灌注桩钻孔方法分析（精选12篇）
灌注桩钻孔方法分析 篇1
1 工程概况
长沙湾大桥位于广东省汕尾市海丰县梅陇镇长沙湾, 此区域属三角洲港湾式滨海相沉积平原区, 桥址处位于平原微丘陵地区, 地形较为平坦, 河渠纵横交错。该工程主要为跨越深汕高速、长沙湾、G324国道、众多道路、水沟及水田而设。大桥下部结构主要包括桥墩和桥台。桥墩采用圆端形实体桥墩和圆端形空心桥墩, 桥台采用双线矩形空心桥台, 基础均采用钻孔桩, 桩径除河段部分及连续梁选用Φ1.25m、Φ1.5m外, 其余均选用Φ1.0m。桩基采用C40混凝土灌注。
2 总体施工方案
施工方案根据工程所在地区的地形、地貌、水文地质情况确定。长沙湾特大桥55#-65#墩位于外海属深水区, 采用搭设水中钢栈桥、钻孔平台的方案进行施工。钻孔桩基础设计为柱桩, 钻孔机械选用D2000型冲击钻钻机。钢筋笼集中制作, 现场吊机吊放并接长, 水下混凝土采用拌和站集中拌和, 混凝土输送泵运输, 导管法灌注。
3 施工方法与工艺
3.1 栈桥施工
栈桥中心线与长沙湾特大桥轴线一致平行, 上部采用贝雷梁与型钢共同作用的结构形式。主纵梁选用贝雷梁, 下横梁采用双肢I20a工字钢, 桥墩采用桩基排架, 每榀排架下设2根Φ630×8mm钢管桩。自下而上依次为Φ630×8mm钢管桩, 2I20a工字钢下横梁, 长为5.5m;纵梁选用贝雷梁2组、每组2片;I20工字钢作为横向分配梁, 布置间距0.75m, 长度为6m;[16槽钢作为纵向分配梁, 布置间距23cm, 同时兼作桥面板。钢栈桥基础采用钢管桩直径Φ630mm, 壁厚8mm。桩顶及桩尖均设置50cm长加强箍, 以防钢管桩卷口、变形。为保证栈桥与后方连接, 在海堤靠江侧栈桥轴线上采用浆砌块石砌筑一挡土墙桥台, 作为栈桥起始墩, 挡土墙顶部浇注50cm厚C30混凝土作为台帽, 栈桥贝雷梁安装在台帽上, 起始墩总宽7m, 贝雷梁与海堤平齐。 (如图1)
3.1.1 栈桥起始墩施工。由于桥轴线与大堤有一定夹角, 施工时起始墩与栈桥轴线必须对应, 起始墩台帽混凝土为C30, 浇混凝土时, 固定贝雷梁的预埋件一定要埋设准确。
3.1.2 钢管桩制作。卷制钢桩的钢板, 按设计要求长度加工成型, 水上通过船运至现场沉桩, 陆上通过已搭设栈桥用两台装载机抬至现场沉桩。
3.1.3 振动下沉钢管桩。采用50t履带吊吊振动锤 (带液压钳) 夹住钢管桩, 直接振沉到位。沉桩以标高控制。
3.1.4 每排钢管桩下沉到位后, 进行桩之间的连接, 增加桩的稳定性, 避免涌潮来时发生意外事件, 连接材料采用[16槽钢。
3.1.5 下横梁2I20a安装及桩顶处理。钢管桩桩顶50cm范围内设置加强抱箍, 并在桩头设置一直经为83cm、10mm厚的钢板底座并与钢管桩焊接, I20a安装经测量放线后, 直接放在钢管桩桩头的钢板底座上并采用U型固定件固定。
3.1.6 贝雷梁及横、纵向分配梁拼装。贝雷梁预先在陆上或已搭设好的栈桥上按每组尺寸拼装好, 然后运输到位, 安装在2I20a上。贝雷梁的位置需放线后确定, 以保证栈桥轴线不偏移。贝雷梁安装到位后, 横向、竖向均焊定位挡块及压板, 将其固定在2I20a上。贝雷梁拼装完毕, 其上铺设I20a横向分配梁。
3.1.7 附属设施的安装。在栈桥纵向分配梁安装完毕后, 即开始安装栈桥护栏, 护栏采用40mm钢管制作, 高度为1.5m, 间距为2m一道, 并设置两道40钢管的横向连接。
3.2 钢护筒的制作
3.2.1 材料。钢护筒采用钢板卷制焊接而成, 钢材材质均采用Q235钢。
3.2.2 护筒制作及运输。钢护筒在现场制作, 用专业的钢结构加工公司加工。考虑冲击钻钻孔的影响, 对钢护筒进行直径加大300mm。在加工场内制成9m长的标准节段, 用拖车运至河边码头, 进行分段接长, 然后装船运至墩位施工现场。
3.2.3 钢护筒制作加工满足设计文件要求。
3.3 钢护筒的沉放、插打
3.3.1 施工工艺流程。
具体的施工工艺流程包括:定位桩 (钢管桩) 插打、拼装定位平台、安装下放护筒导向架、插打钢护筒、钻孔桩施工等几个步骤。
3.3.2 总体施工方案。
钻孔时, 采取先钻中间孔, 后钻周边孔, 最后钻四角孔的对称钻孔施工的顺序。利用平台四周的钢护筒与钢管桩作为钻孔时抗倾覆和抗扭转的护桩。钢护筒采用6m长导向架定位, 钢护筒采用先点动, 再连续的方法下沉。采用∠75×75×6mm角钢作十字撑。在拆除护筒内部十字撑时应采用保险绳, 防止铁件掉入护筒。
3.3.3 钢管桩的插打。
深水钻孔桩作业平台φ426mm钢管桩的施工, 利用四个9.0m×2.7m×1.5m的标准舟节拼组成一个长18m、宽6.9m的浮式定位装置进行打设, 其上安放8根I40工字钢作为钢管桩的定位梁及舟节的刚性连接梁, 工字钢的端头和中间分别焊上3个定位导向框架, 将浮式定位装置对应桩区锚定到位, 进行钢管桩的插打。钢管桩的吊装和施打均利用栈桥上的50吨履带吊机进行。
3.3.4 钢护筒的施工。
钢管桩插打完毕后, 施工横向联系将其连接为一整体结构, 安装下放钢护筒的导向装置, 导向装置采用型钢焊成框架式的导向装置, 固定在钢管桩起始平台上, 利用50t履带吊进行吊装, 使钢护筒沿着导向装置准确就位。钢护筒运至桩位处, 用吊机吊起, 采用90KW振动锤振动下沉。钢护筒施工完毕后, 在其顶部焊接牛腿, 铺设主梁、分配梁, 形成钻孔平台。
3.3.5 钢护筒的定位措施。
钢护筒定位采用GPS静态测量技术布设控制点, 结合水准仪、全站仪进行平面和高程定位, 经纬仪控制垂直度, 具体控制方法为:对于钢护筒采用GPS静态测量技术, 在岸上沿路线方向及其法线方向架设两台经纬仪, 控制钢护筒下沉的垂直度, 并检校钢护筒下沉过程中的平面位置。根据设计图纸计算钢护筒中心坐标。校核方法:通过GPS静态测量的方法加密控制点于, 利用该点采用全站仪极坐标放样方法对定位好的钢管桩导向架位置进行校核。
3.3.6 保证组合钻孔平台稳定的措施。
钻孔过程中采取的措施:钻机开钻时应采用小冲程, 由测量人员对钻机的晃动、平台的变形进行测量后, 确定平台稳定状态。监测监控措施:为了保证钻孔平台的安全, 对平台的变形进行控制, 对于关键工序应加强观测, 观测频率为8h一次, 如果测量结果一切正常, 可适当降低测量的频率至24h一次。通航防护措施:钻孔上应设置明显的标志标牌, 晚上应有反光标志或照明标志。确保过往船舶不会碰撞平台, 对于抛锚缆风绳, 应在水面以下3m以外的区域设置明显的通航标志, 并通过港监和水上派出所共同发出通告, 要求过往船只在通过钻孔平台时减速行驶, 降低波浪的影响。
3.4 钻孔灌注桩施工
3.4.1 施工放样。
复核下沉护筒的中心是否与设计图纸桩位中心相一致, 发现问题及时调整。护筒顶高出钻孔平台30cm。护筒中心与桩位中心保持重合, 垂直度偏差不大于1%。
3.4.2 泥浆准备。
选用优质黏土, 其性能指标符合规范要求, 开钻时应先在孔内灌注泥浆, 采用膨润土、水、分散剂 (工业碳酸钠Na2CO3) 、降失水增粘剂 (中黏度甲基纤维素钠CMC) 为原料造浆, 用冲击锤以小冲程反复冲击造浆。进行造浆试验后, 为避免泥浆对周围环境的污染, 在钻孔桩施工过程中, 对沉淀池中沉碴及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆随时清除, 用运输船弃运至指定地点, 禁止就地弃碴, 严防泥浆溢出, 污染周围环境。 (如图2)
泥浆性能和各项指标的具体要求见表1。
造浆后试验全部性能指标, 钻进过程随时检验泥浆比重和含砂率, 并做好施工记录。钻机就位:将钻机用驳船运输至现场浮吊吊放在桩位上, 使钻头中心线对准桩孔中心, 误差控制在2cm以内。安装钻机时要使底座平正, 并经常校核。
3.4.3 钻孔。
钻孔开始后利用护桩检查钻孔偏位情况, 及时进行调整。钻进时经常检查孔内泥浆比重、粘度、含砂率、胶体率等, 并记录。泥浆比重根据钻孔方法按规范加以控制。钻进过程中及时取碴样、核对地质资料并记录。定时检查孔位、孔径、孔斜情况, 有偏差及时调整。开钻时应先在孔内灌注泥浆, 泥浆相对密度指标根据土层情况而定, 孔中有水, 可直接投入粘土, 用冲击锤以小冲程反复冲击造浆。全面掌握孔内泥浆性能的变化情况是否在设计试验的泥浆指标范围内, 以便及时调整, 同时通过泥浆面观察孔壁的稳定情况, 确保孔壁的安全。在钻孔施工中为保证钻孔的垂直度, 采取减压钻进, 始终让加在孔底的钻压小于钻具总重 (扣除泥浆浮力) 的80%。钻进及提升拆除钻杆的过程中始终维持护筒内外的水头差不小于1.5m, 以保证孔壁稳定。
3.4.4 成孔检查。
钻孔达到设计深度后检查下列各项: (1) 孔位检查:用钢尺量测, 孔中心位置允许偏差50mm以内。 (2) 孔径和孔形检测:采用自制笼式钢筋检孔器。 (3) 孔深、孔底沉渣检测:采用标准测锤检测, 符合各桩设计高程要求, 沉淀层厚度小于50mm。 (4) 桩孔竖直度检测:允许倾斜度不大于1%。
3.4.5 清孔。
在成孔检查合格后, 进行第一次初步清孔, 冲击钻钻孔用正循环法进行清孔。在孔深达到设计标高后及时清孔, 清孔后及时测量沉渣厚度, 然后拆除钻机钻杆, 用监理工程师批准的检孔器检查钻孔桩的孔径和倾斜度是否符合验收标准。
3.4.6 钢筋笼制作和吊放和普通的钻孔灌注桩施工工艺系统, 不再赘述。
3.4.7 导管安装。
导管使用前应作水密性试验。导管在吊装前作水压和接头抗拉试验。导管下口距孔底30cm左右, 首批混凝土灌注要使导管埋深不得小于1m同时不宜大于3m。
3.4.8 二次清孔。
二次清孔用灌注水下混凝土的导管, 在离导管顶端接入泥浆, 通过泥浆循环的方法来完成, 确保沉淀层厚度达到规范要求。
3.4.9 混凝土的拌和、运输及灌注。
混凝土塌落度为16~22cm, 扩散度为34~38cm。混凝土初凝时间为4~6h。首批混凝土灌注数量保证混凝土埋深不小于1米不大于3米。灌注前先在导管口放入隔水栓 (球胆) , 再安装斗容量大于2.5m3的储料斗, 首批混凝土要连续灌注不得中断, 确保首批混凝土到达孔底将导管埋深1.0m以上。在整个灌注过程中, 由专人测量导管埋置深度保持2~6m并及时填写下混凝土灌注记录。混凝土灌注过程中, 按规范规定从拌和机的出料口和混凝土浇筑现场取样检测混凝土的坍落度, 并取样制取试块, 检验混凝土的强度。灌注的桩顶高比设计高出0.5~1.0m, 确保成桩混凝土的质量和检测的需要。
