1、湿作业旋挖钻孔灌注桩施工工艺浅析一、序言伴随城市建设发展,城市建设用地日趋担心,大型、枢纽性市政设施项目和高层、超高层建筑物大量建设,对建设基础工程技术、工艺提出了更高要求。旋挖钻孔灌注桩基施工工艺,作为成城市区域内普遍利用桩基工艺,已经基础替换了沿袭多年人工挖孔桩基施工工艺。旋挖钻孔灌注桩施工工艺和传统人工挖孔桩基施工工艺相比,含有安全、高效、性价比高等优点。人工挖孔桩基施工工艺安全隐患多,关键有遇淤泥难处理、孔壁坍塌、孔口坠落、孔内窒息、高处坠落、孔内触电等,中国大部分省份已经将人工挖孔桩工艺限制使用,尤其是深桩(超出16米)施工将需组织教授论证。因为成城市区域地下水位较高,致使大多数桩基
2、工程桩身有部分在地下水位以下,所以成城市区域内普遍利用湿作业旋挖钻孔作为桩基成孔方法。即使湿作业旋挖钻孔灌注桩施工工艺现在已经十分成熟,不过在施工中部分不符合规范标准操作屡见不鲜,也由此造成了很多问题,轻则造成施工质量不达标准、施工企业成本增加,重则危及作业人员生命、酿成重大安全事故。所以严格编写施工方案和计划,严格根据国家和地方规范、标准进行施工,严格控制施工风险和隐患在湿作业旋挖钻孔灌注桩施工过程中尤为关键。二、施工特点(一)自动化程度高:钻机设备为全液压驱动,电脑控制,能正确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动量测钻孔深度,最大程度地确保钻孔质量。(二)功效高、成孔速度快:该机械工效是循环
3、钻机、冲击钻机成孔1520倍,是人工开挖成孔3040倍。(三)开工条件要求少:因为设备为柴油动力,在施工前期现场施工用电未处理情况下也可进行钻孔作业,并排除了动力电缆造成安全隐患。因为采取泥浆护壁而不需要进行施工降水。另外该设备为履带底盘,机动灵活,适合于多种施工现场。这些优势全部确保了该设备比其它施工方法提前进行施工作业。为施工进度合理组织、科学计划提供了有利条件。(四)安全隐患小:比起人工挖孔施工点多、面宽、风险大、管理难施工工艺,引发安全事故隐患隐蔽性强而不易轻易被发觉和立即消除,该机械成孔施工工艺施工点集中、范围窄、危害性小,引发安全事故隐患轻易被发觉和处理。(五)环境保护特点突出:钻
4、机设备为全液压驱动,相对于冲击钻机施工噪音小。其次因为旋挖钻机经过钻头旋挖取土,再经过伸缩钻杆将钻头提出桩孔再卸土,旋挖钻机使用稳定液仅仅用来护壁,而不用于排碴,成孔所用稳定液基础上等于孔体积,且稳定液经过沉淀和除砂还能够数次反复使用。三、施工准备(一)资料准备旋挖钻孔灌注桩施工前应含有以下资料:1.岩土工程勘察文件:(1)场地地层分类、岩土物理力学参数及原位测试参数;(2)地下水水位埋深情况、类型和水位改变幅度,土、水腐蚀性评价;(3)相关地基土湿陷性、膨胀性、冻胀性、可液化地层评价。2.场地和环境条件相关资料:(1)场地现实状况,包含建筑、道路、高压架空线、管线分布等;(2)场地气候及季节
5、降雨情况;(3)稳定液排放、弃土条件;(4)邻近建筑基础形式、埋置深度、使用现实状况和防震、防噪声要求。3.施工条件相关资料:(1)桩基工程施工图及会审统计、现场桩位控制点平面图等桩基设计资料;(2)关键施工机械及其配套设施资料,包含施工机械设备条件、动力条件、运行条件、施工工艺对地质条件适应性资料等。开工前应编制旋挖桩基工程施工组织设计。(二)人员配置开工前应依据旋挖桩基工程项目规模、工期和技术要求等进行人员配置,建立健全旋挖桩基工程项目管理机构,明确其关键管理人员职责。施工人员应含有对应职业技术能力,上岗前应进行职业安全、技术能力和操作技能培训,培训合格后方可上岗。项目管理人员应含有和其岗
