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摘要：本文结合实际工程阐述了冲孔灌注桩桩身常见的夹泥、强度低、离析、桩头缺陷等质量缺陷及其处理方案，并对桩身质量缺陷原因进行分析。
关键词：冲孔灌注桩质量缺陷分析处理
Abstract: this paper expounds the practical engineering punching perfusion pile body common clay, low strength, with segregation, defects of pile and its processing quality defects such as presented, and pile quality defect reason is analyzed.
Keywords: punch filling pile quality defects analysis
中图分类号：TU473.1+4 文献标识码：A文章编号：
1前言
冲孔灌注桩是高层建筑、桥梁工程常见的基础形式，应用很广泛。但由于灌注砼在水下隐蔽作业，质量影响因素多,施工控制难度大，在施工过程基本顺利的情况下，钻芯法检测中经常发现桩身砼存在离析等质量缺陷。
某工程（下称本工程）C30冲孔灌注桩基础，端承摩擦桩，商品砼，混凝土泵灌注，桩长为15~38米，桩径Φ800（165根）/Φ1000（4根）/Φ1200（18根），共187根，施工过程基本正常。低应变全数检测Ⅱ类桩24根，Ⅲ类桩2根。钻芯法检测84根桩，桩身完整性Ⅲ、Ⅳ类桩27根，强度低于C30的桩39根，桩身存在夹泥、强度低、离析和桩头缺陷等常见质量缺陷。
2桩身质量缺陷
2.1 夹泥
在灌注水下砼过程中，经常发生泥块、泥浆或泥浆与水泥砂浆混合物混入桩身砼，导致桩身夹泥，桩截面受损，严重的使桩身中断，形成断桩。夹泥的常见原因有：
（1）泥浆过稠，灌注砼阻力大，造成灌注困难，只能提取导管上下振击，管内存有的大量砼，一旦流出，冲力很大，冲破孔内砼顶面将泥浆包入桩内。
（2）灌注过程中，导管提升量过大而露出砼面，底口涌入泥浆形成夹泥。
（3）砼初凝时间太短，或灌注时间太长，使孔内上表面砼已初凝，阻碍新浇砼上升，上下活动导管会导致新浇砼冲破表面初凝砼形成夹泥。
（4）砼首灌量不够，造成初灌后埋管深度太小或导管没有进入砼。
（5）导管埋深过小 ,管内砼容易将孔内砼顶面冲翻 ,导致砼夹泥。
（6）泥浆中含有泥块，由于体积较大，容重较大，上升过程容易受钢筋笼或不规则孔壁的阻碍而被周围的砼卷入滞留在砼中。
本工程有4根桩芯样夹1块长30mm~100mm的泥块或泥芯，夹泥不含砂、石等杂物，没有泥浆与砼混合现象，夹泥周边砼胶结正常。其中有3根直径1.2m的桩钻两孔抽芯，夹泥现象只在一孔出现，这4根桩的低应变检测为Ⅰ、Ⅱ类桩，低应变Ⅱ类桩的缺陷位置与夹泥位置不同。可以判定泥块占桩身截面较小，没有形成断桩也没有泥浆混入，以上的第1到5点夹泥原因都会导致泥浆混入砼，严重的造成断桩，所以导致本工程桩夹泥的原因是清孔不干净，泥浆中含较大的泥块，或者灌注砼过程中孔壁泥块坍落，泥块上翻受阻而滞留在砼中形成夹泥。
2.2 强度低
本工程有39根桩强度低于C30，强度在C20以下8根桩，取样芯样均有缺陷（有蜂窝沟槽或呈水泥砂浆胶结）；强度在C20~C30之间31根桩，10根桩取样芯样有缺陷，21根取样芯样正常胶结。经分析，强度低的原因有两个：①砼离析。由于砼离析导致芯样出现蜂窝沟槽或水泥砂浆胶结，按规范要求对缺陷位置进行了取样，缺陷芯样强度低。②砼本身强度低。正常胶结的取样芯样强度低于C30有21根桩（最低23.6Mpa），低强度芯样取样位置没有规律，说明砼本身强度存在偏低，水下砼属自密实砼，强度低的主要原因是砼配合比不当或水泥质量不良。
