钻孔灌注桩论文

1、钻孔灌注桩常见施工故障及预防处理安鑫鑫（中铁五局三公司哈大客专三总队桥工二队）摘 要：钻孔灌注桩是施工中最常见的施工工艺，但往往由于施工工艺不当或施工时不谨慎，致使质量问题时有发生；本文总结了钻孔灌注桩施工从钻孔到混凝土灌注过程中易出现的问题及其预防与处理措施。关键词：钻孔；漏浆；混凝土灌注；补强钻孔灌注桩是施工中最常见的施工工艺之一，也是桥梁下部结构施工中最重要的组成部分，它的施工质量直接影响到整个工程的质量、工期与成本。而由于其施工具有一定的隐蔽性，影响其质量的因素又多，如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼上浮、混凝土的配制、灌注等，故在施工过程中很容易出现施工故障与质量隐患。同时桩基的工程

2、质量问题将直接危及主体结构的正常使用与安全。因此，加强桩基易出现施工过程中的质量控制，对确保整个工程的质量与安全具有重要意义。一、钻孔过程中的故障及处理1、钻孔偏斜这是在施工中最为常见的一种，偏斜原因及预防措施主要有：（1）桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动。因此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）土层软硬不均，致使钻头受力不均。在地层分层处要注意控制钻速，不要过快，同时要采用减压钻进。（3） 钻进中遇有较大孤石，探头石。此时宜用钻机钻透。用冲孔机时，用低速将石打碎；有倾斜基岩时，可用混凝土填平，待混凝土凝固后再钻。（4） 扩孔较大

3、处，钻头摆动偏向一方。在容易扩孔处低速减压钻进。（5） 钻杆弯曲，接头不正。为了防止出现成孔偏斜，可在施工中采用加扶正圈导正，全孔减压钻进的防斜措施。2、塌孔其表征是孔内水位突然上升又下降，孔口冒细密的水泡，出渣量明显增加而不见进尺，钻机负荷显著增加。塌孔原因主要有：（1）护筒埋置过浅，周围封填不密，漏水。（2）操作不当，如提升钻头、清孔、或放钢筋骨架时碰撞孔壁。 （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）在松软砂层中钻进时进尺过快。预防措施：汛期或潮汐地区水位变化过大时，采取升高护筒，增加水头或用虹吸管等措施保持

4、水头相对稳定；提升钻头，下放钢筋骨架时应保持垂直，不要碰撞孔壁。处理措施：事故发生后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。塌孔位置深时，若塌孔不严重，可回填到塌孔位置以上，并采取改善泥浆性能，加高水头措施，继续钻进。塌孔严重时，应立即将钻孔用砂类土或砾石土回填，无此类土时可采用粘质土并掺入5%-8%的水泥砂浆，观察数日后重新开钻。3、漏浆钻孔施工时，密切注意泥浆面的变化，一但发现有漏浆现象，分不同情况及时采取控制措施。（1）增大泥浆比重和粘度，停止除砂，停钻进行泥浆循环，补浆保证浆面高度，观察浆面不再下降时方可钻进。（2）如果漏浆得不到控制，则需在浆液里加锯末，

5、经过循环堵塞孔隙，使渗、漏浆得以控制。（3）如果在钢护筒底口漏浆，在采用上述措施得不到控制后，将钢护筒接长跟进。（4）在采用上述措施后，若漏浆得不到控制，要停机提钻，填充粘土，放置一段时问后，再进行施钻。4、掉钻掉钻的主要原因是因为钻杆与钻杆或钻杆与钻头之间的连接承受不了扭矩或自重，使接头脱落、断裂或钻杆断裂所至。防止掉钻措施为：加强接头连接质量检查，加强钻杆质量检查，对焊接部位进行超声波检测，每使用一次就全面仔细检查一次，避免有裂纹或质量不过关的钻具用于施工中，同时钻进施工时要中低压、中低速钻进，严禁大钻压、高速钻进，减小扭矩。如果不慎发生掉钻事故，应及时摸清情况，如孔深、钻头是否倾斜等。根

6、据以往施工经验，如果钻杆较长(在5m 以上，钻具倾斜)，采用偏心钩打捞，速度快，成功率高；如果钻杆较短，采用特制的三翼滑块打捞器进行打捞，效率较高，成功率高。在各种措施均无效时，在有可靠安全措施的前提下(一般须作好降水和孔壁防护)，可由人下至孔底打捞。打捞要及时，不可耽搁，以免孔壁不牢，出现塌孔，故现场需备用好偏心钩和三翼滑块打捞器，以防万一。5卡钻卡钻原因主要有：（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大工具卡住。（3） 入孔较深的护筒倾斜或钻头被撞击严重变形。（4） 钻头的尺寸不一焊补的钻头过大。（5）下钻头太猛，或钢绳过长，使钻头倾斜卡在孔