6、位相适应执业资格证书。(三)技术准备开工前应熟悉场地岩土工程勘察资料,桩基工程施工图及图纸会审资料。明确场地和邻近区域内管线、建筑等具体位置,必需时做出明确标识。 应熟悉关键施工机械及其配套设备技术性能资料,所需材料检验和混凝土配合比试验资料。含有经审批旋挖桩基工程施工组织设计、相关载荷、施工工艺试验参考资料。旋挖桩基工程施工组织设计应结合工程特点和旋挖工艺特点,制订有针对性安全、质量、工期、文明施工和环境保护管理等方法。在特殊环境下需搭设作业平台时,应有作业平台专题设计验算。应制订旋挖施工应急预案,并对施工人员做好专题安全和技术交底。 (四)材料准备原材料、商品混凝土型号、规格、品种、等级等
7、质量和技术性能应符合国家现行标准要求和设计要求。钢材进场应有出厂质量证实书或试验汇报单,进场时应分批检验。检验内容包含查对标识、外观检验,并按现行国家相关标准要求抽取试样作力学性能试验,合格后方可使用。水泥进场应有产品合格证和出厂检验汇报,进场时应对其品种、等级、包装或散装仓号、出厂日期等进行检验,并应对其强度、稳定性及其它必需性能指标进行复验,其质量必需符合现行国家相关标准要求。粗骨料宜选择级配良好坚硬碎石或卵石。最大粒径不应大于钢筋笼主筋最小净距1/3,宜优先选择525mm碎石。外加剂进场应有产品质量说明书和产品合格证,外加剂质量和性能应符合现行国家相关标准要求。原材料在运输和存放过程中应
8、采取预防油污、雨淋方法。堆放场地应平整、坚实。(五)设备准备开工前应依据设计图纸、地质条件、场地条件、工期要求、旋挖工法等原因,对旋挖施工设备和机具进行选型和配套。常见机械设备包含旋挖钻机、吊车、挖掘机、运输车辆等。依据地质条件、主机功效和桩基设计参数等原因确定钻具和钻杆等选择。选定旋挖施工设备和机具,应含有完善技术性能说明资料且使用情况良好。应配置用于施工仪器仪表、器具,其性能指标应符合国家现行相关标准要求,并在检定使用期内。应严格根据旋挖钻机使用说明书进行运输、安装、开启、工作、拆卸和存放。并依据施工设备完好情况进行必需检验、维修和保养。应严格根据国家现行相关标准及旋挖钻机使用说明书对钢丝
9、绳维护、检验及更换。(六)场地准备施工现场平面部署应遵照施工组织设计进行。应合理安排生产和生活设施,做好水、电供给准备,确保道路通畅。施工前应进行场地平整,场地应满足旋挖钻机作业要求。根据设计要求进行桩基位置放线,确定桩孔位置,并钉好十字保护桩。测量放线和放样应进行复核,并做好统计。桩位放线和放样宜采取全站仪,测量误差应控制在规范要求范围以内。应对稳定液池位置和出土出渣路线进行测定。计划行车路线时,应使道路和钻孔位置保持一定距离,不得影响孔壁稳定。四、工艺步骤湿作业(即稳定液护壁)旋挖钻孔适适用于地下水位以下填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩等岩土层。施工工艺步骤图1所表示:埋设护筒钻机
