1、浅析冲钻孔混凝土灌注桩承载力偏低原因摘要：冲钻孔灌注桩是工程中常用的基础形式，其成桩质量对于建构筑物工程安全有着重要作用。本文简要分析某工程冲孔灌注桩施工过程中桩承载力偏低原因。 关键字：灌注桩承载力偏低 原因分析 中图分类号： U443 文献标识码： A 冲钻孔混凝土灌注桩(以下称灌注桩)具有单桩承载力高、适应性强等优势，在我国工程建设中得到广泛应用。同时，由于其施工在水下进行，而在施工过程难以观察，且影响质量的因素也较多。因此，在施工过程中，通过对各环节的施工控制达到对保证工程质量的目的。针对灌注桩施工过程中出现的质量问题进行分析，并就这些问题提出解决办法，对于提高施工质量、保证施工进度具
2、有积极作用。某工程为 32 层的商住楼，基础为混凝土灌注桩。桩基础开工时间为 2004 年 9 月，于次年 5 月完成。其中，167#桩单桩静载试验于 2005 年 7 月份完成，根据检测报告显示，该桩由于沉降过大，按规范确定的极限承载力仅为 6600KN，达不到设计要求。 为确保工程质量和安全，参建方多次召开专题会，分析原因，并且每次会后都辅以必要的检测手段。经过分析、讨论和总结，对可能造成该桩沉降值超限的原因逐一论证或排除，具体分析如下： 一、该桩检测结果及可能原因 1、静载检测结果 根据检测报告，该桩最大加载为 8000KN，终止试验时沉降为 78mm，根据规范取沉降为 60mm 时所对
3、应的极限承载力为 6600KN。竖向荷载沉降(Qs)曲线表现为：每一级加载时能达到稳定；除初始加载的 12 级荷载外，各级荷载加载时的沉降量近于相等，即(Qs)曲线接近于直线；各级荷载下的沉降时间对数(s-lgt)曲线近于相互平行的直线。 2、抽芯检测结果 根据抽芯检测报告揭示：该桩抽芯桩底标高与施工记录描述的桩底标高仅相差 2.0cm，在允许误差范围内，证明该桩已达到设计和超前钻资料要求深度；桩底岩样为 1m 的软弱层；往下为中风化泥质砂岩；桩身混凝土连续、完整，桩身混凝土质量达到设计要求。 3、根据工程经验并结合本工程具体情况，造成该桩承载力偏低的原因是桩底存在软弱层，有可能由以下方面引起
4、： 、该桩成孔后桩底泥浆长时间浸泡，造成持力层软化； 、超前钻孔内积水浸泡，造成持力层软化； 、该桩成孔后塌孔形成软弱层； 、超前钻资料不准，使该桩在软弱层内终孔； 、桩底沉渣； 、桩底存在成片的软弱层，桩底全断面位于软弱层中； 、桩底岩层突变，使桩底部分位于软弱层上，部分位于中风化岩上； 二、分析与判断 以下是对上述原因存在可能性的分析。 1、该桩成孔后桩底泥浆长时间浸泡，造成持力层软化； 经查该桩施工记录，选择桩成孔后桩底泥浆长时间浸泡情况相近的桩进行对比，以分析对桩端持力层的影响。 表 1、164#、167#、173#、176#桩主要施工过程对比 桩号 钻进 工艺 开孔时间 入岩时间 终
5、孔时间 开始浇注砼时间 终孔后停置时间 （小时） 抽芯结果 静载结果 岩内钻进时间 164# 钻孔 1 月 26 日 1 月 27 日 12：45 1 月 28 日 21：13 时 1 月29 日 15：20 18 小时 7 分钟 桩底无软弱层 20 小时 15 分钟 167# 冲孔 12 月 14 日 12 月 17 日 14：00 12 月 18 日 10：00 12 月19 日 17：35 31 小时 35 分 桩底有软弱层 承载力偏低 13 小时 173# 冲孔 11 月 12 日 11 月 14 日 9：00 11 月 14 日 14：00 11 月15 日 9：40 19 小时 4
6、0 分 桩底无软弱层 5 小时 176# 冲孔 10 月 29 日 10 月 30 日 9：30 10 月 31 日 18：30 11 月1 日 21：55 27 小时 25 分 桩底无软弱层 承载力达到要求 22 小时 从表 1 的对比资料可以看出，176桩在终孔以后停置时间与该桩相近，但 176桩桩端持力层并未出现软弱层，而影响该桩的承载力。 2、超前钻钻孔积水长时间浸泡，造成持力层软化； 经查该桩超前钻资料，选择超前钻钻孔积水时间相近进行对比，以分析对桩端持力层的影响。 表 2、164#、167#、173、176#桩超前钻钻孔孔内积水时间对比 桩号 钻进 工艺 超前钻成 孔时间 桩开孔
