如何防治鑽孔灌注樁鑽孔施工時質量通病

   時間:2014-03-12 05:34:44
如何防治鑽孔灌注樁鑽孔施工時質量通病簡介
如何防治鑽孔灌注樁鑽孔施工時質量通病鑽孔灌注樁作為一種基礎形式,目前在我國廣泛使用在鐵路橋樑、公路橋樑、城市各種橋樑中,這是因為這種施工方法,可以變水下……
如何防治鑽孔灌注樁鑽孔施工時質量通病正文

如何防治鑽孔灌注樁鑽孔施工時質量通病

鑽孔灌注樁作為一種基礎形式,目前在我國廣泛使用在鐵路橋樑、公路橋樑、城市各種橋樑中,這是因為這種施工方法,可以變水下作業為水上施工,從而大大簡化施工,縮短工期,降低了工程造價,而且所需設備簡單,操作方便。但其施工質量難於控制,發生事故后又較難處理。因此如何在施工工藝上採取一些措施,盡量避免或杜絕質量事故的發生,以確保施工順利進行,一直是工程技術人員探討的課題。筆者根據自己施工多座灌注樁橋樑的實踐經驗,談談這方面的體會。

一、鑽進中坍孔

在鑽孔過程中,如果鑽孔內水位突然下降,孔口冒細密的水泡,就表示已坍孔。此時,出渣量顯著增加而不見鑽頭進尺,但鑽孔負荷顯著增加,泥漿泵壓力突然上升,造成憋泵。一旦坍孔,鑽孔便無法正常進行,易造成掉鑽、埋鑽事故。

防治措施:

1、在鬆散粉砂土或流砂中鑽孔時,應選用較大比重,粘度的泥漿。一般選用優質黃泥製作黃泥漿,要求黃泥中不得含有沙石等雜質,塑性指數大於22。並放慢進尺速度(鑽孔進尺的平均速度一般控制在6-7米/h為宜),也可投入粘土摻片石或卵石,低錘衝擊,將粘土膏、片石卵|
2、根據不同地質,調整泥漿比重。確保泥漿具有足夠的稠度確保孔內外水位差,維護孔壁穩定。黃泥漿的比重控制在1.25~1.30左右,數量不少於單樁井孔體積的2倍。實踐證明:高質充足的黃泥漿是確保鑽孔灌注樁施工質量的關鍵之一。鑽制井孔上段6~7米時,可不必向井孔內輸入高壓水,讓鑽渣自然形成濃稠的低質泥漿護壁,特別是護住護筒底腳處的井壁(這一位置最易坍塌)。

3、清孔時應指定專人負責補水,保證鑽孔內必要的水頭高度,中段6~7m可輸入高壓水承壓清孔。下段6~7m輸入黃泥漿,如此作法,既有效地保證了施工質量,又節省了費用較高的黃泥用量。

4、發生孔口坍塌時,可立即拆除護筒並回填鑽孔,重新埋設護筒再鑽坍孔部位不深時,可用深埋護筒法,將護筒周圍土夯實填密實重新鑽孔。
5、發生孔內坍塌時,判明坍塌位置,回填砂和粘土(或砂礫和黃土)混合物到坍孔處以上1~2m。如坍孔嚴重時應全部回填,待回填物沉積密實后再進行鑽進。

二、鑽孔偏斜

現場鑽成的樁孔,垂直樁不豎直,斜樁斜度不符合要求的標準或樁位偏離設計樁位等稱為鑽孔偏斜。鑽孔偏斜會會使灌注樁施工時鋼筋籠難吊入,或造成樁的承載力小於設計要求造成鑽孔偏斜的原因大致有五個方面:

1、鑽孔中遇有較大孤石或探頭石。

2、在有傾斜度的軟硬地層交界處,岩面傾斜處鑽進,或在粒徑大小懸殊的卵石層中鑽進,鑽頭受力不均

3、擴孔較大處,鑽頭擺動偏向一方。

4、鑽機底座未安置水平或產生不均勻沉陷。

5、鑽桿彎曲,接頭不正。

防治措施:

1、安裝鑽機時要使轉盤,底座水平,起重滑輪輪軸,固定鑽桿的卡孔和護筒中心三者在一條豎直線上。並經常檢查校正。

2、由於主動鑽桿較長,轉動時上部擺動過大,必須在鑽架上增設導向架,控制鑽桿上的提引水籠頭,使其沿導向架向中鑽進。

3、鑽桿、接頭應逐個檢查,及時調正。主動鑽桿彎曲,要用千斤頂及進調直。

4、在有傾斜的軟硬地層中鑽進時,應吊著鑽桿控制進尺,低速鑽進。或回填片石、卵石沖平后再鑽。

5、在偏斜處吊|
6、偏斜嚴重時應回填砂粘土到偏斜處,待沉積密實后再繼續鑽進,也可以在開始偏斜處設置少量炸藥(少於1kg)爆破,然後用砂石和砂礫石回填到該位置以上1m左右,重新沖鑽。

三、縮孔

產生孔徑小於設計孔徑現象稱為縮孔。縮孔產生鋼筋籠的砼保護層過小及降低樁承載力的質量問題。產生縮孔主要原因有:

1、鑽具焊補不及時,嚴重磨損的鑽錐往往鑽出比設計樁徑徑稍小的孔。

2、鑽進地層中有軟塑土,遇土膨脹后使孔徑縮小。

防治措施:

1、經常檢查鑽具尺寸,及時補焊或更換鑽齒。有軟塑土時,採用失水率小的優質泥漿護壁。

2、採用鑽具上、下反覆掃孔的方法來擴大孔徑。

四、掉鑽、卡鑽和埋鑽

鑽頭補卡住為卡鑽,鑽頭脫開鑽桿掉入孔內為掉鑽。掉鑽后打撈造成坍孔為埋鑽。出現上述現象影響鑽孔正常進行延誤工期。造成人力和財力的浪費。產生此現象的原因是:

1、衝擊鑽孔時鑽頭旋轉不勻,產生梅花形孔。或孔內有探頭石等均能發生卡鑽。傾斜長護筒下端被鑽頭撞擊變形及鑽頭傾倒,也能發生卡鑽。

2、卡鑽時強提、強扭,使鑽桿、鋼絲繩斷裂;鑽桿接頭不良、滑絲;電機接線錯誤,使不能反轉的鑽桿鬆脫,鑽桿、鋼絲繩、聯結裝置磨損,未及時更換等均造成掉鑽事故。

防治措施:

1、經常檢查轉向裝置,保證靈活,經常檢查鑽桿、鋼絲繩及聯結裝置的磨損情況,及時更換磨損件,防止掉鑽。

2、用低衝程時,隔一段時間要更換高一些的衝程,使沖錐有足夠的轉動時間,避免形成梅花孔而卡鑽。

3、對於卡鑽,不宜強提,只宜輕提鑽頭。如輕提不動時,可用小衝擊鑽衝擊,或用沖、吸的方法將鑽頭周圍的鑽渣鬆動后再提出。

4、對於掉鑽,宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈。

5、對於埋鑽,較輕的是糊鑽,此時應對泥漿稠度,鑽渣,進出口,鑽桿內徑大小,排渣設備進行檢查、計算,並控制適當的進尺。若已嚴重糊鑽,應停鑽提出鑽頭,清除鑽渣,衝擊鑽糊鑽時,應減小衝程,降低泥漿稠度,並在粘土層上回填部分砂、礫石。如是坍孔或其他原因造成的埋鑽,應使用空氣吸泥機吸走埋鑽的泥砂。提出鑽頭。
五、護筒冒水、鑽孔漏漿

