钻孔桩施工中可能存在得问题、原因及对策分析

2006年度科技论文发布会材料钻孔桩施工中存在的问题、原因及对策分析单位：武水项目作者：胡万里二○○六年十二月九日钻孔桩施工中存在的问题、原因及对策分析中铁十七局集团第二工程有限公司武水项目胡万里钻孔施工在工程建设中发挥着越来越重要的作用，为企业带来了各方面效益，特别是经济效益更是越来越突出明显。但往往在施工过程中由于施工工艺不当或施工时不谨慎，致使质量问题也时有发生；为了能使该施工方法更好地为我所用，贡献于公司、服务于社会。特将钻孔桩施工中可能存在得问题、原因及对策分析结合武水项目钻孔施工具体情况（冲击钻成孔）作以阐述。关键词：桩孔偏斜塌孔卡钻断桩埋管钻孔施工有高度的隐蔽性，特别是钻孔桩的施工质量受到很多不确定性因素的影响，故在施工过程中容易出现施工故障与质量隐患。因此，加强钻孔桩施工过程中的过程、质量控制，对确保整个工程的质量、安全与工期具有重要的意义。一、钻孔过程中易出现的问题A．钻孔偏斜这是在钻孔施工中最为常见的一种问题，原因及处理对策：1）钻机不稳，底部未安置水平或产生不均匀沉陷。故在开钻前一定要检查钻机的稳定性与垂直度，在钻进过程中要随时复核，如有偏差及时处理。2）地质情况复杂，致使钻头受力不均。在遇到地质变化结合处应控制钻进速度，不易过快。3）钻进中遇有较大孤石，顽石。应尽慢速将其打碎，避免钻头摆动幅度大，造成扩孔。在钻进初期及中前期易遇到这种情况，当钻头进入整体岩层后一般不会出现这种问题。4）钻进初期必须控制好孔桩倾斜度，最好用发现探孔器随时检查，孔偏差较大易将孔桩回填重新钻进。B．扩孔与缩径这也是钻孔施工中最为常见的一种问题，原因及处理对策扩孔多系孔壁小塌孔或钻头摆动过大，属于钻进过程中的正常现象。现场可根据实际采取措施。缩径常因地质情况及钻头磨损可造成孔径偏小。例如，在石梁河大桥右幅3－5＃桩基钻至40～49m出现梅花型缩径现象。最终采用钻头上下反复扫孔，扩大孔径得以解决。C．塌孔其表现征状是孔内水位突然上升又下降，孔口冒细密的水泡，钻头被塌孔新土覆盖，轻则钻机负荷加大，重则钻头无法提动。塌孔原因：1）地质条件差，开钻时未能加固护筒周围土层。护筒埋置过浅，周围封填不密，漏水冲刷；2）操作不当，如提升钻头，或放钢筋骨架是碰撞孔壁；3）泥浆稠度小，起不到护壁作用；4）泥浆水位高度不够，对孔壁压力小；5）向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；6）在松软地质中钻进时进尺过快。解决措施：1）做好开钻前期准备工作；2）提升钻头，下放钢筋骨架时应保持垂直，不要碰撞孔壁。3）控制好泥浆稠度，保持泥浆水位高度。4）若发生塌孔应查明塌孔位置后进行处理。塌孔位置不深时，可采取深埋护筒，穿过塌孔处。5）塌孔位置深时，塌孔不严重时，加强循环予以清除。D．卡钻、掉钻卡钻、掉钻原因：1）孔内出现梅花孔，探头石，缩孔等未及时处理。2）钻头被塌孔落下的石头或误落入孔内的其他物品卡住。3）下钻头太猛，或钢绳过长，使钻头倾向卡在孔壁上。预防及处理措施：1）对于向下能活动的上卡，可用上下提升法，即上下提动钻头，并配以钢丝绳左右移动，旋转。2）卡钻后不宜强提，只宜轻提，轻提不动时，用厚钢板或钢轨做钩子打捞还可用小冲击锥或自制导轨冲或用冲吸的方法将钻头周围的钻渣松动后再提出。3）若还提不动，则可用炸药采用雷管水下爆破，把钻头震松。4）若掉入孔内的钻头采取各种措施仍无法提出，那么可采用逐级排干泥浆再逐级打护壁下去，直至钻头位置将其提出。（石梁河大桥右幅3－3＃桩成功运用此方法将调入孔内钻头提出）二．