钻孔桩钻孔灌注出现问题及处理方法.doc

钻孔灌注钻施工过程中常见问题及处理方法1概述钻孔灌注桩由于成桩工序多，易发生钻孔，灌注混凝土质量，钻机等方面的事故。钻孔事故可分为地层压力失衡造成塌孔、弯曲，剪切应力过大造成钻杆折断，工具脱掉，焊接质量，材料强度差造成钻头构件折脱；塌孔，泥浆过稠，掉物造成埋钻，吸钻，卡钻等。灌注混凝土质量事故会造成断桩，夹泥，桩身下沉（孔底沉渣超标）；混凝土离析，塌落度小，石料不规格，灌注时间长等原因会造成堵管，钢筋笼上浮，变形等，故对钻孔灌注桩施工中出现的各类事故应进行归纳、分析并提出预防措施。2钻孔过程中易出现的问题及处理方法21护筒脱落由于护筒背后回填不好或受地面水流的侵泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开，采取相应措施处理。由于地面水引起的可先切断水流来源（在适当位置疏通水流），排除原有地面积水，在原地面上填层黏土使地面干燥、不渗透，而后，重新安装护筒（做好护筒背后填筑）恢复钻孔施工。22偏斜孔安装就位时，由于支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔。因钻机倾斜造成偏孔，应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，重新安装钻机恢复施工。钻孔壁是随时有塌孔可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新安装钻机开始钻孔。因地质构造引起的偏孔，应先分析岩层的走向，尔后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土组成的混合材料）将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的，静置1-2小时后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的，应根据情况静置2h以上的时间待地层沉淀稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中,应采用自重较大的冲击钻,以慢速度钻孔。2.3卡钻钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因易引起“卡钻”现象。针对发生“卡钻”的原因采取相应的方法处理。由于“探头石”引起的卡钻现象,可以适当往下放钻头,然后强力快速向上提,使“探头石”受瞬间冲击缩回,从而顺利提起钻头。因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻,可采用水下爆破的方法或用偏小的钻头进行冲击的方法进行处理。由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成钻头无法提升现象,应采取插入高压水管置换泥浆的方法处理。2.4掉钻由于机械鼓掌、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。发生“掉钻”后,应及时采取恰当的方法进行打捞。钻孔壁稳定的情况,直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。打捞前先用“探针”探明钻头在孔中的位置为制定打捞方案提供依据。打捞设备和打捞方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功,避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。钻孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时,应先调整大孔内泥浆的浓度,将旋钻钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁,而后采取“气举法”清除钻头上方的沉淀土和淤泥,确认钻头已漏出后在实施外头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌可能时,先在孔内安装长钢护筒加固钻孔壁,而后打捞钻头。2.5塌孔由于泥浆性能指标不符合要求、孔内水头高度不够、钻进速度过快等原因容易导致塌孔事故。在松散粉沙土或流沙中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、黏度、胶体率的泥浆,冲击钻成孔时投入黏土、卵石,低冲程钻进,使黏土膏、卵石挤入孔壁起到护壁作用。汛期或潮汛地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增高水头,保证水头相对稳定。如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘质土(或沙砾和黄土)混合物到塌孔处以1-2m，如塌孔严重时应全部回填，待回填物积密实后再行钻进。26扩孔和缩孔扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生的原因同塌孔相同，轻者为扩孔，重者为塌孔。若只是孔内局部发生塌孔而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是砼灌注量大大增加。若因扩孔后继续塌孔影响钻进，应按塌孔事故处理。缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或提钻异常困难的迹象。缩孔的原因主要有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨损的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中软缩土，遇水膨胀后使孔径缩小。为防止出现缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊钻锥上下、左右反复孔以扩大孔径，直至发生缩孔部位达到设计孔径要求为止。3、孔底沉渣的质量控制和处理措施31、孔底沉渣量过多，大于10cm。造成原因：清孔不干净或未进行二次清孔；处理措施：成孔后，钻头提高孔底1020cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。32、清孔泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；处理措施：采用性能较好的泥浆，泥浆的比重1.3和粘度26裹出孔底块状泥浆，不要用清水进行置换。33、钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落孔底；钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持垂直，避免碰撞孔壁。下完钢筋笼后，检察沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。34、成孔后（二次清孔后60分钟）待灌时间过长引起壁孔坍塌，致使泥浆沉积的沉渣量超过10cm 。待灌时间超过60分钟，应重新清孔直至沉渣量10cm，并及时灌注混凝土，从而减少沉渣。35、开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为0.5m内，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。36、大口径1m且桩长超过50 m的桩清孔比较困难，笔者建议在钻头部的钻杆上焊接四根长刀片，以在钻进时将泥块粉碎成泥浆，以利清孔。超深孔径清孔时可采用高压空气协助4、钢筋笼安装的质量控制和处理措施41、吊装钢筋笼时碰撞孔壁也会使壁孔坍塌，吊装钢筋笼时应垂直对准孔位避免碰撞孔壁，严禁将钢筋笼高起猛落，强行下放。42、钢筋笼上浮，钢筋笼的位置高于设计位置。钢筋笼放置后，灌注混凝土时被混凝土流动推动力克服了钢筋笼自重而上浮，特别是初灌混凝土自导管流出后冲击力较大，钢筋笼被混凝土拖顶上升。防治措施：钢筋笼安装位置定位应准确，用吊筋固定，并桩机连接牢固。钻孔灌注桩钢筋笼顶距离地面有地下室的（410m）钢筋笼固定，笔者建议采用活动钢管固定法将钢筋笼与桩机固定，活动钢管在混凝土灌注后可以取出重复利用，节省吊筋固定的钢材，而且又固定牢固。另外加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，防止混凝土顶层进入钢筋笼时初凝，流动性变小而顶起钢筋笼。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失5灌注水下砼过程中易出现的问题及处理方法51封底失败由于首封砼数量过小、孔底的沉渣厚度大等原因导致首批砼灌注入孔后，未实现水下砼封底的现象称为封底失败。封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的砼进行清理。地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的砼清理干净，重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下砼灌注。地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注砼部分钻孔回填，待地层沉淀稳定后用冲击钻清除已灌注的砼，达到孔底标高后，请示监理单位检查合格后进行水下砼灌注。52卡管因砼和易性差、砼中含有大块度骨料或受潮凝固的砼块、灌注砼冲击力不足等原因导致水下砼灌注过程中无法继续进行的现象统称为“卡管”。由于砼质量造成的导管堵塞，可以少量提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注砼数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。由于砼冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后以一次性较大量砼冲击灌注达到疏通导管的目的。采取“二次砍球法”进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌砼中0.5m-0.8m，按照水下封底的操作方法实施二次封底。以上几种方法不能奏效应立即停止，认为已断桩。53断桩由于灌注中提升导管失误、砼供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏水等原因导致导管中已灌注的砼与导管的砼隔断，无法继续灌注的现象统称为断桩。在灌注过程中认定发生断桩事故后，应立即停止继续灌注，尽量将损失降低到最小。并采取以下方法处理：断桩截面位置处于设计桩全长的1/3以下时，一般采取冲击钻清除已灌注部分，在实施原位恢复：断桩截面位置处于设计桩长全长的2/3以上且距离孔口深度不大于10m时，可采用下护筒人工清理断桩处，而后进行钻孔桩的接长比较经济：断桩截面