10、就位桩位放线提钻、卸土钻进成孔、注入稳定液安装钢筋笼、导管清孔、检验孔深钻孔至设计标高灌注混凝土二次清孔渣土外运成桩、拔出护筒制备稳定液稳定液净化稳定液回收图1 湿作业旋挖钻孔灌注桩施工工艺步骤旋挖作业前应制备足够稳定液,施工人员应注意观察孔内稳定液液面改变情况,并随时向孔内补充稳定液,不得在施工过程中出现孔内液面过低情况。旋挖钻机在地下水位以下中细砂层作业时,应降低钻进和升降速度,并立即注入稳定液,保持液面高度。遇易缩径地层时,应加大钻头外切削刃,在缩径部位采取上下反复跑空钻措施进行扫孔,并合适增加稳定液比重。钻具立即下放到孔底时,宜采取自由放绳。钢丝绳钻孔进尺使用寿命不宜超出m。成孔至设计
11、标高后,应清除孔底沉渣。关键施工工艺以下:(一)钻孔定位首先对设计图纸提供坐标、高程等相关数据进行认真复核,确定无误后采取全站仪进行桩位放样,桩中心放样完成后,沿桩中心拉十字线至1.5m以外并作好护桩标识。(二)制备稳定液应依据施工地层、造浆原材料、水质等条件合理选配稳定液。现场应配置稳定液搅拌设备和稳定液测试仪器。测试仪器应包含粘度计、比重计、含砂量杯、量筒等。现场应设稳定液池,稳定液池容积不宜小于成孔体积2倍。稳定液制备应满足下列要求:1.稳定液制备宜采取膨润土,当用粘土替换膨润土时,含砂率不应大于2%;造浆率不应小于5m3/t,塑性指数不应小于25。2.依据施工具体情况,可有选择加入适量
12、分散剂、增粘剂、加重剂和堵漏剂等处理剂。3.稳定液用水PH值宜为中性,钙离子浓度应小于100PPm。常见处理剂类型,可按表1选择。表1 常见处理剂类型处理剂类型处理剂名称关键作用分散剂碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钠(NaOH)等分散、调整PH值增粘剂羧甲基纤维素(LV-CMC、MV-CMC)、羧甲基纤维素钠盐(HV-CMC)、复合离子型聚丙烯酸盐(PAC141)等降滤失、增粘堵漏剂棉花籽壳粉、蛭石粉、核桃皮粉、珍珠岩粉、锯末、稻壳碎末、水泥等用于地层堵漏增重剂重晶石粉(BaSO4)、石灰石粉(CaCO3)、氧化铁粉等增加稳定液密度施工时稳定液液面应按以下条件控制:1.孔口采取护筒时,液面不宜
13、低于孔口1.0m,而且高于地下水位1.5m以上。2.液面应保持稳定。在漏失地层施工时,应采取堵漏技术方法,并按上面要求控制稳定液液面高度,维持孔壁稳定。混凝土灌注前,孔底500mm以内稳定液相对密度应小于1.25、含砂率不得大于8%。如遇粉细砂、中砂特殊地层其粘度可控制在2835s,其它地层粘度不得大于28s。每班应有专员负责稳定液搅拌、性能测定、净化。确保稳定液性能,应预防雨水和地面水掺入、严禁用清水稀释稳定液。当地层情况或护壁效果改变时,应立即调整稳定液性能。稳定液应循环利用。(三)旋挖钻孔旋挖钻孔灌注桩作业地面应坚实平整,作业过程中地面不得下陷,工作坡度不得大于3.5%;地面不能满足旋挖
14、钻机接地比压要求时,应采取铺设路基板、硬化地面等方法满足要求。旋挖钻孔灌注桩护筒应满足下列要求:1.护筒宜选择厚度大于10mm钢板制作,护筒内径宜大于钻头直径200mm300mm,钢护筒直径误差应小于10mm。护筒下端宜设置刃脚。多节钢护筒连接宜采取焊接。焊接接头应满足强度、刚度、及防漏要求,必需时可焊接加肋筋。2.护筒顶端高出地面不宜小于0.3m;钻孔内有承压水时,护筒顶端应高出稳定后承压水位1.5m。护筒埋置深度,应穿过松散透水层和软弱土层,在粘性土中不应小于1.5m,在软土和砂性土不应小于3.0m,或直接穿过软土和砂性土进入粘性土不应小于1.0m。3.护筒埋设时,应确定钢护筒中心位置。护
