钻孔事故处理（精选11篇）
钻孔事故处理 篇1
我国岩溶发育地区的分布十分广阔,西南的云南、贵州、四川,华南的湖南、广西,东北的辽宁等省都有大面积的岩溶地层。岩溶是经过漫长的地质年代,石灰岩中碳酸钙受水和二氧化碳的作用转化为微溶性的碳酸氢钙。当温度升高、水分蒸发或压强减少时,溶解有碳酸氢钙的水会由于二氧化碳溶解度的减小而逸出,使碳酸钙沉淀下来。经过长期和多次的上述反应,就形成了地质及水文地质构造极为复杂的诸如石林、石笋、钟乳石、溶洞、暗河以及隐藏于地层中的溶沟、溶槽、石芽、溶穴等奇特的地貌景观和地质构造。在这类地层中,往往还蕴含着丰富的地下水、地表水和不同类型的风化与残积土层。在这种地层上利用冲击钻实施桥梁的桩基施工时,常常会发生冲击成孔事故,这些事故主要有梅花孔(冲成的孔不圆[1],这种事故从冲击锥上下冲击时转动灵活与否就可以感觉出来)、偏斜孔(冲成的孔不直[1])、卡锥(冲锥卡在孔内提不起来[1])、漏浆、坍孔等。本文通过对柳州市广雅大桥溶洞地区钻孔桩施工事故发生的原因进行分析,总结了溶洞地区钻孔桩施工事故的处理方法和预防措施。
1、工程概况
柳州市广雅大桥近似呈东西走向。大桥东岸上跨雅儒路,接广雅路,通往市中心;西岸接河西路和磨滩路,与西环线相连,广雅大桥桥址桩号为K0+249.722~K1+307.662,桥长约1058m,主桥宽36m,引桥宽3 0 m和2 5 m,主桥为(6 3+2×2 1 0+6 3)海鸥式钢箱拱桥,西岸引桥为(4×30+5×30+4×34)m连续箱梁桥,东岸引桥为(3×3 0)m连续箱梁桥。
根据桩位处各岩土层的成因、成分及力学强度的不同,可将其划分如下:素填土(1)、耕土(2)、淤泥质土(3)、粘土(4)、粉质粘土(5)、卵石(6)、强风化白云质灰岩(7)1、中风化白云质灰岩(7)2、溶蚀裂隙破碎带(7)3、微风化白云质灰岩(7)4、溶洞(7)5。
2、溶洞地区钻孔桩冲击成孔事故原因、处理及预防措施
2.1 梅花孔
当钻进到中风化白云质灰岩及溶蚀裂隙破碎带时,常出现梅花孔事故,其原因主要是这类地层是非匀质地层,易出现探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。
出现梅花孔后,通过用片、卵石混合粘土回填钻孔,重新冲击的方法,顺利通过了此类易出现梅花孔事故的地层。
2.2 钻孔偏斜
当钻进到强风化白云质灰岩、溶蚀裂隙破碎带及溶洞地层时,有时出现钻孔偏斜事故,其原因主要是由于岩层中灰质含量不一,受到侵蚀的程度也不同,岩层软硬不均、岩面倾斜、有溶槽、溶沟和不规则的空洞、土洞,造成冲击钻底部受力不均等。
在钻孔过程中遇到软硬不均的地层时,冲击钢丝绳会有规律地向一侧摆动,这时可向孔内倾斜方向抛填片石或混凝土块,小冲程冲击,当冲击绳没有大的摆动,垂直上下时即可正常钻孔。
若岩面倾斜较缓或钻面有部分溶洞,可向冲击钢丝绳倾倒方向一侧填小片石,小冲程逐渐修正倾斜面,直至全部钻面孔位修正到同一平面改为正常冲程。如果上述效果不好,可反复回填冲击纠偏或清孔后及时灌注80cm~100cm高度的混凝土,待24h后再重新钻孔,可纠偏成功,这种处理方法需要在停止钻孔至重新钻孔期间密切注意孔内泥浆变化情况,及时补充泥浆。
若岩面倾斜坡度陡或钻面溶洞面较大时,可向冲击钢丝绳倾斜一侧回填较大尺寸的片石和粘土,用小冲程来冲砸回填混合物,逐渐纠正倾斜。
若岩层倾斜面太陡,岩层较硬,纠偏不成功时,可采用水下爆破或利用地质钻机密排钻孔再改为上述方法冲击纠偏。
广雅大桥的预防方法是根据详勘地质资料,在倾斜的岩面上回填30cm~50cm厚的片、卵石,然后冲击成孔,成功的避免了钻孔偏斜事故的发生。
2.3 卡锥
当钻进到粘土层、中风化白云质灰岩、溶蚀裂隙破碎带及溶沟、溶槽地层时,经常发生卡锥事故,分析原因主要有:在粘土层中冲击的冲程太高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住;溶沟、溶槽卡锥;钻孔形成梅花形,冲锥被狭窄部位卡住;孔口掉下石块或其他物件,卡住冲锥。
处理和预防卡锥应先弄清情况,针对卡锥原因进行处理和预防。处理时宜待冲锥有松动后方可用力上提,不可盲动,以免造成越卡越紧或造成坍孔、埋钻[1]。
通常用打捞钩、活套进行打捞或用千斤顶协助提锤;当卡钻部位为较坚实的岩层时,可用低浓度的泥浆置换高浓度的泥浆,清理孔中的泥渣,利用爆破法、上下反复顶撞卡点岩块、或辅以其它工具等松动钻头周边的岩体,将钻头提出,再用片石回填至卡钻部位以上1 m,采用短冲程穿越该地层。
2.4 漏浆
当钻进到中风化白云质灰岩、溶蚀裂隙破碎带及溶沟、溶槽、溶洞地层时,经常发生漏浆事故,分析原因主要是溶洞漏浆或基岩内有裂隙存在。
钻孔前预先在孔口准备足够的粘土、片石和适当数量的袋装水泥,设置2个容量较大的泥浆池,保证桩孔一旦出现漏浆,能及时补浆和回填桩孔。
根据地质勘察报告,在中风化白云质灰岩、溶蚀裂隙破碎带及溶沟、溶槽地层时发生漏浆,采用回填粘土、片石混合物(重量比1:1),采用小冲程冲击投下的混合物,待孔内泥浆稳定后,继续冲孔;在溶洞地层施工时,在在接近溶洞顶板1 m左右时,加大泥浆比重,小冲程冲击,逐渐击穿顶板,同时安排专人观察孔内泥浆面的的变化,发现孔内泥浆面下降,立即提起冲锤,及时补充泥浆,回填粘土、片石和袋装水泥(重量比1:1:0.2),停置一段时间(一般为一天),在停置期间若孔内泥浆继续下降,应随时补充泥浆和回填混合物,待孔内泥浆稳定后,方可继续冲孔,采用小冲程冲击投下的混合物,使其挤入溶洞中,堵塞溶洞通道。在冲击过程中,孔内泥浆还会多次下降,每次泥浆下降,都要及时提起冲锤,补充泥浆和回填粘土、片石,并停止冲孔一天,待稳定后继续冲孔,如此循环反复,直到桩孔不再漏浆为止,顺利穿越溶洞。穿越溶洞进入中风化白云质灰岩或溶蚀裂隙破碎带,冲击时冲程不宜过大,以免振坍溶洞已固结的护壁。
2.5 坍孔