4 钻孔过程中常见事故的预防及处理
4.1 塌孔的预防及处理
(1) 保证钻孔时有足够的水头差, 不同土层选用不同的转速和进尺。 (2) 保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求。 (3) 回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上1~2m, 静置一定时间后重钻。 (4) 起落钻头时对准钻孔中心插入。
4.2 钻孔偏斜和缩孔的预防和处理
(1) 安装钻机时使底座水平, 起重滑轮、钻头中心和孔位中心三者在一条直线上, 并经常检查校正。 (2) 倾斜的软硬地层钻进时, 采取减压钻进。 (3) 钻杆、接头逐个检查, 及时调整。遇有斜孔、偏孔时, 用检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况, 在偏孔、缩孔处上下反复扫孔。偏孔、缩孔严重时回填砂粘土重钻。 (4) 全过程采用减压钻进方式。
4.3 预防钢筋笼上升的措施
克服钢筋笼上升, 除了主要从改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面外, 还把钢筋笼上端焊固在护筒上, 可以承受都分顶托力, 具有防止其上升的作用。可在钢筋笼下部设置十字形角钢, 使其略低于导管口, 用首批灌注混凝土压住角钢防止其上浮。钢筋笼的吊杆可采用强度较大的型钢作吊杆, 防止钢筋笼上浮。
4.4 水下混凝土灌注事故的预防及处理
(1) 导管进水的处理方法:将导管提出, 将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机清除, 重新灌注。 (2) 卡管的预防措施:准备备用机械、掺入缓凝剂, 做好配合比, 改善混凝土的力学性能。处理办法:拔管、吸渣、重灌。 (3) 坍孔:发生坍孔后, 应查明原因采取相应措施, 如保持或加大水头, 排除震动源等防止继续坍孔, 然后用吸泥机吸出孔中泥土, 如不继续坍孔可恢复正常灌注, 如坍孔不停止、坍孔部位较深, 宜将导管拔除。保存孔位回填粘土, 研究处理措施。
5 结束语
文章以长沙湾特大桥钻孔灌注桩工程为实例, 详细介绍了水中钻孔灌注桩从栈桥施工, 到钢护筒的制作、沉放、插打, 直至完成灌注桩浇筑的整个施工过程, 论述了各部分工艺流程的具体步骤和操作方法。考虑到钻孔灌注桩施工质量会受到很多不确定性因素的干扰, 在施工中易出现质量问题并存在事故隐患, 针对钻孔过程中较为常见的塌孔、钻孔偏斜和缩孔防钢筋笼上升等不利情况, 以及在水下浇筑混凝土时可能发生的导管进水、卡管、坍孔等工程事故, 提出了相应的预防和处理措施。采用合理的施工方法和工艺, 辅以完善的施工质量控制手段, 对于最大限度地加快施工进度、保证和提高桩基施工质量的有着重要的意义。
作者简介:阮猛 (1986-) , 男, 汉族, 陕西西安人, 工程师, 主要从事地铁工程的技术研究与施工管理工作。
摘要：钻孔灌注桩是基础工程领域应用较为广泛的一种承载形式, 具有适应性强、对邻近建筑物影响小、抗震性能强、操作方便、施工安全等优点。文章以长沙湾特大桥工程为例, 对钻孔灌注桩在深水区的施工方法和工艺进行详尽的论述, 并结合施工过程中容易出现的工程事故及质量问题, 提出了相应的预防和处理措施, 为今后同类工程的施工提供借鉴和参考。
关键词：钻孔灌注桩,施工方法,施工工艺,质量问题,处理措施
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灌注桩钻孔方法分析 篇2
摘 要: 本文以厦深铁路尧典特大桥溶洞处理为实例，概括总结了溶洞的特点、结构及其处理方法。
关键词:冲击钻孔；溶洞；处理方案
一、工程地质概况
本段路线位于惠州市惠东县境内，区内区域性断裂以北东东向及北西向为主，北东东向断裂分别以海岸山脉断块构造单元北边的汤湖大断裂及南边的深圳大断裂为主，北西向的断裂以涧头坑断层、稔山断层、及平山裂层为主，其中对桥址有影响的为稔山断层。根据物探成果资料分析，在桥址里程DK430+470m处发育一断层，受断层影响，两侧大理岩及石灰岩破碎，岩溶剧烈发育（4～12号桥墩），揭露串珠状溶洞。
桥址基岩地层呈一单斜构造产出，其中侏罗系与石炭系两地层呈角度不整合接触，在接触带中侏罗系砂岩、粉砂岩、页岩等软岩岩质破碎，结构混乱，风化程度高，强度低，根据勘察，岩层发育强度属中等发育，主要岩溶形态为溶隙、中小型溶洞及串珠状溶洞等。由于本桥处于溶洞多发区，钻孔过程中经常出现漏浆、塌孔等现象，常见的溶洞有以下几种：小溶洞；一般溶洞；大溶洞；串珠溶洞；地质流沙层。
二、材料准备
在钻孔桩施工之前，必须准备充足的溶洞处理材料，包括片石、碎石、粘土、钢护筒等。
为保证钻机不因塌孔、扩孔、地面沉陷等因素而倾斜，钻机纵、横向支撑应加长。
三、溶洞处理方案的选定
根据本桥溶洞特别发育的特点，采取如下4种方案相结合使用来进行溶洞处理。3.1回填造壁法。出现溶洞时回天片石粘土，打密挤实造壁，必要时还应回填混凝土或水泥。
3.2 岩溶注浆预处理。在钻孔桩施工前，对溶洞进行注浆填充处理。
3.3混凝土灌注。出现大溶洞时，采取C20混凝土灌注的方法，待混凝土凝固后再开始钻进。
3.4套内护筒法。套筒法一般适用于流沙层处于地表3-12米处。先采用大钻头钻进，大护筒跟进，至溶洞顶板后采用与设计桩径对应的钻头钻进，采用配套的较小直径的护筒跟进至溶洞底对溶洞进行防护。
四、溶洞处理方法 4.1注浆预处理
根据设计要求，桩底顶板3倍桩径深度范围内的溶洞需要充分压浆，将溶洞完全填充、充满、桩底及桩身范围内注浆加固约7天后，再进行桩基施工。（见图1）
图 1 4.1.1钻探工艺
（1）设备就位：注浆孔位确定后，移动钻机至钻孔位置，完成钻机就位。钻机就位后，用倾斜尺、水平尺等工具调整钻机角度，安装牢固，定位稳妥。
（2）钻机钻进：将钻杆对准所标孔位，用φ108mm岩芯管开孔钻进，保证开孔直径不小于110mm。开孔时要轻加压、慢速、大水量，防止将孔开斜。
（3）下套管：钻至基岩0.5～1.0m后，下入φ108mm套管，并嵌入基岩；套管出露地表0.2～0.5m。用75号水泥砂浆固结套管，并将孔口套管四周捣实封闭，防止浆液从套管周围冒出，影响注浆效果。
（4）终孔：根据设计要求确定孔深钻至桩底顶板3倍桩径深度，钻到位置后，拧上孔口盖，准备注浆。4.1.2注浆工艺
（1）注浆前准备：备足42.5级普通硅酸盐水泥，做好浆液配比用料。
（2）注浆：选择注浆机及相应注浆设备。先稀后浓，依吸浆情况逐步加浓浆液，配合比控制在0.8:1～1:1。
（3）注浆结束：单孔注浆结束除遵循规范、符合设计意图外，综合以下条件可结束注浆。
①压力控制标准：在正常压力下进浆量不大时，逐渐加压，当压力为500kPa，进浆量小于4L/min，持续稳定20min。
②地质条件控制标准：清孔确定浆液已至溶洞下限，达到处理效果时。③注浆范围控制标准：冒浆点超过有效范围，工艺控制无效时。
④特殊条件控制标准：当压力不高，注浆量不变，地表出现异常，影响地表环境时。4.2回填造壁法
对于一些溶槽、溶沟、裂隙、溶蚀明显的蜂窝状灰岩碎块、全填充溶洞，该类溶洞当冲锤穿过覆盖层或顶板时，钻孔内会出现一些漏浆，在及时补浆的同时提起冲锤，抛填片石和粘土以及泥质强风化岩等，待孔内泥浆面基本稳定后，恢复冲孔；减小钻机冲程（一般冲程为1～2m，每分钟6～8下；遇溶洞时冲程可改为1m以下，冲击频率适当减小），利用钻头冲击将其挤入溶洞及裂隙中，完成护壁和成孔工作。4.2.1填料的选择
填料直接关系到造壁后孔壁的稳定性，因此在填料的选择上要做多项选择对比：粘土掺片石、粘土掺水泥加片石、混凝土、砂浆、泥质强风化岩。根据岩溶发育复杂情况及现场材料运输便利情况选择合适的填料。4.2.2回填方式
溶洞击穿漏浆后，应立即回填并补浆，回填高度应根据溶洞的大小来确定，一般为回填至泥浆不再流失后再回填5～10m，钻头小行程打密挤实。如漏浆现象反反复复，则可在回填打密时，反复回填挤密，使溶洞能更好填充。4.2.3及时发现
一般情况下，钻机钻进过程中，钻机操作手无法看见孔内情况，溶洞漏浆时很难及时发现并处理。针对这种情况，可在孔口加一浮标，浮标高度以钻机操作手能看见为宜，同时浮标可采用绳线悬挂在钻机上，溶洞出现漏浆时，钻机操作手能及时发现，同时浮标也不会随泥浆下沉。4.3灌注混凝土法
遇到较大溶洞时就要灌注C20混凝土封堵溶洞。利用导管将C20混凝土灌注到孔底，待混凝土达到初凝后再继续钻孔。灌注混凝土采用直升导管法灌注水下砼。导管上设漏斗，漏斗下设隔水栓。开始时漏斗中储备足量的砼拌和物，其数量要保证在切断隔水栓
首批砼灌注下去后，使导管下口埋入砼中1～3m。以后尽量采用连续快速灌注，砼拌和物通过导管进入已灌好的砼中，并始终保证导管口埋在砼中（控制在2m～6m范围内）。让灌好的砼顶托着上面的泥浆和水逐步上升。为使灌注工作顺利进行，应尽量缩短灌注时间，使混凝土在同时间段完成初凝。4.4钢护筒跟进法
（1）对于较大单层无填充溶洞，孔口钢护筒打入长度视灰岩顶板以上土层性质而定，如意受钻孔内漏浆引起坍塌的砂层、饱和粘土层则钢护筒要穿过易塌地层，或打至溶洞顶板顶面，钻进过程应注意。
①根据地质柱状图掌握钻进标高或冲击声判断，钻至距离溶洞顶部1～1.5m时，变换冲程，慢慢将溶洞顶板击穿，防止卡钻。
②在击穿顶板时，迅速补浆，只有当漏浆现象全部消失后才能转入正常钻进。同时控制好冲程，以免钻头突然进入空洞，造成钢丝绳断裂。
③钻头穿越溶洞时要密切注意钢丝绳的情况，以判断是否钻歪，如造成弯孔应回填重新钻进。
（2）若为多层空溶洞或半空溶洞，采用多层单层钢护筒跟进，第一层钢护筒为孔口开钻段，根据孔口地质条件，确保穿过易坍层，第二层钢护筒待钻至第一层溶洞顶板时，停钻沉放第二层钢护筒，第三层钢护筒待钻至第二层溶洞顶板时再将钢护筒沉放至该层溶洞顶板。