15、筒中心和桩位中心偏差不得大于50mm,护筒倾斜度不得大于1。护筒就位后,应在四面对称、均匀地回填粘土,并分层扎实,夯填时应预防护筒偏斜移位。4.旋挖钻机埋设钢护筒时,应先采取稍大口径钻头钻至预定位置,提出钻头后,再用钻斗将钢护筒压入到预定深度。采取机械加压或震动下沉埋设护筒时,应先对护筒进行定位和导正,然后加压或振动施压至预定深度。旋挖钻机就位后应对钻机进行调平对正,施工中应随时经过平衡仪检验钻机水平;开孔时对深度仪进行归零,并应在施工中随时校核深度仪。施工前,应进行试成孔。旋挖钻机成孔应采取跳挖方法,钻斗倒出渣土距桩孔口最小距离应大于6m,并应立即清除外运。成孔时应符合下列要求:1.钻杆应保
16、持垂直稳固,位置正确。2.钻进速度应依据地层改变情况立即调整;3.钻进过程中,应随时清理孔口积土,碰到地下水、塌孔、缩孔等异常情况时,应立即处理。 钻孔达成设计深度时,应进行清孔。钻孔扩底桩施工,扩底部位尚应符合下列要求:1.应依据油压值或扩底限位销,调整扩孔刀片削土量。2.扩底直径和孔底虚土厚度应符合设计要求。成孔达成设计深度后,孔口应予保护,并应做好统计。旋挖灌注桩成孔施工许可偏差应满足现行国家行业标准建筑桩基技术规范JGJ 94中相关要求。(四)钢筋笼制作及安装钢筋笼材质、尺寸应符合设计要求,钢筋进场应含有钢材出厂质量证实书,并立即取样送检出具试验汇报。钢筋笼长度超出25m时宜分段制作。
17、钢筋接头应采取焊接或机械连接,并应遵守国家现行标准钢筋机械连接通用技术规程JGJ107、钢筋焊接及验收规程JGJ18和混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204要求。钢筋笼同一连接区段内主筋接头数量不应大于50%;双面搭接焊缝长度不应小于5d,单面搭接焊缝长度不应小于10d。钢筋笼主筋宜设置保护层间隔件,每组保护层间隔件竖向间距不宜大于3m,保护层间隔件宜对称设置,每组不宜小于4块。当桩径大于或等于1000mm时,钢筋笼加劲箍筋内支撑筋采取井字形或三角形,直径同加劲箍筋直径。桩径小于800mm或钢筋笼直径小于500mm时,钢筋笼加劲箍筋宜设在主筋外侧。钢筋笼制作和安装许可偏差应符合表2要求。
18、表2 钢筋笼制作和安装许可偏差项 目许可偏差(mm)主筋间距10箍筋间距20钢筋笼直径10钢筋笼长度100钢筋笼安装深度100运输和安装钢筋笼时,应采取有效方法预防钢筋笼变形,安防应对准孔位中心,避免碰撞孔壁。钢筋笼安装时,宜采取吊车吊装,并缓慢垂直自由下放。分段制作钢筋笼在孔口对接安装时,应从两个垂直方向校正钢筋笼垂直度。声测管安装宜和钢筋笼安装同时进行。钢筋笼安装就位后应立即固定。(五)混凝土浇筑1.通常要求钢筋笼吊装完成后,灌注混凝土前应进行孔底沉渣厚度检验,不满足要求时应进行二次清孔,合格后立即灌注混凝土。灌注混凝土前应对钢筋笼轴线位置、标高、保护层厚度进行检验,检验结果应符合设计要求
19、。混凝土灌注导管应符合下列要求:(1)导管接头宜采取双螺纹方扣快速接头,导管接头处外径应最少小于钢筋笼内径100mm,对于直径大于800mm桩,导管壁厚不宜小于3mm,导管直径不宜小于300mm;底管长度不宜小于4m。(2)整套导管在使用前应进行试压试验,试水压力可取0.6MPa1.0MPa。(3)导管应居中下放,导管连接处应安装米粉橡胶圈,确保导管密封性。(4)每次灌注后应对导管内外进行清洗,检验导管凹凸变形,并在接头处涂抹黄油进行养护。混凝土灌注充盈系数不得小于1。混凝土试块应现场留置,留置数量应符合现行国家标准建筑桩基技术规范JGJ94要求。冬期施工期间,商品混凝土原材料、配合比设计及拌