柳州市广雅大桥西岸引桥1 1#墩4#桩设计为嵌岩桩,桩径为1.8 m,桩长为40.36m,地质情况为:0~1.3m为素填土;1.3~19.8m为粉质粘土;19.8~30.9m为卵石;30.9~31.2m为强风化白云岩;31.2~33.5m为中风化白云岩;33.5~36.1 m为充填溶洞(粘性土、砂质及岩屑充填);36.1~38.5m为溶蚀裂隙破碎带;38.5~40.1m为中风化白云岩;40.1~45.6m为溶蚀裂隙破碎带;45.6~46.1m为中风化白云岩;46.1~47.2m为溶蚀裂隙破碎带;47.2~59.8m为中风化白云岩。当冲孔冲到37.6m时,泥浆急剧下泄14.8m,护筒及周边的地面下陷7.6m,钻机落入坑中只露出钻架顶,周围下陷范围大约1 5 m。
处理方法是用粘土回填基坑,在护筒周围用挖掘机小心掏挖,用大型吊车将钻机吊出,然后向孔中回填黄泥、片石。稳定1星期后,重新放样、埋置护筒,用冲击钻冲孔时却再次塌孔,随后将设备撤出工作区,用黄泥、片石回填至原地面,稳定1星期。在测量放样、护筒埋设完毕,在护筒周围以30 cm的间距布设φ28螺纹钢,钢筋起弯后以桩位为中心焊在钢护筒外侧,向四周延伸2.0m呈发散状均匀分布,其上浇筑h=0.8m的C25混凝土,在混凝土中加入适量的早强剂,养护1星期后冲孔。冲孔过程中,仍然发生了3次小规模的泥浆渗漏现象,采用投入泥块、片石处理,最后顺利成孔。
本桩施工中发生大面积沉陷,分析原因主要是溶洞较大且覆盖层松散,在冲击钻冲击力、机架自重、外界水压力作用下,原来趋于稳定的回填材料失稳使孔中泥浆严重泄漏,造成大范围坍塌。为预防发生坍孔,如地质钻探资料表明岩层以上为松散或易坍塌的岩土时,通过采用加长护筒穿越覆盖层,将工作场地周围超前加固,安全地完成了类似地层的钻孔施工,没有再发生坍孔事故。
3、总结
岩溶地区的特殊地质构造,使得在冲击钻孔施工中,更容易发生梅花孔、偏孔、卡锥、泥漏浆渗、坍孔等钻孔事故,因此,在此类地层中进行冲击钻孔施工前,应专门组织有关技术人员研究学习有关钻孔事故的处理和预防措施,并且成立钻孔处理应急小组。尽量不要在出现问题后再想办法处理,以降低处理成本,保证施工进度;施工现场派技术人员分两班或三班在工地24h轮流值班,发现问题及时上报处理。
由于钻孔施工是一项技术性、经验性很强的工作,钻孔作业人员、特别是钻机操作人员和现场管理人员,必须具有较强的实际施工能力,在施工过程中,要能对发生的问题进行及时的判断和处理,因此施工前还应组织桩基队钻机机长学习钻孔事故的处理和预防知识,使他们对岩溶地区钻孔事故的处理方法和预防措施做到心中有数。
因岩溶区地质情况复杂,无规律可循,在施工过程中应详细记录和观察钻孔情况和地质情况,发现地质情况变化时,应根据具体情况调整施工方法,采取有针对性的施工方案,尽量避免不利于施工的情况发生,以保证施工质量、安全和进度。
在广雅大桥的施工过程中,根据该桥具体复杂的地质情况而制定的施工方案,具备一定的针对性,有效地解决了在岩溶地区桥梁冲击钻孔施工中易出现的梅花孔、钻孔偏斜、卡锥、漏浆、坍孔等一系列施工技术难题,为确保大桥整体施工进度创造了十分有利的条件,取得了良好的社会效益和经济效益。
摘要：通过对柳州市广雅大桥岩溶区桩基施工实例,对岩溶形成过程、岩溶地区冲击钻孔施工中发生的梅花孔、偏孔、卡锥、泥漏浆渗、坍孔等现象进行了分析,总结了相应的处置方法。
关键词：岩溶区,桥梁,钻孔,事故,处理
参考文献
[1]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册桥涵[M].第1版.北京:人民交通出版社.2000;624-631
钻孔事故处理 篇2
【关键字】基桩钻孔；施工监理；关键技术；处理措施
前言
桥梁基桩施工，监理人员是必须全过程旁站的，必须随时掌握钻孔（或冲孔）过程中每一个关键工序以及施工中所出现的一些技术难题，随着当前高速公路、高铁和市政建设工程迅速的发展，对钻孔施工出现的塌孔和偏孔问题，经过不断的探索、实践和研究，对钻孔施工中提出相应的解决方法，以及解决塌孔和偏孔问题的关键技术和处理事故的注意事项和一些措施，供广大监理人员学习和参考。
一、冲击钻机与旋转钻机联合钻孔施工
对大长度、大直径基桩（d≥2m），应采用大功率旋转钻机，能较好完成钻孔，但配合冲击钻机钻孔对防止塌孔和偏孔很有利，可以提高成孔率。冲击钻机对浅层大体积钻孔成孔率高，且不易产生塌孔、偏孔及糊钻情况，而且在冲击时四周孔壁有挤紧作用，对防止塌孔很有利，反之，旋转钻机在粘土层中容易产生糊钻，但由于其功率大，抗扭能力强、钻进能力强的特点，所以，在大长度、大直径成孔中有其优势，所以，两者必须按具体情况结合起来使用，利用其各自的优点，完成大长度、大直径的钻孔。
二、严格控制泥浆的质量和配制
<1>泥浆控制的原则：a、低密度；b、低失水率。失水率越小，泥浆对土体的水化作用越小，这对孔壁的稳定性有利，而且形成的泥皮也越薄，亦有利防止缩孔，同时形成的泥皮也越坚韧，更能发挥护壁作用；c、低含砂率。含砂率高不利于进尺和对钻头易磨较大，而且，容易增加孔底沉淀厚度。所以，一定要控制好泥浆的含砂率；d、适当粘度。对容易漏失泥浆的土层，例如，护筒底、砂砾层、风化破碎带等裂隙、孔隙发育的土层时，应加大泥浆粘度。反之，可以适当降低，这样可以保持孔壁稳定，有利提高效率。
<2>泥浆控制要点：塌孔往往是由于泥浆水头和泥浆性能指标达不到要求所致。为防止塌孔，必须对泥浆水头和性能指标进行严格的控制。
①跟踪控制。在钻孔过程中，每2小时测量泥浆性能指标一次，若发现地质情况变化或终孔循环清除沉淀过程中，则每一小时要测泥浆指标一次。要和设计对比，并根据具体情况可以随时进行调整，确定性能满足钻孔要求。对水头要随时进行观察。发现水头不对时，可以增补新泥浆，或控制出渣的速度，以满足水头差的要求；②保持足够的水头差，泥浆水位必须高于地面水位1～2m或更多，但不得低于地面下方1m；③注意土层变化，当土层发生变化时，切勿盲目进尺，尤其是在容易塌孔和漏失泥浆的土层，更应注意对泥浆性能指标进行调整。监理人员可以在现场和施工方人员共同抽查，并做好记录。