7、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，并配以钢丝绳左右拨移，旋转；（2）卡钻后不宜强提，只宜轻提，轻提不动时，可用小冲击锥冲或用冲吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。二、灌注中易出现的故障处理及处理1、初灌导管进水多因导管漏水或封底不成功造成。预防及处理措施：（1）对导管应做水密性实验。（2）正确计算封底混凝土用量，应保证首批混凝土灌注后，使导管埋入混凝土的深度不小于lm。计算混凝土量时，应根据实际孔径计算。如第一批混凝土灌注后，导管进水时，应将已灌注的混凝土用吸泥机(可用导管作吸泥管)全部吸出，针对进水的原因，改进操作工艺或增加首批拌和物储量，重

8、新灌注。2、中期导管进水多在导管提升且底口超出已灌注混凝土顶面时发生。这种事故可导致夹层断桩，处理须慎重。遇到该种事故时，可依次将导管拔出，用吸泥机或潜水泥浆泵将原灌注混凝土表面的沉渣全部吸出，将装有底塞的导管重插入原混凝土表面下25米深处，然后在无水导管中继续灌注，将导管提升05米，继续灌注混凝土即可冲开导管底塞流出。3、初灌导管堵塞多因隔水硬球塞不符合要求被卡住而产生。可采用长杆冲捣，或用附着于导管外侧的振动器振动导管，或提升导管迅速下落振冲，或用钻杆上加配重冲击导管内混凝土。若上叙方法无效，应提出导管，取出障碍物，重新改用其他隔水设施灌注。4、中期导管堵塞其原因主要有：（1）灌注时间过长

9、，表面混凝土已初凝产生硬壳；（2）混凝土和易性不好，塌落度过小或拌和不匀；（3）施工时气温过高；（4）导管埋入过深；（5）提动次数太少或提动间隔时间过久。预防措施：针对以上原因，施工前制定预防和应急措施。出现这种问题会导致夹层断桩，因此处理要彻底不留隐患。处理方法是将导管连同堵塞物一齐拔出，若原混凝土表层尚末初凝，可用新导管插入原混凝土内2米处，用潜水泥浆泵下入导管底，将导管内水泵出，再清干渣土，然后在新的导管内继续灌注。5、钢筋笼浮起除去一般被挂上升的原因外，主要是由于混凝土冲出导管底口后向上的顶托力造成的。为防止钢筋笼上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋笼底部1米左右时，降低混凝土的灌注速度。当

10、混凝土上升到钢筋笼底口4米以上时，提升导管，使其底口高于钢筋笼底口2米以上，即可恢复正常的灌注速度。还有一种原因就是最初浇注的混凝土开始初凝，与钢筋的裹握力增大，新浇注的混凝土顶升最初混凝土时带动钢筋骨架一起上升。6、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。若已成埋管故障，宜插入一直径稍小的护筒至已灌注混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面上泥渣，派潜水工下至混凝土面在水下将导管齐混凝土面切断。拔出安全护筒，重新下导管灌注，灌注完成后上下断层间予以补强。7、灌短桩头灌注结束后，桩头高程低于设计高程，属于桩头灌短事故。多由灌注过程中孔壁断续发生小塌方，施工人员未发觉未处理，探测

11、捶达不到混凝土表面造成。规范要求钻孔桩应超浇0.5-1.0m高的混凝土，目的是用来保证桩头混凝土质量，避免导管拔出时出现泥浆芯在桩体内。而实际操作时依靠测深锤来测定桩顶标高，由于泥浆是一种胶体，遇见呈碱性的混凝土后开始凝结成块，故有时操作时易错将泥浆的凝结面当作混凝土面，使得混凝土少浇，导致桩体要接长。预防措施：一方面使用测锤时，要反复掷锤，使锤穿破泥浆凝结层，另一方面要将孔深测试结果和混凝土浇注方量比较，以复核结果是否正确，确保桩头质量。8、夹层断桩夹层断桩是在灌注完成后，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。夹层断桩是严重的质量事故，一旦发生，后果严重，故施工中须严格

12、控制。夹层断桩产生的原因主要有以下几个方面：首批混凝土隔离层已近初凝，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内造成的。（1）泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力(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混凝土，一旦流出其势甚猛，在混凝土流出导管后，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。（2）测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。（3）卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于混凝土拌和质量不稳定，使坍落度波动大。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。（4）导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行等因素都可能造成断桩。预防措施：作好灌注前的准备工作，按照规程使用规范的测深锤，控制好导管