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钻孔灌注桩施工常见问题分析与防治

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摘要:在目前的建筑工程施工中,钻孔灌注桩是基础结构的主要形式,在承德地区主要采用端承桩,桩基础的施工大多在水下进行,作为一项重要的隐蔽工程,其成孔环节很多,若某一个施工工序处理不当,就可能造成质量事故,影响工程进度及质量,本文就冲击钻机成孔施工中的各施工环节质量控制进行论述。

钻孔灌注桩施工常见问题分析与防治

关键词:灌注桩施工;防治;问题分析

常见问题的分析及防治

1、钻孔过程中塌孔

塌孔的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的'水泡。出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加。

1.1塌孔的原因

(1)泥浆比重不够或其他泥浆指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮,护壁效果不好。

(2)由于掏渣后未及时补充水或泥浆,或河水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。

(3)护筒埋置太浅,下端孔口漏水坍塌或孔口附近地面收受水浸湿泡软,或钻机装置在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大塌孔。

(4)在松软砂层钻进,进尺太快。

(5)清孔后泥浆比重、粘度等指标降低,清孔时间过久或清孔后停顿时间过久。

1.2塌孔的预防和处理

(1)在松散粉砂土或流砂中钻进时,应选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆,或投入粘土掺片石、卵石,低锤冲击,使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。

(2)汛期水位变化过大时,应采取应采取升高护筒,增加水头等措施保证水头相对稳定。

(3)如发生孔内坍塌时,判明塌孔位置,回填砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物到塌孔处以上1―2米,如塌孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。

(4)严格控制冲程高度。

(5)清孔时应及时补水,保证钻孔内必要的水位高度,供水管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,以免冲刷孔壁。

2、钻孔偏斜

2.1 偏斜原因

(1)钻孔中遇有较大的孤石或探头石。

(2)在有倾斜度的软硬地层交界处、岩面倾斜处钻进,或者粒径大小悬殊的砂卵石中钻进,钻头受力不均。

(3)扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。

(4)钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷。

2.2 预防与处理

(1)安装钻机时要使底座水平,起重滑轮缘、钻头中心、护筒中心三者应在一条直线上,并经常检查校正。

(2)在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂砾石和黄土至偏斜处,待沉积密实后再继续钻进。偏斜严重的也可在开始偏斜处设置少量炸药(少于1公斤)爆破,然后用砂砾石回填至该位置以上1米左右,重新冲钻。

3、扩孔与缩孔

扩孔是孔壁坍塌造成的结果,各种钻孔方法均可能发生,若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加,若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按塌孔事故处理。

缩孔原因有两种:一种是钻头补焊不及时,严重磨耗的钻头钻出较设计桩径较小的孔,另一种是由于地层中有软缩土,遇水膨胀后使孔径缩小。可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。

4、缩径

4.1产生原因

(1)清孔不彻底,泥浆中含泥块较多,再加上终灌后拔管过快,引起桩顶周边夹泥,导致保护层厚度不足。

(2)孔中水头下降,对孔壁的静水压力减小,导致局部孔壁土层失稳坍落,造成混凝土桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿,成桩后形成瓶颈。

4.2防治措施

预防缩径的关键是控制泥浆比重,确保泥浆能保持孔壁平衡。

(1)使用直径合适的钻头成孔,根据地层变化调整不同的泥浆比重。

(2)成孔施工时应重视清孔,在清孔时要做到清渣而不清泥,预防清孔在灌混凝土的过程中局部坍塌,导致缩径的产生。

5、断桩

5.1产生的原因

(1)混凝土拌和物发生离析使桩身中断。

(2)灌注中,发生堵塞导管又未能处理好;或灌注中发生导管卡挂钢筋笼,埋导管,严重坍孔,而处理不好时,都会造成桩身严重夹泥,至使混凝土桩身中断的质量事故。

(3)灌注时间过长,首批混凝土已初凝,而后灌注的混凝土冲破顶层与泥浆相混;或导管水密性不好,未及时处理,均会在两层混凝土中产生夹泥现象。

5.2 防治措施

(1)导管要有足够的抗拉强度,能承受其自重和盛满混凝土的重量;内径应一致,且内壁须光滑无阻,组装后应有足够的垂直度;控制底管长度,一般不小于4m。

(2)导管在浇灌前要进行试拼,并做好水密性试验。

(3)严格控制导管埋深与拔管速度,导管不宜埋入混凝土过深,也不可过浅。及时测量混凝土面高度,防止导管拔空。

(4)混凝土拌和物和易性应良好,坍落度确保符合要求。

6、“烂桩头”

6.1 产生的原因

(1)清孔不彻底,桩顶浮浆过浓过厚,影响水下混凝土灌注时测量桩顶位置的精度。

(2)导管起拔速度过快,尤其是桩头直径过大时,如未经插捣,直接起拔导管,桩头很容易出现混凝土中间高、四周低的“烂桩头”。

(3)浇筑速度过快,导致孔壁局部坍塌,影响测量结果。

6.2 防治措施

(1)认真做好清孔工作,确保清孔完成后孔口没有泥块返出;当混凝土灌到设计桩顶与地面距离<4m时,通常可使用竹竿等物来试插混凝土面。

(2)灌注中,当孔口有较浓的泥浆或块流出时,可在孔内插一自来水管,用水稀释泥浆或冲散泥块,减小孔口压力,使混凝土好上翻,同时也便于量测混凝土面,防止短浇桩头。

7、灌注混凝土时坍孔

灌注水下混凝土过程中,发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,即为坍孔征兆。如用测锤探测混凝土面与原深度相差很多时,可确定为坍孔。