对于钢护筒用几层，在钻孔根据地质资料对溶洞各层标高、填充物情况做好开钻孔口直径和钢材备料，应尽可能避免坍孔后再采用多层钢护筒。（见图2）
图 2 ①护筒内径的选择
最下层钢护筒内径应大于钻孔桩直径20cm，同时外径应小于上层护筒内径10cm左右，壁厚选择12mm。②施工步骤
a、测量放样，正确放出桩位中心。b、埋设护筒，钻机就位，钻头对中，开钻。
c、当钻进至溶洞顶板之上1m左右时，沉放第二层钢护筒至孔底，其中心与桩中心重合。
d、护筒间空隙及钢护筒与溶洞底部间空隙使用碎石、水泥浆及粘土充填固结。e、冲穿溶洞后，钢护筒及时跟进，防止漏浆，并向孔内投放片石、碎石夹粘土，甚至投入整袋水泥堵塞护筒与岩面之间不能密贴的地方。五．几点建议和看法
5.1开孔之前一定要根据施工图纸很好的了解该桩的地质情况，掌握溶洞的出现标高，做好溶洞问题的预防工作。
5.2大溶洞时，切忌大冲程冲孔，容易发生卡钻现象。
5.3 遇到流沙层时的解决方法是钢护筒跟进，可有效的防治和解决塌孔问题。5.4 出现漏浆时第一步一定为及时补浆，防治浆面下降而导致塌孔埋锤。
六、结语
尽管尧典特大桥桩基溶洞居多，但经过一年半时间全部施工完毕，为下步工序施工提供了有力条件。它的顺利完成主要取决于以下3个方面：
钻孔灌注桩施工工艺分析 篇3
【关键词】钻孔灌注桩;施工工艺;控制;检测
0.前言
钻孔灌注桩施工质量由于受工程地质条件、水下混凝土灌注工艺、现场管理等因素的影响，桩质量离散性大，缺陷事故时有发生。为保证工程的质量，必须加强灌注桩施工现场质量控制，严格成桩后的质量检测。
1.钻进工艺选择与孔径控制
开钻时应轻压慢转，及时加入重块，降低钻具重心，防止倾斜。正常钻进时，应根据土层变化、孔径、孔深等因素，合理地选择钻进参数，结合常见地质特点:①杂填土，松散，该层钻进速度快，钻进参数选用中等压力，快转速，大泵量，采用高粘度、大密度的泥浆护壁，力求快速钻穿;②粘土，可塑，厚度2~3m，钻进参数选用中等压力，快转速，大泵量，低密度泥浆;③淤泥，饱和，软塑，厚度10~15m，宜用笼式钻头钻进，采用快转速，大泵量，低密度泥浆并反复扫孔;④粉质粘土，中硬塑，厚度3~5m，选用中等压力，快转速，大泵量，低密度泥浆;⑤强风化花岗岩，厚度变化大，为本工程部分工程桩的持力层，采用四翼刮刀钻头钻进，钻进参数选用中等压力，中等转速，大泵量，优质高密度泥浆;⑥中风化花岗岩，为本工程大部分工程桩的端承力层，采用金刚牙轮钻头钻进，选用中等压力，中等转速，大泵量，优质高密度泥浆。孔径的大小与钻头的直径有直接的关系，选用钻头的直径宜比设计桩径小50mm左右，为减少因钻头晃动而产生超径，应使用同心度好的钻头。钻进时，应保持孔内有足够的水头高度和合理的泥浆技术指标，平衡土层压力，防止缩孔及塌孔。施工时应经常测定泥浆比重，定期测定粘度、含砂量和胶体率，及时调整泥浆技术指标，必要时使用泥浆添加剂。优质泥浆对孔壁既有良好的保护作用。
2.终孔鉴定及孔底沉渣控制
在终孔鉴定中，渣样是判断的重要依据。对于嵌入中风化岩层的桩基础，根据捞取的渣样进行岩面的判别，确定嵌岩的深度，终孔时测量孔深，并二次判别渣样是否符合要求。钻孔原始记录和钻渣的捞取要及时、准确，决不允许回记记录及假造钻渣。对于持力层落在强风化岩层上的基桩，根据渣样判别进入岩层，要注意强风化岩与残积上的区别，一般强风化岩渣样含有小块状次生矿物，用手可扳断，而残积土渣样除了石英外，基本不含坚硬块体。施工过程中钻进的速度与阻力对于判断岩上层的穿越，定性较可靠;对泥浆循环的观察也是重要的辅助手段。
孔底沉渣直接影响着嵌岩桩端承作用的发挥，必须进行严格控制。下钢筋笼、导管后，在灌注混凝土前，进行二次清孔，同时调制优质泥浆，使其能降低颗粒下沉速度;采用先进的反循环清孔工艺，沉渣测定符合要求后，立即灌注混凝上，保证二次清孔后至第一盘混凝土间隔时间不超过30min，防止土渣回落;尽量加大混凝土初灌量，利用初灌量的冲力，冲开残余孔底的少量沉渣。
3.水下混凝土灌注控制
水下混凝土灌注是成桩的最后一道工序，也是保证桩身质量的最关键的工序。一般采用导管法灌注水下混凝土技术进行灌注。第一盘混凝土的灌注采用剪球工艺，根据不同桩径计算混凝土的初灌量，保证第一盘混凝土灌入时能将导管埋入2m以上的深度。灌注混凝土时，随着灌注高度的不断上升，要及时提升导管，提升时要保证导管底端埋入管外混凝土以下的深度不少于4~6m，但也不宜大于8m，严禁将导管底端提出混凝土面，避免造成断桩或局部离析。混凝土灌注时应随时上下抽动导管，确保混凝土的密实性。混凝土灌注时应经常测量导管内外混凝土面高度，控制导管在混凝土内的埋深。避免出现质量事故。
4.灌注桩的桩身质量检测
根据钻孔灌注桩荷载传递原理，桩身质量是制约基桩承载力的一个主要因素，对桩身完整性、桩底沉渣等情况进行检测是必不可少的一项工作。低应变应力波动力检测应用于桩身完整性检测，能准确地确定桩身缺陷类型及其在桩身的具体位置，定性分析桩底沉渣的厚度，评定桩身质量等级。其原理是在桩顶施加一脉冲力，应力波沿桩身向下传播，当桩身存在明显波阻抗差异的界面(如断桩和混凝土严重离析等部位)或桩身截面变化部位(如缩径或扩径)，将产生反射波，经接收放大、滤波和数据处理，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此判断桩身完整性、确定缺陷类型及具体位置。由于低应变动测检测面广，准确性较高，操作方便，越来越广泛地应用于钻孔灌注桩的桩身质量检测。另外，可采用钻孔取芯法对个别桩进行检测，直观地判别桩身混凝土的完整程度，并通过芯样抗压试验定量评定桩身混凝土强度等级，同时对低应变动测的准确性加以检验。
5.施工注意事项
5.1避免工程质量通病
(1)混凝土局部强度不足。由于粗骨料未称量，用水量控制不严，塌落度过大或骨料用体积量度不够准确，混凝土配合比在特殊情况下未及时调整等原因造成。
(2)混凝土局部离析。由于混凝土在搅拌中时间少于90秒，不够均匀。溜槽或串筒过短，车上混凝土直接向孔内倒下等原因造成。
(3)钢筋笼成型有弯曲(香蕉型)或扭曲现象。由于主筋未预先调直，也未把箍筋焊接在主筋位置上的等分距离点上，制作钢筋笼的底垫高低不平等原因造成，致使主筋的混凝土保护层厚薄不均，甚至露筋影响质量。
(4)钢筋笼成型后，必须经现场质安员或施工人员全面检查焊接质量，若主筋的搭接焊缝厚度不足或箍筋有漏点焊位置，应立即通知焊工补焊，并及时办理好隐蔽工程验收手续。
(5)终孔岩样，用胶袋装好密封，尽量保留孔底原岩样备查。
5.2主要安全技术措施
(1)挖孔桩的护壁最小厚度应不小于100mm。挖孔桩的孔深一般不宜超过25m。当桩长小于等于8m时，桩身直径(不含护壁，下同)不应小于0.8m;当桩长为8m至15m时，桩身直径不应小于lm;当桩长为15~50m时，桩身不应小于1.2m;当桩身超过20m时，桩身直径应适当加大。当桩间净距(含排桩)小于4.5m时，必须采用间隔开挖(有扩底的人工挖孔桩，则以扩底部分计)。
(2)场地临近的建(构)筑物，施工前应会同有关单位和业主进行详细检查，并将建(构)筑物原有裂缝及特殊情况贴上沙纸记录备查。对挖孔和抽水可能危及的邻房，应事先采取加固措施。
(3)人工挖孔桩的土质岩样、入岩深度、孔底形状、桩径、桩长、垂直度、桩顶标高和混凝土强度等，必须符合设计要求。
(4)人工挖进过程中，对可能出现流沙、涌泥、涌水，以及有害气体等情况，必须要有针对性的安全防护措施。对施工现场所有设备、设施、安全装置、工具和劳保用品等，需要经常进行检查，确保完好和安全使用。
(5)当桩孔开挖深度超过5m时，应在孔底面以上3m左右处的护壁凸缘上设置半圆形的密眼钢筋做成的安全防护网。防护网随着挖孔深度适当向下增加设置，在吊桶上下时，作业人员必须站在防护网下面，停止挖土，注意安全，每天开工前，在鸟笼内放置小鸟，吊放到桩孔底，放置时间不得少于10分钟，经检查小鸟生态正常，方可下井作业，孔深超过10m时，地面应配备向孔内送风装置，风量不应少于25L/S。孔底凿岩时应加大送风量。
6.结语
灌注桩钻孔方法分析 篇4
1 钻孔灌注桩基础易出现的不足及防治措施
1.1 桩底地基承载力不足。
成因:桩端没有支承在持力层上面。防治措施:这种情况一般出现在复杂地层, 这种地层一般最好取芯检验, 如不能打孔取芯, 要参照邻近取芯情况, 钻速、泥浆返上的岩悄及钻进情况, (一般钻进至微风化岩时, 钻头不蹩钻, 主动钻杆振动不很厉害, 钻进声音感觉较好) 、工程地质资料进行综合考虑。
1.2 缩径 (孔径小于设计孔径) 。
成因:塑性土膨胀。防治措施:成孔时, 应加大泵量, 加快成孔速度, 快速通过, 在成孔一段时间, 孔壁形成泥皮, 孔壁不会渗水, 亦不会引起膨胀, 如出现缩长, 采用上下反复扫孔的办法, 以扩大孔径。
1.3 桩底沉渣量过大。
成因:检查不够认真, 清孔不干净或没有进行二次清孔。防治措施:第一, 认真检查, 采用正确的测绳与测锤。第二, 一次清孔后, 如不符合要求, 要采措施如改善泥浆性能, 延长清孑L时间等进行清孔。在下完钢筋笼后, 再检查沉渣量, 如沉渣量超过规范要求, 应进行二次清孔, 及时有效保证桩底干净。二次清孑L可利用导管进行, 准备一个清孔接头, 一头接导管, 一头接胶管, 在导管下完后, 提离孔底0.4m, 在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆进行循环。
1.4 钢筋笼上浮。
成因:第一, 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, 由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大, 推动了钢筋笼上浮。第二, 由于砼灌注过钢筋笼且导管埋深较大时, 其上层砼因浇注时间较长, 已近初-凝, 表面形成硬壳, 砼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, 混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升, 同时也带动钢筋笼上移。防治措施:第一, 灌注砼过程中, 应随时掌握砼浇注标高及导管埋深, 当砼埋过钢筋笼底端2-3m时, 应及时将导管提至钢筋笼底端以上。第二, 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砼标高, 提升导管后再进行浇注, 上浮现象即可消除。