三、回填冲挤钻孔
回填冲挤钻孔是防止钻孔中塌孔和偏孔的有效方法。当发现塌孔或偏孔时，可以向孔中回填片石或粘土等至塌孔或偏孔位置以上必要的位置（一般至少2-3m），然后再利用冲击钻冲孔、将回填物冲挤紧至塌孔或偏孔部位以上位置，然后再重新向下钻孔，灵川县东环路甘棠江大桥P1-1及P2-1基桩就属于此类情况，同时在抛回填土过程中可适当渗入一些水泥，对修补塌孔孔壁和保护孔壁有很大好处。若塌孔较大面积，涉及到基桩位置四周，则应将顶上一节钢护筒拔起，回填片石和土至原地面，待隔一天后，重新放中桩下一节钢护筒后，再重新冲孔，冲孔时进尺速度要放慢一些，待过了原塌方位置后，才可以逐步加快进尺速度。监理人员在旁站时，要做好一切记录。另外，作为一个有经验的监理人员，亦可向施工单位和业主提出一些有效的办法和措施，如塌孔位置离地面不大时（一般10～15m），可以采用钢护筒跟进的方法，这样能更好地防止塌孔再次发生。
四、静置时间的控制
静置时间过长容易造成泥浆沉淀和离析，从而使泥浆护壁性能降低，严重时可以导致孔壁垮塌，所以，在钻孔或冲孔过程中，若发生什么机械事故，一定要严格控制静置时间，否则，应向孔内（或孔底）注入新鲜泥浆置换原泥浆，使孔内泥浆能进行循环。
五、钻头配重
钻头配重应根据土层强度等因素确定。特别对倾斜陡立的岩体情况，应加大配重，使钻头与岩体间的压力加大，增强钻齿对岩石的嵌入效果。以防止钻头沿岩体斜坡滑下，同时配重可以保持钻杆处以垂直状态，可以限制在冲击过程中的摆动和跳动，所以，配重的重心越低越好（钻头上四周应均匀布置），对岩石的破岩能力犹越强，可以加快进度。
六、钻孔给进
钻孔给进是旋转钻机在施工中控制进尺速度和偏孔程度的重要技术，给进过大或过小对钻孔都不利，过大容易使钻杆受压使钻孔偏斜，过小又不能满足进尺要求。所以，应适时对钻杆悬吊系统进行标定，以准确掌握钻头对岩层的压力，从而选择有效的、又能钻进、而又不偏孔的施压参数，特别对破碎与完整岩石交接处，给进应少或不进，使钻头有一段时间进行扫孔，将倾斜岩面磨出一个台阶，然后再给进。
七、钻孔导向
为防止钻头摆动，跳动、偏位造成钻孔偏斜，在钻杆上不同的高度安装具有导向性的装置钻杆，通过导向装置对钻杆的偏斜情况进行控制。
八、泥浆的配制
泥浆主要以反循环方式为主，泥浆选用不分散、低因相、低失水、适当粘度的PHP泥浆，泥浆由水、膨胀土、强碱、聚丙烯酰胺或增粘剂等物质组成。下表为适合各地层泥浆性能指标：
九、清孔应达到如下标准
作为监理人员清孔一定要在现场或和施工方一起做好如下各种检验：
①孔内排出或抽出的泥浆用手摸无2～3mm颗粒；
②测泥浆比重不大于1.10，含砂率﹤2%，粘度17～20s；
③检查沉渣厚度：柱桩5cm，摩擦桩20cm；
④检测泥浆厚度3cm，失水量20/ml，胶体率95%。
严禁采用加深钻孔的方法来代替清孔。
十、对钢筋笼安装的检测要求
（1）钢筋笼安装之前，应先用探孔器（长6m）放下检测，在放下过程中看是否顺畅，有无阻障，若无阻障，然后再吊起，准备吊笼。
桥梁桩基钻孔事故的预防及处理 篇3
各种钻孔方法都可以发生坍孔事故，孔口冒细泡，反循环旋转钻钻进时出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷明显增加，冲击钻提钻头困难等等。
1.1 坍孔的原因
1)泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实孔壁。2)未及时补浆(水或河水)，或孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。3)护筒埋置太浅，下端孔口漏水，坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。4)在松散砂层中钻进速度太快。5)吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。6)遇溶洞漏浆补充不及时。
1.2 坍孔的预防和处理
1)在松散粉砂土和流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。2)发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。3)如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂(或粘土)混合物到坍孔处以上1～2m, 如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。4)吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
2 斜孔
2.1 斜孔原因
1)钻孔中遇有较大的孤石或探头石。2)在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。3)钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。4)钻杆弯曲、接头不正。
2.2 斜孔的预防和处理
1)安装钻机时要使转盘、底座水平、起重滑轮缘，固定在钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。2)钻杆接头应逐个检查，及时调整，当钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。3)在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，回填片石(或混凝土、在卵石层中回填卵石)冲平后在钻进。
