规范性及数量、孔壁摩阻测试误差及孔端承载力判断失误。此因素可总结为地质勘探流程问题，即：探孔—取样—试验—判断。

地质勘探误差往往是非施工方责任，此环节出现问题，通常都会给设计方造成依据错误，给施工方造成无法预测的方案错误、机具设备选择错误、施工成本骤升失衡，给建设方带来巨大的工期和经济损失。例如：贵阳市某工程S区9#楼工程，地勘单位对于喀斯特地貌下的勘探工作经验缺失，地勘勘探环节出现持力层特征值判断失误，导致施工单位按照设计深度选用的旋挖机械无法达到持力层，平均深度偏差7.8m，最高达到11m的偏差，为保证施工质量，施工单位被迫停工，等待重新地勘、甚至基础方案的变更。

2、场地土方管理和出土控制对灌注桩质量影响——孔口高程因素：主要表现在地质勘探完成至施工单位进场的时间内，场地再次回填或下挖，而施工单位计算时忽略而产生误差。或者是由于施工过程中出土堆积，不及时清运或清运不到位，导致地面不端升高，从而影响了下一孔孔口高程计算产生误差。

3、钻孔深度因素：主要表现在测量方法不当及持力层判断不准确。在施工过程中，不应使用测绳量测孔深，而应该采用“丈量钻杆”的方法，取钻头2/3长度作为终孔截面。对于端承桩，应该以嵌岩深度作为标准，而不是依据设计深度。对于中风化岩石和强风化岩石界限判定往往存在经验不足，此时应该钻心取样试验。同时施工现场应该根据钻机受力，钻杆抖动等特征综合判断避免错误。

4、孔径大小因素：主要表现在两方面，人员错误使用钻头和钻头磨损严重，尺寸不准。

5、垂直度偏差——钻孔垂直度因素：主要表现于①、由于场地平整度不好，机身安置不平或者在钻进过程中发生不均匀沉降。②、钻机所带的钻杆弯曲、间隙过大。③、钻头磨损，受力不均匀。④、钻进过程遇到倾斜岩层或者软、硬质岩层交界面，受力不均匀。针对原因④，在施工过程中就可以采取低压、低速钻进的方式，慢中求质量。

6、塌孔与缩颈因素：很大程度上，笔者认为，缩颈和塌孔是同一类问题。因为任何缩颈在扩大化发展后，必然导致塌孔。而产生这种情况的原因笔者认为存在如下几点：①、湿作业泥浆护壁性能差。没有重视泥土的选择。②、孔壁的扰动，指在成孔过程中钻头扰动或者钻进速度太快。③、地层复杂，容易塌陷。④、成孔后放置时间过长，孔壁难以承受周围土压而失衡。解决此问题，必须遵循成孔后在4小时之内放置钢筋笼，浇注混凝土。若时间达不到，或者有异常，都应该灌水保压。

7、避免堵管造成的质量缺陷——堵管因素：常常由于堵管后清理管内浪费时间，造成下部已经浇注的混凝土初凝，出现断桩夹渣等情况。而堵管则主要由以下几点造成：①、导管破漏，造成离析，干涩。②、初灌时，导管距离孔底太近。③、过程中，导管埋入混凝土面过深，当注入压力不能抵抗埋入深度压力时产生堵管。④、隔水栓使用不当。⑤、泵机泵路接通后，等待混凝土时间过长，泵管内不润湿所造成。⑥、混凝土自身性能差，和易性、塌落度不符合要求。

桩身质量问题——桩身强度低的因素。主要是①、由于混凝土自身性能差，如配合比、和易性、塌落度问题。②、水泥自身质量问题。③、搅拌时间不够或者过拌。

8、钢筋笼上浮因素：主要表现：①、下部已经浇注的混凝土初凝，此硬化面抬着钢筋笼上浮。②、孔底沉渣未清理干净，当混凝土面上升至钢筋笼底时，抬着钢筋笼上浮。③、泥浆护壁含砂量过大，砂层上浮至混凝土面，导致钢筋笼上浮。

9、桩身夹渣或者断桩因素：主要是：①、下部已经浇注的混凝土初凝，此硬化部分导致断桩。②、孔底沉渣未清理干净，导致夹渣。③、初灌时导管未被混凝土淹没。④、过程中，提升导管过猛，将其提出了浇注面。⑤、泥浆护壁含砂量过大，过程中散落至混凝土面。

10、桩顶混凝土强度不够因素：主要体现在：①、超灌高度不够，计算错误。②、浮浆太厚。③、孔内混凝土面判断错误。

五、致害因素关系呈现

导致灌注桩质量缺陷的致害因素众多，而每种因素的诱发又有各种不同的现实原因，正如因素的原因就是解决问题的对象所在。我们不难看出，对于引发很多因素的原因往往还会引发另外的因素，这部分的原因也就是“共同原因”。

例如：钻杆磨损可导致孔径偏差和垂直度偏差；地面不平整可以导致高程误差和垂直度偏差；混凝土初凝会导致钢筋笼上浮、桩身夹渣或者断桩；混凝土的自身性能差，如配合比、和易性、塌落度会导致堵管发生和桩身强度问题；浇注过程中导管的提、拔准确度会导致桩身夹渣或者断桩以及堵管等等问题。

意即，这种原因的存在，可能导致多种后果的出现，那么在施工中，对于这类原因的控制就显得尤为重要，是质量控制的重点环节——也称质量控制关键点。

笔者通过多年实践的经验和学识，对灌注桩进行了总体的认识和施工质量把关的论述和梳理，不仅仅停留于问题本身的解决，而且还为现代施工技术人员，对工法和工艺的全面把握和发散思维提供了新方向。

没有重视泥土的选择：泥浆护壁的土选择，应采用高塑性黏土或膨润土，并符合规范的相关参数，如PH值、黏度、含砂率、过滤性、相对密度等要求。不是什么土质都可以做泥浆护壁的。

参考文献

[1] 沈克仁等主编，地基与基础，北京：中国建筑工业出版社，1991，137-158。

[2] 丛培经主编，施工项目管理概论，北京：中国建筑工业出版社，1995，115-136。

[3] 丁士昭、尚丽萍主编，全国一级建造师（市政工程）执业资格考试，中国建筑工业出版社（第三版），58、313-319。

作者简介

肖东，男，大学本科，从事土木工程专业工作（现场施工技术管理）。