冲孔灌注桩的桩基缺陷分析

及防范措施

（刘杰   成都华川公路建设（集团）有限公司）

摘要：映秀至汶川高路公路是地震后规划设计的一条重要的生命通道。该项目地处山区，项目地形地质复杂，桥隧比例较大，根据设计，桥梁冲孔桩的数量多施工条件艰巨。如何保证冲孔桩的施工质量，确保桥梁结构安全，显得尤为重要。本文就山区桥梁冲孔桩施工缺陷分析及防范措施进行探讨，以便有效控制桩基施工质量。  

关键词 ：冲孔  缺陷分析   防范措施

引言  映秀至汶川高路公路是地震后规划设计的一条重要的生命通道，交通规划的西部大通道映秀至汶川公路的重要组成部分，是四川高速公路网中的主干线之一。该项目地处山区，项目地形地质复杂，桥隧比例较大。冲孔桩由于其占地较少、施工不需大型设备、施工简单方便、对地形要求不高，根据映汶路设计，桥梁冲孔桩的数量多施工条件艰巨。本文就桥梁冲孔桩施工缺陷进行分析，同时确定施工防范措施，供大家共勉。

一、桩基缺陷检测原理

桩基是桥梁的主要承载结构，其质量的好坏直接影响桥梁的使用功能和使用安全，如何确保桩基的安全性、耐久性和可靠性是施工桩基的重要因素。桩基缺陷分为两大类：一是桩基砼强度；二是桩基的完整性。桩基强度一般通过控制砼的配合比，采用一般方法都可以控制，常说的桩基缺陷主要是指桩基的完整性，本文重点从桩基完整性进行阐述。

目前高速公路桥梁桩基检测基本都采用声波透射法，其检测的基本原理为，由超声脉冲发射源向砼内发射高频弹性脉冲波，并用高精度的接收系统记录该脉冲波在砼内传播过程中表现的波动特性，当砼内存在不连续或破损界面时，缺陷面形成波阻抗界面。波到达该界面时产生波的透射和反射，使接收到的透射波能量明显降低；单砼内存在松散、蜂窝、孔洞等严重缺陷时，将产生波的散射和绕射；根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征，可以获得测区范围内砼的密实度情况，测试不同侧面、不同高度上的超声波特征，经过处理分析就能判别测区内砼存在缺陷的性质、大小及空间位置。最终以声速临界值、声速低限值、波幅临界值以及PSD判据等进行综合判定。一般将桩身完整性按四类划分：

I类桩：桩身完整；

II类桩：桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥；

III类桩：桩身明显缺陷，对桩身结构承载力有影响；

IV类桩：桩身存在严重缺陷。

二、桩基缺陷分布规律及原因分析：

山区高速公路，在冲孔桩施工经检查发现，存在很多II类桩，甚至出现III类桩，就映汶高速公路A5合同段现场前期完成40根桩基检测中（均处于河道上，采用冲击成孔）发现：

桩基缺陷类型分布表

1、出现检测管倾斜的原因：一是检测管管壁偏薄。容易变形，造成在钢筋笼安装过程中扭曲倾斜；二是检测管与钢筋笼焊接不牢，造成安装时焊缝脱落变形；三是由于在陡坎进行桩基施工，机械无法施工，桩基钢筋笼采用在孔口绑扎时，检测管安装困难，操作工人不重视，以及检查不到位造成。因为检测管倾斜，造成检测断面与实际理论计算出现差异。为保守起见，将检测结果进行降级评定。造成大多I类检测结果桩基在评定时定为II类桩基；

2、桩顶出现缺陷的原因分析：根据现场实际情况，桩顶出现缺陷的桩基，大都是露出地面部分和靠近地面线，主要原因是映汶路地区气候干燥，雨水较少，地面表层相当干燥。施工完成后，由于无桩基养护先例而未及时进行养护或者养护不规范，造成砼质量缺陷，三是顶部砼施作时，操作工人由于长时间工作，较疲惫，加之将完工，麻痹大意，振捣不规范造成顶部缺陷。

3、桩底出现缺陷的原因分析：一是由于地下水影响，浇注砼前未清除干净或者清除不彻底，造成混凝土离析，水灰比变大，强度降低；二是桩底残渣清理不彻底，与浇注的混凝土混杂，出现缺陷；三是浇注混凝土时孔导管筒悬挂过高（设计规范要求，导管在混凝土中埋置深度不得小于100cm） ,实际施作时操作工人为图方便，任意减小导管悬挂高度，造成混凝土离析；四是由于地形地势复杂，未精确计算埋设导管的深度，造成水压反而进入导管内，造成混凝土并未连续浇筑，造成混凝土在基底断桩(上面的III类桩)。