20、制应按冬期施工要求控制。桩顶标高和自然地面标高持平或靠近桩,桩顶应采取保温方法。混凝土施工检验应符合下列要求:a.混凝土试块应现场留置,每50m3留置一组,且每桩不少于一组。b.混凝土塌落度应符合要求。c.灌注混凝土过程中应预防钢筋笼上浮并检验轴线位置。2.湿作业成孔灌注混凝土应根据水下灌注混凝土要求进行施工。水下灌注混凝土应符合下列要求:(1)水下灌注混凝土配合比应满足混凝土设计强度,水陆强度比、水下抗分散性、水下自密性及施工和易性要求,塌落度应为180mm220mm。其配制强度应比设计强度标准值提升40%以上,胶凝材料用量不应少于360kg/m3,当掺入粉煤灰时,水泥量不应少于300kg/
21、m3。(2)水下灌注混凝土含砂率宜为40%50%,并宜选择中粗砂。粗骨料选择碎石或卵石,粗骨料最大粒径应小于40mm,且不得大于钢筋最小间距1/3。(3)水下灌注混凝土掺缓凝剂、减水剂等外加剂。(4)湿作业成孔水下浇筑混凝土时,其空气中成型混凝土标准养护试件抗压强度检测评定结果须满足混凝土设计强度等级1.2倍。直径大于或等于800mm湿作业成孔桩灌注混凝土时,应确保连续浇筑,并应采取滑阀式灌注混凝土。灌注水下混凝土质量控制应符合下列要求:a.开始灌注混凝土时,导管下口至孔底距离宜为300mm500mm。b.应确保足够混凝土初灌量,确保导管下口一次埋入混凝土灌注面以下,埋入深度不应少于800mm
22、。c.导管埋入混凝土深度宜为2m6m。不得将导管提出混凝土灌注面,并应控制提拔导管速度,应有专员测量导管埋深及导管内外混凝土灌注面高差,填写水下混凝土灌注统计。d.水下灌注使用隔水栓应有良好隔水性能,并应确保顺利排出,隔水栓宜采取球胆。e.灌注水下混凝土应连续施工,混凝土灌注速度宜为每分钟0.6m31.0m3。每根桩灌注时间应按初盘混凝土初凝时间控制,对灌注过程中故障应统计立案。f.应控制最终一次混凝土灌注量,超灌混凝土高度宜为0.8m1.0m,凿除浮浆后应确保暴露桩顶混凝土强度达成设计要求。五、质量检验和验收(一)通常要求旋挖钻孔灌注桩工程质量验收应符合建筑工程施工质量验收统一标准GB503
23、00、建筑地基基础工程施工质量验收规范GB0202、建筑桩基技术规范JGJ94-要求。隐蔽工程应在施工单位自检合格后,于隐蔽前通知相关人员检验验收,并形成中间验收文件。旋挖钻孔灌注桩工程质量验收应在施工单位自检合格基础上进行。工程验收时应提供以下技术文件和统计:1.岩土工程勘察汇报、桩基础施工图纸及会审纪要、设计变更及材料代用通知单。2.经审定施工组织设计及变更情况统计。3.桩位测量放线图和工程桩位复核签证单。4.原材料质量合格证实及试验检验资料。5.施工统计及隐蔽工程验收文件。6.混凝土检测汇报及评定资料。7.成桩质量检验汇报,单桩承载力检测汇报。8.桩基完工平面图及桩顶标高统计。9其它相关