2.3 离析
离析的砼骨料分离、分层、和易性差，造成桩身砼蜂窝麻面、松散、骨料不均匀、胶结差、强度低等，桩身砼离析的常见原因有：
（1）砼配制不合理（配合比不当、水泥或粉煤灰质量不良）。骨料级配不当、骨料质量波动、用水量过大、外加剂掺量过大都会引起离析。水泥中的细度、含碱量、存放时间等多种因素影响砼拌合物性能。目前市场上粉煤灰质量波动很大，优质粉煤灰很少，增加了砼质量控制难度，也会造成砼离析。
（2）砼搅拌不均匀，运输时间过长导致比重大的粗骨料下沉，都会造成离析。
（3）导管漏水。由于长期使用，导管经常出现焊接裂缝、锈蚀穿孔，导致灌注过程导管进水，使水泥与骨料之间发生分离。在拔管拆装时，接头处卡入砂粒或垫圈密封性差，使导管连接部位漏水，形成局部离析。
（4）导管初置高度过高。初灌时导管底口高度过高，使第一斗砼出管后被泥浆过度冲刷，砂浆与骨料明显分离，造成离析。
（5）导管提动操作不当。导管的提动频率或幅度过大时，在导管经过的地方，砼扰动大产生离析。
（6）地下水影响。地下含水层的水头压力过大，地下水便可能突破孔壁，渗透入未凝結的砼中，造成砼离析。
（7）施工过程加水。由于采用泵送灌注，当泵送不顺时，工人私自加水导致混凝土离析。
本工程桩离析现象比较多，有17根桩因离析桩身完整性被判定为Ⅲ类，6根桩被判定为Ⅳ类。芯样出现蜂窝、沟槽、松散、无胶结、呈水泥砂浆胶结或半边水泥砂浆胶结，有的桩出现上述多种现象。
针对以上几种原因，本工程桩砼离析原因分析如下：
（1）从上面强度低的原因分析可知砼存在配合比不当或水泥质量不良的情况。
（2）砼搅拌站离工地很近，运到现场一般不超过半个小时，排除运输时间过长的原因；商品砼经过搅拌站搅拌、砼搅拌车长距离运输的不断转动、到工地卸料前加速运转1~2分钟再反转卸料，这些措施使商品砼搅拌不均匀很难发生。
（3）除个别桩头缺陷外（另外分析，见2.4），离析芯样没有发现泥浆与砼混合现象，部分表面有蜂窝沟槽但总体较完整的芯样打断后发现芯样中间有小孔洞或填满酥松的水泥砂浆，没有泥浆痕迹，这些现象表明泥浆没有混入砼，导管漏水和导管初置高度过高都会导致泥浆混入，所以排除这两个原因。
（4）根据地勘资料，场地地下水很少，桩身范围都是隔水层或相对隔水层，其含水性和透水性均差，基本不含水，地下水主要来源于大气降水，故排除地下水影响。
（5）本工程有30根桩钻芯孔钻断钢筋甚至在桩底以上钻出桩体外，除有一根桩在钻断箍筋位置有一小段小孔洞外，其他钻断钢筋和钻出桩外的位置砼胶结完好。本工程以Φ800桩为主，按规范Φ800桩钻心孔离桩中心10~15cm，Φ1000/1200桩钻心孔离桩中心15~30cm，导管直径25cm，钻芯孔正好在导管周边或离管边很近，表明靠桩身外圈的砼比导管周边砼胶结好，离析现象主要集中在导管周边及其附近，导管漏水的原因上面已排除，所以离析与导管提动操作不当有关。
综上所述，本工程桩离析的主要原因有砼配制不合理（配合比不当、水泥或粉煤灰质量不良）、导管提动操作不当（提动频率或幅度过大）和施工过程加水。
2.4 桩头缺陷
本工程有3根桩桩头出现夹泥、酥松、强度低等常见桩头缺陷，缺陷主要原因是：（1）砼超灌高度不够，桩顶浮浆太多或混入泥浆，导致桩头夹泥、酥松、密实度不够。（2）砼坍落度大或和易性差，在凝固过程中粗骨料下沉，桩顶碎石少，砼强度不够。