4、其他位置出现缺陷的原因分析：一般地，导管长度超过10 米时，导管内混凝土超压力大，导管埋置深度也大，发生缺陷少，导管长度小于10 米时，导管内混凝土超压力小，导管埋置深度也浅，容易发生桩身缺陷。实践证明，当导管口离孔内混凝土顶面高度小于６米时，此时导管内压力与外阻力平衡，导管内混凝土不可能自动下灌，而此时混凝土灌注速度较慢，埋管深度也很难保持正常，如果此时埋管深度小于2米，且导管口位于质量差混凝土以上，继续灌注以上混凝土，就会产生墩桩缺陷，所以说墩桩缺陷发生在６米以内的可能性较大。

三、缺陷预防措施：

控制桩基施工质量，应从以下几方面进行严格管理和控制；

1、加强砼质量的控制。首先加强原材料的管理和配合比的设计与验证，原材料重点控制骨料的级配这个薄弱环节，严把材料进场关，不合格的材料坚决不用。配合比设计应根据桩基不同的施工工艺和施工方法，配备相应的配合比以满足施工要求。第二是加强砼的拌制，要求严格按验证后的施工配合比进行投料，材料采用重量法计量，严禁采用体积法，严格控制砼的拌制时间，确保拌和出的砼均匀、工作度符合施工要求。第三是加强砼的运输管理，一方面加强拌和站的规划，尽量缩短砼的运输长度和运输时间，一方面加强运输方式的管理，一般桩基砼运输方式有砼输送泵、砼运输车、斗车、梭槽等几种方式，具体采用的运输方式应与地形地势和砼浇注方法相适应。采用砼输送泵时应注意管道的布置，防止因管道布置的不合理造成堵管，影响砼浇注，采用砼运输车应保证道路的畅通防止交通堵塞，影响砼的正常浇注，斗车只能短距离运输砼，同时必须保证斗车的密闭性，防止漏浆产生离析，采用梭槽时应注意梭槽的坡度和长度控制，太缓不利于砼流动，太陡需加设减速装置，减速装置的数量应根据梭槽的坡度和长度确定，确保砼不离析为原则。

2、加强桩基基底的处理。对钻孔桩应严格进行清孔，保证孔底沉淀层厚度不超过规范允许值，在下放钢筋笼后，浇注砼，应再次检测基底，应仔细清除基底残渣，对于采用干法浇注砼的还应清除积水。校正检测管道。 

3、加强砼浇注过程的质量控制。根据渗水量情况，分别采用水下灌注和干法灌注，采用水下灌注时应仔细测定导管的埋置深度，同时根据情况，对水量不够的桩基应及时补水，尽量加快砼的供应速度，保证砼浇注的连续性，尽快成桩，桩基浇注高度应比设计高度提高50~100cm，（根据情况清水桩采用较小值，混水桩采用较大值），以保证拨桩后顶部砼的密实。对于干法浇注砼，首先应严格控制串筒的悬挂高度，确保砼面与串筒高度不大于2米，防止串筒过高造成砼离析。选择有经验的操作工人进行振捣，严格按“快插慢提”，防止漏振和过振，影响砼的均质性。同时加强孔壁周围及基底裂隙水的清除，清除裂隙水应采用人工清除，必要时基坑内备用水泥，出现少量渗水时及时采用干灰吸食，但应保证干灰全部湿润，严禁直接在有泌水处插入振捣棒进行振捣，应在较高砼处振捣使生水上压，而不触及生水，防止生水进入砼内，造成离析，同时应尽量加快砼的浇注速度，尽快成桩。

4、加强砼的养护和检测管的保护。桩基浇注完后，应及时进行养护，养护期不少于7天，尤其是出露地面的桩基部分，应引起足够的重视，设专人负责养护工作。同时应加强检测管的保护，首先加强检测管的焊接质量，提高操作人员的责任心，防止检测管在吊装过程中脱落、偏斜，对于挖孔桩在浇注砼前，应再次对检测管进行检查，发现偏斜，及时校正，确保检测管的安设质量。

总之，在进行桩基施工时应加强管理，牢固树立“开工必优，一次成优”的观念，从源头上进行控制，严格监理程序、严格按规范施工，尤其是对孔内裂隙水的清除。通过规范合理的施工组织，是完全有可能、也有条件降低II类桩的比例，提高桩基质量的。

参考文献：

1基桩低应变动力检测规程[S]. 中国建筑工业出版社，1998

2公路桥涵地基基础设计规范[S]. 交通部公路规划设计院，1999

3映汶高速公路施工图设计文件

4公路桥梁施工技术规范。交通出版社，2000

作者简介；刘杰   1982年4月22日    毕业于西南交通大学