3 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头摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若孔内局部发生坍塌而扩孔，仍能钻到设计深度不必处理。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。缩孔即孔径超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻，提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。缩孔原因主要是由于地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。为防止缩孔，要使用失水率小的优质泥浆护壁并须高转速少进尺，并复钻二、三次;或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使缩孔部位达到设计孔径要求为止。
4 梅花孔（或十字孔）
4.1 形成的原因
1)钻头顶转向装置失灵，以致冲击钻头不转动，总在一个方向上下冲击。2)泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。3)操作时钢丝绳太松或冲程太小，钻头刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。4)在非匀质地层、如漂卵石层，堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。
4.2 预防办法
1)应经常检查转动装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。2)选用适当粘度和相对密度的泥浆。3)用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。4)出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填重钻。
5 卡钻
5.1 产生卡钻的原因
1)未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐变小。而焊补后的钻头大了，又用高冲程猛击，极易发生卡钻。2)钻孔形成梅花形，钻头被狭窄部位卡住。3)伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住钻头顶部或后部。4)孔口掉入石块或其它物件，卡住钻头。5)在粘土层中冲击的冲程太高，泥浆太稠，以至钻头被吸住。6)钻头钢丝绳松放太多，钻头倾倒，顶住孔壁。
5.2 处理方法
处理卡钻应先弄清情况，针对卡钻原因进行分析处理。宜待钻头有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。1)当为梅花卡钻时，若钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动至孔径较大方向提起钻头，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，有可能将钻头提出。2)卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。3)用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将钻头勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将钻头提出。4)在打捞过程中，要继续循环泥浆，防止沉淀埋钻。5)用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准钻头一侧或吸锥处适当冲射，使卡点松动后强行提出。6)实用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。7)用以上方法提升卡钻无效时，可试用水下爆破提钻方法。将防水炸药(少于1kg)放入孔内，沿锥的溜槽放到锥底，而后引爆，震松卡钻钻头，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。
6 糊钻和埋钻
糊钻和埋钻常出现于正、反循环回转钻进和冲击钻钻进。正反循环回转钻进时，糊钻的表征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象;在粘土层冲击成孔时，由于冲程太大，泥浆粘度过高，钻渣量大，以至钻头被糊钻或被埋住。
预防和处理办法：对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻头;对于冲击钻，除上述方法外，还应减小冲程适当控制进尺，若已严重糊钻，应停钻，清除钻渣。
7 钻孔漏浆处理
钻孔施工中漏浆的产生一般是因为护筒埋置较浅，护筒接缝不严，护筒周围回填土不密实所致。处理的对策是往孔内大量投放粘土块(粘土与麻绳头加水掺和而成)加小片石，加大泥浆浓度，同时以正循环强冲将粘土块和小片石挤入孔壁，漏浆现象基本消失。
参考文献
[1]张忠亭, 丁小学.钻孔灌注桩设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版2006.
钻孔事故处理 篇4
随着越来越多的跨江、跨海大桥的建设,深水钻孔桩的施工技术应用较多,其施工技术特点无论是平台搭设、钻进成孔,水下灌注混凝土的步骤等,都比较成熟.但是钻孔桩,尤其在深水中进行钻孔桩施工,如果在施工及管理上方法不当,容易出现一些事故.详细的介绍了深水进出钻孔灌注桩在施工过程中的.较多出现的各种质量问题,重点介绍了事故成因及事故的处理方法.
