钻孔灌注桩施工常见事故预防及处理
钻孔灌注桩施工常见事故预防及处理 钻孔灌注桩施工常见事故预防及处理 在近年来的公路施工中.唐山市的大中型桥梁基础多采用钻孔灌注 桩.根据多年的施工,总结出一些经验供 大家参考. 钻孔灌注桩常见的质量事故有孔 斜,局部缩径,坍孔,梅花孔,沉淤过多, 断桩,钢筋笼上拱,导管内混凝土下降困 难等,现就这些事故的原因与防治叙述 如下. 孔斜 产生孔斜的原因多半是由于机械设 备安装不平,不稳,钻杆弯曲,或高压胶 管拉得过紧,地层不均,有障碍物等. 因此预防的措施是把好设备安装和 检查关,钻杆连接要直,护筒要埋正;由 于开孔钻具头重脚轻,应采用轻压,慢 转,适当泵量的规程由硬到软层可适当 加快给进速度,反之则应慢些为减少钻 杆的压应力,可在钻头上部加钻铤或包 铅加重钻杆,以防钻杆弯曲而造成孔斜; 对于旧基础要把障碍物清理干净.如发 现孔斜应立即停止钻进,检查设备和地 下障碍物,改用小规程扫孔;如发现已形 成拐弯的孔,必须用双笼式导正器于钻 头组成的组合式钻具进行反复扫孔纠 正如偏斜严重,应回填砂和粘土混合物 (地层较密实时可掺少量石灰或水泥)至 偏斜处以上1〜2m,待沉积密实后重新 钻进纠正. 桩孔局部缩径 引起缩径的原因一是土层遇水膨 胀或泥浆性能不适合:二是邻桩施工 间距和时间问隔掌握不当;三是钻头 形状不佳或磨损过大(锥度愈大愈不 利于保径). 针对上述原因应采取 的措施是根据土层采用低 失水量的浓泥浆,施工时要 跳开1〜2个桩位或邻桩已 成桩3天以上的部位;钻头 形状以阶梯单导正环和双 导正环保径为好,发现磨损 应及时修补. 例如在我市京唐港二 期工程青龙河大桥0桥台 文/刘明智 0桩施工过程中,出现钢筋笼无法到位 的情况.经实地勘测是由于距地面6.5m 位置有约0.8m厚黏土夹层,由于成孔后 孔内压力较周围土体小,形成向内侧的 拱.经现场技术及施工人员决定,在缩径 处慢给进并反复扫孔.加大护壁泥浆的 比重,直到钻头反复提升畅通无阻后立 即下钢筋笼并浇灌混凝土 .在此后的桩 基施工过程中尽量缩短成孔与混凝土浇 注的时间问隔,结果表明这一措施收到 了良好的效果. 坍孔 桩孔施工中一旦发生坍孔事故往往 表现出护筒内水位骤然下降,护筒内外 有小气泡冒出,钻杆回旋阻力增大,孔内 反出浆液大颗粒钻渣突然增多,泥浆密 度增大等.遇有以上现象,特别是钻具蹩 车,甚至有钻具难以提升的埋钻现象时, 基本可以判断为坍孔发生.产生的原因 多半是地层松散泥浆护壁性差;护筒埋 设不当;成孔速度慢.清孔,待灌及浇注 延续时问过长钻杆刚度小,敲打孔壁及 下钢筋笼时碰撞孔壁等. 预防坍孔的主要措施是尽量不用反 循环钻进•护筒应下到位,搞好密封.钻 进松散层宜用护壁性能好的浓泥浆,尽 可能提高钻进速度,缩短待灌和灌注延 续时间(待灌时间一般不大于4h;浇注 延续时间一般40m桩小于6h,60~70m 桩小于10h). 例如在唐山西外环高速公路32km 处一座小桥的桩基施工中,由于地层中 出现沙砾层,致使成孔过程中不断出现 坍孔埋钻事故.后经现场研究决定,采用 加大泥浆密度,同时使用护壁性能好的 泥浆.实践证明效果不错.但是如果坍孔 比较严重,应立即停钻判明位置,回填沙 和黏土混合物到坍孔位置以上1〜2m, 待密实后方可重新钻进. 梅花孔与卡钻事故 冲击钻进出现梅花孔(钻孔断面不 圆,近似梅花状)并引起卡钻事故最为多 见.