钻孔灌注桩施工质量事故预防措施讲义

2015年一级建造师执业资格考试《市政实务》精讲班

主讲老师：胡宗强

1K420101钻孔灌注桩施工质量事故预防措施一、地质勘探资料和设计文件（了解内容）(一）可能存在的问题地质勘探主要存在勘探孔间距太大、孔深太浅，土工试验数量不足、土工取样和土工试验不规范，桩周摩阻力和桩端承载力不足等问题；设计文件主要存在对地质勘探资料没有认真研究、桩型选择不当、地面标高不清等问题。1K420100城市桥梁工程质量检查与检验(二）预防措施在桩基开始施工前，对地质勘探资料和设计文件进行认真研究。对桩基持力层厚度变化较大的场地，应适当加密地质勘探孔；必要时进行补充勘探，防止桩端落在较薄的持力层上而发生持力层剪切破坏。场地有较厚的回填层和软土层时，设计者应认真校核粧基是否存在负摩擦现象。

二、孔口高程及钻孔深度的误差(一）孔口高程的误差孔口高程的误差主要有两方面：一是由于地质勘探完成后场地再次回填，计算孔口高程时疏忽而引起的误差；二是由于施工场地在施工过程中废渣的堆积，地面不断升高，孔口高程发生变化造成的误差。其对策是认真校核原始水准点和各孔口的绝对高程，每根桩开孔前复测一次桩位孔口高程。(二)钻孔深度的误差有些工程在场地回填平整前就进行工程地质勘探，地面高程较低，当工程地质勘探采用相对高程时，施工应把高程换算一致，避免出现钻孔深度的误差。另外，孔深测量应采用丈量钻杆的方法，取钻头的2/3长度处作为孔底终孔界面，不宜采用测绳测定孔深。对于端承桩钻孔的终孔标高应以桩端进入持力层深度为准，不宜以固定孔深的方式终孔。因此，钻孔到达桩端持力层后应及时取样鉴定，确定钻孔是否进入桩端持力层。三、孔径误差孔径误差主要是由于作业人员疏忽错用其他规格的钻头，或因钻头陈旧，磨损后直径偏小所致。对于直径800〜1200mm的桩，钻头直径比设计桩径小30〜50mm是合理的。每根桩孔开孔时，应验证钻头规格，实行签证手续。四、钻孔垂直度不符合规范要求★(一）主要原因(1)场地平整度和密实度差，钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降，导致钻孔偏斜；(2)钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大，造成钻孔偏斜；(3)钻头翼板磨损一，钻头受力不均，造成偏离钻进方向；(4)钻进中遇软硬土层交界面或倾斜岩面时，钻压过高使钻头受力不均，造成偏离钻进方向。垂直度不合格原因(二）控制钻孔垂直度的主要技术措施(1)压实、平整施工场地；(2)安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程中应定时检查主动钻杆的垂直度，发现偏差立即调整；(3)定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现问题及时维修或更换；(4)在软软硬硬土土层层交交界界面面或或倾倾斜斜岩岩面面处处钻钻进进，，应应低低速速低低钻钻压压钻钻进进。。发发现现钻钻孔孔偏偏斜斜，，应应及及时时回回填填黏黏土土，，冲冲平平后后再再低低速速低低钻钻压压钻钻进进；；(5)在复复杂杂地地层层钻钻进进，，必必要要时时在在钻钻杆杆上上加加设设扶扶正正器器———与原原因因对对应应处处理理五、、塌塌孔孔与与缩缩径径(一)主要要原原因因塌孔孔与与缩缩径径产产生生的的原原因因基基本本相相同同，，主主要要是是地地层层复复杂杂、、钻进进速度度过过快、护护壁壁泥浆浆性能能差、成成孔孔后后放置置时时间间过长没有有灌灌注注混混凝凝土土等等原原因因所所造造成成。。(二)预防防措措施施钻（（冲冲））孔孔灌灌注注桩桩穿穿过过较较厚厚的的砂砂层层、、砾砾石石层层时时，，成成孔孔速速度度应应控控制制在在2m/h以内内，，泥泥浆浆性性能能主主要要控控制制其其密密度度为为1.3〜〜1.4g/cm³³、黏度度为20〜〜30s、含砂砂率不不大于于6%，若孔孔内自自然造造浆不不能满满足以以上要要求时时，可可采用用加黏黏土粉粉、烧烧碱、、木质质素的的方法法，改改善泥泥浆的的性能能，通通过对对泥浆浆的除除砂处处理，，可控控制泥泥浆的的密度度和含含砂率率。