作 者：杨楠 董海 作者单位：杨楠(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)
董海(黑龙江省长力建设有限公司)
钻孔事故处理 篇5
【关键词】钻孔灌注桩;施工工艺;桩身质量事故;补救措施
0.前言
钻孔灌注桩桩基施工中，因受诸多因素的影响，发生桩身混凝土严重离析甚至断桩、桩底沉渣过厚等工程事故是在所难免的。如何可靠、快速、低耗地处理桩基质量事故，直接影响到工程的质量、工期及造价。
1.孔壁坍塌
无套管灌注桩施工过程中由于上壤的持力层发生变化等原因，将会出现因漏水、漏浆等导致的孔壁坍塌的质量事故。钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。根据对此类问题的分析，发现造成施工事故的原因主要在于:
①护筒的长度不够，护筒变形或形状不合适。
②保持的水头压力不够。
③地下水位有较高的承压力。
④在砾石层等处有渗流水或者没水，孔中出现跑水现象。
⑤泥浆的容重及浓度不足。
⑥成孔速度太快，在孔壁中来不及形成泥膜。
⑦用造孔机械在护筒底部造孔时触动了孔周围的土壤。
⑧沉放钢筋时，碰撞了孔壁，破坏了泥膜及孔壁。
⑨造孔机械的机械力过大，致使护筒与土层之间的粘着力减弱。
采取的相应处理措施为:
埋设灌注桩的护筒时，护筒四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实，保持护筒安装垂直，在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。当发现地基有地下水时，应密切注意是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时，必须能保持足够的泥水压力，在施工前的地质情况勘测中，一定要求给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素。泥浆的比重以1.02~1.08左右为宜。另外，在成孔时，如果遇到砾石层等土层产生大量漏浆时，应考虑是否改成其他施工方法。
在反循环钻孔法的成孔施工中，钻孔速度不宜过快，如果孔壁未形成有效泥浆膜，易出现孔壁坍塌的质量事故。成孔速度应根据地质情况并参照相应规范选取，对于淤泥质等非常软弱的地质，如果成孔速度过快，造孔的桩孔将很不规则，对于砂、砂砾等土层若成孔速度过快，会产生钻杆径向摆动，容易发生孔壁坍塌事故。
为避免此类问题的发生，在施工中，要求施工人员要严格按施工规范进行施工，深入理解设计意图是确保成功施工的关键因素，塌孔的桩孔应及时回填，当地层呈现稳定状态后，应适当的停置3~5天后再度施工为宜。
在钢筋笼的沉放过程中，多采用边沉桩边射水搅拌的施工方式，然后用空气升液法、砂泵等设备抽出搅混的泥浆，同时，要注意避免射水压力过大，破坏钻孔的完整。
2.缩孔
缩孔是钻孔灌注桩最常见的质量问题，主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况，应采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。另外，可采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
3.钢筋笼上浮
用全套管法成孔后，在浇筑混凝土时，有时钢筋笼会发生上浮，其原因及相应对策如下:
①套管底部内壁勃附砂浆或土粒，由于管的变形，使内壁产生凹凸不平，在拔套管时，将钢筋笼带上来。此时，应注意在成孔前，检查最下部的套管内壁，当堆积大量粘着物时，一定要及时清理。如确认有变形，必须进行修补。
②当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小，有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时，会发生钢筋上浮现象，出现这种问题处理的方法是，使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。
③钢筋笼自身弯曲，钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，套管倾斜等，使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时，也将造成钢筋笼上浮曰。在处理此类问题时，应注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在运输工程中的碰撞等因素引起的变形。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等。
④由于混凝土灌注过程中导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝上与钢筋笼有一定的握裹力，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頂升，同时也带动钢筋笼上升。当此类现象发生时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和己浇混凝上面的标高，提升导管后再进行浇注。
4.桩底沉渣量过多
清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除，使混凝土与岩基结合完好，提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施如下:
①桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定，清孔不干净或未进行二次清孔造成的;施工中应保证灌注桩成孔后，钻头提高孔底10~20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。
②当使用的一泥浆比重过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。
③钢筋笼吊放过程中，如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会发生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土会坍落在桩底;因此，钢筋笼吊放时，务使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。在钢筋笼的加工工艺上，可选用冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应进行二次清孔。
④清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30~40mm，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。
5.导管进水
在浇注混凝土过程中，有时会发生由于过量上提导管，使接头部分产生漏水等情况，将造成混凝土离析、流动等质量事故，在桩身上留下致命的质量隐患。因此要严格施工管理，不得发生泥浆水进入导管的质量事故。一旦生发上述事故，可采取如下的处理措施:
浇筑混凝土之前，若发现导管口出现漏水现象时，应立即提起到导管进行检查，对漏水部位进行严格的防水处理后，再重新放入桩孔中，浇注混凝土。在任何情况下，都应该尽可能的将导管底部深深的埋在混凝土中，当发现导管上提明显过量时，应迅速将导管插到混凝土中，利用小型水泵或小口径的抽水设备，将导管中的水抽完之后，再继续浇筑混凝土。
6.断桩
由于混凝土灌注不连续，中间被泥土填充形成间断桩。造成原因及防治措施如下:
①施工中若发生导管底端距孔底过远，则混凝土被稀释，水灰比增大，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。为避免断桩质量事故的发生，桩成孔后，必须认真清孔，清孔后要及时灌注混凝上，避免孔底沉渣超过规范规定。这就要求在灌注混凝土前，应认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。