3质量缺陷处理
桩身质量缺陷处理方案要求安全可靠、经济合理、施工期短、程序合规，本工程采取以下方法处理。
3.1 确定方案
为了验证桩的实际承载能力，对缺陷最严重的3根桩（强度低于C20，芯样有连续蜂窝、松散、水泥砂浆胶结等。）进行静载检测，检测结果满足要求。结合静载结果，本工程只处理钻芯法桩身完整性Ⅲ、Ⅳ类桩，Ⅰ、Ⅱ类桩中强度低的桩（最低23.6Mpa），经验算满足使用要求，不做处理。
3.2 接桩法
对桩身上部3.5m内（离作业面约4.5m）出现严重缺陷的桩，采用接桩法处理，共处理7根缺陷桩：人工开挖桩周土，用风镐破除缺陷桩头至正常砼面，凿除过程要注意保护主筋；统一用直径1.2m钢护筒做C20砼护壁；按原设计焊接修复钢筋笼；灌注高一级的C35砼至桩顶标高。缺陷在桩身上部1.0m内（离作业面约2.0m）的单桩，直接把单桩承台加厚到破除后的正常桩顶。
3.3 联合承台法
缺陷部位较深，不能采用接桩法处理，与其他正常桩相邻较近的严重缺陷桩，增设承台大梁或扩大承台与相邻正常桩组成联合承台，一起承受荷载，共处理2根缺陷桩。
3.4 补桩法
难以采用接桩法和联合承台法处理的严重缺陷桩，采用补桩法处理。新加桩仍采用冲孔灌注桩，通过加大承台把新加桩与原桩组成联合承台。缺陷桩为单桩承台的，在两侧补2根Φ800桩，双桩以上承台补1根Φ800桩，共处理7根缺陷桩。
3.5 高压灌浆法
采用接桩法、联合承台法和补桩法处理前，要先对钻芯孔高压灌浆，未采用前述方法处理的剩余Ⅲ、Ⅳ类桩，对钻芯孔加筋高压灌浆处理。
高压灌浆前，先对钻芯孔进行清孔，安放好注浆管。用灌浆泵注入水泥浆液，浆液采用42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.5~0.8，初始灌浆压力控制在0.2~0.5Mpa。灌浆遵循浆液先稀后浓，压力先小后大的原则，灌浆压力达1.2Mpa即定灌稳压10min。灌浆完成后，Φ25灌浆镀锌管留在钻芯孔中（作为对钻芯孔强度受损的一种补偿），干硬性水泥砂浆封孔。
加筋高压灌浆处理的缺陷桩有11根，在钻芯孔内安装416通长钢筋后高压灌浆，以增加桩基承载力。
4结语
（1）冲孔灌注桩桩身质量缺陷的影响因素多，施工控制与检查比较困难，出现缺陷的原因分析也很难，往往是可能的原因很多，但准确的原因很难确定，一般是多种原因综合作用结果。
（2）在工程实践中，处理桩身质量缺陷的方法很多，无论采用哪种方法，都要考虑施工水平、现场条件、工期造价等多方面因素，综合考虑处理效果，制定有效可行经济的处理措施。
［參考文献］
［1］ 《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)
［2］ 朱奎 《桩基质量事故分析与对策》 中国建筑工业出版社 2010年
［3］ 梁官考等 《钢筋砼钻孔灌注桩缺陷桩头处理实例》 探矿工程 2006年
关键词：冲孔灌注桩质量缺陷分析处理
Abstract: this paper expounds the practical engineering punching perfusion pile body common clay, low strength, with segregation, defects of pile and its processing quality defects such as presented, and pile quality defect reason is analyzed.
