深层灌注桩桩顶冒浆情况分析及措施

杨伟华

【摘 要】结合某工程的土层分布与水文地质条件,评价了地下水对混凝土结构的腐蚀性,着重分析了影响该工程深层灌注桩桩顶冒浆的因素,并提出了灌注桩后续施工补强处理措施,从而确保桩身的质量.%Comnining with the soil distribution and hydrogeological conditions of an engineering,this paper evaluated the corrosion of groundwater to concrete structure,emphatically analyzed the emitting slurry factors influence of the engineering deep bored pile top,and put forward the following construction reinforcement treatment measures of bored pile,so as to ensure the quality of pile body. 【期刊名称】《山西建筑》 【年(卷),期】2017(043)013 【总页数】2页(P72-73)

【关键词】住宅楼;桩基;灌注桩;冒浆现象 【作 者】杨伟华

【作者单位】福建省九龙建设集团有限公司,福建 厦门 361008 【正文语种】中 文 【中图分类】TU473.14

某工程建筑面积172 973.23 m2(地下1层，建筑面积为39 774.23 m2)，由20幢16层单体住宅楼构成，工地三面临近河道，一面临近住宅区。基础设计为

承台桩基础加防水板，钻孔灌注桩，建筑桩基安全等级一级，设计桩长65 m，设计桩径分别为700 mm，800 mm，混凝土保护层厚度为50 mm，设计超灌长度1 m，抗拔桩钢筋笼设计长度为65 m，抗压桩44 m，桩身混凝土强度为C30，工程桩总桩数为2 010根，试桩30根。 2.1 土层分布情况

建筑场地地形平坦，地貌单一，场地原为农田，局部为塘河河湾，已经进行填方，地面标高为-1.35，-2.35，据勘察报告，分层描述如表1所示。 以上土层局部缺失，在场区的分布规律。 2.2 水文地质条件

1)潜水，勘察期间测得混合稳定地下水位埋深为0.39 m～1.76 m，高程2.21 m～4.08 m，地下水位年变化幅度约2 m～3 m，常水位可取3.5 m。

2)承压水，赋存于深部河流相冲积的④层中砂和⑧层圆砾、中砂、卵石中，根据邻近场地观测资料经验，承压水头为40 m～45 m，具强透水性和富含水性，钻探过程中有漏浆现象。 2.3 腐蚀性评价

钻孔内取3组地下水样化学分析，场地环境类型为Ⅱ类，地下水对混凝土结构无腐蚀性，对长期浸水条件下混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。 工程试桩施工时，发现部分桩混凝土浇筑后发生冒气泡离析的现象，气泡集中在桩心位置，冒泡时间持续1 h～4 h不等，也有部分未冒浆的桩，但在相隔5 m～6 m的位置施工的桩又有冒浆现象(见图1)，现场对冒泡现象非常重视，组织现场讨论会多方寻找原因。首先从施工工艺入手，严格控制灌注桩施工的每一道工序，边打边查，每个桩在细节上用不同的灌注方法摸索，但冒浆仍未减弱。后对混凝土质量进行调查，更换了5个厂家混凝土(包括其他工地施工灌注桩未冒泡的混凝土厂家)，同样都有发生灌注后冒浆现象。随后又对已打出来的桩进行检测确定桩身质

量，选取有冒泡的两根桩，分别在凿去2.5 m和3.0 m处进行了动测，检测质量结果一根桩为Ⅰ类，一根桩为Ⅱ类。

为了进一步确定冒浆是否对桩身质量的影响，现场对已试桩存在冒浆的桩头凿开，通过现场调查会议分析，初步确定为受地下气体影响，产生气泡，致使混凝土冒浆冒泡。会议决定了从四方面采取措施：1)勘察单位对原勘察记录重新核实，确定沼气部位及浓度；2)对凿开试桩桩头影响最严重的试桩进行钢制护筒配套深挖，深凿检查桩体质量问题和受影响程度(当时已经挖到4 m左右，又向下深凿了1.5 m，结果是混凝土质量从观感上有明显好转)；3)后续施工的桩，检查若发现有类似现象的做好记录；4)试桩桩头检查对桩身混凝土质量有较大影响时要暂停施工，通报质监部门，邀请有关专家处理。

从凿开的15根试桩的情况分析，一般在桩头的2.0 m～3.0 m的位置桩体混凝土比较完整，强度也能达到要求；但是其中两根桩的问题比较严重，试桩5号和抗拔17号。为查明原因，确保工程质量，决定暂停桩基施工从五方面着手处理：1)联系检测单位，对曾冒浆有代表性的桩选两个进行取芯检查桩体混凝土完整性，并对不同深度的混凝土强度试压，取芯深度暂定10 m(见图2)。2)检查混凝土受影响部位。3)选择两个冒气最密集的位置由勘察院钻孔检查地下气体量和部位。4)化验检测施工用水和桩体冒出的泥水，查其是否有对混凝土产生有害物质。5)对混凝土厂的配合比及粉煤灰，缓凝剂进行材料复检，是否有化学反应成分。

