冲击灌注桩 方案三.doc

1）、钻孔准备
　　①、场地准备：钻孔前平整场地并填筑工作平台，放出桥位线，增设桥位控制桩并加固，控制桩位置选在不易移动和车辆压不到的地方。
　　②、护筒埋设：护筒顶端及工作平台高出地面0.5米，护筒底端埋深大于1.0-1.5米，护筒和工作平台应具有一定的强度和稳定性。
　　A．钻孔灌注桩护筒埋设时，先在整平夯实的工作平台上按设计桩位定出桩位中心，并用十字垂线固定延长护桩，各方向延长护桩不少于两桩。
　　B．护筒采用0.5—0.8cm厚的钢板制作，护筒内径大于桩径20厘米，护筒长度均按2米考虑加工。
　　C．护筒埋设采用振拔机进行，埋设好的护筒按十字垂线方向用经纬仪检查并在护筒口用红漆标点，以便随时检查钻孔偏位情况。采用人工挖埋时，护筒底部采用粘土夯实，回填土也要求夯实。
　　D．埋设好的护筒口高出地面30cm，护筒平面位置的偏差不大于5cm，护筒倾斜率的偏差不大于1%。
（2）、泥浆
在钻孔中，由于泥浆的相对密度大于水的相对密度，故护筒内同样高的水头，泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用，泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内外渗流，保护孔壁免于坍塌。此外，泥浆还起浮悬、携带钻渣、清洗孔底、冷却钻头等的作用，使钻进正常进行。在各种方法钻进中，泥浆起的作用不完全一样，故对泥浆的性能的要求也不相同。
（3）、钻机选择
　　根据桥位的工程地质情况，在施工过程中选择冲击钻。
（4）、钻机就位
　　钻机就位时，钻机垂直对准桩位中心，支腿用垫木支撑牢固，冲击钻钻架用缆风绳将四角拉紧，以保证钻机运转中孔位中心不产生移位。
（5）、钻孔
　　钻孔中应保持孔内泥浆比重，并根据地质变化与钻进速度及时调整泥浆比重，以保证钻渣的悬浮和孔壁护壁。冲击钻机钻进应随时检查钢丝绳断丝、断股和绳卡的紧固，防止掉锥事故。钻机运行时，根据地质变化与钻进速度，适当调整冲击钻冲程，经常进行锥头补焊，随时检查孔径和钻孔倾斜度，做好钻孔记录与交接班记录。
（6）、成孔检查与清孔
　　A．钻孔桩达到设计深度，对孔径、孔位、孔形和倾斜率进行检查验收，填写详细的终孔记录，报请监理工程师签字认可。
　　B．对检查验收合格的孔即可进行清孔，清孔排渣时经常补水，保持井内水头高度，防止塌孔事故。
　　C．灌注水下混凝土前，孔底沉淀厚度不大于设计要求，超过时应重新清孔，清孔后即可进行浇筑水下混凝土的工作。
（7）、水下混凝土的浇筑
　　A．对检查验收合格并已清好的孔即可进行钢筋笼的安放焊接，骨架吊装前对骨架进行全面的检验，骨架的检验满足图纸的质量要求，骨架接头的焊接、搭接长度符合规范要求，骨架吊装用吊车进行，安放时保持骨架的垂直度。
　　B．导管吊装采用吊车或浮吊进行（对第一次使用的导管必须做压水试验），导管接头卡口应牢固，并涂满黄油保证其不漏水透水。
　　C．第一批混凝土浇筑按设计要求计算储量，混凝土拌和运至浇筑点时间不大于半小时，防止其离析结块，并检查其和易性和塌落度（塌落度不小于16cm并不大于20cm），砼第一次灌注后导管内混凝土充满底部，导管在混凝土中埋深不小于2米并不大于6米，随时测量并记录导管的埋置深度和混凝土表面高度。并始终保持导管每次拆除后必须将导管安放在桩孔中心，防止导管碰挂钢筋笼,保证浇筑混凝土质量。
　　D．钻孔桩水下混凝土浇筑连续进行，并配备能满足浇筑混凝土时所用全部用电功率的发电机一套，配备混凝土运输设备及其它相应设备待用，防止发生因停电或其它设备事故使浇筑中断时间过长造成混凝土浇筑质量事故。每桩混凝土浇筑完成后桩顶混凝土高度高出设计桩顶的50cm以上，以保证桩顶混凝土质量，钻孔桩施工完成后即可填写钻孔灌注桩质量检验报告,报请监理工程师签字确认。