②地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土，水灰比增大，形成桩身中出现混凝土不凝体。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
③在浇注混凝土时，由于导管提升和起拔过多，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，将混凝土桩上下分开造成断桩。混凝土浇注过程中，一旦开始浇注，一定要连续作业，确保在混凝土初凝时间内连续浇注，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。并随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，严格遵守操作规程。
7.钻孔内的有害气体
由于地质构造或其他特殊原因，在灌注桩的成孔过程中，发现桩孔中产生沼气、天然气、硫化氢等有害气体。全套管施工中，当需要在孔口附近进行焊接钢筋骨架时，焊接的电火花会点燃桩孔内可燃性气体而发生爆炸的质量事故。
为避免上述事故的发生，在进行焊接作业前，首先利用有害气体探测器或火绳等检查桩孔中是否存在有害气体，一般情况下，应用注水法排除孔中的有害气体;当气体量较少时，也可以利用火绳等将有害气体燃烧掉。
8.结语
钻孔灌注桩的施工要点及事故处理 篇6
1 原料选择与下料
砼原料宜选用卵石、石子含泥量小于2%，以提高砼的流动性，防止堵管。一般砼初凝时间仅3～5小时，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为5～7小时，因此应加缓凝剂，使砼初凝时间大于8小时，为了使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30%以上的水，然后与拌合料一起均匀加入60%的水，最后再加入10%的水(如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量)，最后加水到出料时间控制在60秒内，坍落度应控制在180+20毫米之间，砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在160～170毫米，以确保桩顶浮浆不过高。气温高，成孔深，导管直径在250毫米之内，取高值，反之取低值。
2 选择打桩顺序
打桩顺序一般分为：由一侧向单一方面打，自中间向两个方面对称打，自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此;应结合地基土壤的挤压情况，桩距的大小，桩机的性能，工程特点及工期要求，经综合考虑予以确定，以确保桩基质量。减少桩机的移动和转向，加快打桩速度，由一侧向单一方向打，桩机系单向移动，桩的就位与起吊均很方便，故打桩效率高;但它会使土壤向一作技术检灌注操作技术分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中，砼灌注量与泥浆至砼面高度，砼面至孔底高度，泥浆的密度，导管内径及桩直径有关。孔径越大，首批灌注的砼量越多。由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使砼顺利下滑至孔底，下满后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。在后续灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。牵动导管的作用有两点：
(1)有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间摩擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩。同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。
(2)牵动导管增强砼向四周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。
在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差。以提高其密实度。当然在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这时提高的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
3 钻孔灌注桩易产生的质量问题及处理：
3.1 断桩
断桩一般常见于地面下1—3米不同较硬层交接处。其裂痕呈水平或略倾斜，一般都贯通整个截面，其主要原因有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向抵力和隆起拔力的影响;软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪力;桩身砼终凝不久，强度弱，承受不了外力的影响。避免断桩的措施有：
(1)桩的中心距宜大于3.5倍桩径;
(2)考虑打桩顺序及桩架行走路线时，应注意减少对新桩的影响;
(3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。断桩检查，在2—3米深度内可用木锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振。亦可用动测法，由波形曲线和频波曲线图形判断桩的质量和完整程度。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理干净后，略增大面积或加上铁箍联接，再重新灌注砼补做桩身。
3.2 缩颈
缩颈的桩又称瓶颈桩。部分桩径缩小，截面不符合要求。其原因有：在含水量大的粘性土中沉管时，土体受强烈扰动和挤压产生很高的孔隙和压力。桩管拔出后，这种压力便作用到新灌注的砼桩上，使桩身发生不同程度的颈缩现象，拔管过快，砼量少或和易性差，使砼出管时扩散差等。施工中应经常测定砼落下情况，发现问题及时纠正，一般可用复打法处理。
3.3 吊脚桩
即桩底部分砼隔空或砼中混进泥砂而形成松软层。原因为桩靴强度不够，沉管时被破坏变形，水或泥砂进入桩管，或活瓣未及时打开，处理方法：将桩管拔出纠正桩靴或将砂回填成孔后重新浇筑。
3.4 桩靴进水进泥
常发生在地下水位高或饱和和淤泥或粉砂土层中。原因为桩靴活瓣闭合不严，预制桩靴被打坏或活瓣变形。处理方法：拔出桩管消除泥砂，整修桩靴活瓣，用砂回填后重打。地下水位高时，可待桩管沉至地下水位时，先灌入0.5米厚的水泥砂浆作封底，再灌1米高砼增压，然后再继续沉管。
随着科学技术的不断提高，建筑新技术及新工艺也不断发现并完善起来。相当多的科研人员及业内人士非常重视钻孔灌注桩的发展，作为对付水下施工的一把利剑，注意收集有关地质资料及学习各种复杂的基础施工经验是必不可少的。在沿海地带有许多地区采用箱形基础和筏形基础来代替桩基，在使用这种基础类型必须考虑到地下潜水及承压的分布情况和土层之间的变化，尤其是对当地地质历史的深入了解，而且利用现代高技术的电子实验及检测设备(例如电阻感应片)来观察土体在被开挖后的变化是极度为重要的。
参考文献
[1]郭正兴, 李金根.建筑施工.东南大学出版社, 1996
[2]叶书麟、叶观.地基处理.中国建筑工业出版社, 1997
[3]金喜平, 邓庆阳.基础工程.机械工业出版社, 2006
[4]中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范.JGJ94—94.中国建筑工业出版社, 2002
钻孔事故处理 篇7
钻孔灌注桩施工按工艺分为成孔并安装钢筋笼和浇注水下混凝土两大工序。
1.1 成孔及钢筋笼安装
钻孔灌注桩成孔是基于泥浆护壁原理实现的。在钻机钻进的过程中,泥浆对孔壁的静压力和泥浆在孔壁上形成的泥皮可以有效地防止孔壁坍塌。由于泥浆具有一定粘度和浮力,在泥浆循环过程也可以排出大部分钻渣。