经过将近两周的努力：1)取芯钻探完成并经勘察测绘院研究院提供了取芯检测报告。2)钻孔取芯桩中心位置混凝土空隙有由下往上的通道形成，具体原因不明，有待请专家进一步分析。3)施工用水化验结果：没有发现对混凝土的有害物质，阳离子有钠、钾、钙、镁、氨、铁成分正常，阴离子有氯、硫酸根、碳酸氢根、碳酸根属正常，pH值为8.0。4)桩体冒出的泥水检测报告，没有异常。5)粉煤灰和缓凝 剂经过当地工业实验室试验也没有发现异常。6)在随后浇捣的围护桩中，对混凝土中不

掺加粉煤灰和其他任何外加剂进行试验，结果灌注后还是发生冒浆现象。 从以上几种情况分析：可以排除施工用水和混凝土存在问题，根据水样化验和所冒出的泥浆化验结果表明，施工用水不存在氢氧根(OH-)，而桩孔中所冒出的泥浆水中有大量的氢氧根(OH-)。随后请专家分析，怀疑土层中含有铝或与混凝土起化学反应的其他成分，提出选择有代表性的冒浆位置作取土试验，取土从桩顶标高-1.500 m处，每3 m一次，经对地基土取样进行铝等金属含量分析，结果指标含量正常，于是做出3个决定：

1)尽快进行试桩的静荷试验，结果静载实验五根，均合格。

2)后续围护桩商品混凝土强度采用C30,与中心区相同混凝土桩未冒浆的进行现场对比，结果还是冒浆。

3)设计单位认为对原取芯试压混凝土强度不具有代表性，决定对17号桩再往下取芯10 m进行试压，检验上次混凝土强度报告的准确性，另处新选择有代表性的2根桩(曾冒浆的)，取芯至桩顶标高以下20 m，确定了当时已通过500 kN静载试压的11号桩和取消试桩的4号进行20 m取芯观检试压，施压结果符合要求。 随后请建设局技术处，勘察院、建设设计院总工来现场对混凝土灌注桩冒水泡的问题进行分析、论证认为与施工工艺有关，另外地勘报告中地面以下40多米处有承压水，在导管插拔过程中，在桩混凝土中形成毛细渗水通道而引起冒水泡的现象(这办法通过现场多次试验，冒浆现象还是没有改变)，还认为随着打桩进度的推进，地下承压水压力有所释放，桩混凝土冒水泡的现象会逐渐消失。因工地西南面侧某工地正在进行预应力管桩的施工，怀疑其破坏了土的孔隙水压力平衡，产生了淤泥空隙水压力效应使本工地受到影响产生桩混凝土灌注后冒水泡的现象。故：1)钻20 m深应力释放孔，孔内灌砂卵石，然后验证是否会冒水，结果冒水不是很明显，冒气泡约40 min。2)在一灌注桩成孔后，放入沿桩长贯通的钢护筒，然后浇混凝土验证是否还冒水，结果没有冒水，也没有冒气泡。

通过以上的多次专题会议分析论证和现场试验及施工工艺多次改进试验，基本可以确定冒浆原因是地下承压水和孔隙水的压力效应，在灌注混凝土过程中导管反复插拔导致孔壁形成毛细渗水通道汇集在导管壁边而形成冒水泡的现象，从24个桩头凿开的情况和对试桩静载试验数据表明，冒浆不是很严重的桩2.5 m以下混凝土质量影响不大，可进行桩基施工，但施工过程中应加强对混凝土坍落度、水灰比控制，严格按灌注桩施工技术要求进行施工，加大超灌量。因地质条件复杂无法直观地下情况，虽桩静载实验合格，但混凝土取芯强度个别部位低，混凝土离散性大，易对灌注桩使用耐久性产生影响，经充分讨论决定采取以下措施对灌注桩后续施工进行补强处理：

1)工程桩混凝土由C30变更为C35； 2)桩顶混凝土超灌量增加到2.5 m； 3)工程桩桩径增加50 mm；

4)如混凝土桩施工过程中冒水泡减轻至消失(打桩逐步释放孔隙水压力)，恢复原设计施工。

深层灌注桩桩顶冒浆的影响因素有很多，且地质情况复杂多变不能直观，通过本工程实践对深层灌注桩桩顶冒浆问题，首先应从改善施工工艺着手，然后再从地下气体、土质及水质、混凝土成分、地下承压水情况进行试验分析，并用动测结合静载检测桩身质量及承载力，采取相应的措施或设计变更进行处理补强，确保桩身质量。