24、资料。(二)施工前检验施工前,人员、材料、设备、场地及技术等准备工作应符合本规程要求,并应含有健全质量管理体系和质量确保方法。砂、石子、钢材、水泥等原材料质量、检验项目、批量和检验方法,应符合国家现行标准要求。应严格对桩位进行检验,桩位放样运气偏差群桩为20mm,单排桩为10mm。钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格、品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋制作和偏差等进行检验。(三)施工检验施工中应对成孔、清渣、放置钢筋笼、声测管安装、灌注混凝土等进行全过程检验。桩端持力层应有对应检验汇报。采取岩石单轴抗压强度检验桩基础地基承载力时,取样数量不少于总桩数10%,且不少于10根,每个桩
25、空钻取1组岩样。桩基工程桩位验收,除设计有要求外,应满足下列要求:1.当桩顶设计标高和施工场地标高相同时,或桩基施工结束后有可能对桩位进行检验时,桩基工程验收应在施工结束后进行。2.当桩顶设计标高低于施工场地标高,可优异行中间验收,待全部桩施工结束,承台或底板开挖到设计标高后,再做最终验收。对灌注桩可对护筒位置做中间验收。(四)施工后检验旋挖钻孔灌注桩应进行承载力和桩身质量检验旋转成孔灌注桩桩身完整性应100%检验,检验方法应采取声波透射法和钻芯法。当桩基工程有下列情况之一时,应采取单桩竖向抗压承载力静载试验进行检测。抽检数量不应少于总桩数1%,且不得少于3根;当总桩数在50根以内时,不应少于
26、2根。1.设计等级为甲级桩基;2.场地地质条件复杂、成桩质量可靠性较低桩基。对嵌岩桩,当受设备或现场条件限制无法进行单桩竖向抗压承载力静载试验时,可依据终孔时桩端持力层检验情况并结合成桩后桩身完整性检验汇报、混凝土强度检测汇报进行核验。桩身完整性及承载力检测,还应符合建筑桩基检测技术规范JGJ106要求。当对检测结果有异议时,应进行验证检测,验证检测应符合下列要求:1.对声波透视法检测结果有异议时,可采取钻芯法验证检测。2.对钻芯法检测结果有异议时,可采取在同一基桩增加钻空验证检测。桩身完整性检测汇报中应包含内容:1.当采取声波透射法进行桩基检测时,检测汇报中应包含施工桩长、实测桩长、桩径、桩
27、顶(测试面)标高、每个检测剖面平均声速、临界声速、平均幅值、声速-深度曲线、波幅-深度曲线、PSD曲线等信息。2.当采取钻芯法进行桩基检测时,检测汇报中应包含芯样检测结果(回次钻进量、回次芯样长度、回次混凝土采取率)、桩径、芯样照片、混凝土芯样特征描述等信息。当声波透射法测试桩长和施工桩长不符时,不得对整桩桩身完整性下结论;当声波透视法未能对全段桩长完整性进行判定时,应采取钻芯法进行桩身完整性补充检测。当采取钻芯法对桩身完整性进行检测时,应对桩底沉渣进行判定。六、安全施工和环境保护(一)安全施工遇特殊天气时,施工现场应停止作业,并调整旋挖机方向预防失稳,锁固制动器锁定装置。旋挖机施工总平地行走
28、距离不超出100m时,可不放下桅杆;上下坡时桅杆应放平,回转台应有效制动。旋挖机或其配合作业相关机具在工作时,应有专员指挥,任何人员不得在工作回转半径范围内停留或经过。旋挖机钻孔时,如发觉紧固螺栓松动时,应立即停机,重新紧固后方可继续作业。成孔后,或因故停钻时,应将钻头下降接触地面,将各部件给予制动,操纵杆放到空档位置后,拉闸切断电源,锁好开关锁。各桩位周围1.5m和承台沟槽边应有防滑方法和显著标志。夜间操作时,应注意工作面周围环境是否有稳固、牢靠防护。作业人员在导管对接时应戴防割手套,且手套大小应适宜,并应注意安装时手位置,预防手被导管夹伤。不得用手清理螺旋叶片上泥土,预防割伤。(二)环境保