護筒外壁冒水,護筒刃腳或鑽孔壁向孔外漏泥漿的現象稱為護筒冒水、鑽孔漏漿。一旦漏漿,護筒內承壓水頭高並得不到保障,易引發坍孔,也會造成護筒傾斜、位移及周圍地面下沉。產生上述現象的原因有:1、護筒埋設太淺,周圍填土不密實,或護筒的接縫不嚴密,在護筒刃腳或其接縫處產生漏水。2、鑽頭起落時,碰撞護筒,造成漏水。3、鑽孔中遇有透水性強或地下水流動的地層4、護筒內水位過高。

防治措施:

1、埋設護筒時,護筒四周土要分層夯實,土質量選擇含水量適當的粘土。外護筒一般採用鋼製護筒,內徑2米左右為宜,其主要作用是固定樁位,控制孔口有一定的水頭,保護孔口塌陷,不穿孔。在旱地上埋設外護筒一般採用挖埋法。埋置深度以進入好土1米以上為宜,並在護筒周圍對稱地、均勻地回填最佳含水量的粘土(最好選用黃土)要分層回填夯實,以達到最佳密實度。在水中埋設外護筒可採用振動加壓下沉法。護筒底一定要下沉至硬土1米左右,否則易坍塌、穿孔。

2、起落鑽頭,要注意對中,避免碰撞護筒。

3、有鑽孔漏漿相應情況時,可增加護筒沉埋深度,採取加大泥漿比重,倒入粘土慢速轉達動,用衝擊法鑽孔時,還可填入片石、碎卵石土,反覆衝擊增強護壁。

4、適當降低護筒內的水頭。施工中,嚴格控制好護筒內水位,一般情況下,以保護高於筒外施工水位1.5m為宜。水頭過高易從護筒底腳處產生空孔現象,水頭過低又會減弱井孔內的水壓外滲護壁作用,甚至產生「反滲」現象。

5、護筒刃腳冒水,可用粘土在周圍填實、加固。如護筒接縫漏水,可用潛水工下水進行作業堵塞。

6、如護筒嚴重下沉、位移,則應返工重埋護筒。

7、鑽孔孔壁漏水,可倒入粘土或填入片石、碎卵石土,以增強護壁。
六、清孔后孔底沉澱超厚

如只用掏渣法清孔或採用噴射清孔法或用加深孔底深度的方法代替清也就會使清孔后孔底沉澱超厚。清孔的目的是抽、換孔內泥漿,降低孔內水的泥漿相對密度。掏渣法、噴射法及加深孔底均未達到清孔的目的,不僅使樁尖承載力降低;且易引起樁身砼產生來泥或有灰層,甚至發生斷樁。產生孔底沉澱超厚的原因主要有:1、掏渣法清孔只能去除孔底粗粒鑽渣,不能降低泥漿的相對密度,灌注砼時,會有部分泥漿成分沉澱至孔底使樁尖沉澱層加厚。2、噴射清孔時,射水(或射風)的壓力過大易引起坍孔,壓力過小,又不能有效翻動孔底沉澱物。3、加深孔底不能降低孔內水中泥漿的相對密度,同時,加深孔底增加的承載力不能補償未清孔造成的承載力損失。

防治措施:

1、清孔應根據設計要求、鑽孔方法、機具設備條件和土層情況選定適應方法,應達到降低泥漿相對密度,清除鑽渣清除沉澱層或盡量減少其厚度的目的。

2、對於各種鑽孔方法,採用抽漿清孔法清孔最徹底。清孔中,應注意始終保護孔內流水頭,以防坍孔。

3、清孔后,應從孔口、孔中部和孔底部分提取泥漿。測定要求的各項指標。要求這三部分指標的平均值,應符合質量標準的要求。

4、柱承樁清孔后,將取樣盒吊到孔底,灌注水下砼前取出樣盒檢查沉澱在盒內的渣土,其厚應不大於設計規定。

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