钻孔桩灌注桩冲击钻机成孔施工质量控制及检验

钻孔桩灌注桩冲击钻机成孔施工质量控制及检验1.1质量控制1.1.1钻孔作业要求1钻孔就位前，应对钻孔的各项准备工作进行检查，包括场地与钻机坐落处的平整和加固、主要机具的检查与安装。2采用冲击钻机。使用卷扬机起吊锥头时，卷扬机钢丝绳通过三角立架上段的滑轮与锥头连接，放开卷扬机，锥头自然下落，锥头的冲击作用使岩土破碎，部分被挤入孔壁。泥浆将渣土悬浮排出孔外，同时平衡部分孔壁土压力和水压力，保持孔壁稳定。锥体一般为圆柱形，用钢材制成，锥头成“十”字形，利于破碎岩石。土质地层可选用60~80cm的细锥头钻进，然后再用大锥头扩孔至设计孔径。卷扬机可以人工操作，也可以选用自动操作设备。3开孔是应低锥密击。如表土为淤泥、松散细砂等软弱土层，可加黏土块小片石，反复冲击造孔壁，保证护桶的稳定。4须及时填写施工记录表，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。5钻机底座和顶端要平稳，在钻进和运行中不应产生位移和沉陷。回转钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩位中心三者应在同一铅锤线上，偏差不超过2cm。6必须保证泥浆的供给，使孔内浆液稳定。7钻孔作业应分班连续进行，经常对钻孔泥浆性能指标进行检验，不符合要求时要及时调整。8每班检查孔体偏斜情况，及时采取纠偏措施。9钻孔时，应根据土层类别、孔径大小及供浆量来确定相应的钻进速度1）在淤泥和淤泥质土层中，应根据泥浆补给情况，严格控制钻进速度，一般不宜大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不宜超过3m/h。2）在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。10遇孤石时可选当抛填硬度相似的片石，采用直锥冲击，或中低冲程交替冲击。将大孤石击碎挤入孔壁。11钻进中必须准确控制松绳长度，避免打空锥。一般不宜用高冲程，以免扰动孔壁，引起坍孔。扩孔或卡钻事故。12应经常检查钢丝绳磨损情况、卡扣松紧程度、转向装置是否灵活，以免掉钻。13应经常检查冲击钻头的磨损情况，如磨损过大，切削角不符合要求时要及时更换修理，以提高钻进效率和防止夹钻、卡钻等事故。14施工时应注意以小冲程开孔，使初成成孔坚实、竖直、圆顺，起导向作用，钻进深度超过钻锥全冲程后才能正常冲击。若遇到坚硬漂卵石层，可采用中、大冲程，但最大冲程不宜超过4~6m。钻进过程中及时排除钻渣，并添加黏土造浆，防止坍孔和沉积，使钻锥经常冲击新鲜地层。新疆表面不平整的漂石、硬岩时，应先投入黏土夹小片石，将表面垫平后在钻进，防止出现偏孔、斜孔。15对泥浆材料的要求：1）黏土：粒径小于0.005mm颗粒含量大于50%，塑形指数大于25%~30%，含砂量小于6%，SiO2和Al2O3之比为3~4以上，富含Na+、K+等亲水阳离子，水溶液呈碱性，Ca2+小于70mg/L，氯化物小于300mg/L。2）膨润土：主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量、屈服值等指标，应符合有关标准。3）水：淡水。4）外加剂：见表1.1.1表1.1.1常用外加剂种类使用目的常用物质分散剂防水泥、盐分对泥浆的污染Na6P6O18污染后泥浆的再生Na6P3O10，Na2CO2增强防坍作用，提高泥水分离性NaHCO3木质素，腐殖酸增黏剂防孔壁坍塌，提高钻孔效率，对受水泥、盐分污染的泥浆有保护膨润土的凝胶作用CMC(钠羧甲基纤维素)加重剂增加泥浆比重，提高孔壁稳定性重晶石、铁砂、铜矿石、方铅矿粉末防漏剂防止泥浆漏人土中锯末，稻草，水泥，核桃皮粉末盐水泥浆剂在盐水中湿胀并提高黏度防腐剂防止CMC等有机外加剂在夏季变质硫化钠16测量钻进深度一般用测绳系测锤（1~2㎏）从孔底量至护桶顶部或转盘顶面，从量得的总深度中减去护桶顶部或转盘顶面至钻孔原地面高度，即为钻进深度。17排渣、清孔钻孔桩排渣可采用泥浆循环或抽渣筒排渣等方法。如采用抽渣筒排渣，在钻进4~5m深后，每钻进0.5~1m应抽查一次，并补给泥浆。当钻孔深度达到设计标高并超钻0.1m时，已满足设计要求后，将拌好的新泥浆20~30m3通过ф75mm钢射浆管直接射入孔底，使孔中较细钻渣悬浮泥浆中，从孔口排出，较大的钻渣沉入孔底。孔底剩余较大的钻渣，用取渣筒取渣，至取不出为止。再用ф75mm射浆管向孔底射浆10min(约15m3泥浆)，悬浮的钻渣经护筒口排出返回沉淀池，待钻渣沉淀过滤后再将泥浆泵如孔底，如此反复多次循环。同时在这道工序过程中采用钢射浆管取代测绳多次测量孔深，确认符合设计标高，出渣换浆完成后，观测沉渣厚度变化。经过3~4h观测，沉渣厚度达到施工规范要求时，可通过射浆管再向孔底注浆5min后停止。抓紧拆除钻架、射浆管、吊入钢筋骨架，安装混凝土导管等灌注设备，及时进行灌注，确保孔底沉渣厚度不超过规范容许值。清孔也可以采用空气吸泥机配合取渣筒出渣。即大块钻渣以取渣筒取出，较细的钻渣以空气吸泥机吸渣。用空气吸泥机出渣时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。1.1.2操作要点1钻进时要保证钻进速度，及时测量孔深和泥浆比重。2成孔后要测量孔的深度是否到达设计要求，并及时填写记录表。3在钻机摆放前要及时平整场地，将泥浆池的位置安置好。检查钻机的钻杆及零部件。做好钻前的桩位放样工作，保证钻孔及孔径的准确度。4清孔时应向孔内补充清水或泥浆，保持孔内水头，防止坍孔。5各环节施工衔接应紧密，缩短工艺间隔时间。6在各种不同的土层或岩层中钻进时，可按表1.1.2的施工要点进行表1.1.2冲击钻孔施工要点适用土层施工要点效果在护桶刃脚下2m以内小冲程1m左右，泥浆比重1.2~1.5，软弱层投入黏土块夹小片石造成坚实孔壁黏土或粉质黏土层中冲程1~2m，泵入清水或稀泥浆，经常清除钻头上的泥块提高钻进效率粉砂或中粗砂层中冲程1~3m，泥浆比重1.2~1.5，投入黏土块，勤冲勤掏渣反复冲击，造成坚实孔壁，防止塌孔砂卵石层中、高冲程2~3m，泥浆比重1.3~1.5，投入黏土块，勤掏渣提高钻进效率基岩高冲程3~4m，泥浆比重1.3左右，勤掏渣加大冲击能量，提高钻进效率软弱土层或塌孔回填重钻小冲程反复冲击，加黏土块夹小块石，泥浆比重1.3~1.5造成坚实孔壁1.1.3事故预防及处理钻孔施工过程中弱发现斜孔、弯孔、缩孔、塌孔、护桶周围冒浆、孔口坍塌、地表沉陷等情况之一时，必须立即停止钻进施工，采取有效处理措施后，方可继续施工。