Keywords: punch filling pile quality defects analysis
中图分类号：TU473.1+4 文献标识码：A文章编号：
1前言
冲孔灌注桩是高层建筑、桥梁工程常见的基础形式，应用很广泛。但由于灌注砼在水下隐蔽作业，质量影响因素多,施工控制难度大，在施工过程基本顺利的情况下，钻芯法检测中经常发现桩身砼存在离析等质量缺陷。
某工程（下称本工程）C30冲孔灌注桩基础，端承摩擦桩，商品砼，混凝土泵灌注，桩长为15~38米，桩径Φ800（165根）/Φ1000（4根）/Φ1200（18根），共187根，施工过程基本正常。低应变全数检测Ⅱ类桩24根，Ⅲ类桩2根。钻芯法检测84根桩，桩身完整性Ⅲ、Ⅳ类桩27根，强度低于C30的桩39根，桩身存在夹泥、强度低、离析和桩头缺陷等常见质量缺陷。
2桩身质量缺陷
2.1 夹泥
在灌注水下砼过程中，经常发生泥块、泥浆或泥浆与水泥砂浆混合物混入桩身砼，导致桩身夹泥，桩截面受损，严重的使桩身中断，形成断桩。夹泥的常见原因有：
（1）泥浆过稠，灌注砼阻力大，造成灌注困难，只能提取导管上下振击，管内存有的大量砼，一旦流出，冲力很大，冲破孔内砼顶面将泥浆包入桩内。
（2）灌注过程中，导管提升量过大而露出砼面，底口涌入泥浆形成夹泥。
（3）砼初凝时间太短，或灌注时间太长，使孔内上表面砼已初凝，阻碍新浇砼上升，上下活动导管会导致新浇砼冲破表面初凝砼形成夹泥。
（4）砼首灌量不够，造成初灌后埋管深度太小或导管没有进入砼。
（5）导管埋深过小 ,管内砼容易将孔内砼顶面冲翻 ,导致砼夹泥。
（6）泥浆中含有泥块，由于体积较大，容重较大，上升过程容易受钢筋笼或不规则孔壁的阻碍而被周围的砼卷入滞留在砼中。
本工程有4根桩芯样夹1块长30mm~100mm的泥块或泥芯，夹泥不含砂、石等杂物，没有泥浆与砼混合现象，夹泥周边砼胶结正常。其中有3根直径1.2m的桩钻两孔抽芯，夹泥现象只在一孔出现，这4根桩的低应变检测为Ⅰ、Ⅱ类桩，低应变Ⅱ类桩的缺陷位置与夹泥位置不同。可以判定泥块占桩身截面较小，没有形成断桩也没有泥浆混入，以上的第1到5点夹泥原因都会导致泥浆混入砼，严重的造成断桩，所以导致本工程桩夹泥的原因是清孔不干净，泥浆中含较大的泥块，或者灌注砼过程中孔壁泥块坍落，泥块上翻受阻而滞留在砼中形成夹泥。
2.2 强度低
本工程有39根桩强度低于C30，强度在C20以下8根桩，取样芯样均有缺陷（有蜂窝沟槽或呈水泥砂浆胶结）；强度在C20~C30之间31根桩，10根桩取样芯样有缺陷，21根取样芯样正常胶结。经分析，强度低的原因有两个：①砼离析。由于砼离析导致芯样出现蜂窝沟槽或水泥砂浆胶结，按规范要求对缺陷位置进行了取样，缺陷芯样强度低。②砼本身强度低。正常胶结的取样芯样强度低于C30有21根桩（最低23.6Mpa），低强度芯样取样位置没有规律，说明砼本身强度存在偏低，水下砼属自密实砼，强度低的主要原因是砼配合比不当或水泥质量不良。
2.3 离析