其主要原因是绳卡转动不灵活,泥浆 密度或黏度过大,冲击钻具不能灵活转 动,或者是;中程太小,冲击钻具尚未来得 及转动一个足够的角度便又落下,致使 钻刃很难改变;中击位置 ;中击钻进卡钻事故往往是由于梅花 孔的出现而发生.因为多数卡钻事故大 体上有两种情况:一是钻具上头被孔壁 上的掉块卡在孔壁不规则的位置:另一 种是掉块或探头石将钻具挤夹住. 防止梅花孔的措施是改善泥浆性 能,及时捞渣,减少泥浆对钻具的回旋 阻力,并经常检查绳卡的灵活性.采用 低中程钻进时应每隔一段时间改换一段 高冲程钻进,并尽量不用或少用一宇型 钻头. 卡钻事故的处理通常是采用交替紧 绳,松绳上下串动的方法,切不可硬提猛 拉,必要时可使用打捞工具辅助.处理无 效时可用小径钻头或震捣棒下入井内, 在卡钻部位轻轻中击将卡塞物捣碎或挤 入孔壁和孔底. 沉淤过多及桩底压浆 沉淤过多即沉渣太厚,会造成基桩 沉降量增加.承载力降低,因此要严格控 制沉渣指标.引起沉渣过多的原因主要 是钻进或清孔时,上反流速不够,致使孔 内钻渣排不出去;钻进中或终孔后坍塌 量大,清孔时无法清干净等.预防的措施 是保持合适的泥浆性能保证足够的上 反流速:终孔后钻头提昌孔底100〜 200mm空转.以足够上反流速的泵量泵 入优质泥浆清孔.并适当延长清孔时间. 如果终孔后通过清孔还不能满足规 范要求.则应采用二次清孔法清孔,即下 钢筋笼和导管后进行清孔.清孔时间一 般为20〜40min.二次清孔后立即进行 灌注,间隔时间不得超过40min.另外对 于清孔质量难以保证的情况或为了增加 基桩的承载力,可设计桩底进行高压注 浆的钻孔灌注桩.由于唐山地区很少采 用这种桩底压浆的灌注桩,这里不再做 详细讨论. 断桩 引起断桩的原因主要是浇注混凝土 时,混凝土面测量有误或提升导管过猛 过高,使导管底都提离混凝土面,孔内泥 浆覆盖了混凝土面而形成夹层;或因导 管密封不好漏水而产生严重离析和灌注 桩中断而造成断桩;也可能是孔壁发生 坍塌或孔底沉渣过多未清好孔所致. 预防和处理断桩事故的方法是: 0制订严格的责任制度和技术措施 并严格遵守,灌注前应认真复检清孔效 果,灌注中应谨慎操作,防止中途发生事 故中断灌注. .准确测量导管长度,计算好导管 下端与孔底距离,以及第一次灌注量,确 保导管在第一次灌注后的埋深符合规范 要求,保持混凝土的均匀性和连续性. .测准导管埋深,防止导管提升时 下端离开混凝土面. .一旦在灌注期间发生卡管或导管 漏水,泥沙流入等事故时则需重新清孔 灌注. .为了保证桩的质量,对有疑问的 桩要进行取芯检查.其做法是沿桩身钻 孔取样,凡有中间夹层的桩均要用高压 泵清除断桩部位杂物泥沙,直至孔底,并 重新灌水泥浆充填. 钢筋笼上拱 引起这类事故的原因主要是导管在 混凝土中埋深过大(大于6m),钢筋笼质 量制作不佳不直.笼底主筋向内弯折. 此时若导管不居中,极易与导管法兰盘 钩挂,当导管提升时钢筋笼拱 起:钢筋笼与孔口固定不牢,自 重小或机械事故等中途中断浇 筑时也易发生上拱. 预防钢筋笼上拱的措施是 经常测量混凝土面高度,严格 控制导管埋深:浇注前必须使 钢筋笼与孔口固定牢:制作,堆 放和吊运钢筋笼时应使其平直 不挠屈.遇有钢筋笼上拱,应立 即检查导管埋深,并将钢筋笼 下压与机架固定连接:如发生 钢筋笼与导管卡挂,则应将导 管下降一些并边转动导管边移 位,直至脱挂. 导管内混凝土下降困难 主要是导管内外压差小和泥浆浓度 太大,导管内挂水泥皮没清理干净,使导 管内过混凝土截面缩小,或有大块砾石 相卡.为此应上下串动导管增大压差,单 导管埋深不应小于Im:浇注前换小于 25s的稀泥浆:用