1.5 断桩与夹泥层。
原因:第一, 泥浆过稠, 增加了浇注砼的阻力, 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砼, 一旦流出其势甚猛, 在砼流出导管后, 即冲破泥浆最薄弱处急速返上, 并将泥浆夹衰于桩内, 造成夹泥层。第二, 灌注砼过程中, 因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:a.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。b.因泥浆过稠, 如果估算或测砼面难, 在测量导管埋深时, 对砼浇注高度判断错误, 而在卸管时多提, 使导管提离砼面, 也就产生提漏, 引起断桩。第三, 灌注时间过长, 而上部砼已接近初凝, 形成硬壳, 而且随时间增长, 泥浆中残渣将不断沉淀, 从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物, 造成砼灌注极为困难, 堵住导管, 引发断桩事故。第四, 灌注过程中, 导管的埋深不适。导管埋深过大, 以及灌注时间过长, 导致已灌混凝土流动性降低, 从而增大混凝土与导管壁的摩擦力, 加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的发兰盘连结的导管, 在提升时由于连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。第五, 坍塌。因工程地质情况较差, 施工单位组织施工时重视不够, 随意分包或转包, 在灌注过程中, 井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。第六, 由于人工配料随意性大, 责任心差会造成混配合比在执行过程中误差较大, 使坍落度波动大, 拌出的混合料时干时稀。坍落度过大时会产生离析现象, 使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长, 使混凝土的初凝时间缩短, 加大混凝土下落阻力而阻塞导管, 造成断桩。第七, 机械故障和停电造成施工不连续进行, 突然井中水位下降等因素也可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作, 这对保证桩基的质量很重要。
2 防治措施
第一, 全面掌握地质情况。钻孑L灌注桩在水下混凝土浇注过程中的孔壁坍塌, 会造成致命的断桩事故, 如果我们对地质情况比较了解, 就可以做到有的放矢。遇粘土层, 可以放慢钻孔进尺速度, 适当降低泥浆稠度, 保证孔径, 避免钻孔灌注桩在混凝土浇注过程中发生严重的缩颈现象。遇到砂土层, 可以适当加快钻孔进尺速度, 增加泥浆稠度, 使泥浆切实起到护壁作用, 避免钻孔灌注桩在混凝土浇注过程中产生加泥层及坍孔断桩现象。认真做好清孔, 防止孔壁坍塌。
第二, 严格控制导管质量。导管是浇注混凝土的主要工具, 要求导管具有一定刚度、强度、直顺度和严密性, 其内壁、焊缝必须光滑, 导管壁不得太薄。否则, 导管使用时容易造成导管被挤扁或拔脱形成卡管;混凝土在管内下落过程中, 磁撞管内壁, 对混凝土起到减速作用, 导管内混凝土下落力减弱, 使得顶升导管外的混凝土所需的超压力大大降低, 导管内壁较薄, 使混凝土在碰撞管壁过程中, 产生强烈震动, 导管起到了意想不到的振捣器的作用, 致使导管下部混凝土及导管外混凝土被振捣密实, 所有这些都会引起施工过程中的卡管现象。
第三, 搞好配合比的设计。水下混凝土配合比的设计, 是保证钻孔灌注桩质量的关键, 除了保证设计强度外, 还必须具有良好的缓凝性、流动性、粘聚性、保水性。为防止水下混在下落过程中产生离析现象, 配合比设计中应采用连续级配碎石。同时, 混的初凝时间必须认真控制, 混凝土灌注桩所需时间如超过首批混凝土的初凝时间, 首批混凝土中需加入缓凝剂, 使首批混凝土自开始至灌注完毕, 始终保持必要的流动度。防止其过早初凝, 不能被顶升, 被后灌注的混凝土顶破, 产生夹层断桩现象。
第四, 尽可能提高混凝土浇注速度。a.开始浇砼时积累大量砼, 产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力;b.快速连续浇注, 使砼和泥浆一直保持流动状态, 可防导管堵塞。
结束语
a.必须注意对沉渣量的检查
b.必须保证桩身强度
c.施工过程情况的记录要认真、准确
灌注桩钻孔方法分析 篇5
桥梁钻孔灌注桩施工常遇质量问题与处理解决方法
结合钻孔灌注桩施工的前期准备及钻孔、混凝土灌注等过程,对桥梁钻孔灌注桩施工中常见问题的形成原因进行分析,并介绍了一些简单有效的处理、解决方法,以保证混凝土钻孔灌注桩的质量.
作 者：王大治 作者单位：营口市公路勘测设计所,辽宁营口,115000刊 名：中国科技博览英文刊名：ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN年，卷(期)：2009“”(14)分类号：U443.154关键词：钻孔灌注桩 原因分析 处理解决方法
分析桥梁工程钻孔灌注桩施工技术 篇6
【关键词】桥梁工程；钻孔灌注桩；施工技术
随着我国公路桥梁事业的快速发展，进入二十一世纪以来，尤其是桥梁事业的发展越来越快，向着跨度更大，桥梁更长的方向快速发展，桥梁主要架设在江河湖海以及有需要跨越的既有线路上，使车辆及行人能够顺利通过。无论什么建筑物，基础都是非常重要的，没有合格的基础就不可能建造出完美的结构物，桥梁工程也不例外，桥梁工程常用的桩基础通常可分为沉入桩基础和灌注桩基础，按成桩的施工方法又可分为：沉入桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩三种。钻孔灌注桩作为桥梁基础的一种形式，是目前我国桥梁工程的主要基础形式之一，我们在进行桥梁施工时，必须对基础的施工倍加重视，本文就对钻孔灌注桩施工中的钻孔、清孔、钢筋笼吊放以及水下混凝土灌注等技术进行以下系统的阐述，希望对业内人士有所帮助，如果论述稍有偏颇，希望有识之士不吝赐教。
1、钻机安装及钻孔
钻机成孔的方式主要有冲击钻成孔、正、反循环钻成孔等，本文主要介绍冲击钻成孔方式。
安装钻机时，底架应垫平，保持稳定，不得产生位移和沉陷。钻机顶端应用缆风绳对称拉紧。钻头或钻杆中心与护筒顶面中心的偏差不得大于5cm。
钻机钻孔时，孔内水位宜高于护筒底脚0.5m以上或地下水位以上1.5～2.0m；在冲击钻进中取渣时和停钻后，应及时向孔内补水或泥浆，保持孔内水头高度和泥浆比重及粘度。
钻孔应一次成孔，中途不得停顿。每钻进4-5米应验孔一次，钻孔达到设计深度后，应对孔位、孔径、孔深和孔形等进行检查，孔位偏差不应大于10cm。
用冲击钻孔，为防止冲击振动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌注混凝土的凝固，应待邻孔混凝土灌注完毕，并达到2.5MPa抗压强度后方可开钻。
钻进时应有备用钻头，轮替使用。钻头直径磨耗超过1.5cm时，应及时更换、修补。
2、清孔
钻孔至设计标高后，对孔底岩样、孔径、孔深进行自检，合格后进行清孔，以确保孔底沉淀、泥浆指标满足设计及规范要求。清孔可采用下列方法：
抽碴法：适应于冲击钻机、冲抓钻机造孔。
吸泥法：适应冲击钻造孔，但土质松软孔壁容易坍塌时，不宜使用。
换浆法：正、反循环旋转钻机宜使用换浆法清孔。抽渣或吸泥时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。
换浆法的清孔时间，以排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近为准。
不得用加深孔底深度的方法代替清孔。
3、钢筋笼吊放
清孔完毕，经检查孔深、孔径和竖直度符合要求后，即进行钢筋笼吊放施工。
钢筋笼较长的，应在岸上集中分节预制，设专人负责，确保钢筋骨架的几何尺寸和绑扎质量。为了保证钢筋笼在运输中不变形，钢筋笼内用十字支撑加固。钢筋笼用吊车吊入孔内，在孔口对焊接长，并保持上下节在一条轴线上。钢筋笼设计标高后，应牢固定位。
4、导管安放
导管内壁应光滑圆顺，内径一致，直径可采用20～30cm，中间节长宜为2m，底节长4m。
使用前应试拼、试压、不得漏水，并编号及自下而上标示尺度。导管轴线偏差依孔深、钢筋笼内径与法兰盘外径差值而定，不宜超过孔深的0.5%，亦不宜大于10cm；组装时，连接螺栓的螺帽宜在上；试压的压力宜等于孔底静水压力的1.5倍。
导管长度可根据孔深、操作平台高度等因素决定，漏斗底至孔口距离应大于一中间节导管长。
5、水下混凝土的灌注
灌注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应该小于1.25；含砂率不得大于8%；黏度不得大于28s。
混凝土的运输能力应满足混凝土凝结速度和浇筑速度的要求，使浇筑工作不间断，混凝土拌合物运至浇筑地点后，应该按照规定检测塌落度，坍落度应采用18～22cm。
水下混凝土封底，必须有隔水栓，隔水栓应有良好的隔水性能并能顺利排出。
混凝土的初存量应满足首批混凝土入孔后，导管埋入混凝土中的深度不得小于1m，并宜在2-6m之间；当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当加大。水下混凝土应连续灌注，不得中途停顿。
为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m 左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，方可恢复正常灌注速度。