离析的砼骨料分离、分层、和易性差，造成桩身砼蜂窝麻面、松散、骨料不均匀、胶结差、强度低等，桩身砼离析的常见原因有：
（1）砼配制不合理（配合比不当、水泥或粉煤灰质量不良）。骨料级配不当、骨料质量波动、用水量过大、外加剂掺量过大都会引起离析。水泥中的细度、含碱量、存放时间等多种因素影响砼拌合物性能。目前市场上粉煤灰质量波动很大，优质粉煤灰很少，增加了砼质量控制难度，也会造成砼离析。
（2）砼搅拌不均匀，运输时间过长导致比重大的粗骨料下沉，都会造成离析。
（3）导管漏水。由于长期使用，导管经常出现焊接裂缝、锈蚀穿孔，导致灌注过程导管进水，使水泥与骨料之间发生分离。在拔管拆装时，接头处卡入砂粒或垫圈密封性差，使导管连接部位漏水，形成局部离析。
（4）导管初置高度过高。初灌时导管底口高度过高，使第一斗砼出管后被泥浆过度冲刷，砂浆与骨料明显分离，造成离析。
（5）导管提动操作不当。导管的提动频率或幅度过大时，在导管经过的地方，砼扰动大产生离析。
（6）地下水影响。地下含水层的水头压力过大，地下水便可能突破孔壁，渗透入未凝結的砼中，造成砼离析。
（7）施工过程加水。由于采用泵送灌注，当泵送不顺时，工人私自加水导致混凝土离析。
本工程桩离析现象比较多，有17根桩因离析桩身完整性被判定为Ⅲ类，6根桩被判定为Ⅳ类。芯样出现蜂窝、沟槽、松散、无胶结、呈水泥砂浆胶结或半边水泥砂浆胶结，有的桩出现上述多种现象。
针对以上几种原因，本工程桩砼离析原因分析如下：
（1）从上面强度低的原因分析可知砼存在配合比不当或水泥质量不良的情况。
（2）砼搅拌站离工地很近，运到现场一般不超过半个小时，排除运输时间过长的原因；商品砼经过搅拌站搅拌、砼搅拌车长距离运输的不断转动、到工地卸料前加速运转1~2分钟再反转卸料，这些措施使商品砼搅拌不均匀很难发生。
（3）除个别桩头缺陷外（另外分析，见2.4），离析芯样没有发现泥浆与砼混合现象，部分表面有蜂窝沟槽但总体较完整的芯样打断后发现芯样中间有小孔洞或填满酥松的水泥砂浆，没有泥浆痕迹，这些现象表明泥浆没有混入砼，导管漏水和导管初置高度过高都会导致泥浆混入，所以排除这两个原因。
（4）根据地勘资料，场地地下水很少，桩身范围都是隔水层或相对隔水层，其含水性和透水性均差，基本不含水，地下水主要来源于大气降水，故排除地下水影响。
（5）本工程有30根桩钻芯孔钻断钢筋甚至在桩底以上钻出桩体外，除有一根桩在钻断箍筋位置有一小段小孔洞外，其他钻断钢筋和钻出桩外的位置砼胶结完好。本工程以Φ800桩为主，按规范Φ800桩钻心孔离桩中心10~15cm，Φ1000/1200桩钻心孔离桩中心15~30cm，导管直径25cm，钻芯孔正好在导管周边或离管边很近，表明靠桩身外圈的砼比导管周边砼胶结好，离析现象主要集中在导管周边及其附近，导管漏水的原因上面已排除，所以离析与导管提动操作不当有关。
综上所述，本工程桩离析的主要原因有砼配制不合理（配合比不当、水泥或粉煤灰质量不良）、导管提动操作不当（提动频率或幅度过大）和施工过程加水。
2.4 桩头缺陷
