泥浆护壁钻孔灌注桩基础工程中灌注质量的控制

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1、钻（冲）孔灌注桩灌注施工质量控制桩基础工程中，灌注桩正越来越多地应用于工程中。灌注桩的施工是一项技术十分强的施工技术，又是属于隐蔽工程。近年来泥浆护壁钻孔灌注桩工程单桩灌注量有的已高达到400多立方混凝土，在施工过程中，特别是灌注施工，施工中如发生质量问题将产生严重的后果和巨大经济损失。本文将从水下灌注施工中易出现的质量问题，谈一谈如何进行控制和避免。泥浆护壁钻孔灌注桩在成孔、清孔、沉碴、钢筋笼制安、混凝土质量均满足规范和设计要求的前提下，灌注施工中如不注意极易产生桩身出现蜂窝、夹土、混浆、断桩、露筋和堵管、

2、卡管、埋管质量事故。要控制这些质量事故不发生，就要知道产生这些质量事故的根本原因，才能谈如何避免不出现。一、导管的选择1、导管质量的好坏将直接影响到桩身质量或者根本就无法灌注成桩，其各项指标均要满足规范要求。假如导管连接起来不垂直，混凝土在导管内流动受阻易产生堵管，还有导管不垂直极易碰撞孔壁致使孔壁塌落造成桩身夹泥，还可能产生导管卡住无法灌注成桩。另外导管密封性不好将造成桩身混浆。2、导管内径选择也影响到桩身质量。导管内径应和桩径相匹配（导管内径为1/4~1/6桩径），如小直径桩采用灌注大直径桩使用的导管，由

3、于导管和钢筋笼之间间隙较小，导管将会碰撞钢筋笼，导管上下活动受阻，这样会产生卡管事故。大直径桩采用内径小的导管灌注也会出问题。现在我们根据动力学基本方程，取混凝土面上导管内高度为h的砼受力分析(见示意图1)可以计算出此h高度的混凝土下滑加速度:F=F1+F4-F2-F3(1)6F1=(H-h)×γ1×∏×d²÷4(2)F2=L×γ2×∏×d²÷4(3)F3=N×f=((H²-(H-h)²)×γ1÷2×∏×d×f=（2H-h）×h×γ1÷2×∏×d×f(4)F4=mg=∏×d²÷4×h×γ1(5)F=ma(6)

4、由(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)可以推出混凝土下滑加速度a=｛1+(H-h)/h-(L×γ2)/(h×γ1)-2f×(2H-h)/d)｝×g(7)令h=H得:a=｛1－(L×γ2)/(H×γ1)－2f×H/d｝×g(8)以上各式中：F1－上部混凝土对h段混凝土的压力；F2－高度为L泥浆对h段混凝土的压力；F3－导管内壁对h段混凝土的摩阻力；F4、N－h段混凝土的重力和混凝土对h段导管内壁压力；H、L－导管内混凝土高度和桩孔内混凝土面深度；γ1、γ2－分别是混凝土重度和泥浆重度；m、g－分别是h

5、段混凝土的质量和重力加速度；d、f－分别是导管内径和导管内壁的摩擦系数。从(8)式可以看出在其他条件不变时导管内砼加速度随导管内径增大而增大,如果大直径桩采用小内径导管灌注:(1)在剪球时相同时间内从导管底口流出的砼质量、速度就小于采用大直径导管灌注从导管底口流出的砼质量、速度。而冲击能量与速度、质量有关，速度、质量越小产生冲击能量就小，对孔底冲击力就小。流出的砼速度慢，剪球后埋管达到0.8m以上所需时间就长,同时由于流出的砼质量小对孔底产生的冲击力也就小,不能对孔底残余沉渣排除,再加上时间长,即使冲起部分沉

6、渣会再次沉下去和砼混合产生混浆，这样会对端承桩的桩端砼质量产生严重影响。（2）在灌注过程中由于从导管底口流出的砼不能产生较大的冲击能量，6也就不能产生较大冲击力使砼有足够的能力向四周挤压扩散，会造成桩身的摩阻力严重降低，特别是对摩擦桩会造成桩承载力达不到要求。同时由于从导管底口流出的砼质量、速度小，必然灌注时间就会长，先灌注的混凝土就会初凝，使灌注混凝土更慢，严重的会无法继续灌注下去，从而影响桩身质量。（3）灌注桩顶部位时，孔内泥浆重度增大同时桩顶部位钢筋笼有加密段,混凝土上升和向桩四周扩散阻力更大，如采用小

7、直径导管灌注，由于从导管底口流出的砼不能产生较大的冲击力使砼有足够的能力向四周挤压扩散，混凝土无发把钢筋笼与孔壁之间的较大重度泥浆排出，造成桩顶部位桩径不够大和露筋。二、灌注初储量灌注初储量在规范里有明确规定。在灌注时如果初储量不足将会造成桩底处混凝土和泥浆混在一起产生混浆，对桩承载力产生影响，特别是对端承桩端承力产生较大影响。现在灌注大都采用车载混凝土，由于车载混凝土一般有五方以上的储量，有的认为灌注时不需要一次储够量，而是采用剪球后由混凝车继续注入混凝土。但是这样操作稍有不慎将产生孔底严重混浆，影响桩身质

8、量。产生这种情况的原因是由于剪球后料斗内混凝土在克服导管内壁阻力和泥浆压力后，混凝土下沉速度会越来越快，而从混凝车内补给量又不能满足混凝土连续上，这样就会产生一次到达孔底混凝土量不足，特别对大直径端承桩底处桩身质量会产生严重影响。三、灌注1、灌注时导管的位置导管在灌注时要始终保持在桩中心位置，在剪球时如导管偏向一边将会产6生不顺，特别是在桩孔超深（60米以上）时易发生下部导管某段处产生真空，在泥浆压