旋挖钻孔桩的病害与防治

旋挖钻孔桩的病害与防治2/3/20231旋挖钻机在国际上的发展已经有几十年的历史，在中国也是在最近六七年才被逐渐认识和应用，成为近年来发展最快的一种新型桩孔施工方法，旋挖钻孔灌注桩技术被誉为“绿色施工工艺”，其特点是工作效率高、施工质量好、尘土泥浆污染少。旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备，可以实现桅杆垂直度的自动调节和钻孔深度的计量；旋挖钻孔施工是利用钻杆和钻斗的旋转，以钻斗自重并加液压作为钻进压力，使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔。吊放钢筋笼、灌注砼、后压浆等同其他水下钻孔灌注桩工艺。2/3/20232旋挖钻孔桩常见病害

塌孔桩孔偏移倾斜超径桩底砼离析或断桩钢筋笼偏位2/3/20233一、塌孔成孔中或成孔后，孔壁不同程度塌落。成孔中排出的泥浆不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，均为塌孔的兆头，要引起足够的重视。在成孔过程中的塌孔，还可以清理，要是在浇灌混凝土的过程中出现塌孔，很容易出现断桩，桩基检测时轻则Ⅱ类桩，重则Ⅲ类桩。2/3/20234（一）病因分析

1、主要是由于土质松散，加之泥浆护壁不好；2、护筒埋设不好，筒内水位不高；3、钻头钻速过快或空转时间太长都易引起钻孔下部坍塌；4、成孔后待灌时间和灌注时间过长。2/3/20235（二）防治措施

1、在松散易坍土层中适当深埋护筒，密实回填土；2、施工中根据出渣情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，对孔内水头高度，泥浆的相对密度和粘度经常观察和检测，发现问题及时解决。工程泥浆性能指标如下表：指标地层一般地层松散易塌地层相对密度1.05~1.151.12~1.16粘度（Pa.s）18~2524~282/3/20236根据我们这个标的情况，地质主要为粘土，部分强风化泥质砂岩和中风化泥质砂岩，泥浆配得好，塌孔的可能性不是很大。3、保证钢筋笼制作质量，防止变形，吊设时要对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，防止碰撞孔壁；如果在钢筋笼碰了孔壁而引起轻微的坍塌，可以采用直径小于钢筋笼内径的钻头以优质泥浆扫孔或用导管清孔；4、成孔后待灌时间一般不超过3h,并尽可能加快灌注速度、缩短灌注时间；2/3/202375、如果在钢筋笼未下孔内的情况下出现塌孔，可以采用浆砂、粘土混合物回填至坍塌孔深以上1~2m,或全孔回填并密实后再用原钻头和优质泥浆扫孔；2/3/20238二、桩孔偏移倾斜成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。2/3/20239（一）病因分析

1、钻机安装不平或钻台下有虚土产生不均匀沉陷；2、桩架不稳，钻杆导架垂直，钻机磨损，部件松动；3、护筒埋设偏斜，钻杆弯曲，主动钻杆倾斜；4、遇旧基础或大石等地下障碍物，土层软硬不均或基岩倾斜。

2/3/202310（二）防治措施

1、钻机安装周正、水平、稳固、无束前缘切点，转盘中心和护筒中心三点面一线，旋挖钻机就位后，利用自动控制系统调整其垂直度，钻机安放定位时，要机座平整，机塔垂直，转盘（钻头）中心与护筒十字线中心对正，注入稳定液后，进行钻孔；2/3/2023112、安放钻架时，钻杆不弯曲，主动钻杆保持垂直，增添导向架，尽可能采用钻挺加压，成孔前必须检查钻头保径装置，钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换；钻进过程中，操作人员随时观察钻杆是否垂直，发现问题及时纠偏；3、埋设护筒时应通过定位的控制桩放样，把钻孔位置标于坑底，再把护筒吊放进坑内，找出护筒的圆心位置，用十字线在护筒顶部或底部，然后移动护筒，使护筒中心与钻孔中心位置重合，同时用水平尺或垂球检查，使护筒坚直，防止护筒倾斜；2/3/2023124、在硬塑料粘土层发生偏斜时，用砂、料土混合物回填偏斜以上1~2m,待密实后用平度合金钻头轻压慢转倾斜；5、在基岩面发生偏斜时，可投入20~40mm粒径碎石，略高于偏斜处，冲击密实后用平底合金钻头、牙轮滚刀钻或平底钢粒钻头纠斜。2/3/202313三、超径

超径是旋挖钻机在松散地层钻孔中常出现的一种问题，超径不但浪费材料，而且会影响成桩质量，严重时会造成孔内事故。

2/3/202314（一）病因分析

1、泥浆质量不合格，泥浆比重、粘度或含砂率达不到技术要求，使泥浆不能有效的护壁，造成松散地层坍塌;