本工程有3根桩桩头出现夹泥、酥松、强度低等常见桩头缺陷，缺陷主要原因是：（1）砼超灌高度不够，桩顶浮浆太多或混入泥浆，导致桩头夹泥、酥松、密实度不够。（2）砼坍落度大或和易性差，在凝固过程中粗骨料下沉，桩顶碎石少，砼强度不够。
3质量缺陷处理
桩身质量缺陷处理方案要求安全可靠、经济合理、施工期短、程序合规，本工程采取以下方法处理。
3.1 确定方案
为了验证桩的实际承载能力，对缺陷最严重的3根桩（强度低于C20，芯样有连续蜂窝、松散、水泥砂浆胶结等。）进行静载检测，检测结果满足要求。结合静载结果，本工程只处理钻芯法桩身完整性Ⅲ、Ⅳ类桩，Ⅰ、Ⅱ类桩中强度低的桩（最低23.6Mpa），经验算满足使用要求，不做处理。
3.2 接桩法
对桩身上部3.5m内（离作业面约4.5m）出现严重缺陷的桩，采用接桩法处理，共处理7根缺陷桩：人工开挖桩周土，用风镐破除缺陷桩头至正常砼面，凿除过程要注意保护主筋；统一用直径1.2m钢护筒做C20砼护壁；按原设计焊接修复钢筋笼；灌注高一级的C35砼至桩顶标高。缺陷在桩身上部1.0m内（离作业面约2.0m）的单桩，直接把单桩承台加厚到破除后的正常桩顶。
3.3 联合承台法
缺陷部位较深，不能采用接桩法处理，与其他正常桩相邻较近的严重缺陷桩，增设承台大梁或扩大承台与相邻正常桩组成联合承台，一起承受荷载，共处理2根缺陷桩。
3.4 补桩法
难以采用接桩法和联合承台法处理的严重缺陷桩，采用补桩法处理。新加桩仍采用冲孔灌注桩，通过加大承台把新加桩与原桩组成联合承台。缺陷桩为单桩承台的，在两侧补2根Φ800桩，双桩以上承台补1根Φ800桩，共处理7根缺陷桩。
3.5 高压灌浆法
采用接桩法、联合承台法和补桩法处理前，要先对钻芯孔高压灌浆，未采用前述方法处理的剩余Ⅲ、Ⅳ类桩，对钻芯孔加筋高压灌浆处理。
高压灌浆前，先对钻芯孔进行清孔，安放好注浆管。用灌浆泵注入水泥浆液，浆液采用42.5R普通硅酸盐水泥，水灰比0.5~0.8，初始灌浆压力控制在0.2~0.5Mpa。灌浆遵循浆液先稀后浓，压力先小后大的原则，灌浆压力达1.2Mpa即定灌稳压10min。灌浆完成后，Φ25灌浆镀锌管留在钻芯孔中（作为对钻芯孔强度受损的一种补偿），干硬性水泥砂浆封孔。
加筋高压灌浆处理的缺陷桩有11根，在钻芯孔内安装416通长钢筋后高压灌浆，以增加桩基承载力。
4结语
（1）冲孔灌注桩桩身质量缺陷的影响因素多，施工控制与检查比较困难，出现缺陷的原因分析也很难，往往是可能的原因很多，但准确的原因很难确定，一般是多种原因综合作用结果。
（2）在工程实践中，处理桩身质量缺陷的方法很多，无论采用哪种方法，都要考虑施工水平、现场条件、工期造价等多方面因素，综合考虑处理效果，制定有效可行经济的处理措施。
［參考文献］
［1］ 《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)
［2］ 朱奎 《桩基质量事故分析与对策》 中国建筑工业出版社 2010年
［3］ 梁官考等 《钢筋砼钻孔灌注桩缺陷桩头处理实例》 探矿工程 2006年