（8）、常见的成桩事故有导管堵塞、钢筋笼上浮、断桩、各种桩身砼质量问题等等，下面分别进行分析并加以预防与处理：
一、导管堵塞
导管堵塞多数发生在开始灌混凝土的时候，也有少数是在浇注中途发生的。原因有下列几种：
1、导管变形或内壁有混凝土硬结，影响隔水塞通过。
2、隔水塞上没有先浇水泥砂浆，而混凝土的粘聚性又不好，在搅拌储料斗或提吊料斗中的初存量混凝土时，漏斗中的混凝土离析，粗骨料卡入隔水塞或在隔水塞上架桥。
3、混凝土品质差，如：混凝土中混有大块石、卷曲的铁丝或其他杂物，造成堵塞，混凝土极易离析，在导管内下落过程中浆体与石子分离，石子集中而堵塞导管；混凝土干稠，坍落度小于16cm 时也易堵塞导管；使用的混凝土坍落度损失大，因中途停顿时间较长而堵塞导管。
4、导管漏水，混凝土受水冲洗后，粗骨料聚集在一起而卡管。
为了消除卡管，可在允许的导管埋入深度范围内，略为提升导管，或用提升后猛然下插导管的动作来抖动导管，抖动后的导管下口不得低于原来的位置，否则反会使失去流动性的混凝土堵塞导管口。如果用上述方法仍不能消除卡管，否则应停止灌注，用长钢筋或竹竿疏通。如仍然无效，只好拔除导管。
如果刚开灌，孔内混凝土很少，提出导管疏通以后，将孔底抓或吸干净再重新开始灌注。
如果中途卡管需拔除导管才能处理，否则会形成断桩，按处理断桩的办法处理。
为了防止卡管，组装导管时要仔细认真检查，检查导管内有无局部凸凹，导管出口有无向内翻转。用法兰盘连接的导管靠端面橡皮垫密封时，要检查橡皮垫是否突入导管内，各螺栓的松紧程度是否一致，预紧力是否足够。应严格控制骨料规格、坍落度、拌和时间，尽量避免混凝土在导管内停留时间过久，经远距离运来的混凝土不可直接倒入漏斗，应倒入储料斗拌匀后再送进漏斗。灌注过程中要避免导管内形成高压气囊而破坏导管的密封圈，使导管漏水。
二、钢筋笼上浮
在不是全长配筋的桩中，钢筋笼上浮是较为常见的事故，迄今为止大概很少有一个工程的全部工程桩都一点未发生钢筋笼上浮的。上浮程度的差别对桩的使用价值的影响不同，轻微的上浮（上浮量小于0.5m）一般不致影响桩的使用价值，上浮量超过1m以上而钢筋本身又不长，则会严重影响桩的水平承载力。
造成上浮的原因有：
1、混凝土品质差。易离析的、初凝时间不够的、坍落度损失大的混凝土，都会使混凝土面上升至钢筋笼底端时钢筋笼难以插入或无法插入而造成上浮，有时混凝土面已升至钢筋笼内一定高度时，表层混凝土开始发生初凝结硬，也会携带钢筋笼上浮。
2、操作不当。通常有以下几种情况：①钢筋笼的孔口固定不牢，不是用电焊而是用铁丝马马乎乎绑扎一下，有时甚至忘了固定，钢筋笼稍受上冲力即引起上浮；② 提升导管过猛，不慎钩挂钢筋笼又未及时刹车，也可能造成上浮；③混凝土面进入钢筋笼底部时，导管埋深过浅，灌注量过大，混凝土对钢筋笼的上冲力过大；④混凝土面进入钢筋笼内一定高度后，导管埋深过大。
操作不当引起的钢筋笼上浮较好预防，由于混凝土表层初凝而引起的钢筋笼上浮，则应通过配制混凝土和加快灌注速度予以避免。因为，表层混凝土初凝不仅会使钢筋笼上浮，还有可能造成埋管事故，或断桩事故（导管必须提离初凝的表层混凝土上面）。
三、断桩、夹泥
泥浆或泥浆与水泥砂浆混合物把灌注的上下两段混凝土隔开，使混凝土变质或截面积受损，成为断桩。断桩是严重的问题，不做妥善处理，桩不能使用。因此，灌注时要十分注意防止断桩，常见的断桩原因大致可分为以下几种情况：
（1）、由于混凝土坍落度过小，或由于石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中堵塞导管，且在混凝土初凝前无法疏通好，不得不提起导管，形成断桩。
（2）、由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩。
