机械泥浆钻冲成孔与水下灌注桩技术监控措施

机械泥浆钻冲成孔与水下灌注桩技术本文简述桩基础：桩是深入土层的柱型构件，桩与连接桩顶的承台组成深基础，简称桩基，其作用是将上部结构的荷载，通过较软地层或水传递到深部较坚硬的压缩性小的土层或岩层。一般房屋基础工程中、桩主要承受垂直的轴向荷载，在河港、桥梁、高耸塔型建筑、桩基通过作用于桩尖（或称桩端、桩底）的地层阻力和桩周围土层的摩阻力来支承轴向荷载依靠桩土层的侧向阻力支承水平荷载。但是在各类大口径机械成孔桩基础施工工艺中，在不同的地区及不同地质构造和复杂地层的地质成因，在施工中常遇到的技术难度及质量，安全事故处理。复杂地层的地质成因：地质因素是产生复杂地层的内在因素，岩石受地质构造运动，风化作用，地下水等的影响，而使岩石的稳定性质是由组成岩石的矿物成分和结构所决定的。对未遭受地质破坏的岩层来讲，岩石组成的矿物成分硬质高，结构越致密，胶结程度越好，强度越高，岩石也就愈坚硬，稳定性也越高，相反，组成岩石的矿物质较软，结构强度很低，岩石均比较松散，例如：素填土、杂填土及第四系的冲积层、复盖层等、这类地层主要是由水（或风）的搬运沉积而成，是由粘土、砂、卵砾石，碎石等组成，其特点是松软无胶结具有良好的透水性（粘土除外）稳定性差，在这类地层中钻进冲击，易出现孔壁坍塌、掉块、探头石、漏水、漏失泥浆等现象，故在这类地层钻进冲击成孔过程中，正确地选择泥浆冲洗液类型和泥浆的比重及粘度，维护孔壁稳定，防止缩径、坍塌、掉块、漏失（或漏水）的重要措施。机械冲击成孔灌注桩1.适用范围及原理：冲击钻成孔施工法是采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的冲击钻头，在一定的高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击动能冲挤土层或破碎岩石形成桩孔，再用淘渣筒或其它方法将泵送泥浆至孔底进行循环将钻渣岩屑排出孔外。每次冲击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。其优缺点：优点：用冲击方法破碎岩土，尤其是破碎有裂隙、溶洞、溶槽的坚硬岩土，所消耗的功率小，破碎效果好。同时在冲击土层和破碎地层时所产生的冲击挤压作用，形成的孔壁较为坚固，相对减少了破碎体积，对裂隙、溶洞、溶槽充填从而节省了大量的砼。在冲击过程中为确保桩基质量，在裂隙、岩溶地层钻进时，做到下列事项：冲击钻头操作平稳，尽可能少碰孔壁；先用较圆形冲头，冲程宜小不宜大于0.5m；遇到裂隙，漏失泥浆时，可边冲击边投入粘土，碎石、毛石，直至穿过裂隙，漏失泥浆地带，能有效避免了垮孔、卡钻事故；遇溶洞时，可减少冲程和悬距进行边冲边向孔内投入小毛石或碎石，以冲挤到溶洞内充填物中作骨架，慢慢穿过溶洞地带，当遇到易垮塌地层时，能迅速将钻头提离孔底及孔口外。缺点：在利用钢丝绳牵引冲击钻头进行冲击钻进时，大部分作业时间消耗在提放钻头、掏渣、孔桩纠斜上、钻进效率较低。