影响钻孔灌注桩成孔质量原因分析及预防处理措施论文

影响钻孔灌注桩成孔质量的原因分析及预防处理措施

摘要:钻孔灌注桩被普遍应用于桥梁基础,关系到整个工程的质量,本文就钻孔灌注桩成孔过程中常见的孔位偏斜、缩孔、卡钻、塌孔等问题的原因进行分析,并提出相应的预防措施和处理意见。 关键词:钻孔灌注桩 偏斜 缩孔 卡钻 塌孔 预防 处理 钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性,施工工艺成熟,简单易操作且设备投入不是很大,因此在桥梁基础中得到广泛的应用。但由于钻孔灌注桩施工大部分为隐蔽工程,施工过程不易观察,成桩后也不能进行开挖验收,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质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,必须加强施工全过程中各环节的质量监控,采取各种有效的预防措施,保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。而保证成桩质量的第一步就是控制钻孔施工的成孔质量。 以下笔者结合在钻孔施工中的经验,浅谈几个常见问题出现的原因及预防处理措施。 1 桩孔偏斜

现场表现:钢筋笼不能顺利入孔。

1.1 原因分析①钻机未处于水平位置,或施工场地未整平及压实,在钻进过程中发生不均匀沉降。②水上钻孔平台基底座不稳固、未处于水平状态,在钻孔过程中,钻机架发生不均匀变形。③钻杆弯曲,接头松动,致使钻头晃动范围较大。④在旧建筑物附近钻孔过程中遇到障碍物,把钻头挤向一侧。⑤土层软硬不均,致使钻头受力不

均,或遇到孤石,探头石等。

1.2 预防措施①钻机就位前,应对施工现场进行整平和压实,并把钻机调整到水平状态,在钻进过程中,应经常检查使钻机始终处于水平状态工作。水上钻机平台在钻机就位前,必须进行安装验收,其平台要牢固、水平、钻机架要稳定。②应使钻机顶部的起重滑轮槽、钻杆的卡盘和护筒桩位的中心在同一垂直线上,并在钻进过程中防止钻机移位或出现过大的摆。③在旧建筑物附近施工时,应提前做好探测,如探测过程中发现障碍物,应采用冲击钻进行施工。④要经常对钻杆进行检查,对弯曲的钻杆要及时调整或废弃。⑤使用冲击钻施工时冲程不要过大,尽量采用二次成孔,以保证成孔的重直度。

1.3处理措施①当遇到孤石等障碍物时,可采用冲击钻冲击成孔。②当钻孔偏斜超限时,应回填粘土,待沉积密实后再重新钻孔。 2 缩孔

现场表现:当使用探孔器检查成孔时,探孔器下放到某一部位时受阻,无法顺利检查到孔底。

2.1 原因分析 ①地质构造中含有软弱层,在钻孔通过该层中,软弱层在土压力的作用下,向孔内挤压形成缩孔。②地质构造中塑性土层,遇水膨胀,形成缩孔。③钻头磨损过快,未及时补焊,从而形成缩孔。

2.2 预防措施①根据地质钻探资料及钻井中的土质变化,若发现含有软弱层或塑性土时,要注意经常扫孔。②经常检查钻头,当出

现磨损时要及时补焊,把磨损较多的钻头补焊后,再进行扩孔至设计桩径。

2.3 处理措施当出现缩孔时,可用钻头反复扫孔,直到满足设计桩径为止。 3卡钻

现场表现:钻头在钻孔内,无法继续运转。

3.1 原因分析①孔内出现梅花孔、探头石或缩孔。②下钻头时太猛,或钢丝绳松绳太长,使钻头倾倒卡在并壁上。③坍孔时落下的石块或落下较大的工具将钻头卡住。④出现缩孔后,补焊后的钻头尺寸加大,冲击太猛,冲锥被吸住。⑤使用冲击钻在粘土地层中进行钻孔时,冲程量过大,或泥浆太稠,冲锥被吸住。

3.2 预防措施①对于上下能活动的卡钻,可以采用上下轻微提动钻头,并辅以转动钢丝绳,使钻头转动,以便提起。②下钻时不可太猛。③对钻头进行补焊时,要保证尺寸与孔径配套。④使用冲击钻进行施工时冲程量不宜过大,以防锥头倾倒造成卡钻。 3.3 处理措施①当土质较好或在石质孔内卡钻时,可以采取小爆破振动使钻头松动,以便提起钻头。②钻头被卡住时,可上下左右试着进行轻提,将钻锥提起。③用千斤顶或滑轮组强提,但应注意孔口的牢固,以防孔口坍塌。 4 塌孔