没没有特特殊原原因，，钢筋筋骨架架安装装后应应立即即灌注注混凝凝土。。——与原因因对应应：慢慢钻进进、稠稠泥浆浆、莫莫久放放。七、孔孔底沉沉渣过过厚或或灌注注混凝凝土前前孔内内泥浆浆含砂砂量过过大孔底沉沉渣过过厚除除清孔孔泥浆浆质量量差，，清孔孔无法法达到到设计计要求求外，，还有有测量量方法法不当当造成成误判判。要要准确确测量量孔底底沉渣渣厚度度，首首先需需准确确测量桩桩的终终孔深深度，，应采采用丈丈量钻钻杆长长度的的方法法测定定，取取“孔孔内钻钻杆长长度+钻头长长度””，钻钻头长长度取取至钻钻尖的的2/3处。在含粗粗砂、、砾砂砂和卵卵石的的地层层钻孔孔，有有条件件时应优先先采用用泵吸吸反循循环清清孔。当采采用正正循环环清孔孔时，，前阶阶段应应采用用高黏黏度浓浓浆清清孔，，并加加大泥泥浆泵泵的流流量，，使砂砂石粒粒能顺顺利地地浮出出孔口口。孔孔底沉沉渣厚厚度符符合设设计要要求后后，应应把孔内内泥浆浆密度度降至至1.1〜1.2g/cm³（应该是是1.1g/cm³以内，，见教教材65页）。清孔整整个过过程应应专人人负责责孔口口捞渣渣和测测量孔孔底沉沉渣厚厚度，，及时时对孔孔内泥泥浆含含砂率率和孔孔底沉沉渣厚厚度的的变化化进行行分析析，若若出现现清孔孔前期期孔口口泥浆浆含砂砂量过过低，，捞不不到粗粗砂粒粒，或或后期期把孔孔内泥泥浆密密度降降低后后，孔孔底沉沉渣厚厚度增增大较较多，，则说说明前前期清清孔时时泥浆浆的黏黏度和和稠度度偏小小，砂砂粒悬悬浮在在孔内内泥浆浆里，，没有有真正正达到到清孔孔的目目的，，施工工时应应特别别注意意这种种情况况。——正循环环清孔孔，利利用泥泥浆稠稠度清清孔八、水水下混混凝土土灌注注和桩桩身混混凝土土质量量问题题混凝土土质量量关系系到混混凝土土灌注注过程程是否否顺利利和桩桩身混混凝土土质量量两大大方面面。要要配制制出高高质量量的混混凝土土，首首先要要设计计好配配合比比和做做好现现场试试配工工作，，采用用高强强度水水泥时时，应应注意混混凝土土的初初凝和和终凝凝时间间与单单桩灌灌注时时间的的关系系，必要要时添添加缓缓凝剂剂。施施工现现场应应严格格控制制好配配合比比（特特别是是水灰灰比））和搅搅拌时时间。。掌握握好混混凝土土的和和易性性及其其斜落落度，，防止混混凝生生在灌灌注过过程中中发生生离析析和堵堵管。(一)初灌时时埋管管深度度达不不到规规范要要求规范规规定，，灌注导导管底底端至至孔底底的距距离应应为0.3〜0.5m，初灌灌时导导管首首次埋埋深应应不小小于1.0m。在计计算混混凝土土的初初灌量量时，，除计计算桩桩长所所需的的混凝凝土量量外，，还应应计算算导管管内积积存的的混凝凝土量量。首首批灌灌注混混凝土土所需需数量量可按按下式式计算算:——公式不不要求求V≥h1ππd2/4+πD2(H1+H2)/4(lK420101-1)式中V—灌注首首批混混凝土土所需需数量量(m3)；D—桩孔直直径(m)；Hl——桩孔底底至导导管底底端间间距，，一般般为0.4m；H2——导管初初次埋埋入混混凝土土的深深度，，不小小于1.0m；d—导管内内径(m)；h1——桩孔内内混凝凝土达达到埋埋置深深度H2时，导导管内内混凝凝土柱柱平衡衡导管管外(或泥浆浆)压力所所需的的高度度(m)：h1=Hwγw/γγcHw——桩孔内内水或或泥浆浆的深深度(m)；γw——桩孔内内水或或泥浆浆的重重度(kN/m3)；γc——混凝土土板和和物的的重度度(kN/m3)。(二）灌灌注混混凝土土时堵堵管(1)灌注混混凝土土时发发生堵堵管主要是是由灌注导导管破破漏、、灌注注导管管底距距孔底底深度度太小小、完完成二二次清清孔后后灌注注混凝凝土的的准备备时间间太长长、隔隔水栓栓不规规范、、混凝凝土配配制质质量差差、灌灌注过过程中中灌注注导管管埋深深过大大等原因因引起起。(2)灌注导导管在在安装装前应应有专专人负负责检检査，，可采采用肉肉眼观观察和和敲打打听声声相结结合的的方法法进行行，检检查项项目主主要有有灌注注导管管是否否存在在孔洞洞和裂裂缝、、接头头是否否密封封、厚厚度是是否合合格。。