浅谈复杂地质条件下钢筋砼夯扩灌注桩施工中几种问题的处理

浅谈复杂地质条件下钢筋砼夯扩灌注桩施工中几种问题的处理

【摘 要】本文结合长庆银川基地具体工程概况，介绍了复杂地质条件下钢筋砼夯扩灌注桩施工中常出现的问题和处理方法，以期达到抛砖引玉的效果。

【关键词】复杂地质；夯扩桩； 问题

钢筋砼夯扩灌注桩，随着其技术的日渐成熟，在地基处理方面，尤其是在存在软弱液化层的银川地区，以其简单的施工技术和工艺要求，快捷的施工速度，低廉的造价，满意的处理效果，越来越倍受人们的青睐。但因地质情况的不确定性和不可预见性，决定了地基处理的复杂性。现就银川地区特有地质情况下，结合长庆银川基地五区和六区的工程情况，对钢筋砼夯扩灌注桩施工中常遇到的问题及处理方法总结如下，以供大家共同探讨。

1、工程地质概况：

长庆银川基地位于银川东效三公里处，场地地貌单元隶属黄河冲积平原Ⅰ级阶地，场地土主要分层如下：

1.1、素填土：层厚1.5～3.5m，以粉质粘土、粉土为主，含少量石子，植物根系等物。承载力特征值fak=85kp。

1.2、泥炭质土：层厚0.80～2.30m，主要包含物为未分解的植物残渣、腐植质等。承载力特征值fak=70KPa。

1.3、粉土：层厚约0.5～3.3m，松散～中密，承载力特征值fak=140KPa。

1.4、粉、细砂：层厚1.0～3.0m，饱和，松散～中密，承载力特征值fak=125kpa。

1.5、粉质粘土：层厚1.0～4.0m，上部为软塑～可塑，下部为可塑～硬塑，承载力特征值fak=170KPa。

1.6、粉、细、砂：密度自上而下呈增趋势，8m以上为稍密～中密密实，8.00～10.00m为中密～密实，10.00m以下为密实状态。该场区选定该层为持力层（8～10m fk=210kpa）。

2、夯扩灌注桩原理：

钢筋混凝土夯扩灌注桩是一种刚性桩基础，按其承载性状分类，其分为端承桩和摩擦桩两种，其中又包括端承摩擦桩和摩擦端承桩。银川地区根据特有的地质情况主要采用端承摩擦桩。其主要原理是使用外力挤压在地基土中成孔后灌注混凝土成桩。其具体施工工艺如下：

2.1、利用外力夯击成孔。

2.2、拨出内管投入桩大头部分砼。

2.3、重新夯击成桩大头部分。

2.4、拨出内管投入桩身部分砼及钢筋笼。

2.5、拨出外管振动成桩，具体见图一～图六。

3、施工中常出现的问题：

根据数年现场施工的经验，常见质量问题主要有以下几个方面：

3.1、施工桩位移超标；

3.2、砼质量缺陷；

3.3、桩成孔贯入度不够；

3.4、桩垂直度超标；

3.5、桩扩大头制作不到位；

3.6、钢筋笼标高误差超标；

3.7、成孔后桩位出水；

3.8、成桩缩径；

4、处理办法：

针对以上易出现问题，结合现场实际情况，提出处理办法如下：

4.1、施工桩位超标。建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202—2002要求，套管成孔灌注桩单排桩位移不应大于7cm。所以必须加强桩位移的控制，具体要处理好以下两个方面：

4.1.1做好桩点的布设。桩点的布设要选在晴天、无风的情况下进行，要先布设及验收外大角控制点和贯通纵轴点，然后以已完成点为已知点，布设其余桩位点，复验中按此顺序以相反的方向进行复核，以减小系统误差。布设的桩位用一定长度（一般25cm）的钢筋嵌入地下标记或用灰桩标记。

4.1.2应注意做好现场桩位点的保护，尤其要避免重型机械的碾压，以减少

桩位的偏差。

4.2、砼质量的缺陷。砼质量的缺陷主要为塌落度超标、砼搅拌不匀和计量不准确。因为成桩过程中采用两种塌落度的砼（大头部分3～4cm，桩身部分8～12cm）。对于不同塌落度的砼，用水量要根据现场砂石的含水量进行调整。同时存在大头料和桩身料类别混淆的现象，这就要求现场要形成砼质量控制的多个环节：①搅拌机手控制；②砼运输工控制；③砼上料工控制；④专职质检员抽检。以上四个环节，每环都对砼的质量有否决权。