当气温低于0度以下时，浇筑混凝土应该采取保温措施，浇筑时混凝土的温度不得低于5度，当气温高于30度时，应根据具体情况对混凝土采取缓凝措施。
水下混凝土灌注面宜高出桩顶设计高程不小于0.5m，当存在地质较差、孔内泥浆密度过大、桩径较大等情况时，应适当提高其灌注的高度；超灌的多余部分应该在承台施工前或者接桩前凿除，凿除后的桩头应该密实无松散层。
6、结束语
桩基础作为桥梁基础的最主要形式之一，而钻孔灌注桩在桥梁的桩基础中又是应用最为广泛的工艺，文章主要从施工的角度，结合工程实际对桥梁钻孔灌注桩基础施工中的钻孔、清孔、钢筋笼吊放、导管安装以及水下混凝土灌注等技术进行探讨，希望能够对大家有所帮助。我们在施工时，一定要严格控制钻孔、清孔、钢筋笼吊放、导管安放以及水下混凝土灌注等环节，同时还要严格控制泥浆的配制质量，钻孔泥浆一般由水、粘土（或膨润土）和添加剂按照一定的配合比配制而成，直径大于2.5米的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，泥浆的选择应该根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂，覆盖层较厚、护筒下沉不到岩层的情况下，最好使用丙烯酰胺即PHP 泥浆，此泥浆的特点是具有不分散、低固相、高粘度等性能。所以我们在控制好钻孔、清孔、钢筋笼吊放、水下混凝土灌注等工艺外，还要按个控制泥浆的质量，尽量避免成孔及灌注过程中的一些质量病害的发生，严格按照公路桥梁施工技术规范以及设计文件的要求进行施工，从而保证桥梁工程的质量。
参考文献
[1]罗新宇. 钻孔灌注桩施工技术[J].北方交通，2012（09）
[2]高文福.钻孔灌注桩施工质量控制及成桩质量通病预防[J].科技风，2012（14）
灌注桩钻孔方法分析 篇7
关键词：钻孔灌注桩,堵管原因,处理方法
在我国软地基较发育的地区, 多数建筑物或构筑物的基础形式广泛采用机械钻孔灌注桩, 其中灌注桩施工中最后一道工序, 也是最重要的一道工序——浇注水下混凝土, 其常见浇注方法是导管隔离水下回顶法, 若由于操作不慎或管理不当, 经常出现混凝土在导管内下降受阻现象, 即我们称之为堵管事故。一旦堵管事故处理不当或不及时, 往往会造成该桩严重缺陷, 甚至产生报废桩, 给施工单位造成巨大的经济损失。经过长期施工和不断总结, 对大量造成堵管原因进行详细分析, 作者认为, 堵管现象可以预防, 并且可及时处理。
一、堵管原因分析
造成堵管现象的原因很多, 归纳起来有两种:一种是操作原因;另一种是管理原因。
1、操作原因
(1) 导管原因:导管密封性差、连接处未加密封圈或密封圈破损, 造成泥浆渗入导管内;导管垂直度差, 导致底管插入孔壁被堵;导管内径差别过大或导管内壁未清洗干净。
(2) 导管内不通畅:下放导管过程中偏心, 使得底管插入孔壁泥土;底管插入持力层泥土;反循环过程中孔底沉渣卡在导管中;地表杂物不慎掉入导管内并卡在其中。
(3) 埋管原因:埋管过深, 管内混凝土无法向上回顶, 埋管过潜, 拔管时易造成脱管, 造成泥浆压入底管使得管底混凝土离析。
(4) 其它原因:孔口杂物掉入孔内, 使得孔内混凝土无法向上回顶;向导管内添加混凝土过急, 使管内空气无法排除, 局部形成高压“气栓”;止水塞在导管内下降过程中被卡住;底管口变形。
2、管理原因
(1) 混凝土质量原因:粗骨料中粒径过大造成混凝土和易性降低;搅拌混凝土的时间过短;混凝土坍落度过大或过小;制作混凝土级配不合理。
(2) 泥浆原因:泥浆比重过大或泥浆含砂率过大;泥浆比重过小造成孔壁坍塌或砂土快速沉淀。
(3) 清孔原因:由于成孔原因, 导致孔底沉渣过多而无法清返;清孔时间过短, 孔底沉渣清返不彻底。
(4) 其他原因:断电或机械故障导致混凝土灌注不连续;灌注混凝土时间过长使得混凝土凝固, 天气过热未使用缓凝剂, 或下大雨时雨水进入导管使得管内混凝土离析;初灌量过小造成脱管现象, 底管口混凝土离析。
二、堵管事故处理
1、常见处理方法
方法一:用卷扬机快速上下提动导管, 使管内混凝土在其自重力作用下强制下沉。此方法特点是:一般轻微堵管可以处理, 而且对操作卷扬机的人员熟练程度要求较高, 否则容易出现机械故障或安全事故。常见事故如:钢丝绳被拉断、导管被拉变形甚至被拉脱口或拉断等。
方法二:强行全部拔出导管, 快速下放导管, 在混凝土尚未初凝前实行二次灌注。此方法的特点是:交界面上混凝土易离析, 若混合不理想会造成桩身混凝土强度缺陷, 严重情况会出现夹泥造成断桩事故。
2、新的处理方法
新的处理方法前提。排除因导管不通畅因素引起堵管, 经验做法是:在初灌之前, 先用导管探测器系上测绳放入导管, 若中途受阻, 则说明在该刻度深度处导管内不通畅;放至孔底, 上拔导管, 若测绳松动, 则说明底管内不通畅, 此时应上拔导管检查。
(1) 新处理方法的理论依据。
根据力的平衡原理可得如下公式:
式中:ρc——混凝土比重, 一般为2.4t/m3;ρm——管外泥浆比重, 一般为1.2t/m3;fs——管内混凝土与管壁摩擦力。
由于混凝土比重ρc大于泥浆比重, 从理论上讲, 若fs足够小, 堵管现象就不会发生。由此看来在发生堵管时, 若通过一种设备, 能减小摩擦力fs就可以处理堵管事故。众所周知, 混凝土在震动力的作用下处于液化状态, 从而可以大大减小fs, 达到处理堵管事故的目的。
(2) 震动处理器。经过长期实践, 反复改进, 自行设计与生产的堵管震动处理器, 只要保证导管在灌注前通畅, 都可以处理成功。使用方法:将振动器底座法兰与孔口导管法兰相连接, 挂钩通过钢丝绳与钻机提引器相连接, 开启振动器同时上下提动导管, 至到导管畅通为止。
三、实践验证
在灌注水下混凝土过程中, 经常会发生这样的事故:由于埋管过深, 或导管偏心挂住钢筋笼, 卷扬机无法正常上拔导管, 此时使用该振动器处理, 很轻松处理成功。
四、几点体会
灌注桩钻孔方法分析 篇8
1 工程概况
大港油田庄海4×1海上人工井场工程挡浪墙灌注桩基础共132根,桩径80 cm,桩底高程-30.0 m,桩顶高程1.1 m,灌注桩纵向间距5 m,横向间距3.6 m。地质条件为高程-3.3 m左右现状海底,海底至1.0 m为人工填筑的中粗砂,1.0 m～2.2 m为填土。
本工程成孔有三个施工难点:
1)桩基要穿过厚度4 m～5 m的中粗砂层,由于受潮汐影响,砂层中水位变幅较大,同时填砂中有大块漂石,桩位处可能有抛石棱体施工时散落的块石;
2)人工井场西北角及东南角分别有6根桩分布在抛石棱体及倒滤层范围内,抛石体厚度达5 m;
3)本工程开工时间为11月中旬,整个工程冬季施工。
2 成孔方法分析
2.1 人工填砂基础成孔
根据现场的实际情况初步选择了人工挖孔+回旋钻孔、冲击钻孔+回旋钻孔、钢护筒护壁+回旋钻孔、回旋钻机钻孔换特制钻头处理障碍物+钢护筒护壁等施工方法。下面就各种施工方法分析如下:
1)人工挖孔+回旋钻孔。
人工挖孔+回旋钻孔的成孔方法是对于上部填砂层进行人工挖孔,因受潮汐影响成孔中极易塌孔,故需随挖孔随护壁。天然海底以下采用回旋钻机成孔。
对基础表面进行平整后进行桩位的精确放线,经核验后,进行人工挖孔施工;为便于下部回旋钻机成孔,挖孔部分孔径加大10 cm,采取分层开挖、逐节支护的施工方法,由于桩孔侧向水压力较大,为防止孔身侧向涌水,桩孔采用10 cm厚的C20混凝土护壁;混凝土护壁纵向搭接10 cm,为保证接缝严密,混凝土在浇筑中振捣密实,使海水从孔身侧向无法进入孔内;根据海水潮汐情况,配以水泵抽水保证人员作业。挖孔至天然海底后,用钢钎检查海底是否还有散落的块石,同时确保挖孔混凝土护壁底高程低于天然海底20 cm～30 cm。挖孔采用人工辘轳或卷扬机出渣,施工中要确保安全。人工挖孔护壁完成后,就位回旋钻机进行海底以下部分的成孔。
人工挖孔+回旋钻孔的方法因障碍物处理彻底,工程质量易于保证,成本低、一次成功率高,因能挖孔与回旋钻孔流水作业,耗时少,可缩短工期。但由于本工程桩径小,不利于挖孔作业,如加大上部孔径将增加护壁及灌注桩的工程量;又因为本工程为冬季施工,天气寒冷人工作业困难,同时冬季气温太低而护壁结构太薄不利于保温,护壁混凝土质量无法保证,且混凝土强度上升慢影响工期,故在本工程中无法采用此种成孔方法。
2)钢护筒护壁+回旋钻孔。
此方法为保证钻孔正常进行,先埋设钢护筒,钢护筒采用直径1.0 m,壁厚8 mm的螺旋钢管、高6 m,下沉方法为振动锤击下沉。钢护筒与电动振动打桩锤的连接采用“法兰+焊接”的刚性连接方式,准确调整振动锤位置,使其重心在钢护筒的中心位置,用25 t吊车作为起吊设备。桩位放样完毕,经复核无误后,进行人工预挖孔,孔径略大于护筒外径,挖深1 m～2 m,然后垂直起吊钢护筒到预挖的孔位中。
经计算拟采用30 kW电动振动打桩锤。钢护筒下沉前,做好一切准备工作,以保证钢护筒下沉工作的连续进行,保证钢护筒能顺利下沉到海底原状土中去,尽量减少中途的停顿时间,防止砂层固结,加大下沉的阻力,从而增加下沉的难度。下沉至设计高程时,人工挖出护筒内砂子,进行下一步的钻孔作业。混凝土灌注完后,在钢护筒顶部重新安装振动锤,开动振动锤,用25 t吊车作为起吊设备将钢护筒徐徐拔出。
钢护筒安装完后的钻孔工艺与人工挖孔+回旋钻孔施工方法的回旋钻孔相同。此种成孔方法与人工挖孔+回旋钻孔方法相似,容易保证工程质量,但可能由于砂中漂石及孔底的块石影响致使护筒下沉困难或发生偏斜,同时此种方法需要的设备较多,包括七种设备和振动锤击设备。
3)回旋钻机钻孔换特制钻头处理障碍物。
此种方法为直接采用回旋钻机钻孔遇障碍物后换特制钻头进行处理,成孔后为防止安放钢筋笼或浇筑过程中上部砂层坍塌,下钢护筒护壁或安放钢筋笼时在孔壁放置三根直径小于钢筋保护层的钢管(一般脚手架钢管直径38 mm)护壁。回旋钻机以反循环为主,当漂石直径小于钻杆直径时可由泥浆泵吸出,较大不能吸出的由钻头挤入土层,对于部分孔位中的探头石,采用上下反复扫孔将漂石挤入土体或将其从孔壁脱落再由泥浆泵吸出或挤入孔壁,对于影响钻孔进尺不能吸出且不能挤入孔壁的块石或大漂石则采用更换特制的螺旋捞石钻头清除。