29、护施工现场应设置排水系统,排水系统不得和稳定液循环系统串联,不得向排水系统排放稳定液,排水沟废水经沉淀过滤达成标准后方可排入市政排水管网。稳定液沟池容积应满足施工所需稳定液循环量需要,以确保稳定液正常循环,预防外溢。施工机械废油废水,应采取隔油池等有效方法加以处理,不得超标排放。施工过程产生废土、渣土及废弃稳定液应立即外运,外运测量应为密封车或有遮盖自卸车。七、施工中轻易发生故障、原因及处理方法湿作业旋挖钻孔灌注桩施工过程中无法了解孔内情况,成桩后也不能立即进行开挖验收,存在较多不可预见原因。若发生质量问题,将直接影响工程进度和成本,甚至造成不良社会影响。所以,湿作业旋挖钻孔灌注桩施工质量控制
30、显得尤为关键,施工前必需对常见质量问题进行分析,并部署好相关防治方法。湿作业旋挖钻孔灌注桩施工常见质量问题有:塌孔、掉钻头、卡导管、孔底沉渣过厚、钢筋笼上浮、断桩、夹泥夹渣等。下面将分别叙述各个质量问题产生原因和防治方法。(一)塌孔1.原因分析:桩孔周围土层有暗沟、管井等不密实情况,旋挖机钻头提升时泥浆会对护筒底部和桩孔相交部位孔壁产生较大冲刷力,若周围土层不密实就很轻易造成护筒下沉而塌孔。护壁泥浆性能不符合施工需要,泥浆比重太小、相对密度不够。护筒长度不够,提钻速度太快。成孔后没有立即浇筑混凝土或浇筑过程中补料不立即。2.预防方法:施工前应仔细分析地质资料和地下管线探测资料,必需时应重新补探
31、。依据不一样土层配置适宜泥浆,在轻易产生泥浆渗漏土层中可采取提升泥浆比重、掺入锯末、増黏剂提升泥浆黏度等维持孔壁稳定方法。黏性土层中护筒埋设深度不宜小于1.0m,砂土中不宜小于1.5m,护筒下端外侧应采取黏土填实,护筒高度应满足孔内泥浆面高度要求。松散地层钻进时,应合适控制钻进速度,提钻速度要均匀。成孔后应立即安装钢筋笼、下导管、浇筑混凝土,避免间隔时间过长,混凝土浇筑前应合理正确计算混凝土需要量,尽可能避免补料。3.事故处理:如在钻进过程中发生塌孔现象时,应立即暂停钻进,查明塌孔原因及大约位置。当塌孔深度小于5m时,可采取加深钢护筒埋置深度,然后再重新钻孔。当塌孔深度大于5m,塌孔不严重时,
32、可回填土到塌孔部位以上2m,并采取改善泥浆性能、提升泥浆液面高度、深埋钢护筒等方法,继续钻进。当塌孔深度大于5m,塌孔严重时,必需停止施工并用粘土回填,2-4周后再重新钻孔。(二)掉钻头1.原因分析:可能是钻头和钻杆连接销子断裂或松脱、钢丝绳被拉断。2.预防方法:成孔前和每次提出钻斗时,全部应仔细检验钻头和钻杆连接销子、钻头门连接销子和钢丝绳情况,发觉问题应立即处理,避免机械带病作业。3.事故处理:发生掉钻事故后,要立即了解掉钻深度、地层情况、水位高低等情况,制订对应处理方案。具体处理分以下多个方法:钻头上焊有打捞环,能够下打捞钩将钻头捞出;假如是钢丝绳拉断引发,钻杆外还有残留钢丝绳,则重新连
33、接钢丝绳,若没有残留钢丝绳,则用吊车拔起钻杆和钻头。当上述方法仍然不能捞起钻头时,经设计单位同意后可将原桩孔扩大,用直径更大钻头将原钻斗捞起;或在确保安全情况下,让专业打捞钻头队伍进行人工打捞,但该方法一定要慎重使用。(三)卡导管1.原因分析:对于桩径小(不超出800mm)孔深大桩,因为导管和钢筋笼间距尤其小,浇筑混凝土时无法看到钢筋笼位置,插捣导管时尤其轻易被钢筋笼卡住而拔不出来。关键有以下原因:螺旋箍端头伸入钢筋笼内太长,钢筋笼整体刚度不够,导管下放和插捣时时没有居中,浇筑混凝土时钢筋笼倾斜偏位。2.预防方法:钢筋笼验收时应仔细检验是否有伸入笼内障碍物;当钢筋笼整体刚度不够时可加密加劲箍或
