钻孔灌注桩常见问题的预防及处理措施

摘要：钻孔桩是最普遍的基础形式,本文通过对桥梁工程钻孔桩施工过程中容易出现的问题进行了统计和分析,对常见问题提出了预防和处理措施。

关键词：钻孔桩预防处理措施

中图分类号：U216文献标识码： A

1 前言

钻孔桩基础施工简便,操作易掌握,设备投入不是很大,因而,在公路、铁路,水利水电等大型建设中得到广泛应用,钻孔桩是在泥浆护壁的条件下,利用机械钻进形成桩孔,采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。钻孔、灌注混凝土都是在水下进行,工程质量只能通过科学的过程控制和完工后的仪器检测来确定。因此,对作业人员的操作熟练程度、工艺水平都有较高的要求。如何有效的避免钻孔桩施工过程中出现问题,保证深桩基础的施工质量,是广大建设者面临的较为普遍的问题。本文就钻孔桩施工中容易出现的问题进行了统计和分析,提出了一些预防及处理措施。

2一般问题及处理措施

2.1塌孔

塌孔即孔壁塌陷,其表现特征是孔内水头突然下降,孔口冒细密的水泡,造成钢筋笼不能下降到底标高,并且孔底沉渣较厚,钻进负荷显著增加等。

(1) 原因分析

①泥浆比重不够或泥浆性能指标不符合要求，使得孔壁未形成坚实泥浆护壁;

②钻孔通过砂砾等强透水层或孔内水流失造成孔内水头高度不够;

③护筒埋置太浅或不规范，周围未用粘土填封密实；

④钻孔过程中未掌握好钻进速度,在松软砂层中钻进,钻进太快;

⑤钢筋笼下沉时倾斜，笼底端碰撞孔壁引起塌孔。

(2) 预防及处理措施

①在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制钻进速度,选用较大比重、黏度、胶体率的泥浆;

②采取升高护筒,增加水头等措施保证水头相对稳定;

③发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔、重新埋设护筒再钻;

④吊入钢筋笼时,使用吊车应对准钻孔中心竖直插入,避免碰撞孔壁。

2.2缩孔

缩孔即孔径小于设计要求，钢筋笼无法下沉。

(1)原因分析

①钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔。

②由于地层中有软塑土(俗称橡皮土) ,遇水膨胀后使孔径缩小。

(2) 预防处理措施

①为防止缩孔,应经常检查钻头,若发现钻头磨耗应及时进行修补;

②使用失水率小的优质泥浆护壁快转慢进,并反复转二三次;

③使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直到缩孔部位达到设计孔径为止。

2.3钢筋笼上浮

钢筋笼上浮即随着混凝土灌注高度的升高，钢筋笼整体上蹿（如下图）。

(1)原因分析

①当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m 左右的距离时,由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮;

②由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上,混凝土从导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时带动钢筋笼上移;

③导管直接挂住钢筋笼,上拔时将钢筋笼带上来。

(2) 防治措施

①灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2～3m 时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;

②当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除;

③利用定位钢筋将钢筋笼临时焊接固定于护筒上,可有效防止其上浮;

④在孔底设置直径不小于主筋的1～2 道加强环形筋,并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。

2.4断桩与夹泥层

成桩后桩身某部位无混凝土或混凝土疏松，桩体混凝土中夹带泥层，经验桩检测后判定桩身完整性不合格（如下图左1）。

(1)原因分析

①泥浆过稠,增加了浇注混凝土的阻力,如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块,因此,在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象,有时甚至灌满导管还是不行,最后只好提取导管上下振击,由于导管内储存大量混凝土,一旦流出其势甚猛,在混凝土流出导管后,即冲破泥浆最薄弱处急速返上,并将泥浆夹裹于桩内,造成夹泥层;

②灌注混凝土过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下沉也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:a1 当导管堵塞时,一般采用上下振击法,使混凝土强行流出,但如此时导管埋深很少,极易提漏。b1 因泥浆过稠,如果估算或测混凝土面难,在测量导管埋深时,对混凝土浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离混凝土面,也就产生提漏,引起断桩;

③灌注时间过长,而上部混凝土已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物,造成混凝土灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故;

④导管埋得太深,拔出时底部已接近初凝,导管拔上后混凝土不能及时冲填,造成泥浆填入。

(2) 防治措施

①认真做好清孔,防止孔壁坍塌;

②尽可能提高混凝土浇注速度:a1 开始浇混凝土时尽量积累大量混凝土,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b1 快速连续浇注,使混凝土和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞;

③提升导管要准确可靠,灌注混凝土过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程;

④灌注水下混凝土前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。

(2)纠正措施

①将断桩纠正（如上图左2）；

②断桩附到原位（如上图左3）；

③对桩身进行加固（如上图左4）；

结束语

综上所述,钻孔桩事故处理方法很多,难度也较大,无论采取什么先进的方法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来不可忽视的影响。因此,在钻孔桩施工中必须做到每个工序严格按照规范操作,水下混粘土灌注统一指挥、紧张而有序,对可能出现的问题制定切实有效的防范措施,尽最大努力杜绝事故发生。

参考文献

[1 ]王立平. 钻孔灌注桩的质量控制和故障处理[J ] . 山西建筑, 2006 , 32(14) :87288.

[2 ]卓维松. 钻孔灌注桩质量通病的治理方法[J ] . 山西建筑,2006 ,32(17) :88289.