对于极少数不能用上述方法解决的,采用开挖的方法清除障碍物重新钻孔。
此种成孔方法使用设备少,工艺简单,施工速度快、成本低、不需事前护壁处理,便于冬季施工,适于块石等障碍物比较少且体积较小的孔位。但当遇到体积较大的障碍物时处理复杂,有时只能移钻,采取开挖处理;同时由于部分块石等障碍物随钻头跟进造成扩孔,混凝土灌注充盈系数偏大(平均为1.2)。
对于本工程因为填砂中大块漂石及散落块石比例较小(根据完工后统计结果障碍物的比例占到30%),而大部分的障碍物可以采取换钻头方法处理,最后只有5%的孔位采取了开挖处理的方法。
2.2 抛石基础成孔
抛石基础均为块径30 cm～100 cm的大块石,深度5m～6 m,根据现场情况初选了开挖安装钢护筒后回旋钻机钻孔,冲击钻钻孔+钢护筒,冲击钻+回旋钻钻孔等施工方案。
1)开挖安护筒+回旋钻孔。
根据桩位的粗略位置,进行块石的开挖,开挖由挖掘机施工,开挖至海底后精确确定桩位,桩位确定后安放事先准备好的钢护筒,钢护筒直径比设计桩径大20 cm,钢护筒底部砸入海底50 cm,顶部与场地顶标高齐平,上部用四根拉线固定,钢护筒就位固定垂直后回填块石,块石回填时护筒四周应均衡上升以免钢护筒移位或偏斜。回填后平整场地就位回旋钻机进行钻孔作业。成孔灌注混凝土后钢护筒留于抛石体中。
此种方案应将钢护筒埋入海底,确保了下部钻孔时孔内的水头,不易塌孔且护壁泥浆没有特殊要求,成孔质量较高。但由于大开挖,施工复杂繁琐,施工成本高,成孔时间长,本工程抛石基础的桩位少且比较集中故采用了此种方法。
2)冲击成孔+钢护筒。
冲击成孔即采用冲击钻冲孔至孔底,冲孔至海底后,因块石孔隙与海水连通必须安放钢护筒护壁,以保证孔内水头,防止海底以下钻孔时塌孔。因抛石不同于天然岩基,冲击过程中很容易发生孔位偏斜、塌孔;因不少块石一半位于孔内而另一半位于孔外,冲击过程中极易造成孔口坍塌,故需对孔口采取加固措施,加固措施一般采取孔口处3 m～4 m范围内清除抛石50 cm浇筑混凝土,钻机安放在孔口的混凝土基础上进行钻孔作业。
冲击接近海底时,采取结合部位压浆的方法,即沿孔壁对称布置四个灌浆管灌入速凝的水泥浆液,待凝固稳定后再进行钻孔。
此种工艺的关键在于以下几点:保证孔口稳定不坍塌,保证抛石与海底淤泥层结合处不发生连续垮塌,下部施工时保证孔口内水位。
3抛石、换填砂基础成孔泥浆的制备
1)海水泥浆的配制。
由于海水中含有浓度较高的Na+,Ca+等阳离子,泥浆中的粘土易凝聚和沉淀分离,因此在泥浆配置中适量地加入纯碱和CMC,使粘土在海水中均匀分散不易发生聚结,并增加泥浆粘度。海水泥浆性能技术指标如表1所示。
2)设置泥浆循环系统。
根据工程实际情况,要解决泥浆漏失问题,必须减少潮汐作用对钻孔的影响,涨潮时需增大孔内液柱压力,退潮时需降低孔内泥浆液面,减少孔内压力,为此用1台5 m3潜水泵随潮位变化控制孔内的液面高度,使孔内泥浆液柱压力随之变化,保持钻孔内外的压力平衡,并及时调整泥浆密度,尽量减少漏浆现象的发生。
综上所述,在复杂地质条件下要根据不同土层、地下水情况、障碍物的大小、工程量的大小、气候等情况因地制宜的确定成孔的方法、机械。
摘要：结合大港油田庄海4×1海上人工井场工程实际情况,针对该工程钻孔灌注桩成孔难点,分别介绍了在沿海抛石、填砂等复杂基础条件下不同钻孔灌注桩成孔方法的利弊及其适用条件,以期指导今后同类复杂地质条件下钻孔桩施工。
关键词：钻孔灌注桩,填砂基础,成孔方法,泥浆
参考文献
钻孔灌注桩施工方法及质量控制 篇9
钻孔灌注桩施工的基本程序:测量定点、挖护筒、辅枕木、钻机定位、制泥浆、钻孔、清孔放钢筋笼、灌注混凝土。除上述基本程序外还有制作沉淀池、泥浆泥、制作钢筋笼等。
影响钻孔灌注桩质量的主要因素及防治措施:
1 桩位偏移
测量定点、挖护筒、辅枕木、钻机定位等施工程序对桩位偏移都有不同程度的影响, 测量定点影响桩位偏移主要因素:技术人员熟悉图纸、测量员技术熟练、测量方法合理、测量仪器准确度较高等。挖护筒、辅枕木、钻机定位都对桩位偏移有影响, 只要及时加以控制是可避免的。
2 孔壁坍塌
孔壁坍塌在灌注桩施工过程中是经常遇到的事。其主要原因有:
(1) 没有根据地质勘察报告分析桩孔的土质条件, 采用合适的成孔工艺和相应的泥浆质量。 (2) 护筒埋置深度不够, 护筒的回填不严密造成漏水漏浆, 以致孔内液面高度不够或孔内出现承压水, 降低了对孔壁的静水压力等。 (3) 清孔后泥浆密度、粘度降低, 也会减少对孔壁的静水压力, 使孔壁失稳。 (4) 直接用给水管冲刷孔壁, 或在砂层和卵石层钻进速度太快, 或停在一处空转时间太久。 (5) 成孔后停滞时间太长, 以至泥浆沉淀没有护壁作用。
预防措施: (1) 塌孔事故是预防的关键, 钻孔前针要细致研究地质勘探资料, 选择合适的成孔方法和机具, 合理安排成孔顺序, 选择足够强度和尺寸的护筒。 (2) 当局部水位落差太大时, 采用适当的方法保持水头相对稳定, 发现塌孔, 判明坍塌位置, 着重分析塌孔原因, 针对坍塌的水量较小可继续钻孔, 回填砂和黏质土混合物到塌孔处以上2m左右处继续钻孔, 随时注意坍塌数量的变化。若塌孔不能控制, 立刻拆除钻机护筒回填钻孔, 重新埋设护筒再钻。 (3) 由于清孔或钢筋骨架吊入造成塌孔时, 应立即停止清孔或将钢筋骨架吊出, 利用钻孔机具搅动添加泥浆护壁, 同时将坍塌物清理干净, 待塌孔稳定后重新清孔和安装钢筋骨架。
3 桩身偏斜
成孔后桩轴中心线出现较大偏斜或弯曲。造成原因:
(1) 在钻孔的过程中遇到障碍物、在软硬土层交界处和岩石倾斜处, 钻头受阻力不均而偏移。 (2) 由于钻杆钢度不够或连接不当, 使钻头钻杆中心线不同轴线。 (3) 钻机的稳度不够, 在钻进过程中出现晃动。 (4) 场地不平整或钻架就位后没有调整, 钻杆轴线没有垂直。
防治措施:先将场地夯实平整, 轨道枕木宜均匀着地;安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线, 钻杆位置偏差不大于15cm。在不均匀地层中钻孔时, 采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到飘石时, 钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时, 可提起钻头, 上下反复扫钻几次, 以便削去硬土, 如纠正无效, 应于孔中局部回填粘土至便孔处0.5m以上, 重新钻孔。
4 灌注混凝土时钢筋笼上升或偏移
钢筋笼上升偏移是施工中不常出现, 但出现就比较棘手的事情。造成原因:
(1) 钢筋笼放置初始位置不正确, 混凝土流动性过小, 导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土托起。 (2) 当混凝土灌至钢筋笼下, 若此时提升导管, 导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时, 由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大, 推动了钢筋笼的上浮。 (3) 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, 已接近初疑, 表面形成硬壳, 混凝土与钢筋笼有一定的握力, 如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上, 混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升, 同时也带动钢筋笼上升。
预防措施: (1) 下放导管时, 应使导管确保在孔位的中心上。在灌注混凝土中, 当混凝土面接近钢筋骨架底口时, 应放慢混凝土的灌注速度, 一般情况下dl100~dl150cm桩灌注速度控制在10~15m3/h左右, 以缓解混凝土对钢筋骨架向上的冲击力。特别注意导管出口与钢筋骨架底口不得平齐灌注混凝土, 一般导管底口与钢筋骨架底口不小于1.0m。 (2) 灌注桩混凝土施工应本着改善混凝土的流动性、初凝时间及改进灌注工艺的原则, 严格按配合比配制混凝土, 灌注应迅速连续进行。 (3) 适当减少钢筋骨架下端的箍筋数量, 也可以减少混凝土对钢筋骨架上的顶托力。 (4) 增设适当数量的牵引筋牢固地焊接在钢筋骨架的底部也有克服钢筋骨架上升的作用。
5 断桩
断桩是指桩身混凝土在某一部位出现不连续或某一部分的混凝土严重变质导致整根桩承载力达不到设计要求, 甚至不能使用, 造成质量事故。造成原因:
(1) 混凝土原材料不符合规定, 配合比不当, 混凝土的和易性、坍落度不符合要求, 在灌注混凝土过程中, 发生卡管事故。 (2) 由于导管底端距孔底过远, 混凝土被冲洗稀释, 使水灰比无意中增大, 造成混凝土不凝固, 形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。 (3) 受导管密封不良, 冲洗液浸入混凝土, 形成桩身中段出现混凝土离析。 (4) 在浇注混凝土时, 导管提起过多, 露出混凝土面, 或因停电、待料等原因造成夹渣, 出现桩身中岩渣沉积成层, 使桩身形成隔层。 (5) 施工不当, 没有从导管内灌入, 而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土, 产生混凝土离析的现象。 (6) 地下水酸性较大, 中和了混凝土中碱性, 使桩基出现硬化不理想。