2、孔内泥浆面低于地下水位。在地下水较高地区，孔内泥浆面低于地下水位，孔内地下水渗入孔内，造成软流塑层流陷，松散地层坍塌;2/3/2023153、在软流塑地层，由于钻感不明显，钻头往往是压入而不是钻入该地层，使钻头和四周的泥土粘连，形成泥包钻头现象，当提钻时出现活塞效应，使钻头周边的部分泥土抽吸到钻头下部，造成超径。这主要是操作原因。4、在软流塑地层，由于钻具的扰动使该层趋于液化，使地层失去原有的稳定状态，孔壁部分泥土流入孔内造成超径。2/3/2023165、钻头和钻杆的连接问题由于钻头和钻杆的连接卡方长时间的使用磨损，钻杆的公方磨损变小，而钻头上的母方磨损变大，使连接间隙变大，当旋转钻进时，钻头和钻杆形成一定的角度，使钻头的回转直径大于钻头直径，成孔大于设计成孔直径，造成超径。2/3/202317（二）防治措施

1、保持孔内泥浆面的高度，增加对孔壁的压力。当地下水位较高的软流塑和松散地区，首先保证泥浆的质量，使各项指标达到施工要求，使泥浆能充分护壁。为保持孔内泥浆面，在孔口做一围堰与孔内泥浆相连，当提出钻具时，围堰内的泥浆补充到孔内，使孔内泥浆始终高于地下水位，且泥浆面越高，对孔壁的压力越大，孔壁越稳定。2、控制钻进，避免泥包钻头现象当钻进软流塑地层时，为了避免钻头压入地层，钻进时记录每次的孔深，下钻时从该深度钻进；控制钻进的速度，减少对该层过大的扰动。2/3/2023183、控制进尺软流塑地层，进尺要小于正常地层的进尺，避免或减少提钻时活塞效应所产生的阻力。4、保持钻头外表光滑，避免或减少糊钻，在软流塑地层，每次提钻时，钻头周围经常附着一些粘性土，要及时清除掉，减少钻头与周围粘性土的粘连，以免造成糊钻。5、减少钻头和钻杆的连接间隙

要经常检查钻头和钻杆的连接卡方，有磨损及时修补，减少连接间隙。2/3/202319四、桩底砼离析或断桩

桩基检测时出现桩底上来1m左右砼离析，或桩中间出现断裂层，导致成Ⅱ类桩，甚至成Ⅲ类桩。2/3/202320（一）病因分析

1、孔底沉淤，残留泥砂过厚；2、首灌混凝土量不够，尤其是清水桩；3、桩深度达四五十米时不采用隔水塞，砼直接通过导管流到孔底；4、砼配合比控制不严、搅拌时间不够和水泥质量差，塌落度达到不要求；5、浇筑过程中出现塌孔；6、浇灌砼的导管的气密性达不到要求；7、导管埋入砼的深度不够；8、浇灌过程中由于砼供应不及时，而形成施工缝；9、超灌砼量不够，上部砼离析；2/3/202321（二）防治措施

1、清除孔底残留物。终孔后钻头提高孔底10~20cm,保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30min;清孔采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度不要直接用清水置换，钢筋笼垂直缓放入孔，防止塌孔；2、提高砼初灌时对孔底的冲击力，导管底端距孔底控制在30~40cm,首灌砼量须满足导管底端能埋入砼中1.0m以上的要求，首灌砼的漏斗容积在2.5m3左右；将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。2/3/2023223、首灌砼的大漏斗装满砼后，再拔出活塞，砼同导管内的隔水塞（球）一起灌入管底，避免造成孔底砼离析；4、商品砼运到现场后，检查砼的塌落度，尤其是首灌砼，塌落度一般控制在180~220mm之间。5、每根导管需要安装密封圈，防止导管内进水或者导管漏浆。导管吊装前进行试拼，检查其垂直度，进行水密承压和接头抗拉试验。根据孔深提前做好配管工作，按导管底距孔底距离0.30m控制。导管拼接完，再进行水密承压试验，严禁用压气试压；2/3/2023236、在灌注过程中，当导管内混凝土不满、含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。7、在浇灌混凝土过程中，经常检查导管埋置深度。导管埋置深度最小不得小于2m，最大不得大于8m，超过8m容易造成钢筋笼上浮，堵管、埋管、挂钢筋笼等现象发生，造成质量事故；起拨导管时，应先测量混凝土面高度，根据导管埋深，确定拨管节数；要勤检查，均匀拨管，保持埋深在4～6m。2/3/2023248、灌注开始后，应紧凑地、连续地进行，保证商品砼的连续供应，严禁中途停工。在灌注过程中要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底。使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的升降和拆除。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移动钻孔中心。当导管提升到接头露孔口以上有一定高度，可拆除1节和2节导管。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，2/3/202325并挂上升降设备，然后松动导管导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。拆除导管动作要快，时间一般不宜超过15分钟。要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，并注意安全，已拆下的管节要立即洗干净，堆放整齐。2/3/2023269、当混凝土面上升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，尽量缩短混凝土总的灌注时间，防止顶层混凝土进入钢筋骨架时，混凝土的流动性过小，使用缓凝剂、粉煤灰等增加混凝土的流动性；混凝土接近或初进入钢筋骨架时，应保持较深埋管，并徐徐灌入混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力；当孔内混凝土面进入钢筋骨架4～5m以后，适当提升导管，减小导管埋置深度，以增加骨架在导管口以下的埋置深度，从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力；2/3/20232710、为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应超灌一定高度，保证桩顶砼密实，灌注结束后，再将此段混凝土清除。增加的高度，可按孔深、成孔方法、清孔方法确定，按规定要达到桩长的5%，一般不宜小于1.0m。2/3/202328五、钢筋笼偏位