随着孔桩的加深，掏渣时间和孔底清渣时间均增加，而且在内冲头遇到溶槽、溶洞、造成冲头倒锤、卡锤、梅花孔的控制能力较低，从而对孔桩的垂直度及孔。2.泥浆调制及泥浆护壁携渣原理：=1\*GB3①、在孔桩附近挖宽2.00米长3.5米深1.00米的泥浆池一个,并安装泥浆专用泥浆搅拌机一台，并使用膨润土或优质粘土再添加聚炳烯酰胺(PH)和火碱羚甲千维素(CMC),CMC为羚甲基，（caboxymethyi）与千维素（cellulose）以及乙醚化合成的钠盐，是具有水溶性与电离性能的高分子物质，与水泥几乎不发生作用，但这样的泥浆成本过高。=2\*GB3②、在孔桩内填入粘性好、含砂量少的优质粘土，通过冲击钻头反复冲击形成搅拌原理，让新投入的优质粘土和孔内原生土水的混合物制成密度大于1.4以上的粗糙泥浆，在不抽水的情况下，泥浆在孔内对孔壁产生一定的静水压力，可抵抗作用在孔壁的侧向土压力和水压力，防止坍孔。同时失水量小的孔，泥浆会在孔壁上形成薄而坚韧的泥皮可防止泥浆漏失，防止渗入孔壁的自由水，从而对孔壁具有良好的保护作用。泥浆具有一定的粘度和包裹性，它能将孔内因冲击孔底而产生的土渣、岩屑、在泥浆泵的作用下悬浮起来，并通过泥浆循环置换出孔桩外完成泥浆对孔桩清渣工作。施工工艺流程：斤施工程序弃：=1\*GB3艺①肿、桩位测莲定：桩孔猫经放样效络对后进行乡护筒埋置龙，或人工怒挖孔砼支康护。=2\*GB3赞②乳、设置护品筒：（或抖人工砼支弯护）。护软筒内径应属比冲击钻该头直径坛大森20从0炮至庸30播0局㎜，如直葬径大声于在1.00毯m劫的护筒如筒果钢硬度腰不够时，蔑可在顶端缓焊加强环馆，在护筒员外壁焊竖期向加肋筋饼，护筒过安于太什大归,漠可改用人极工支护砼弊。=3\*GB3无③富、安装冲侧击钻洁机犬:吊冲击钻进察、清除沉踩渣（用掏动渣筒或泥门浆泵循环肝），冲击网钻进在钢洒丝绳冲击珍过程中，丑最重要的昼问题是如泥何保证冲旺击钻头在臣孔内以最腊大的加快年速度下落屈，以增加盟冲击功能脱，故应在峡不同地层怠选择合理弓冲击头的杏重量：冲黄击钻头的赏重量一般益按其冲孔泛直径陵每仙10砖0资㎜来/穗㎡千取惨100-易14假0致㎏为宜，石对于硬岩雷石层或刃谣脚较长的吃钻头取最膀大值，相致反取最小玉值，选择附合理的冲脾击悬距，导最优悬距誉是保证钻僚头最大切贱入深度而骂使钢丝绳称没有悬距庭正常剩余贝长度，一漠般正常悬灵距继在笛0.4-叹0.轨7躁之间。悬理距过大或制过小钢丝浮绳抖动剧秩烈，悬距笨正常，钻庆机运转平拦稳，钻进脸效率高。叶冲击行程碧和冲击频昆率是指冲枣击梁在下下死点钻头烈提至最高聚点时钻头洒底刃面距乖孔底的冲脉击次数，痒一般冲击降频率谈为揭40-4羡8初次填/匙分为宜，州冲击钻进业孔桩施工叼总的原则喘是根据地剑层情况，始合理选择抚钻进技术嫂参数。少粒松长绳，谣勤松短绳朽，（指次驶数）勤掏筒渣，或泥怠浆正循环健时、勤清损理泥浆槽桶和泥沙沉青淀池。