预防措施: (1) 清孔时要及时调整孔内泥浆的相对密度, 清孔后泥浆的相对密度要满足设计要求。清孔后分别从孔口、孔中部、孔底部提取泥浆, 测定泥浆的各项指标是否符合质量标准要求。同时, 应在孔底放置取样盒, 在混凝土灌注前取出以检查孔底沉淀是否超厚, 只有当孔底沉淀值小于规范要求时, 方可进行混凝土灌注。 (2) 绑扎水泥隔水塞的铁丝, 应按首次灌注量多少选取其规格, 严防折断。 (3) 在地下水较为丰富的地段, 应设降水井进行降水处理, 降水成功后方可灌注混凝土。 (4) 灌注前应全面检修设备, 灌注时严格控制混凝土原材料、混凝土配合比, 尽可能使灌注连续快速, 炎热季节在灌注初期可在混凝土中掺入适量缓凝剂, 以避免混凝土过早初凝而造成卡管事故的发生。并应避免停电停水等现象。 (5) 必须严格按照规定用测量锤测量孔内混凝土表面高度, 并认真核对, 保证提升导管不出现失误。 (6) 在灌注混凝土过程中, 要定时测量导管内外混凝土的深度, 并绘制曲线, 以监视断桩是否出现。在正常情况下, 导管内外混凝土界面的距离是开始大, 然后逐渐缩小, 最后重合, 若出现管内外混凝土灌注曲线距离拉大, 并且导管外混凝土曲线变平, 而管内混凝土曲线变陡, 则是断桩预兆, 应及时查明原因, 尽快处理。
6 小结
综上所述:钻孔灌注桩施工中, 事故时有发生, 但是只要我们切实加强质量管理意识, 严格按照施工技术规范执行, 不断提高施工管理水平, 努力提高科学技术水平, 做应急预案, 相信我们是有能力防止质量事故发生的。
摘要：钻孔灌注桩以其适用范围广、成本适中、施工简便、施工技术成熟等特点, 广泛应用于各种工程基础中, 但钻孔灌注桩在钻孔及成桩有其独特的特点, 必须严格控制几个要点, 防止出现桩位偏移、桩轴倾斜、孔壁坍塌、断桩等现象的发生。
桥梁钻孔灌注桩施工质量控制方法 篇10
1 桥梁钻孔灌注桩的技术特点
钻孔灌注桩按成桩工艺可以分为非挤土桩和部分挤土桩，非挤土桩又可以进一步划分为干作业法钻孔灌注桩、泥浆护壁法钻孔灌注桩和套管护壁法钻孔灌注桩。钻孔灌注桩有着广泛用途，正在日益蓬勃的发展，它的技术特点可简要概括为如下方面：
1)钻孔灌注桩属非挤土桩，较之其他桩型，钻孔灌注桩施工时基本无噪声、无振动、无地面隆起或侧移，因而对环境影响小，对周围建筑物、路面或地下设施等危害小。
2)大直径钻孔灌注桩成孔施工中，对桩所穿越土层的性质均可从桩孔排出的土进行鉴别验证，或在孔中作原位测试，直接检测土层的性质。
3)大直径钻孔灌注桩既能承受较大的竖向荷载，也能承受较大的横向荷载，不仅能增强结构的抗震能力，而且也能有效地充当坡地抗滑桩、堤岸支护桩以及深基坑开挖的支护桩。
4)钻孔灌注桩通常布桩间距大、群桩效应小，设计时可无需为此而进行繁琐的计算。
5)可根据桥梁的荷载分布与土层情况利用不同桩径，对于承受横向荷载的桩，可设计成有利于提高承载力的异型桩，也可设计成变截面桩，即在受弯矩较大的桩段采用较大截面。
6)为了充分利用地基土层的支承能力，可在桩孔内的合适土层进行加压挤扩，形成“挤扩支盘”，利用这种技术，可减小桩径和桩长，提高桩的承载力，减少沉降量。
7)钻孔灌注桩施工工艺种类多而且日新月异，这主要是由于工程技术人员为了保证这类桩的成桩质量、施工安全和提高工效，长期来针对不同的地质条件和环境条件，研制了各种适用机具和施工方法，从而形成了各具特色的工艺。
8)施工设备比较简单轻便，能在较低的净空条件下设桩。
2 施工组织设计对质量控制的作用
施工组织设计与管理是用来指导工程施工的技术与管理文件，是进行施工很备，合理布署施工活动，推进先进技术和进行科学管理的指导性文件。编制施工方案应针对具体桩基工程的特点，有针对性地制定质量控制措施、进度控制措施，在施工中进行科学规划。施工组织设计与管理的编制应体现技术先进、经济合理、安全适用和确保质量的原则，应结合具体的施工条件(工程地质和水文地质条件，环境条件与场地条件等)，合理确定桩基施工工艺，选择合适的机械设备，采取有效技术措施和管理手段，确保施工质量，加快施工进度，实现施工技术的先进性、可靠性和合理性。施工方法应叙述清楚、具体，能直接指导施工，在选定好施工方法的同时，还应选好主要机械设备，列出所用机械设备的数量;施工准备应针对工程的特点做好施工所需人力、物力、财力等多方面的准备工作，应在准备工作比较充分的基础上进行施工，防止仓促施工，造成停工、窝工或其它等不必要的损失;施工平面布置主要是针对工程施工所作的平面位置规划，合理有序的布置机械设备、材料构件堆放;技术组织措施应针对工程的施工质量、安全生产等要求提出行之有效的措施。
3 质量控制目标及措施
3.1 质量控制目标
桥梁钻孔灌注桩在成桩过程中的各项指标，包括桩位、校长、桩径、孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等，皆应满足设计、规范的要求。预留的混凝土试块强度应满足设计、规范的要求。桩身的完整、连续、匀质性好，无夹泥断桩等缺陷。桩的极限承载力(抗压、抗拔、水平承载力)应满足设计和规范规定的验收指标。
3.2 质量控制措施
钻孔灌注桩的质量控制包括成桩技术活动和管理活动，其控制方法是对成桩过程中的各个环节，对影响成桩质量的人、机、料、法、环五大因素实施全面控制。对成桩活动的成果进行分阶段验证，以便及时发现问题，防止不合格桩出现，杜绝工程隐患。按成桩阶段，成桩质量可分为六个控制阶段———成孔前的质量控制、成孔中的质量控制、成孔后的质量控制、浇筑前的质量控制、浇筑中的质量控制和浇筑后的质量控制。或者划分为两个大的阶段———成孔质量控制和成桩质量控制。成孔设备就位后，必须平正、稳固、确保在施工中不发生倾斜、移动。安装钻机设备的地基若不稳定，施工中会发生钻孔机倾斜，从而导致桩倾斜和桩偏心等不良影响。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机将地面整平，在基座下垫上钢板、枕木或采用其他处理方法。为防止桩位不准，施工中很重要的是定好桩中心位置和正确安装钻机。对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在同一竖直线上，以保证钻机的垂直度。对位偏差不应大于2cm，对准桩位后，再用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线拉上缆风绳。桩体质量要求主要是指桩体温凝土的质量和桩身完整性两个方面。桩体温凝土质量应达到设计要求的混凝土强度等级，可在成桩后钻孔抽芯送检确定。桩身完整性主要是指桩身是否存在不完整的界面，导致按桩混凝土质量确定的单桩竖向承载力不满足设计要求的问题。例如：桩身夹泥、断桩、缩颈、扩颈(对承受负摩擦力的桩)等。完整桩的桩身完整性指数应为l。确定桩身完整性指数的方法除钻孔抽芯直接观察外，还可采用桩身完整性无损检测技术。例如，低应变动力试桩法和高应变动力试桩法，这是我国工程界普遍采用的方法。
成桩质量控制应控制如下内容：1)材料的见证取样及送检;2)混凝土配合比的配合关系及计量工作;3)混凝土坍落度和和易性;4)钢筋笼的上浮和下沉;5)钢筋笼的制作与安装;6)混凝土的首灌量;7)桩头质量;8)灌注过程及记录;9)试块制作和试块数量;10)充盈系数;11)桩身强度及承载力检测。
4 结语
总之，桥梁钻孔灌注桩施工中不仅应对成桩原材料、施工设备、施工工艺和方法进行质量控制，还应对参与施工人员、成桩环境和管理环境等采取恰当的质量控制措施，如此才能全面控制钻孔灌注桩的施工质量，确保桥梁的使用安全。
参考文献
[1]李君.白杨河大桥钻孔灌注桩施工技术[J].山西建筑,2004.
灌注桩钻孔方法分析 篇11
文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0125-01
摘要：
当今时代，我国建筑建设的数量不断增多，人们对建设质量的要求也逐步地提升，加强对建筑施工各个方面的技术优化是现代建筑企业发展的必要趋势。而钻孔灌注桩技术作为当前建筑建设的地基施工中极具优势的一种，开始在建筑建设中广泛应用。本文通过对钻孔灌注桩的相关理论及施工工艺进行分析，谈论了其在应用中容易出现的问题及解决措施，以求推动此项技术在建筑建设中的作用的更好发挥。
关键词：建筑施工；钻孔灌注桩；施工工艺；应用问题；应对措施
随着我国新时期对于各种高层建筑建设的不断增加，钻孔灌注桩的技术作为建筑基础建设的有效技术手段，以其自身的优势为建筑建设提供了极大的便利。钻孔灌注桩在未来的建筑建设中的应用具有极为光明的前景，然而，其具体应用中容易受到各种因素的影响而出现质量问题。因此，工作人员必须加强对于这些技术的研究，以积极地应对其应用问题，进而提高其应用效能。本文主要谈论了钻孔灌注桩的相关理论、施工工艺以及应用问题和应对措施等，希望能够为施工人员提供一定的助益。
1钻孔灌注桩的相关理论及施工工艺
近几年来，钻孔灌注桩是作为一种新型的建筑技术建设技术，随着建筑建设工艺的不断完善而逐渐发展起来的，它是灌注桩系列技术中的一种。从钻孔灌注桩的优势来讲，这种桩可以在各种地基上面使用，而且，它要比沉入桩技术的锤击法具有更小的噪音及震动，同时能够制出比预制桩的直径大很多的桩。
而就其具体的施工工艺来讲，钻孔灌注桩的制作主要经历地质检测、打桩定位、钻孔准备、孔眼形成、钻孔清理、钢筋笼或混凝土灌注、桩养护、以及桩基检测等几步。将这几个步骤连接起来就是，工作人员在施工现场使用专业机械等对地基土进行钻孔处理，先使地基上形成不同的桩孔，接着工作人员再将钻孔清理干净，然后将钢筋笼以及灌注混凝土等放入孔中，这样钻孔灌注桩便最终成为维持建筑基础建设的桩。
就建筑工程的地基建设技术来讲，钻孔灌注桩无疑具有其他技术所不及的优势，但是，需要注意的是，这种桩技术在具体的应用过程中，也更容易因为受到各种因素的影响而产生质量问题。因此，工作人员在使用这项技术进行建设的过程中，一定要加强对于各方面问题的控制，尽量避免质量问题的产生。
2钻孔灌注桩的应用问题及应对措施
钻孔灌注桩在施工中会受到诸多方面的影响而产生质量问题，本文下面就从几个方面的质量问题以及其应对的措施，来谈论一下钻孔灌注桩在建筑建设中的应用。
2.1钢筋笼上浮问题的分析及应对。
工作人员在制作钻孔灌注桩的过程中，往往会遇到钢筋笼上浮的问题，这种上浮轻者有数公分，重者甚至可以达到几米，最终达到无法控制的局面。这种问题的出现，主要就是由于工作人员在对小桩径的桩孔灌注混凝土的过程中，使得混凝土对钢筋笼造成了过重的向上的压力及摩擦力，从而使得钢筋笼上浮。要解决这个方面的问题，工作人员应该通过下面的措施来实现。首先，工作人员要将导管埋入的深度控制在两米到四米之间的适当深度，而且要不断地对埋管的深度及拔管的速度进行检测，避免混凝土过度地上升而对钢筋笼产生向上的作用力。其次，工作人员还要保证混凝土的坍落度，使其控制在20厘米到22厘米之间，保证混凝土的适当流动性。
