某钻孔灌注桩工程桩身缺陷原因浅析.doc

某钻孔灌注桩工程桩身缺陷及原因浅析
一、工程概况
某工程共包括2栋高层建筑，为框剪结构，基础设计为钻孔灌注桩，共设计80条桩，有效桩长为27～35m，桩端嵌入强风化花岗岩，桩身混凝土设计强度等级为C25。
桩基施工所遇地层情况自上而下依次为：人工填土（厚2.30～5.0m）、埋藏植物层（厚0.4～0.7m）、淤泥质中砂（厚0.8～1.8m）、粗砾砂（厚1.7～5.9m）、粘土（厚0.8～3.4m）、淤泥质粉质粘土（厚0.6～2.8m）、砾砂混粘性土（厚0.7～3.8m）、砾质粉质粘土（厚8.2～20.0m）、全风化粗粒花岗岩（厚2.5～5.7m）和强风化粗粒花岗岩（厚2.0～3.0m）。
本工程采用回转钻机泥浆护壁钻进成孔，采用预拌商品混凝土水下灌注的施工工艺，成桩后对桩基采用超声波和抽芯分别进行了检测。
二、桩身检测情况
（一）超声波无损检测
本工程选择了39条桩预埋3根超声波检测管（3根管固定在钢筋笼内，成120°均匀分布），成桩后采用超声波无损动测检测技术对桩身混凝土质量进行检测，检测结果如下表所示。
超声波检测结果汇总表
桩分类性状桩身完整性描述数量占检测桩百分比Ⅰ类完整桩桩身各测向各测点均无异常。2358.97%Ⅱ类一般缺陷桩桩身个别测向局部测点异常，但缺陷体积分布相对较小，性质不严重，局部缺陷的存在对整桩承载力影响较小。1230.77%Ⅲ类明显缺陷桩桩身大多测向在同深度测点异常，缺陷的分布较大，但缺陷性质不是太严重，缺陷的存在对缺陷断面强度有较大影响。410.26%Ⅳ类严重缺陷桩桩身所有测向在同深度测点异常，缺陷的性质又很严重，如破碎及夹泥告等。00（二）抽芯检测
本工程对所有80条桩进行了抽芯检测，而且对部分存在缺陷桩每桩抽了2～3个孔，共计80条桩抽芯117个孔。依据抽芯钻进情况，抽取的混凝土芯样外观及选样试验结果等资料综合分析，对80条桩之桩身混凝土完整性、混凝土强度、桩底持力层岩性及桩底沉渣等分别进行了评述。
1、桩身混凝土完整性
抽芯检测混凝土完整性汇总表
桩分类桩身完整性描述数量占检测桩百分比A类桩身完整，无影响基桩承载力的缺陷。3948.75%B类桩身有轻微缺陷，对基桩承载力有轻微影响。1721.25%C类桩身有较严重缺陷，对基桩承载力有较大影响，应核实单桩承载力。2430.00%D类桩身存在断裂、夹层等严重缺陷，必须进行处理。002、桩身混凝土强度、桩底持力层岩性及沉渣厚度
按所抽取桩芯长度自上而下均匀分布原则每桩选取10段完整芯样，切片（高径比为1：1）进行饱水单轴抗压强度试验，结果表明桩身混凝土强度满足要求。
抽芯检测时所有80条桩均要求钻入基岩1.0m以上，从抽取的桩底基岩反映，均满足设计持力层为强风化岩的要求。抽芯钻探同时揭露，80根桩桩芯混凝土与桩底基岩之间结合情况良好，均无明显沉渣，满足规范验收要求。
三、桩身缺陷情况分析
对超声波检测中的Ⅲ类（全部判定为C类桩）和抽芯检测中的C类缺陷桩进行分析，可以得出如下结果。
1、缺陷桩中包括所有5种桩径的灌注桩，缺陷桩占该桩总桩数的比例为25.00%～37.50%。具体如下图所示：

2、从混凝土的灌注时间分析，除6月份施工的7条桩没有缺陷外，其他时间施工的灌注桩均有缺陷，而且缺陷桩在当月所施工桩基中所占比例呈逐月上升的趋势，其中10月份施工的12条桩中有6条桩有不同程度的缺陷，占同期施工总桩数的50%。每月施工桩数及缺陷桩情况见下图。

3、对芯样缺陷深度进行分析，有66.67%的桩缺陷集中在0～13.0m之间。在0～7.0m范围内，1.1m、3.1m和5.1m出现了3个高峰值；同时越接近桩头缺陷出现的频率越高。13.5～17.0m之间有部分缺陷，20.0m以下则仅发现1处缺陷。
4、混凝土芯样缺陷均表现为蜂窝状或沟槽状缺陷，主要为局部粗骨料剥落或半剥落，水泥浆流失形成深5～30mm，宽5～40mm（个别达70mm）的沟槽，极个别芯样部分区段为纯水泥砂浆，混凝土强度较低。
5、同一条桩在同一截面缺陷仅分布在局部位置。综合分析抽芯及超声波检测情况，桩中心部位混凝土缺陷严重，其余部位缺陷则明显减少。对所有C类桩均抽取了2～3孔对芯样检查。结果表明：中心部位芯样存在较严重缺陷的桩，当抽芯孔距桩中心1/4d（d为桩身直径）时，有12条桩没有发现缺陷。所有芯样中没有发现整个桩身断面出现蜂窝或孔洞的情况。
四、桩身混凝土缺陷原因浅析
根据检测反映的桩身混凝土缺陷情况，通过调查和分析原始记录，推断造成钻孔灌注桩桩身混凝土缺陷的原因主要有以下几个方面。
（一）混凝土的质量问题
1、混凝土生产线陈旧，生产的混凝土质量差异性较大
该工程在施工过程中使用预拌商品混凝土，但由于混凝土搅拌站所使用的生产线较为陈旧，在混凝土的生产过程中经常出现生产线故障无法正常供应的情况