灌注桩成桩过程中常见问题

由于灌注桩是非排土桩，桩周土所受的扰动与排土桩完全不同。排土桩将土体向外挤压，桩周土被挤密。而灌注桩成孔后，孔周附近土体中的应力被部分消除，孔壁土体向孔内移动，但在灌注混凝土之后，又会将土体向外挤压，减小了先前由于应力解除产生的效应。相对而言，灌注桩对周围土体的扰动程度要比排土桩小得多。

灌注桩的成桩是在工程现场进行的，不能直接观察和准确控制成桩过程，所以施工中出现的问题比较多。下面对几种主要情况进行讨论。

1.桩身混凝土质量问题

混凝土强度低主要有两个方面原因∶一是原材料质量不合格，例如水泥质量不合格或超过有效期、砂石含泥量高、砂子太细、碎石风化严重等；二是未严格执行混凝土配合比。桩头混凝土质量低劣是普遍存在的问题。目前使用的灌注水下混凝土的导管法是利用导管内混凝土柱的压力灌注的，混凝土靠自重压密，在接近地面时，超压降低，导管埋深减小，致使在桩头附近混凝土所受的自重压力下降。同时，顶部混凝土始终与泥浆和沉渣接触，易混入杂质。在施工过程中，由于管理不善造成混凝土原材料级配差、拌制质量差、计算不准等，是造成混凝土离析的重要原因。另外，由于导管轻度漏水，某段地层透水性强，灌入的混凝土在初凝之前因地下水流动冲刷带走泥浆等，也会导致离析事故。

2.桩身断裂、夹泥和缩颈

灌注桩中与打入桩中发生的断裂不同。灌柱桩在某一桩段，泥砂混入混凝土中形成了一泥砂层或局部泥砂层。导致断裂常见的原因有以下几种∶

1）混凝土流动性差，导管埋深浅，继续灌注的混凝土冲破表层上升，将混有泥浆的表层压入混凝土中，致使桩身中形成软弱泥层。

2）导管提升过猛，如导管提离混凝土面，则易形成断桩或缩颈。

3）测深不准确，错误判断混凝土面高度，使导管提离混凝土面。

4）中途停止灌注时间过长。由于突然事故，如停电、混凝土卡管或导管严重漏水等，混凝土灌注停顿时间过长，不得不将导管抽出。

3.泥浆套的影响

在钻孔灌注桩成桩过程中，为了防止孔壁坍塌，可以利用泥浆或清水维持一定的水头高度，用产生的静水压力来保护孔壁。桩周土对泥浆的吸附作用、钻头下冲压力、高速旋转引起的离心力、水力梯度产生的渗透动水压力等因素，致使泥浆附着在孔壁上形成所谓的泥浆套（或称泥皮）。泥浆套的厚度与泥浆的性质、成孔延续时间、供浆是采用正循环还是反循环、清孔方法等因素密切相关。现场观测表明，泥浆套厚度可达10~20mm。它的出现改变了桩土之间接触面的性质。李作勤指出，桩土间可能存在四种滑动面∶混凝土与泥浆套之间的接触面，泥浆套本身中的滑动面，泥浆套与土层之间的接触面和土层中的滑动面。滑动往往发生在这些部位中强度最低的地方。泥浆套过厚将会降低桩的摩阻力。

4.桩底沉渣

桩底沉渣对桩端阻力的发挥有着重要影响。吕福庆等给出的在武汉市的工程实例表明，主要是桩底沉渣厚度过大导致10根嵌岩桩中7根桩的沉降量超过了40mm。因此对于清理桩底沉渣必须予以充分的重视。关于清孔质量标准，国家标准GBJ202-83规定∶灌注混凝土之前，对于以摩阻力为主的桩，桩底沉渣厚度不得大于300mm；对于以端承力为主的桩，桩底沉渣厚度不得大于100mm。

不仅要清除掉桩底沉渣，在灌注混凝土之前，还必须清除掉桩底的过量积水，否则将会造成桩尖混凝土的离析。

5.嵌岩桩的一些问题

在基岩埋深不大的情况下，将灌注桩穿过全部覆盖层嵌入基岩中，这种桩称为嵌岩灌注桩。对于这类桩，除了前面提到的沉渣问题之外，还需注意以下几个问题∶

1）为保证桩基的稳定，要求桩端嵌埋入岩体一定的深度。国家《建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）》规定，桩周边嵌岩最小深度应大于0.5m，以确保桩端与岩体面接触。

2）如基岩面不是水平的，桩底就不能放置在基岩斜面上，必须开挖一平底槽，将桩身嵌入到该槽中，以防止桩身沿基岩坡面下滑。

3）大直径嵌岩桩往往是承受较大荷载的柱下单桩。为确保其可靠性，应对桩底下面一定深度的岩体性状有足够的了解，对于岩溶地区尤其如此。《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）对这一深度确定为桩底直径的3倍。可以利用钻孔或声波法探测孔底基岩中是否存在溶洞和断裂层等。