4.3、桩成孔贯入度不够。贯入度的控制一般即为桩长的控制。贯入度达不到设计要求的情况有三种：第一种情况是施工过程中对贯入度的控制不严（3cm/10锤，锤重2.5t），达不到设计要求；第二种情况是地层存在一定厚度的粘土层，在沉管过程中发生反弹现象，造成贯入度较难达到；第三种情况是地层复杂，持力层过深或深浅不一，桩管的长度难以控制，从而增加了贯入度控制的难度。针对以上情况，主要从以下三个方面控制：一是提高操作人员素质，严格程序，在桩外管上顶端附近每隔3cm做标记一道，连续标记30～50cm，以肉眼观察进行控制。二是仔细研究地质报告和现场具体情况，与设计单位联系，正确选择持力层。三是当持力层过深贯入度达不到要求时，采用先在桩底部夯碎石，使其达到贯入度后再做桩大头、成桩。如银川基地Y2-5#楼，在施工至总桩数的一半时，地基出现异常情况，当成孔至14.2m时（原设计桩长8.5m），贯入度还不能达到要求，同时又出现承压水，经与设计人员和现场人员研究，及时调整方案，减小桩管长度至9.5m，扩大桩径至377，在桩的底部夯填碎石，制造人工持力层，使贯入度达到要求后成桩，处理效果经检测均达到了满意的效果。

4.4、桩的垂直度超标。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002要求，桩的垂直度偏差应不大于1%，实际控制方法为桩管就位后用磁力线锤和直尺从两个相互垂直的方向测量其垂直度，同时测量桩架的垂直度，满足要求后再开始沉管，沉管2～3m后，再一次测量桩管的垂直度，并且进行校正，满足要求后方可成桩。4.5、桩的扩大头制作不到位。端承桩的承载力主要来自扩大头的承载力，多层住宅一般设计桩扩大头为直径600、高度600的圆柱体，但在不均匀地质情况下，砼受夯击后总是向着地基软弱的方向挤压，这就极易形成扩大头偏心和尺寸不够等情况，影响桩的承载力。避免此种情况的措施主要有三：①是控制大头料的塌落度，一般控制在3cm以内，以达到垂直挤压的目的。②是控制大头料粗骨料的粒径，一般控制在5～8cm以内，以达到快速夯击成形。③是控制大头料的总用量，分次按多夯少投料的原则，以使桩大头达到均匀成型以最接近于设计模型。例如在燕欣园工程中就采用了此种方法，成功解决了在没有试桩的前提下使工程桩的设计承载力特征值提高了10t，单桩极限承载力达120t以上。

4.6、钢筋笼标高误差超标。钢筋笼顶标高的控制，是钢筋砼夯扩灌注桩施工中又一个需注意的问题，钢筋笼顶标高的误差超标将会导致桩顶钢筋在承台梁中的锚固长度不够和焊接钢筋等一系列问题，造成工期的延长和资源的浪费。正确控制钢筋笼顶标高的方法为：按照设计标高在场地四周设置标高桩，随时校验钢筋笼顶的标高，同时，根据经验确定的充盈系数正确计算投料量，以控制钢筋

笼顶的标高。

4.7、成孔后桩管位出水。银川地区地下水位较高，桩体一般是在水下成型，有时亦可能遇到承压水。处理方法有二：①在成孔前用废水泥袋装0.02～0.03m3左右的碎石，垫在桩位，再进行沉管成孔，可以达到封水的作用。②当夯击成孔后如桩管中出水，则在原孔中夯填0.2～0.3m3碎石或加少量干水泥封水，如果上述①、②步骤封水不成功，则重复进行步骤②，直至风水成功。

4.8、桩出现缩径。桩的缩径现象主要是由于地基存在的软弱层引起的。成桩时，由于桩管的拔出形成孔隙，同时桩机的重力造成桩孔周围软弱土层对桩孔的挤压形成桩体的缩径。通常的预防方法为：①适当控制桩身砼的塌落度，一般为8～10cm。②成桩时严格控制提管速度，使其控制在1.0m/分钟，同时在拔外管过程中用内管压住砼，以使其部分或全部抵消桩周软弱土的侧压力，以使桩体砼充分充盈，以满足设计桩径的要求。

5、结束语

随着技术的日趋成熟和经验的积累，钢筋砼夯扩灌注桩在银川地区越来越被更多的人们接受，同时也有越来越多的技术难题等着更多的人们去关注、解决，愿建筑事业腾飞。