7、时间 超前钻成孔到桩开孔时间（天） 开始浇注砼时间 超前钻成孔到开始浇注砼时间（天） 抽芯结果 静载 结果 164# 钻孔 12 月 12 日 1 月 26 日 43 1 月 29 日 15：20 46 桩底无软弱层 167# 冲孔 11 月 4 日 12 月 14 日 40 12 月 19 日 17：35 45 桩底有软弱层 承载力 偏低 173# 冲孔 10 月 21 日 11 月 12 日 22 11 月 15 日 9：40 25 桩底入中风化岩 176# 冲孔 10 月 18 日 10 月 29 日 11 11 月 1 日 21：55 14 桩底无软弱层 承载力达到要求 从表 2 的对
8、比资料可以看出，164#桩在超前钻成孔以后停置时间与该桩相近或更长，但 164#桩桩端持力层并未出现软弱层，而影响该桩的承载力。 3、该桩成孔后塌孔形成软弱层； 一般桩底因塌孔后形成软弱层时，其结果是：该桩底达到设计标高终孔后，施工桩底标高与抽芯检测所揭示的桩底标高不同，二者差值即为塌孔形成的软弱层厚度。 根据该桩各种资料揭示的桩底标高对比，施工过程按超前钻资料指示进入了指定持力层，且抽芯检测揭示的桩底标高与施工时的桩底标高基本一致（-28.98m） ，相差 2.0cm，在误差允许范围内。因此，该桩桩底软弱层非塌孔所至。 4、超前钻资料不准，使该桩在软弱层内终孔； 为验证超前钻资料准确性，在该
9、桩附近补做了两个验证孔，经对比验证，超前钻孔与验证孔所揭示的地层基本一致，中、强风化岩面标高相差分别为 10cm 和 20cm，均未发现软弱层，表明超前钻是符合要求的。 5、桩底沉渣 一般桩底因沉渣形成软弱层时，其结果是：施工桩底标高与抽芯检测所揭示的桩底标高不同，二者差值即为沉渣厚度，根据施工记录和抽芯资料，该桩沉渣厚度为 3cm，满足规范要求。此外，从抽芯现场岩样和资料照片所显示的岩芯来看，该软弱层芯样与本场地岩层状态一致，不会是沉渣。 6、桩底存在成片的软弱层，桩底全断面位于软弱层中； 从第 4 点看出，超前钻和验证孔都未发现中风化岩中有软弱层，因此，该桩桩底不会存在成片的软弱层。 从该
10、桩 Qs 曲线来看，若桩底存在成片的软弱层，Qs 曲线应有明显的陡降段，且每级加载时的沉降量会更大。 7、桩底岩层突变，使桩底部分位于软弱层上，部分位于中风化岩上；由于超前钻孔截面积与桩身截面积相比，仅 1.29%，如桩底岩层在超前钻钻孔外突变，则超前钻资料无法反映； 从第 6 点原因分析中可见，桩底只可能部分位于软弱层上，部分位于中风化岩上。 从其检测中桩底传力特征看，桩底部分位于软弱层上，部分位于中风化岩时，桩底压力主要由中风化岩承担，但由于中风化岩截面过少，在桩底压力下逐渐与软弱层共同压密，使静载试验虽能实现分级加载稳定，但沉降量与其他全端面支撑于中风化岩石上的桩比偏大，这与静载检测 Q
11、s 曲线特征相一致。 本工程共施工钻孔近 300 个，约有 10%的钻孔揭示有软弱层，且大部分有软弱层的钻孔，其相邻钻孔并未出现夹层或夹层出现深度不同，因此，这种小范围的软弱层出现在该桩底的某个部位而未被超前钻揭示是有可能出现的。 该桩抽芯孔、超前钻孔和验证孔共同证明，该桩桩底部分位于软弱层上，部分位于中风化岩上，这表明该桩桩底局部存在地质突变。 三、结论 综上所述，在可能影响该桩承载力的诸多因素中，仅桩底岩层突变导致桩端部分支承于中风化岩上、部分支承于软弱层时，从而导致桩基检测时沉降值超限，才可能出现检测时分级加载后稳定及 Q- s 曲线所揭示的现象，而其它因素均不可能符合。类似该桩情况属于个别现象,并不具有普遍性。
