钻孔灌注桩常见问题分析及防治
摘要:本文就影响钻孔灌注桩施工常见问题进行分析,并根据本人多年从事钻孔灌注桩施工积累的经验,提出一些桩基施工相关问题的防治措施。
关键词:钻孔灌注桩;原因分析;防治措施
钻孔灌注桩在房屋建筑、地基处理及桥梁基础中都得到了广泛的应用,具有施工简单易操作、施工速度快、占地少、对不同地质条件的适应性较好、承载力大等优点。但由于钻孔灌注桩的施工大部分是地下工程,其施工过程无法观察,成桩后验收困难,因此施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的进度和质量,甚至造成巨大经济损失。为此必须加强钻孔灌注桩施工过程中各环节的施工质量管理。
一、护筒冒水
1、原因:①埋设护筒的周围土不密实;②护筒水位差太大;③钻头起落时碰撞。
2、防治措施:①在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。②在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度。③钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
二、钻孔偏斜
1、原因:①场地平整度和密实度差;②钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降,
导致钻孔偏斜;③钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大所致;④钻头翼板磨损不一,钻头受力不均,造成钻头偏离方向;⑤钻进遇软弱或软硬土层交界面或倾斜岩面时,钻压过高使钻头受力不均,造成钻头偏离方向。
2、防治措施:①压实平整施工场地。②安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20cm。③定期检查钻头、钻杆、钻杆接头,发现问题及时维修或更换。④在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进,应低速低钻压钻进。钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
三、塌孔
1、原因:①泥浆性能不符合要求,护筒底脚周围漏水,孔内水位降低;②在潮汐河流中涨潮时,孔内外水位差减小,不能保证原有的落水压力;③施工操作不当,如提钻头、下钢筋笼时碰撞孔壁;④在松软砂层中钻进,进尺太快;⑤成孔后放置时间较长,未及时灌注混凝土等。
2、防治措施:①选用比重、粘度、胶体率较大的泥浆。②堵塞护壁漏洞或用粘土在护筒周围夯实加固;当发生孔口坍塌时,应立即拆除护筒,回填钻孔,重新埋设护筒。③发生孔内坍塌,判明坍塌位置。用粘土重新回填,待沉淀密实后再钻进,加强泥浆护壁。④清孔时专人补水,保持内外既定的水位差;清孔后及时进行混凝土灌注,减少停顿时间。⑤在松散粉砂土或流砂中钻进时,严格控制进尺速度、冲程速度。
四、缩孔
产生孔径小于设计孔径现象称为缩孔。缩孔产生钢筋笼的砼保护层过小及降低桩承载力的质量问题。
1、原因:①钻锥严重磨耗,焊补或更换不及时;②地层中有软塑土,遇水膨胀后使孔径缩小;③泥浆失水量大,形成厚泥皮,在泥页岩地层造成地层软化膨胀形成缩径。
2、防治措施:①检查钻锥,及时修补或更换。②在易发生缩径的地层钻进时,采用上、下反复扫孔,扩大孔径。③根据需要及时调整适用的泥浆。
五、掉钻、卡钻和埋钻
钻头被卡住为卡钻,钻头脱开钻杆掉入孔内为掉钻。掉钻后打捞造成坍孔为埋钻。出现上述现象影响钻孔正常进行延误工期。造成人力和财力的浪费。
1、原因:①、冲击钻孔时钻头旋转不匀,产生梅花形孔。或孔内有探头石等均能发生卡钻。倾斜长护筒下端被钻头撞击变形及钻头倾倒,也能发生卡钻;②、卡钻时强提、强扭,使钻杆、钢丝绳断裂;钻杆接头不良、滑丝;电机接线错误,使不能反转的钻杆松脱,钻杆、钢丝绳、联结装置磨损,未及时更换等均造成掉钻事故。
2、防治措施:
①、经常检查转向装置、钻杆、钢丝绳及联结装置的磨损情况,及时更换磨损件,防止掉钻。②、用低冲程时,隔一段时间要更换高一些的冲程,使冲锥有足够的转动时间,避免形成梅花孔而卡钻。③、对于卡钻,不宜强提,只宜轻提钻头。如轻提不动时,可用小冲击钻冲击,或用冲、吸的方法将钻头周围的钻渣松动后再提出。
六、钢筋笼上浮
1、原因:①导管提升钩挂钢筋笼;②混凝土表面接近钢筋笼底口,导管底口在钢筋笼底口以下3米至以上2米时,混凝土浇注速度过快,使混凝土下落冲出导管向上反冲,其顶托力大于钢筋笼的重力所引起的。
2、防治措施:①将钢筋骨架顶端加焊4根粗钢筋(Ф20以上)焊固在护筒上,或用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺;②当导管底口在钢筋笼底口以下3米至以上2米之间,且混凝土表面在钢筋笼底部上下1米之间时,应放慢混凝土灌注速度。当混凝土面上升到骨架底口4米以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2米以上,即可恢复正常的灌注速度。当发生钢筋笼上浮时,立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。当上浮高度较大时,桩的要求远不能满足设计要求,就要将钢筋笼拔出,清孔,重新进行灌注混凝土。
七、断桩
断桩是泥浆或砂粒与水泥混凝土混合把灌注的上下两段混凝土隔开,使混凝土变质或截面积受损,是较严重的质量事故.
1、原因:①、时间长,表层混凝土失去流动性,形成硬盖,而继续灌注的混凝土顶破硬层上升,将混有泥浆砂砾的表层覆盖包裹,该种断桩在灌注过程中不易被发现;②、对孔深及导管的埋置深度量测不准,使导管提出混凝土面;③、处理堵管时,将导管提升到最小埋置深度,猛提猛插导管,在此情况下有可能使导管内混凝土连续下落与表面的浮浆、泥土相结合形成夹泥缩孔;④、当混凝土堵管或严重漏水或埋管拔出导管处理事故后,未能将已灌注的混凝土彻底清除干净;⑤、混凝土灌注过程中出现坍孔,无法进行清理或使用吸泥机清理不
底,形成灌注中断或混凝土中夹有泥石;⑥、导管发生埋管或导管挂在钢筋骨架上,采用强制提升而造成导管脱节;⑦、施工中没有备用设备,由于机械故障而导致混凝土灌注无法进行;⑧、混凝土灌注过程中,发生了人力不可抗拒的自然灾害(如下暴雨、停电等),迫使灌注停止。
2、防治措施:①、精确探测混凝土面灌注位置并用理论方法计算出混凝土面高度,比较后取出混凝土面低的作为拆卸导管的依据。提升导管时应平稳,匀速慢提升。②、及时掌握天气变化,备好发电机,确保设备正常运转,保证混凝土灌注连续进行。③、浇注时间不长,混凝土数量不大时,将孔中混凝土及泥石全部清除,重新灌注。④、混凝土面在水面以下很深,且尚未初凝时,可在导管底部设置隔水塞,将导管重新插入。导管内装满混凝土后,捎提一下导管,利用混凝土自身重力将塞压出,继续灌注。⑤、断桩在距地面较深时,应分析原因,采取相应的措施,对于计划重做的桩,要立即拔出钢筋笼,提出导管,重新钻孔。⑥、对浇注完成后才发现的断桩,要采取补桩的方案。方案要经过计算,一般采用扁担桩、压浆补强等方法来处理。
结语
引起钻孔灌注桩施工事故的原因很多,各个环节都可能会出现重大质量事故的发生。因此必须加强现场施工管理,防止施工质量事故。
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