灌注砼过程中易出现得问题在灌注砼过程中有应着重注意以下几个关键点的控制；1）必须保证第一批下落砼导管不能进水，既一次性翻浆成功。既保证漏斗内砼装满，又要保证后续砼能及时送入桩内。2）灌注砼过程中要严格控制好砼的水灰比、塌落度避免砼离析或入孔砼塌落度过小。3）时刻注意钢筋笼是否上浮，若上浮应暂停灌注，调整砼的状态。控制好砼状态避免发生埋管。4）应适时拆除导管，保证砼正常翻浆。但拆除导管过程中一定要控制好导管埋深，切不可将导管提升到底口超出已灌砼表面。A．灌注塌孔大的塌孔表征与钻孔期间相似，可用探测锤探测，如达不到混凝土表面高程时即可证实发生塌孔。产生原因：1）孔内泥浆相对密度与黏度过低。2）孔口周围堆放重物或因振动造成塌孔。处理措施：如塌孔数量不大，采取措施后可用吸泥机吸出混凝土表面的泥土，如不继续塌孔，可恢复正常灌注。如塌孔仍不停止，而且有扩大趋势，可加速循环排出塌孔泥土。同时控制泥浆比重不要过稀，避免更大面积塌孔。B．钢筋骨架上升产生原因：1）由于混凝土冲出导管底口后向上的顶托力造成的。2）最初浇注的混凝土开始初凝，与钢筋的裹握力增大，新浇注的混凝土上升的顶力顶升最初混凝土时带动钢筋骨架一起上升。预防及处理措施：当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1米左右时，降低混凝土的灌注速度。当混凝土上升到骨架底口4米以上时，提升导管，使其底口高于骨架循环底口2米以上，即可恢复正常的灌注速度。C．埋管灌注过程中导管提升不动，或灌注完毕后导管拔不出来，统称埋管。产生原因：导管埋置过深。砼灌注过程中间歇时间过长造成先前浇注砼已经初凝。预防及处理措施：1）适时拆除导管，避免导管埋置过深。2）保证砼连续供应，如发生输送中断应及时查明原因，并尽快解决。3）若在砼浇注过程中埋管，应尽量上提导管至砼表面以下1－2m处，然后从导管上口倒入砼膨胀剂（根据现场实际决定用量），上下在50cm范围内提动导管，反复多次将砼面以下1－2m处砼松动从而使后续砼能继续翻浆。（此方法在石梁河大桥右幅3－4＃桩砼浇注施工过程中成功运用）D．夹层断桩有些是在灌注完成后，钻取桩身混凝土岩芯或无破损检测时发现混凝土中夹有泥砂的情况，称为夹层断桩事故。多因首批混凝土隔离层上升已近初凝，流动性降低，在导管埋深较小时，续灌混凝土顶破隔离层上升，将原灌注混凝土表面的沉淀土覆盖在混凝土拌和物下造成的。还有一种原因就是泥浆过稠，增加了浇注砼的阻力（如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块），在施工中发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量砼，一旦流出其势甚猛，在砼流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层。还有一种可能就是导管埋得太深，提出时底部已接近初凝，导管拔上后砼不能及时冲填，造成泥浆填入。三．灌注桩的补强方法A.先钻两小孔，分别作压浆和出浆用。深度应达到补强处1米以下。B.用高压水泵向孔内压入清水，使夹层泥渣从出浆孔冲洗出来。C.用压浆泵先压入水灰比为0.8的纯水泥浆，进浆口应用麻絮填堵在铁管周围，待孔内有清水从另一孔全部压出来之后，再用水灰比为0.5的浓水泥浆压入。D.浓浆压入时应使其充分扩散，当浓浆从出浆口冒出时停止压降，用碎石将出浆口封填，并以麻袋堵实。E.最后再用水灰比0.4的水泥浆压入，压力增大到0.7-0.8MPA时关闭进浆阀，稳压压浆20-25分钟。以上所述为本人在实际工作中得处得归纳和总结。有不妥之处还望各位专家、同事给予直到和帮助。