成孔是钻孔灌注桩施工的重要环节。在施工过程中,定桩位、埋设护筒、钻机就位、钻孔、成孔、清孔每一道工序都要严格按施工规范进行施工,确保成孔质量。
1.2 水下混凝土浇注
水下灌注混凝土采用直升导管法,即在钻孔内设置分节组成的导管,并距孔底留有一定的间隙;导管上端高出泥浆面一定高度,将混凝土拌和料从导管上端连续而快速地灌入,从导管下端挤出,混凝土拌和料逐渐地由孔底顶升。随着混凝土的不断上升,间断地提升导管,分节拆卸,始终使导管底端埋入混凝土中一定深度,钻孔内的泥浆不断地被置换出去,直到混凝土灌满钻孔为止。
2 施工质量控制要点
2.1 成孔质量控制
检查孔径、偏位、垂直度;钻进时检查地质情况是否与设计相符,检查是否入岩,并对入岩深度及时认定;终孔检查孔深、孔径、标高是否满足设计要求;清孔检查泥浆指标、沉渣厚度是否满足设计要求。
2.2 水下混凝土灌注
检查钢筋笼顶固定措施及标高是否符合要求;检查导管的长度及导管的水密性,核实导管底部离孔底的距离是否满足规范要求;检查储料斗的容积是否达到初灌混凝土时导管初次埋深的要求;灌注前再次检查孔底沉渣厚度;浇灌混凝土过程中,检查导管的埋深及混凝土面上升情况。
3 常见事故处理
由于桩基尺寸、桥位和水文特性不同,岩层千变万化,加之机具设备损坏等诸多因素影响,在施工中会出现不同情况的事故。事故处理后桩基应满足设计使用的要求,并力求处理时间短、处理费用低。
3.1 护筒冒水
由于埋设护筒的周围土不密实,护筒水位差太大,导致护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉、护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。
防治措施:在埋筒时,坑底与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度。发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
3.2 孔壁坍陷
如钻进过程中,发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷。一般引起坍孔的主要原因是泥浆护壁不好,护筒内水位不高,钻进速度过快,钻进及安放钢筋笼时扰动了孔壁;成孔后待灌时间过长也会引起孔壁坍陷。
预防措施:使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,并保持护筒内泥浆水位。吊装钢筋笼时,避免碰撞孔壁。成孔后,待灌时间一般不应大于3h,并尽量缩短灌注时间。
3.3 钻孔偏斜
钻机安装就位稳定性差,地面软弱或软硬不均,土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石等情形,会使成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
预防措施:应将场地夯实平整,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20cm。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要放慢。如遇钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,若无效,应向孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
3.4 卡钻
钻头穿过岩层突变处导致卡钻或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正常提升。
预防措施:钻头穿过岩层突变处引起的卡钻可采用水下爆破的方法进行处理,因在浓泥浆中滞留时间过长引起的钻头无法正常提升的现象采用高压水管置换泥浆的方法处理。
3.5 断桩
3.5.1 断桩产生的原因有以下几个方面
(1)测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。
(2)在提升导管时连接螺栓拉断或导管破裂产生断桩。
(3)混凝土配合比误差大,坍落度过大会产生离析,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,会加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故,造成断桩。
(4)导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行,突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。
3.5.2 断桩处理的几种方法
(1)原位复桩。
对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,采用彻底清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用较高,可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。
(2)接桩。
对桩进行声测确定好混凝土的部位,确定井点降水开挖方案,挖至合格处利用人工凿毛,按挖孔桩混凝土施工方法进行混凝土的浇注。
断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的应急预案。
4 结语
钻孔桩缺陷分析及处理措施 篇8
1 钻孔桩缺陷分析及处理措施
1.1 柱桩支承在强风化层上
柱桩支承在下伏强风化岩层上, 其原因有两个方面:1) 地质勘探资料不够详细, 或是桩基处岩层倾角较大, 虽然桩基钻深已达设计标高, 但并未进入弱风化层;2) 现场技术人员对岩层的鉴别和把握缺乏经验, 难以进行有效控制。
柱桩支承在强风化层上的处理方法:1) 原位复桩, 即将缺陷桩彻底清理后, 在原位重新浇筑一根新桩。此种方法效果好, 难度大, 周期长, 费用高, 可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。2) 补桩, 即在缺陷桩附近增加新的钻孔桩, 以保证结构的受力状况。补桩方案由设计院计算并经业主同意后实施。
针对地质情况复杂的状况, 应对桩基渣样进行仔细分析、准确判断, 避免因判断错误而提前终孔, 无法进行准确判断时, 可采取孔底取芯的方法进行验证。
1.2 断桩
断桩是严重的质量事故。断桩产生的原因有以下几方面:1) 堵管。混凝土和易性差、坍落度过大或过小、混凝土中含有大块骨料或受潮凝固的水泥块, 都可能造成导管堵塞;另外, 导管漏水也会导致粗骨料相互挤压堵管, 从而造成断桩。严格控制混凝土配合比、弃用不合格的混凝土、缩短灌注时间、保证导管具有良好的水密性能是减少和避免此类桩的重要措施。2) 导管埋置深度过大或过小。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, 如果现场起重能力不足就会使导管无法起升而产生断桩。导管埋深过小, 容易出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。因此, 必须用测深锤测量孔内混凝土表面高度, 并认真核对, 保证导管埋深在规范允许的合理范围内。3) 另外, 因工地地质情况较差, 或泥浆指标不合规范要求, 或护筒内外水头差异较小, 在灌注混凝土过程中, 井壁坍塌或出现流砂等造成类泥砂性断桩。机械故障和停电造成施工不能连续进行等因素都可能造成断桩。
处理断桩的几种方法:1) 接桩。即将缺陷位置及其以上的混凝土和淤泥清除掉, 将混凝土面清洗、凿毛, 然后灌混凝土。在凿除桩身混凝土过程中, 每2 m设置一道十字内撑加强护筒, 以保护施工作业人员的人身安全。2) 原位复桩。此法适用于缺陷段桩身不在施工护筒范围内, 处理方法同柱桩支撑在强风化层上的原位复桩处理方法相同, 即直接用冲击锤对已浇成的坏桩进行冲击二次成孔, 重新灌注桩身混凝土。3) 桩芯凿井法。即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径80 cm左右的井, 深度超过缺陷部位, 然后封闭清洗泥砂, 放置钢筋笼, 用挖孔桩施工方法浇筑膨胀混凝土。此法适用于处理位于岸上的缺陷桩, 要求投入降水设备, 桩身缺陷位置不能太深, 否则操作难度较大。