1预防塌孔塌孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。1）处理措施塌孔不严重时，可回填至塌孔塌孔位置以上，采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护桶等措施继续钻进；若塌孔严重，应立即将钻孔用小砾石夹黏土回填重钻。2）塌孔预防措施①在松散粉砂土或流沙中钻进死，应控制进度速度，选用较大比重、黏度、胶体率的泥浆；或投入黏土掺片、卵石，低锤冲击，使黏土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。②汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护桶，增大水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。③严格控制冲程高度。④清孔时应指定专人补水，保证钻孔内必要的水头高度。供水管最好不直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5~1.6倍钻孔中水柱压力。⑤吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入。2预防缩孔缩孔是钻锥磨损过大焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩造成，前者应及时焊补钻锥，后者应选用失水率小的优质泥浆护壁。3预防偏孔钻机位移，钻孔过程遇较大的孤石或探头石，以及在大倾斜度的软硬地层交界处均有可能导致偏孔，为此，对钻机钻进过程中位置变动应检查复位，倾斜的软硬地层钻进时，应低速钻进，或回填片、卵石冲平后再钻进。查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况后，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂砾石到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。偏斜严重的可在偏斜处设置少量炸药（少于1㎏）爆破，然后用砂土和砂砾石回填到该位置以上1m左右重新冲钻。4预防产生梅花孔（或十字孔）1）形成原因①锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击。②泥浆相对密度和黏度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。③操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。④有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。2）处理措施采用片石或卵石与黏土回填，重新冲击钻孔。3）预防措施①应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置②选用适当黏度和相对密度的泥浆，并适当掏渣。③用低冲程时，每冲击一段换用高一些冲程冲击，交替冲击修整孔形。④出现梅花孔后，可用片、卵石混合黏土回填钻孔，重新冲击。5预防卡钻1）卡锥原因①钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。②未及时补焊冲锥，钻孔直径逐渐变小，而补焊后的冲锥大了，有用高冲程猛击，极易发生卡锥。③伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶。④孔口掉下石块会其他物件，卡住冲锥。⑤在黏土层中冲击冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。⑥大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。2）处理措施卡钻后不能强提，只宜轻提。可用小冲击锤或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。3）预防卡锥措施①当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。②卡钻不宜强提以防塌孔、埋钻。易用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。③用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。④在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。⑤用其他工具，如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳定大绳以免冲锥突然下落。⑥用压缩空气或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。⑦使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。⑧用以上方法提升锥无效时，可试用水下爆破提锥法。将防水炸药（小于1㎏）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。6钻孔漏浆若发现护桶内水头不能保持，水位下降，则证明有漏浆现象。1）处理措施①对于上部渗透性强地层引起的漏浆，可以将护桶周围换填黏土夯实，增加护桶沉埋深度，加稠泥浆，以减少孔内水的渗透。还可以填入片石、碎卵石土，反复冲击以密实孔壁。②钻孔漏浆时必须及时补水补浆，保持孔内水头，防止塌孔。③在进入空洞前，应预备足够的泥浆，做好补浆准备。2）预防措施①对于渗透性强地层在埋设护桶时黏土应夯实填密实，适当加长护桶埋设深度。②对于存在渗透性强地层的地区，采用泥浆稠度适当加大。③认真做好地质核查，对于存在空洞地区，提前备足泥浆，做好补浆准备。1.2质