冲惹击钻机冲鸦击进尺原护理见示图坑：图1冰控制合适叠的泥浆比杆重溉：晒施工时，妨要先在孔茂口埋设护床筒，或人剥工砼支护传，然后钻股机就位，具使冲击锤睬中心对准帐桩孔中心挪，开始应按低锤密击诊，在松散诉、松软土去层中应及买时加片石传，砂砾石义和粘土夯沈实及泥浆添护壁，使静孔壁被挤拆压密实直旺至孔深达弹护筒底以伯下猴3-4毫m调后，才可腐加快速度望，将锤提份高至正常慨高度进行柄冲击，并戴随时测定徒和控制泥验浆比重，粉各娄土层看中的冲程塔和泥浆比叫重关系：绘在护筒中姻及其刃脚柄下羞3m僚,厚低冲礼程阶1烫m斗左右，泥巴浆比浅重需1.锈2作至志1.5戴,邀土层松软堤时投入片毒石和粘土时块将造成聪坚实孔壁碧。粘性其土煌.佩粉土层用嘉中沫.复低冲彩程兵1抄至诞2m违,费加清水或企稀泥浆，祖经常清除述钻头上的廊泥块，防友粘位钻器.值吸裤钻功.办提高钻进抄效率。牧粉胁.式细炎.塞中悬.污粗砂层用补中冲辽程盒2工至避3宾m香泥浆比委重旬1.迎2煤至共1.耍5夸，投入粘争土，勤冲烛，勤掏雨渣肥锤将孔反复冒冲击造成徒坚实孔壁浓，可以防允止坍孔。饿砂卵石层苗用锤中牛.炎高冲欺程谁2干至迁4刺m愁，泥浆比奇重领1.储3傻左右，多脖投粘土，债减少投石待量，这时鼠可以加大狠冲击能量验，提高钻趴进效率。刻基岩用高蜜冲岗程煮3向至厨4沫m办，加快冲乏击频可率效8惰至窃1腰2唯次床/mi躁n估，泥浆比掏重震1.侦3送左右，加沾大冲击能肥量，提高播钻进效率筒。软弱土权层或塌孔赏回填重钻谱就用低冲帝程反复冲梢击，加粘冰土夹小片漠石，泥浆冰比抖重套1.现3闹至少1.贤5瞒将造成坚炮实孔壁。碗淤泥层用牢低冲麻程陶0.7饿5女至疤1.50垒m五增加碎石框和粘土投著量，边冲壶击边投入海，碎石和倦粘土挤入活孔壁，增栽加孔壁稳危定性，当防泥浆达到至泥浆泡和忠度时，需翅及时外排慕稀释，否罗则严重影版响冲击进狱尺。肯水下混凝系土灌注辫灌注水下扣混凝土的抽方法主要县有以下几叮种：欢预填骨料弃的灌混凝耍土。而箱底张开完法灌注混爷凝土。焦用混凝土拳泵送法。寄用导管法遇。序在泥浆护耽壁钻孔灌碍注桩施工缠中几乎都兔用导管法亿。故本节控只讲介导招管法灌注氧水下混凝挺土的施工茄。皱1盘、仓陕澡导管或注竹混凝土的挽基本原理宪所谓导管荣法是将密枝封连接的萝钢管作为枣水下混凝栗土的灌注犹通梳道催,慧其底部以遭适当的浓忠度埋在灌载入的混凝略土拌合物旋内箱,况在一定的园落差压力弓作用曾下目,电形成连续溉密实的混喜凝土桩弄身狗.芒导管法灌微注混凝土距的优缺点=1\*GB3午①丽、赤优点崭：能向水输深处迅速芝地灌注大撑量混凝土奶，不用排琴水、利用剧有利的地竿下条件对炮混凝土进呢行标准养俩护（即养激护条件接翅近于标准陕养护，作广业设备和沸器具简单吴，能适应渠各种施工抗条件。=2\*GB3肥②耻、壶缺点榜：由于是散水下混凝行土，故每类立方米混挪凝土的水精泥量比一揭般混凝土光要多，在检桩顶形成坡混凝土浮偶浆层较厚活，要精心云的管理，傻否则稍有嫩疏忽，就供会出现断恼桩，不易采保证混凝奏土的质量奖，灌注量风大时，作爪业时间和带劳动强度些都比较大恒。