钻孔灌注桩施工控制与事故预防(一)

1、钻孔灌注桩施工控制与事故预防(一)    摘要:钻孔灌注桩基础具有承载力大,抗冲刷以及无噪音、无振动,对环境影响小,工艺成熟,设备、机具简单,施工方便,造价低廉等特点。因而被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。而影响灌注桩施工质量的因素很多,如地质因素、钻孔工艺、混凝土的配制、灌注等。现结合重庆菜九路蔸子背高架段工程桩基施工实践对施工质量控制与事故预防进行分析及论述。 关键词:菜九路;钻孔灌注桩;质量;事故预防 一、工程简介 重庆菜九路蔸子背高架段工程是连接拓宽后的菜袁路与九滨路二期工程的重要节点工程,全长1950米。工程建成后,从九龙坡经渝中到沙坪坝的

2、两江滨江路将全部贯通。主线承台采用4根直径1.8m的挖孔桩作为基础,桩间中心距4.0m。桩基以弱风化基岩作为持力层。 0#台及1#墩挖孔桩分别平均挖到14.74m和17.1m左右时遇到严重流砂,且地下渗水极其丰富。项目部采用钢护筒对1#挖孔桩进行施工,但由于流砂极其严重,仍无法顺利推进。为避免坍孔,确保施工安全和工程质量,设计、业主、监理和施工单位现场确定将0#、1#和2#更改为钻孔灌注桩,且钻孔灌注桩的嵌岩深度比原设计增加1m。0#、1#需加8mm厚钢护筒。 根据现场开挖实际地质情况及地勘报告,采用正循环回转钻进。正循环液压机械回转钻进成孔采用180cm滚刀钻头直接钻进至设计标高成孔。 二、

3、钻孔灌注桩的施工质量控制 (一)钻孔质量控制 钻孔准备。首先在准确放样的前提下埋设护筒,本工程各孔位均在滨江陆地上,故采用挖坑法。 钻机就位,必须保持平稳,不发生倾斜、位移,钻机就位时要保证钻头中心、护壁中心和钻孔中心对准,误差不超过50mm,为准确控制钻孔深度,应在机架上或机管上作出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。 钻孔施工控制。在钻孔过程中,应采取减压钻进的方式并尽量保证钻孔的连续性。因故停钻时,应将潜水钻机及钻锥提升至孔外以防埋钻。发现如塌孔、进尺异常等情况时,应仔细观察分析,查明原因和位置,及时与监理、设计单位取得联系,采取相应的补救措施。掉钻落物应及时打捞,以免被泥沙埋没,影

4、响继续钻孔。 终孔时应测量孔径,采用探笼器检测孔径,利用钻孔的钢丝绳把探笼器放入孔内,如上下顺畅即符合要求,否则进行扫孔。严禁采用加深孔底深度的方法代替清孔,这将会极大地降低桩尖处基底的极限承载力,也可能因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。 本工程要求桩基嵌入弱风化岩层,因此,根据捞取的渣样进行岩面的判别,确定嵌岩的深度,终孔时测量孔深,并二次判别渣样是否符合要求。施工过程中钻进的速度与阻力对于判断岩土层的穿越,定性较可靠;对泥浆循环的观察也是重要的辅助手段,孔底沉渣直接影响着嵌岩桩端承作用的发挥,必须进行严格控制。 泥浆排放。钻孔过程中孔内泥浆排入泥浆池采用泥浆泵循环利用。完工后循环泥浆经专

5、门的泥浆池、过滤池处理,并经检查达标后方能将清水排入长江中,剩余黄泥凉干后就近填埋。 (二)浇注质量控制 钢筋笼制安。按设计尺寸、规格提前制作钢筋笼,以保证在清孔之后,半小时内下钢筋笼。本工程采用50T汽车吊下钢筋笼。首先起吊钢筋笼,对准桩位,吊直扶稳,缓慢垂直下落钢筋笼,确认到达设计位置时,应立即固定,防止上浮。钢筋笼下落过程中严禁撞击孔壁。 射水清底。在钢筋笼内插入混凝土导管(管内有射水装置),通过软管与高压泵连接,开动泵水即射出。射水后孔底的沉渣即悬浮于泥浆之中。 水下砼浇筑。停止射水后,应立即浇筑混凝土,随着混凝土不断增高,孔内沉渣将浮在混凝土上面,并同泥浆一同排回贮浆槽内。 灌注首批

6、砼时,应注意导管下口至孔底的距离,一般在10cm为宜,并保证首批混凝土浇筑后,导管埋入砼中的深度不得小于2m,即漏斗的容积应在5m3以上。灌注开始后要连续进行浇筑,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。砼从孔底往上返出,同时提动导管振捣砼,导管提升时,不得挂住钢筋笼,导管底应埋入砼内26m。 在灌注过程中,要经常探测孔内砼面位置,及时地调整导管埋深,严禁提出砼面。 三、出现质量事故的几点及预防措施 (一)钻孔偏斜 产生钻孔偏斜的原因: 钻机安装不妥就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致;地面软弱或软硬不均匀;土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。 预防和处理:先将场地夯实平整,

7、轨道枕木宜均匀着地,安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线上。钻杆、接头要及时检查,及时调正;钻杆弯曲要及时调直;遇到复杂地质时为防止抢进度盲目加压钻进使钻孔向软弱层倾斜,要及时调速。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,应采用慢速档钻进。(二)漏浆及处理方法 本工程位于紧邻长江,钻进过程中遭遇严重流砂。而初期钢护筒埋置深度不够,造成钻孔泥浆泄露。根据这一情况,项目部采取了如下处理办法:加入粘土或PHP高粘度泥浆以提高泥浆稠度,增强护壁;回填大量粘土掺片石、卵石,必要时用低标号混凝土填满裂隙;可加长护筒及夯实回填土,以确保刃脚不漏浆。 (三)缩孔 缩孔原因一是钻锥焊补不及时,严重磨耗

8、的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔;另一种是由于地层中有软塑3土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。 为防止缩孔,前者要及时修补磨损的钻头,后者要使用失水 率小的优质泥浆护壁并必须快转慢进,并复钻二三次;或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直至使发生缩 孔部位达到设计孔径为止。 (四)掉钻 掉钻的原因有卡钻时强提强扭,操作不当,实钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂;钻头杆接头不良或滑丝;电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱;冲击钻头合金套灌注桩质量差致使钢丝绳拔出等。本工程发生过一次掉钻头,其原因就是钢丝绳疲劳断裂。因此,应经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连结装备。由于钻头埋没且大部分

9、钻孔壁处于稳定时,打捞钻头时,先加大孔内泥浆的浓度,将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁,而后采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥,确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。打捞工具有以下几种: 打捞叉、螺旋取物器和卡板取杆器、打捞钩、偏沟或钻锥平钩以及打捞钳等。 (五)卡管 形成卡管的原因:初灌时,隔水栓堵管;混凝土和易性、流动性差造成离析;混凝土中粗骨料粒径过大;各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管;导管进水造成混凝土离析等。 防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土

10、坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。为确保导管连接部位的密封性,导管使用前应做水密试验,进行水密试验的水压不应小于孔内水深的1.3倍的压力,本工程水密试验的水压采用孔内水深的1.5倍。 (六)断桩 由于导管底端距孔底过远,混凝土被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充;受地下水活动的影响或导管密封不良,冲洗液浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体;此外,在浇注混凝土时,导管提升和起拔过多,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象。 总结 钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重,因此在施工中应加强管理,采取科学的施工方案和切实可行的备用方案。只有严格按照规范、规程操作,加强监督检测,才能避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。 桥梁钻