（3）、由于水泥结块或者在冬季施工时因集料含水量较大而冻结成块，搅拌时没有将结块打开，结块卡在导管内，而在混凝土初凝前不能疏通好，造成断桩。
（4）、混凝土灌注过程中发生坍孔，无法清理，或使用吸泥机清理不彻底，使灌注中断造成断桩。
（5）、由于检测和计算错误，导管长度不够使底口与孔底距离过大，首批灌注的混凝土不能埋住导管底部，从而形成断桩。
（6）、在提拔导管时，盲目提拔，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆层，形成断桩。
（7）、在提拔导管时，钢筋笼卡住导管，在混凝土初凝前无法提起，造成混凝土灌注中断，形成断桩。
（8）、导管接口渗漏，使泥浆进入导管，在混凝土内形成夹层，造成断桩。
（9）、处理堵管时，将导管提升到最小埋置深度，猛提猛插导管，使导管内混凝土连续下落与表面的浮浆、泥土相结合，形成夹泥缩孔。
（10）、导管埋置深度过深，无法提起导管或将导管拔断，造成断桩。
（11）、由于其他意外原因（如机械故障、停电、材料供应不足等）造成混凝土不能连续灌注，中断时间超过混凝土初凝时间，致使导管无法提起，形成断桩。
为了防止断桩、夹泥事故，施工中要采取如下的有效的预防措施：
1、材料方面
集料的最大粒径应不大于导管内径的1／6～1／8以及钢筋最小净距的1／4，同时不大于40mm。拌和前，应检查水泥是否结块；如果在冬季施工，拌和前还应将细集料过筛，以免因细集料冻结成块造成堵管。控制混凝土的坍落度在18～22cm范围内，混凝土拌和物应有良好的和易性。在运输和灌注过程中，混凝土不应有离析、泌水现象。
2、混凝土灌注
（1）、制作钢筋笼时，为使焊口平顺，最好采用对焊的方法。若采用搭接焊法，要保证接头不在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡住导管。
（2）、根据桩径和石料的最大粒径确定导管的直径，尽量采用大直径导管。使用前要对每节导管编号，进行水密承压和接头抗拉试验，以防导管渗漏。导管安装完毕后还应该建立复核和检验制度，尤其要记好每节导管的长度。
（3）、若使用传统的运输车从拌和站运送混凝土，为保证首批混凝土灌注后导管的埋置深度，可在施工现场设置两条运输便道，前两辆运输车同时从两条便道运送混凝土，连续灌注。
（4）、混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不能使用。
（5）、下导管时，其底口距孔底的距离应不大于40～50cm（导管口不能埋入沉淀的回淤泥渣中）。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1m）和填充导管底部的需要。
（6）、关键设备（如混凝土拌和设备、发电机、运输车辆等）要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能够连续灌注。
（7）、首批混凝土拌和物下落后，应连续灌注混凝土。在随后的灌注过程中，一般控制导管的埋置深度在2～6m范围内为宜，要适时提拔导管，不要使其埋置过深。
处理断桩的几种方法：
1）、断桩后如果能够提出钢筋笼，可迅速将其提出孔外，然后用冲击钻重新钻孔，清孔后下钢筋笼，再重新灌注混凝土。
（2）、如果因严重堵管造成断桩，且已灌混凝土还未初凝时，在提出并清理导管后可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置，并准确计算漏斗和导管容积，将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处，加球胆。继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置，当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间（此时漏斗内混凝土顶面位置可以根据漏斗和导管容积事先计算确定）将导管压入已灌混凝土顶面以下，即完成湿接桩。
