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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;如发现己形成拐弯的孔,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个桩位或邻桩己成桩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T6h,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:终孔后钻头提离孔底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曰固定牢: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:用大锤震动管壁,清除较大的粒料.开挖后有局部露筋现象这一现象对基础桩影响不大.产生的原因是钢筋笼弯曲或钢筋笼未设扶正垫块.杜绝此现象的措施是合理加设垫块,搬运焊接钢筋笼时避免弯曲变形.如出现局部露筋应破桩皮重新填补保护混凝土,混凝土的坍落度为30〜50mm.桩顶混凝土量不足这是由于桩顶混凝土面测量或混凝土量计算不准所致.避免的措施是认真计算所需混凝土量.准确测量浇注混凝土面高度.开挖后如发现桩顶混凝土量不足时,应先凿破桩头到强度符合要求的部位,将表面清洁干净,然后支模到设计高度.接桩用混凝土坍落度为60〜80mm,并必须震捣密实.作者单位唐山市交通局公路理站2007/IO《交通世界》tltl7。