2.2钻孔中沉渣问题的出现及处理。
工作人员在完成钻孔施工之后，最为重要的一步就是要对钻孔进行清理，保证钻孔内不存在任何的污物及沉渣。但是，在实际的施工中这种沉渣问题往往是存在着的，继而对钻孔灌注桩的质量造成了极大的隐患。因此，工作人员一定要加强对于这个问题的处理，始终保持孔内的干净。首先，工作人员可以通过将压缩空气管置入孔底，然后为其鼓入压缩的空气，使孔底的沉渣在空气的搅动中被循环带出钻孔。其次，工作人员还可以通过反循环的方法来进行排渣工作。工作人员通过使用泥浆泵将大块的泥或者是石块切割下來，然后直接通过钻杆将其抽到空外，并通过泥浆泵对泥渣进行筛动分离，使优质的泥浆返回孔内，而沉渣则留在外面。
2.3钻孔壁坍塌问题的呈现及处理。
工作人员在进行钻孔灌注桩施工时，经常会出现孔壁坍塌的问题，从而导致了劳动力的浪费。而孔壁坍塌问题的出现一般是由于泥浆的稠度不足或者是钻杆的偏位，或者是钻杆在某一处停留的时间过长等问题引起的。因此，工作人员在日常的施工中一定要注意这几个方面的问题，尽量避免坍塌问题的呈现。首先，工作人员要及时地向钻孔内投入一些石子或者是黏土来补充孔洞，使孔洞的泥浆获得足够的粘稠度。其次，在遇到流砂或者是松散的土层时，工作人员要尽量地使泥浆的密度增大，同时避免过快的进尺和过长的空转。而且，工作人员在发现孔壁有坍塌倾向时，还要立即停止钻孔，并采用黏度高的泥浆将坍塌部位不足，接着使用较低的速度进行轻缓地钻动施工。
2.4钻孔偏斜问题的出现及解决。
工作人员在进行钻孔的过程中，可能会因为所钻的地层软硬不均，或者是遇到呈斜状分布的土层，又或者是土层中有大块的石头等坚硬物质等，都会导致钻头偏离原方向，进而使钻头和钻杆的中心线之间不能处于同轴状态，这就造成了钻孔的偏斜问题。钻孔偏斜问题的出现，不仅会影响到钻孔的受力，还会阻碍以后的清孔及混凝土灌注工作，对桩基质量造成极大的损坏。因此，工作人员必须积极地解决钻孔偏斜的问题。首先，工作人员在遇到上述钻孔物质时，要及时地转换为低速的转动，同时对钻头和钻杆进行全面的检查，避免偏离的出现。其次，工作人员还要及时地更换弯曲的钻杆，以保证钻盘和底座之间处于同一水平高度，同时使卡孔和护筒及起重滑轮的边缘位于同一轴线。
3结语
钻孔灌注桩是当前时期最为有效的一种建筑桩基技术，在建筑建设中提高其应用质量必将推动建筑建设的顺利完成。因此，工作人员在工作中一定要积极地采取措施以避免出现施工质量问题。
参考文献
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［3］ 杜文天,杨柳钫. 论建筑基础工程中钻孔灌注桩的施工技术［J］. 广东科技， 2009(08)
灌注桩钻孔方法分析 篇12
1 钻孔灌注桩
在当前我国各地的建筑建设过程中, 广泛应用的施工技术有混凝土灌注桩技术, 这是一项新型的施工技术。将钻孔灌注桩技术已经逐步成为应用在现今的工程施工系统中的一项常规施工形式, 将其应用在路桥工程以及种类型的地基工程中都能使施工过程中出现的各种地质问题得到有效的解决, 并最终确保施工进度和质量。在钻孔灌注桩施工过程中最关键的一道工序是钻孔, 因此, 必须按照相关施工规定严格进行操作, 开孔质量得到保证是确保钻孔灌注桩整体质量的基础, 因此, 必须做好中线及垂直度的对其工作, 压好护筒, 保证开孔质量。
在进行全套管施工时, 一般按照铺平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、防导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量的工作程序进行。在施工过程中, 可能出现断桩现象, 即灌注中提升导管失误、混凝土供应中断或导管漏水等原因引起的导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断的现象。由此可见, 钻孔灌注桩具有十分复杂的施工工序, 质量问题随时都可能出现。
2 钻孔灌注桩施工质量缺陷
2.1 重点缺陷
断桩是钻孔灌注桩在施工过程中可能出现的最严重且最难处理的质量缺陷, 在操作时稍有不慎就会导致断桩现象的产生。
当安装钻机时出现不能支撑的情况和桩孔地质构造不均匀等现象存在时, 钻机整体或钻头就会在钻孔过程中发生偏斜, 从而形成偏斜孔;当导管埋深过大, 较长时间进行灌注时, 会降低已灌混凝土流动性, 使混凝土与导管壁的摩擦力大大增加, 此外, 将提升阻力很大的法兰盘应用在连接导管上, 会导致在提升时出现拉断连接螺栓或导管破裂的现象出现, 造成断桩;在具体施工过程中, 利用潜水钻机完成成孔工作, 钻进和注入泥浆护壁同时进行。开孔前需轻压慢钻, 逐渐加大转速的分割点是钻到2~3m后, 并保持正常钻压和钻速。要注意成孔后在进行灌注水下混凝土操作时可能出现坍孔现象, 如果坍塌一直没有停止, 应拔出导管, 重新成孔时用粘土回填。完成清空工作后, 即可在孔内垂直放入预制的钢筋笼, 定位并固定, 接着进行导管灌注混凝土工作, 不要中断混凝土的灌注工作, 一旦中断, 极易引发断桩现象;
当出现严重的井壁坍塌或有流砂、软塑状质等出现, 会产生类泥沙性断桩缺陷;其他轻微坍落在工程中不易被发现, 声测可发现局部裹泥或夹砂现象。轻微的坍落, 一般度小, 与此同时混凝土的灌注时间过长会缩短混凝土的初凝时间, 使混凝土下落阻力加大, 引发卡管事故, 最终形成断桩;在进行混凝土灌注时, 测定已灌混凝土表面标高时, 若出现错误会造成导管埋深过小, 进而发生拔脱提漏, 造成夹层断桩缺陷。
2.2 其他缺陷及形成原因
在进行钻孔操作时, 钻锥的磨损、不能及时焊补、膨胀的软土、粘土、泥岩等存在于地层中极易导致缩颈现象产生;在钻孔灌注桩后期, 超压力达不到要求、不精确的探测仪器会将泥浆中混合的坍土层误认为混凝土表面, 影响施工;在进行清孔时, 没能干净清孔以及将二次清孔工作略去, 都会导致泥浆比重过小或泥浆注入量不足, 进而浮起沉渣变得异常困难;在吊放钢筋笼时, 孔位没能对准会碰撞孔壁, 造成泥土坍落, 滞留桩底;清孔工作完成后, 过长的待灌时间也会致使泥浆沉积;灌注过程中孔壁的局部坍塌, 导致部分杂物侵入混凝土, 再加上混凝土易性差, 会在桩体形成夹层, 导致钻孔桩混凝土不连续现象出现。
3 缺陷处理方法
桩身搭接法、补加新桩法、重新成桩法、和压浆补强法等是处理钻孔桩灌注桩成桩后质量缺陷的主要方法。首先为了避免埋钻事故发生, 在总结清孔经验的基础上, 清孔时要将钻头下到18.5m处, 按照这个深度清孔约半小时后, 会陆续泛出大量的中粗砂沿钻杆和孔壁。
桩身搭接法的适用的钻孔灌注桩的缺陷是存在严重夹泥、裂缝、松散和断桩的灌注桩, 并且深度一般在10m以内。当孔桩未灌注完成时, 鉴于该桩上半部分采用人工挖孔的形式, 且钻孔过程中的护壁未遭到破坏, 因此可采用桩身搭接法;补加新桩法的适用缺陷范围是钻孔灌注桩出现断桩或灌注的桩体承载力和设计要求不符, 出现非常严重的灌注桩的桩身缺陷或桩体的倾斜度远远超出了误差范围时, 补加新桩法能使桩体的荷载承载力得到有效增强。
在业主、设计、监理研究的基础上完成重新加桩也是补加新桩法。当灌注过程中出现斜孔以及因检孔器检测出成孔后存在斜孔现象的要回填并重新成孔。注浆法是指通过挤密填充补强使桩体底部质量得到保证;在施工中使用直接凿除法是指一旦发现桩体出现断桩, 就要通过凿除桩体再灌注一个新的桩体的方法达到完全消除病害的目的, 高速公路等重要路段的建筑工程中较为常用;钻芯取样钻孔高压注浆法的缺陷适用范围是灌注桩桩长低于设计长度、桩体底部的沉渣较厚、灌注桩局部出现蜂窝及离析现象时, 将膨胀剂适当加入在配制的水泥浆中, 达到减少因水泥浆收缩而产生孔隙的目的;增大截面法通常用于灌注桩桩体位置偏移过大、上部桩体出现缩径等问题时, 使用增大截面法可提高桩体的承载能力, 最终达到设计要求。
4 预防措施
桩身混凝土的强度在成桩初始一般较低, 且利用泥浆来平衡混凝土灌注桩的成孔, 因此需要采取较稳妥的技术措施即设置适应的桩距来防止坍孔和缩径产生。要将成孔速度控制在科学合理的范围内, 根据地质情况和施工规范选用合适的成孔速度, 要对泥浆的密度等各项指标、孔径的检测严格控制, 确保泥浆品质。
准确安防钢筋笼的初始位置, 固定钢筋笼和孔口, 成孔后的清理工作一定要认真仔细, 清孔时间要按照孔内沉渣的多少来确定。为了防止出现钢筋笼向上浮动的现象, 一定要控制好灌注时的灌注速率。可利用缩短成孔后孔的空置时间来预防缩颈。预防扩颈要把握住坍孔与扩颈的关系, 减少坍孔可有效预防扩颈。使用密度较低的泥浆可以使冲击力及冲击速率大大提高, 同时要做好泥浆沉淀循环和掏渣换浆工作, 将导管密封性增强, 按照孔内混凝土的上升高度调整导管长度, 尽可能减少清孔之后的待灌时间, 防止因泥浆沉积和沉渣较厚的现象出现。
在施工操作时, 若发生坍孔事故, 要及时地在坍孔的桩孔内回填粘土等适宜材料, 并使其停置至15d以上, 接下来的施工要在地层呈现稳定后才能继续进行, 做到预控和监控, 确保成控质量。
在吊放钢筋笼时, 要使桩中心和笼中心保持在一条线上, 不要碰触孔壁, 以免沉渣产生。在具体施工时, 要根据实际需要加大钻径, 还可将一定量合金刀片焊接在导正器上以达到在钻孔时进行扫孔的目的。此外, 混凝土的运输、待灌时间都要严格把关和控制, 确保连续、迅速的完后整个灌注工作。处理碰到的孤石与硬岩石采用的设备是复合式的牙轮钻头。施工方一定要按照施工技术要求和标准规范来落实施工措施, 加强施工质量管理, 重视施工过程中的每一个环节的质量, 解决施工缺陷, 确保成桩质量。
5 结束语
在应用钻孔灌注桩技术施工时, 必须重视施工过程中可能出现的缺陷, 做好施工缺陷的处理和预防, 严格的对施工的每一道工序进行把关, 做好施工质量控制。一旦出现缺陷, 及时地采取科学合理的方法进行处理, 并做好缺陷防治措施, 才能使施工质量得到保证。
参考文献