（3）、若断桩位置处于距地表10m以下处，且混凝土已终凝，可使用直径略小于钢筋笼内径的冲击钻在原桩位进行冲击钻孔至钢筋笼底口以下1m处，然后往孔内投放适量炸药，待钢筋笼松动后整体吊出或一根根吊出。然后再进行二次扩孔至设计直径，清孔后重新灌注混凝土。
（4）、若断桩位置处于距地表5m以内，且地质条件良好时，可开挖至断桩位置，将泥浆或掺杂泥浆的混凝土清除，露出良好的混凝土并凿毛，将钢筋上的泥浆清除干净后，支模浇筑混凝土。拆模后及时回填并夯实。
（5）、若断桩位置处于地表5m以下、10m以内时，或虽距地表5m以内但地质条件不良时，可将比桩径略大的混凝土管或钢管一节节接起来，直到沉到断桩位置以下0.5m处，清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土，露出良好的混凝土面并对其凿毛，清除钢筋上泥浆，然后以混凝土管或钢管为模板浇筑混凝土。
（6）、若因坍孔、导管无法拔出等造成断桩而无法处理时，可由设计单位结合质量事故报告提出补桩方案，在原桩两侧进行补桩。
四、桩身砼质量问题
属于这一类的事故有：桩身砼强度低于设计要求、桩身上部混凝土质量低、桩身混凝土夹泥、混凝土离析等。
1、混凝土强度低
这可以由原材料质量不合格而引起。例如：水泥质量不合标准、水泥已过有效期、受潮结块，砂子太细、碎石风化严重、砂石含泥量高、石子针片状含量大，与提供配合比时所使用的原材料质量有较大差别等。
混凝土强度低也可能由未执行混凝土配合比而引起。如：砂石材料、散包水泥不过磅，或者是未进行必要的临场级配调整，这样拌制出的混凝土与原设计配合比拌制的混凝土质量有相当大的差别，强度就达不到设计要求。
2、桩顶部混凝土质量低劣
如前所述，目前导管法灌注水下混凝土是靠导管内混凝土柱的压力灌注的，混凝土靠自身重力压密实。由于接近地表时，超压力减小了，不得不减小导管埋深，因而桩顶段灌注的混凝土所受的自重压力始终较小，加之顶部混凝土始终与泥浆及沉渣接触，易混入杂质，因此，桩身上部混凝土质量不如桩身中下部混凝土质量，这是一个带普遍性的问题。这里我们仅讨论施工操作不当而引起的桩顶混凝土质量问题。
一般来说，考虑到水下浇灌的特点，桩顶标高之上应有一定超灌高度，待基坑开挖时凿去，期望由此排除顶部可能混有的杂质，实际施工中经常遇到的问题是未按要求超灌，甚至完全未超灌，结果基坑开挖至设计标高时，桩顶仍是混有大量泥浆杂质的劣质混凝土，不得不继续下挖至桩身混凝土质量正常的部位再接桩头至桩顶标高上来，这既浪费人力、物力、财力，又会大大延误工期。
上下提动导管幅度过大，速度过快也易将泥浆沉渣带入桩身上部；表层混凝土流动性差，从导管中被强行压入桩身混凝土中的空气不宜逸出，也会使桩身上部混凝土疏松。
最后，由于混凝土和易性差或泥浆太稠，沉渣太厚等原因使混凝土灌注接近地表时阻力太大，不得不减少导管埋深，也会将已混有泥浆杂质的混凝土压到下面处，使桩身上部夹有劣质混凝土。
3、桩身混凝土离析
这些缺陷主要是由混凝土原材料级配差、拌制质量差、计量不准等原因造成，这些通过严格的管理可以避免。有时由于导管轻度漏水，使灌入的混凝土部分离析，这就不易发现。应该利用第一次拆导管的间隙，用手电筒照射导管内壁，检查有无漏水现象，问题严重时则应设法处理。还有一种情况，当桩身其中一段地层透水性较强，且地下水水力坡度较大时，灌入的混凝土在初凝之前可因地下水的流动冲刷，水泥浆被带走而发生离析事故。在这类地质条件的场地施工时应该使用粘聚性特别好的防冲刷混凝土。