螺旋挤土灌注桩顶混凝土冒水泡现象的原因分析及防治措施

螺旋挤土灌注桩顶混凝土冒水泡现象的原

因分析及防治措施

【作者】丁吉臣；丁鹏超；赵倩；

【机构】威海建设集团股份有限公司；

【摘要】螺旋挤土灌注桩在当前桩基础施工中广泛应用,其成孔及灌注过程多数情况下是在水位以下进行的,由于混凝土凝结过程中,水、气、土等存在压力平衡的时效性,施工过程无法直接观察,比较容易出现桩身缩颈、桩顶冒水泡、混凝土强度不足等质量问题。更多还原

【关键词】混凝土桩顶冒水泡；原因分析；防治措施；

引言

建筑规模的日益扩大对基础工程的承载力提出了更高的要求，螺旋挤土灌注桩具有施

工简单、速度快、承载力大等优点已被广泛用于高层建筑、桥梁等基础中，因桩基础施工工期较短，地质条件复杂，不能及早的发现桩身混凝土质量问题，由于施工过程中桩顶混凝土冒水泡的原因，导致部分桩顶缩颈、蜂窝麻面、使桩身承载能力下降，因此，本文针对该问题进行了分析，找出原因并研究和探索防治措施，进行了探讨。

一、桩顶冒水泡的原因分析

1、水下混凝土灌注过程中，混凝土进入导管速度过快，过猛，排气不充分，部分空气闷在导管内混凝土中，在桩身内形成高压气包，其自身浮力或导管起拔等外力的作用下，在混凝土内不断上升，并携带部分遗留在气包的水往上冒。

2、水下混凝土灌注和钢筋笼反插过程中，导管和传力杆提升过快，沿导管或导杆周边出现浆体集中通道，随混凝土骨料自重下沉的自密实过程，多余的浆体随集中通道上返，使得桩头冒浆冒水。

3、混凝土配合比当中石子粒径大于20mm，级配不合理，坍落度超过220mm，胶凝材料用量少于300㎏/m3，混凝土处于离析状态。

加上不透水地层的影响，多余的水分扩散不到周边地层，向桩顶冒水泡。

4、对于挤土工艺而言，在透水、透气性差的地层成孔过程中，随钻具挤压，易形成孔隙压力水，混凝土灌注后，压力、水气、桩周围土压回弹，与混凝土的自重相互平衡过程中，会导致水气沿桩体上升。

5、钻杆提升的速度太快，大于1～2.5m／min的上提速度旋转上提，并没有与混凝土泵送量相匹配。

6、泵管布置不合理，管路太长，弯管太多，使输送泵的出口压力减小，或混凝土的泵送不连续，发生了间断的现象存在，使导管内产生气包。

7、地质资料相关数据掌握不全，浇筑混凝土时未有应对措施，浇筑混凝土时相互配合不当，如：提钻速度与混凝土浇筑速度不匹配。

以下为施工现场螺旋挤土灌注桩顶混凝土冒水泡图：

二、防治措施

1、调垂直钻杆，检查出浆口的阀门是否正常，关好阀门。

2、混凝土泵送符合《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T 10-2011）的有关规定，泵送是重要环节，施工时必须经常检查。

3、混凝土配合比当中粗骨料最大粒径5-20mm，针片状颗粒含量不宜大于10%，严格控制坍落度，180-220mm。

砂率宜为35％～45％，胶凝材料用量不宜小于300kg／ｍ３。

4、螺旋挤土灌注桩施工记录中应详细记录每根桩的：桩号、桩径、桩长、下钻时间、提钻时间、混凝土泵送量、收钻时电流。

5、下钻时动力电流的大小反映了土体对钻具产生的摩阻力，因此能表明该施工地段每一层的实质情况，这些数据应记录、保留，为柱身质量提供信息。

6、在提钻的同时，采用混凝土泵将拌制好的混凝土或砂浆泵送入桩管内，边泵压边提钻至地面后停机。

7、保持钻杆顶端气阀开启自如，防止混凝土中积气，造成桩顶混凝土含气泡。

8、灌注管路避免过大变径和弯折，尽量减少弯管，使输送泵的出口压力增大，确保混凝土泵送连续，使导管内不产生气包，每次拆卸导管都必须清洗干净，加强施工管理，保证前后的配合紧密，及时发现和解决问题。

9、成桩过程中，严禁间歇式泵料，可采取配备储料罐等措施，避免中途停机，尤其要避免在沙土和黏土层内停机。

10、严禁先拔管后泵料，适当放慢提钻速度，应保持在1～2.5m／min的上提速度旋转上提，并须与混凝土泵送量相匹配。当钻尖距地表1.5米左右时可以停止混凝土压灌，并由钻具的混凝土芯管中剩余混凝土继续进行桩孔灌注，桩顶混凝土超灌高度不宜小于300mm。

11、采取加大混凝土泵量的措施，保证钻杆内在0.1m3以上的泵料，且钻杆孔内混合料高度始终高于钻杆底出料口。

结论：

(1)由于工程地质条件的限制，应根据工程的不同特点、不同的地质条件、不同的桩基位置、不同的混凝土配合比及骨料含量等因素决定，因此在桩基础施工中，应详细分析地质报告中的条件，严格控制桩基础施工工艺，及混凝土泵送施工技术规程，在施工过程中应多试验、多积累施工经验，找出相应的原因，制定相应的控制措施，从而减少桩顶冒水泡的事故发生。

(2)从小应变或抽芯，观察桩身质量及产生原因、部位、与地质条件、施工工艺、操作要点等。更加细致的对照，以便查找原因增加补救措施，解决混凝土强度不足等质量问题，桩基工程均应严格按照相应的技术规程施工，确保桩身混凝土质量，达到设计要求。

参考文献：

[1] 螺旋挤土灌注桩技术规程，DBJ14-091-2012，山东省住房和城乡建设厅，2013-02-01.

[2] 混凝土泵送施工技术规程，JGJ/T10-2011,中国建筑工业出版社，2012-3-1.

[3] 普通混凝土配合比设计规程，JGJ55-2011,中国建筑工业出版社，2011-12-01