(3)灌注导导管使使用前前应进进行水水密承承压和和接头头抗拉拉试验验，严严禁用用气压压。进行水水密试试验的的水压压不应应小于于孔内内水深深1.5倍的压压力，，也不不应小小于导导管壁壁和焊焊缝可可能承承受灌灌注混混凝土土时最最大内内压力力p的1.5倍。★p=γγchc-γγwHw(lK420101-2)式中γc——混凝土土拌合合物的的重力力密度度(kN/m3)；hc——导管内内混凝凝土柱柱最大大高度度(m)，以导导管全全长或或预计计的最最大高高度计计；γw——桩孔内内水或或泥浆浆的重重度(kN/m3)；Hw——桩孔内内水或或泥浆浆的深深度(m)。(4)灌注导导管底底部至至孔底底的距距离应应为300〜500mm，在灌灌浆设设备初初灌量量足够够的条条件下下，应应尽可可能取取大值值。隔水栓栓应认认真细细致制制作，，其直直径和和椭圆圆度应应符合合使用用要求求，其其长度度应不不大于于200mm。(5)完成第第二次次清孔孔后，，应立立即开开始灌灌注混混凝土土，若若因故故推迟迟灌注注混凝凝土，，应重重新进进行清清孔。否则则，可可能造造成孔孔内泥泥浆悬悬浮的的砂粒粒下沉沉而使使孔底底沉渣渣过厚厚，并并导隔隔水栓栓无法法正常常工作作而发发生堵堵管事事故。。(三）灌灌注混混凝土土过程程中钢钢筋骨骨架上上浮1.主要原原因(1)混凝土初初凝和终终凝时间间太短，使孔内内混凝土土过早结结块，当当混凝土土面上升升至钢筋筋骨架底底时，结结块的混混凝土托托起钢筋筋骨架；；(2)清孔时孔孔内泥浆浆悬浮的的砂粒太太多，混凝土土灌注过过程中砂砂粒回沉沉在混凝凝土面上上，形成成较密实实的砂层层，并随随孔内混混凝土逐逐渐升高高，当砂砂层上升升至钢筋筋骨架底底部时托托起钢筋筋骨架；；(3)混凝土灌灌注至钢钢筋骨架架底部时时，灌注速度度太快，造成钢钢筋骨架架上浮。。2.预防措施施除认真清孔孔外，当灌注的混混凝土面面距钢筋筋骨架底底部1m左右时，，应降低低灌注速速度。当混凝凝土面上上升到骨骨架底口口4m以上时，，提升导导管，使使导管底底口髙于于骨架底底部2m以上，然然后恢复复正常灌灌注速度度。——混凝土坍坍落度保保持在180~220，取上限限；合理理安排尽尽量在混混凝土初初凝前灌灌注完成成；钢筋筋笼吊环环与护筒筒固定等等(四）桩身身混凝土土强度低低或混凝凝土离析析主要原因因是施工工现场混混凝土配配合比控控制不严严、搅拌拌时间不不够和水水泥质量量差。预预防措施施：严格格把好进进厂水泥泥的质量量关，控控制好施施工现场场混凝土土配合比比，掌握握好搅拌拌时间和和混凝土土的和易易性。(五）桩身身混凝土土夹渣或或断粧1.主要原因因(1)初灌混凝凝土量不不够，造成初初灌后埋埋管深度度太小或或导管根根本就没没有进入入混凝土土；(2)混凝土灌灌注过程程拔管长度度控制不不准，导管拔拔出混凝凝土面；；(3)混凝土初初凝和终终凝时间间太短，，或灌注注时间太太长，使混凝凝土上部部结块，，造成桩桩身混凝凝土夹渣渣；(4)清孔时孔孔内泥浆浆悬浮的砂砂粒太多多，混凝土土灌注过过程中砂砂粒回沉沉在混凝凝土面上上，形成成沉积砂砂层，阻阻碍混凝凝土的正正常上升升，当混混凝土冲冲破沉积积砂层时时，部分分砂粒及及浮渣被被包入混混凝土内内。严重重时可能能造成堵堵管事故故，导致致混凝土土灌注中中断。2.预防办法法导管的埋埋置深度宜控控制在2〜6m之间。混凝土土灌注过过程中拔拔管应有有专人负责责指挥，并分别别采用理理论灌入入量计算算孔内混混凝土面面和重锤实测测孔内混混凝土面，取两两者的低低值来控控制拔管管长度，，确保导导管的埋埋置深度度不小于于1.0m。单粧混混凝土灌灌注时间间宜控制制在1.5倍混凝土土初凝时时间内。。(六）桩顶顶混凝土土不密实实或强度度达不到到设计要要求主要原因因是超灌灌高度不不够、混混凝土浮浮浆太多多、孔内内混凝土土面测定定不准。。根据《城市桥梁梁施工与与质量验验收规范范》CJJ2-2008中相关规规定，桩顶混凝凝土灌注注完成后后应高出出设计标标高0.5〜〜1m。对于大大体积混混凝土的的桩，桩桩顶10m内的混凝凝土还应应适当调调整配合合比，增增大碎石石含量，，减少桩桩顶浮浆浆。在灌注注最后阶阶段，孔孔内混凝凝土面测测定应采采用硬杆杆