睁导管灌注林的主要机胁具梳：主要机超具有：向脸水下输送制混凝土用阔的导管，拨导管送料富用的漏斗嚷；初灌量肝大时，还佩应配备储碰料斗；首心批混凝土乏填充导管漂的隔离混眨凝土与导亚管内水所陷用的器具州，如滑阀丸、隔水塞栗和漏斗拉迟盖、导管挖底盖，但盏是，大口名径桩所用蜓的导管口芹径相应较耻大，用底粘盖隔离水椒，大口径院导管因泥乓浆浮力大舒而无法将召导管下至祝孔底，故石采用漏斗佩拉盖法，潜就是在漏稻斗底处设腥置，用钢驰绳连接，羊拉盖当储腰料斗储满屑混凝土后耀将用机具屑拉开拉盖拌。姜根据不同任需要进行三套管选择慌参考有表扭1川：表1颗套管内径穴（构m置m雕）枪适用桩径涝（耐m疏m姿）桨通过混凝倦土能力炎（垃m敲3沸/圆h愿）验导管壁厚拖（菜m凑m险）口连接方式详备注孤无缝籍钢尽晚管门钢板卷管轨200塌600-扯1200枣10犯8-9汪4-5侨丝扣或法传兰苏导管的连芝接或卷制犬焊缝必须条密封，不亿得漏水消230-凝255织800-缺1800炭15-1辛7成9-10手5眠法兰或插已接摇300晌≧举1500尾25榜10-1睬1净6棋注：本表题大多数参户数摘自江俭西省地矿夸局滩“窝钻孔灌注沙桩施工规悬程寻”轿198翅9把年驾4修月。拼漏斗拉盖驼法示意盲图吩2源、惠3闲：截安全与孔惕内事故及遗处理：旋冲击钻机贴施工时，饿根据不同判地层，使潜用不同冲常头，，是狐确保安全自施工和提窑高效益有言着直接关帜系的，但桌是在任何升地区施工园中，孔内顾事故都是邮无法被免群除，例如猎贵阳医学盐院学术交表流中心工拣地，在施城工过程中扫所遇到的忙几个典型桶事故益：勉ZKB1鞋1怠，设计桩镜径天1.6字m辣，设计孔骄深贤11.0饮6对m海，在孔深征进励入渡10.7格0养处，操作积人员将机阳具正常提谷下钻头，隙对孔桩的渡过厚泥皮炼进行机械舅式剥蚀，画突然出现绣严重卡钻哑事故，经胳分析是严匀重的下卡仪事故，其绳该地区地悼层属于典漂型喀什特轰地层，溶赛洞、溶槽花、裂隙、悼特别严重况，在事故微处理中，绘非常困难赖。毁①甲、该地区巩地下水特存别丰富进呀行人工护油壁挖掘处父理时，又趟不能抽地秆下水浇。毁②漂、由于在衰闹市及居攀民住宅区巷，又不能冲采用爆破劲震动冲头钉底部。典初步方案潮有两个胳：铸①替我们在原济有的一期拐工程中，水我们曾经睛处理煤过谈ZKX5硬6旺#支孔桩，桩愉镜酿径尸1.3酷m宣，在孔平深汽14.5俯m痛处冲头被雀卡，采用疾了加大提姥升能力，怖（吊车协验助），后锄又采用钩垒链式吊锤饱上打无果护，最后采淘用馋GQ1松2音回旋钻机必，采用保掩径零1.3渗m烘铜状钻头袍切钻到冲疮头底部，余但是反复只切钻十七钥次，才进个入到钻头起底部，虽好处理好了拌该事故，莲但是花费抬了大量的凯人力、物润力。当时判处理该事梅故见示图矩：图4挠所以在处成理筒ZKX1抬1液#浪孔时，就醒改用处理柿方案，用没压力千斤漂顶满5雷0规吨刻2警个，在孔懒口上架设放钢向轨善4-你6墓根，左用湿12m雁m路厚易，插1.6×接1.竿6除钢板一张蝶铺设在钢盼轨上，在纵中间掉