34、加大加劲箍直径;导管下放时应尽可能居中,导管安装完成后应用吊车试提几下,检验是否挂到钢筋笼;混凝土灌注过程中,应一直保持导管位置居中,提升导管时应有专员指挥掌握;采取方法顶住钢筋笼上口。3.事故处理:若埋管深度不大通常是能够直接拔出,但应先计量出导管埋置深度,预防直接将导管拔出而造成断桩。若实在无法拔出导管或因拔出导管不立即造成先浇筑混凝土已经初凝,则只能作为断桩处理。(四)孔底沉渣过厚1.原因分析:钻孔达成设计深度时,没有先用清孔钻头首次清孔;钢筋笼吊放时未垂直对中,碰刮孔壁泥土落入孔底;终孔后护筒边泥土堆放太高,施工和检验时落入孔底;清孔泥浆比重太小,携渣能力不足;沉孔后没有立即浇筑混凝土
35、,泥浆沉淀,又没采取方法再清孔。2.预防方法:钻孔达成设计孔深时,应采取清孔钻头进行清孔;钢筋笼吊放时应居中下放,避免碰刮孔壁;终孔后应降低护筒边泥土堆放高度,不得高于护筒顶面;清孔采取优质泥浆,控制好泥浆比重和黏度,循环清孔时间不得少于30min;沉孔后尽可能缩短下钢筋笼和导管时间,立即浇筑混凝土。3.事故处理:应重新调配泥浆再次进行清孔,确保孔底沉渣符合规范要求;浇筑混凝土时加大初灌量,以提升初灌时对孔底冲击力,但其作用有不足,应谨慎使用。(五)钢筋笼上浮1.原因分析:钢筋笼上浮通常出现在混凝土浇筑早期,其产生原因有:未采取方法固定钢筋笼顶部;混凝土坍落度太小,当混凝土表面上升至钢筋笼底端
36、时,钢筋笼难以插入或无法插入混凝土内造成上浮;混凝土浇筑速度太快,较大瞬时反冲力造成钢筋笼上浮;导管在混凝土中埋置深度过大,混凝土和钢筋笼之间向上摩擦力过大;导管插捣时碰刮钢筋笼。2.预防方法:在钢筋笼顶部用钢筋或钢管将上部主筋和钻台架连接顶牢。混凝土配置时应严格控制其坍落度和初凝时间,坍落度控制在18-22cm之间。当混凝土面靠近钢筋笼底时要控制好灌注速度,尽可能降低对钢筋冲击力,并控制导管埋深在1.5-2m之间。混凝土浇筑过程中,要常常见测绳测量混凝土面标高,以此确定导管埋置深度,立即提升并拆除导管。导管插捣时应由专员指挥,居中直上直下,避免碰刮钢筋笼。3.事故处理:发生钢筋笼上浮时应立即
37、停止浇筑,正确计算导管埋深和已浇混凝土标高,当上浮不严重时,最大程度拆除导管,或用反铲经过钢管等将钢筋笼压入孔内。若上浮高度太大直接影响承载力时,应快速提出钢筋笼,用旋挖机将混凝土取出后重新施工。(六)断桩、夹泥夹渣1.原因分析:孔底沉渣太厚;混凝土坍落度不好造成初灌时堵管;灌注过程中导管漏气、密封不严,使泥浆渗透;提拔导管时将其提出混凝土面;浇筑过程中忽然塌孔;浇筑时间太长,先浇筑混凝土已经初凝。2.预防方法:严格根据规范要求控制孔底沉渣厚度;加强对混凝土坍落度控制;浇筑混凝土前应使用经过检漏和耐压试验导管;提拔导管时要经过测算,预防导管脱离混凝土面;采取针对性方法预防塌孔;合理计算混凝土用料,确保连续浇筑。3.事故处理:浇筑过程中若发觉断桩或夹泥夹渣等情况,应快速提出钢筋笼,用旋挖机将混凝土取出后重新施工。若施工完成后桩基检测时发觉该问题,则应立即联络设计单位出具处理方案。