塌孔分两种,一为钻孔过程中或成孔后井壁坍塌,二为护筒底部孔壁坍塌。

4.1 钻孔过程中或成孔后井壁坍塌

4.1.1 原因分析 ①由于泥浆稠度小,护壁效果差,出现漏水;或护筒埋置较浅,或周围封堵不密实而出现漏水;或护筒底部的粘土层厚度不足,护筒底部漏水等原因,造成泥浆水头高度不够,对孔壁压力减少。②泥浆相对密度过小,致使水头对孔壁的压力较小。③在松软砂层中钻孔时进尺过快,泥浆护壁形成较慢,并壁渗水。④钻进时未连续作业,中途停钻时间较长,孔内水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2m,降低了水头对孔壁的压力。⑤操作不当,提升钻头或吊放钢筋笼时碰撞孔壁。⑥钻孔附近有大型设备作业,或有临是时通行便道,车辆通行时产生振动。⑦清孔后未及时浇注砼,放置时间过长。

4.1.2 预防措施①在钻孔附近,不要设临时通过便道,禁止有大型设备作业。②在陆地埋置护筒时,应在底部夯填50cm厚的粘土,在护筒周围也要夯填粘土,并注意夯实,护筒周围要均匀回填,保证护筒稳固和防止地面水的渗入。③水中振动沉入护筒时,应根据地质资料,将护筒沉穿於泥及透不层,护筒之间的接头要密封好,防止漏水。④应根据设计部门提供的地质勘探资料,根据地质情况的不同,选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度有不同的钻进速度。如在砂层中钻孔时,应加大泥浆稠度,选用较好的造浆材料,提高泥浆的粘度以加强护壁,并适当降低进尺速度。⑤当汛期或潮汐地区水位变化较大时,应采取升高护筒,增加水头或用虹吸管等措施保证水头压力相对稳定。⑥钻孔时要连续作业,无特殊情况中途不得停钻。⑦

提升钻头、下放钢筋笼时应保持垂直,尽量不要碰撞孔壁。⑧若浇筑准备工作不充分,暂时不要进行清孔,清孔合格后要及时浇筑砼。⑨供水时不得将水管直接冲射孔壁,孔口附近不得集聚地表水。 4.2护筒底部孔壁坍塌,钻机倾斜。

4.2.1原因分析①护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足,在钻进过程中或灌注过程中泥浆护筒底掏空。②由于提供的地质钻探资料不祥,使护筒底产处于淤泥或砂层少。③护筒直径较小。④地表水渗入护筒外围填土中,造成填土松软。

4.2.2预防措施①护筒底部应回填至少50cm厚的粘土,当土质为砂性土时护筒周围0.5-1.0m范围内也应用粘土回填并夯实。②根据设计部门提供的地质资料,护筒底部应穿过淤泥和砂层。③护筒直径应大于设计孔径20-30cm(有钻杆的正反循环钻)、30-40cm(无钻杆的潜水电钻或冲击钻)。④护筒出浆孔处应用粘土夯填,同时应保持出浆顺利,周围不得有积水,避免护筒周围泥土流失,造成坍孔。

4.3处理措施①水中钻孔发生护筒底部坍塌时,应将护筒下沉穿过淤泥层或砂层。②护筒底部坍塌时,应先将钻机移位,然后拔出护筒,按要求回填粘土并夯实,重新下护筒并对护筒周围回填粘土夯实,必要时应加长护筒,然后才能重新钻孔。③钻孔过程中井壁坍塌,当塌孔不严重时,可回填片石或土到塌孔位以上,改善泥浆性能,加高水头,深埋护筒,继续钻进;在塌孔较严重时,则应将钻孔全部回填,待回填稳定后方可重钻。

5结束语

总之,钻孔灌注桩施工工艺虽已成熟,技术难度不大,但由于其多为地下施工的不可见性,施工人员应认真学习相关规范,熟悉各项技术要求,并加强施工质量管理,密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。 参考文献:

[1]张忠亭,丁小学.《钻孔灌注桩的设计与施工》.中国建筑工业出版社.

[2]《钻孔灌注桩施工规程》(dz/t 0155-95). [3]《公路工程质量检验评定标准(土建分册)》(jtg f80/1-2004).

[4]《公路桥涵施工技术规范》(jtj 041-2000).

[5]期刊论文.钻孔灌注桩施工质量问题及控制对策.作者:韩恒梅.煤炭技术(2007年第05期).

[6]期刊论文.钻孔灌注桩成孔的质量通病及防治.作者:李伟.重庆建筑(2007年第12期).