1.3 斜孔
斜孔的产生存在两种情况:对于旋转钻机, 是由于支撑不好, 导致钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜;对于冲击钻机, 是由于地质构造不均匀, 强风化、中风化、弱风化岩层交界层, 夹层较多, 岩面倾斜是造成斜孔的主要原因。
斜孔的处理措施:1) 因钻机倾斜造成的应先移开钻机, 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, 而后重新安装钻机恢复施工;钻孔壁随时有坍塌可能的, 应将钻孔回填至原地面, 待地层静置稳定后重新开始钻孔。2) 地质构造不均匀引起的斜孔, 应分析清楚岩层走向, 而后采用适当的回填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。穿过花岗岩层过程中, 应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻, 以慢速钻孔。
1.4 桩底沉渣超标
产生桩底沉渣超标主要由泥浆质量差、清孔设备落后和施工不连贯等原因造成。如果在钻孔过程中不重视对泥浆的调配、不使用泥浆分离器等进行行之有效的清孔方法, 以及二次清孔后与混凝土灌注时间间隔过长, 都极易造成桩底沉渣。
桩底沉渣超标的处治方法:1) 在混凝土灌注前配制优质泥浆, 对桩底沉渣进行二次清孔, 待沉渣厚度小于规范要求时, 尽快安排混凝土灌注工作;2) 混凝土灌注完成后, 采用高压旋喷清水切割、气举清渣、反向注浆方法进行缺陷修补, 即利用高压喷头喷出的高速水流对桩底沉渣进行清洗, 将沉渣等粘结强度低的物质与粘结较好的桩基混凝土剥离开, 再采用气举水流将与桩身混凝土剥离开的沉渣等物质带出孔外, 使缺陷部位周围都是粘结较好的混凝土或基岩, 然后采用反向灌浆方法将微膨胀水泥浆注入缺陷位置, 使其密实。
1.5 折孔
一般情况下钻孔桩发生折孔的情况不多, 多由钢护筒倾斜引起。
折孔的处理措施:一般情况下, 折孔过大时会导致钢筋笼无法顺利下放, 此时应停止钢筋笼下放工作, 回填已成孔并拔出钢护筒, 重新插打。保证钢护筒插打时的竖起度符合规范和工艺要求是避免折孔的重要措施。
1.6 缩孔
缩孔现象的产生存在两种情况:1) 由于岩层较坚硬, 钻进过程中钻锤磨损严重, 并且钻锤磨损或焊补不及时, 导致缩孔;2) 饱和性黏土、淤泥质黏土, 特别是IL>1.0处于流塑状态的土层中出现特有的现象, 其原因是此类地层含水高、塑性大, 钻头经过后钻孔壁回缩, 从而导致钻孔的直径小于设计的桩径。
缩孔情况应及早发现及早解决, 根据两种成因, 缩孔的处理措施如下:1) 钻孔桩位于坚硬岩层, 为使桩锤有效工作和防止缩孔, 钻锤每1 d～2 d就要进行一次检查和补焊, 并适当扩大钻锤的直径。对已发生的缩孔现象, 需回填片石至设计孔径处, 补焊桩锤, 重新冲孔。2) 钻孔桩因孔壁回缩造成的缩孔现象, 应采取块、卵石土回填, 而后用重量较大的冲击钻冲击, 挤紧钻孔孔壁的办法处理;或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。
1.7 桩芯局部裹泥或砂、桩体混凝土不连续
成孔后浇筑水下混凝土时发生局部坍塌的杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致钻孔桩混凝土不连续, 造成桩身局部裹泥或夹砂。
桩芯局部裹泥或砂、桩体混凝土不连续的处理措施:为保证桩的整体性和完整性, 采用钻小孔至该桩缺陷位置并利用高压旋喷清水切割、压浆工艺进行处理。
2 钻孔桩发展展望
随着施工工艺的更新, 相继出现了钻孔后灌浆桩、钻孔扩底桩等新工艺、新技术, 为钻孔桩基础的应用拓展了更广阔的空间。
3 结语
钻孔浇筑桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全, 对其质量的控制应注重预防为主。在施工前做好充分准备工作, 根据桥址区的实际情况, 制定相应的详细的施工工艺和防范措施, 施工时要突出一个严字, 从严把关, 为优良工程打下坚实的基础。本文着重介绍了钻孔灌注桩的缺陷处理措施, 并对其缺陷的形成原因进行详细分析, 将几种较成功的处理方法作了具体介绍, 为今后同类工程的钻孔灌注桩施工及缺陷处治提供了可借鉴的经验。
参考文献
钻孔事故处理 篇9
1 钻孔灌注桩事故发生的常见形式及原因
1.1 断桩
断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素, 必须在施工初期就彻底清除其隐患, 同时又必须准备相应的对策预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面:1) 灌注混凝土过程中, 已灌混凝土表面标高出现错误, 导致导管埋深过小, 出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。2) 在灌注过程中, 导管的埋置深度是一个重要的施工指标。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法兰盘连接, 在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。3) 卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料 (有的机械配料不及时校核) 随意性大, 责任心差, 造成混凝土配合比在执行过程中的误差大, 使坍落度波动大, 拌出混合料时稀时干。所以严格控制混凝土配合比, 缩短灌注时间, 是减少和避免此类断桩的重要措施。4) 坍塌。因工程地质情况较差, 施工单位组织施工时重视不够, 有甚者分包或转包, 施工者谈不上有什么经验, 在灌注过程中, 井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状物质等造成类泥砂性断桩。5) 导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行, 突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。
1.2 缩颈
缩颈主要是由于清孔不彻底, 泥浆中含泥块较多, 再加上终灌拔管过快, 引起桩顶周边夹泥, 导致保护层厚度不足的现象。另外, 在灌注过程中由于孔中水头下降, 对孔壁的静水压力减小, 导致局部孔壁土层失稳坍落, 也会造成混凝土桩身夹泥或缩颈。故在施工过程中, 要根据桩径大小和地层特点配置不同的泥浆, 并在施工过程中要严格控制泥浆比重, 确保泥浆能保持孔壁平衡。在清孔时要做到清渣而不清泥, 预防清孔后在浇筑混凝土的过程中局部坍塌, 导致缩颈的产生。
1.3 桩顶局部冒水、桩身孔洞
桩顶局部冒水、桩身孔洞是指成桩后在桩内形成通道, 出现桩顶冒气泡的现象。产生的原因主要有以下几个方面:
1) 水下混凝土灌注过程中, 导管埋深过大, 导管内外混凝土新鲜程度不同, 再加上灌注过程中上下活动导管过于频繁, 致使导管活动部位的混凝土离析, 保水性能差而泌出大量的水, 这些水沿着导管部位最后灌入的、最为新鲜的混凝土往上冒, 形成通道 (即桩身孔洞) 。因此在灌注过程中, 要控制导管的埋深, 做到导管勤提勤拔。2) 水下混凝土灌注过程中, 混凝土倾倒入导管速度过快过猛, 把空气闷在导管中, 在桩内形成高压气包。高压气包在其自身浮力或导管起拔等外力的作用下, 在混凝土内不断上升, 当上升到桩顶附近时, 气包浮力与上升阻力接近, 在没有外力的作用下, 气包便滞留在桩身内, 最终形成桩身孔洞。因此混凝土倾入导管的速度应根据混凝土在管内的深度控制, 管内深度越深, 混凝土倾入速度反应越慢。在可能的情况下, 应始终保持导管内满管混凝土, 以防止桩身形成高压气包。实际施工中, 往往因为导管每次起拔后管内都会形成空管, 再次灌注时, 桩身形成高压气包就很难避免。因此, 应在灌注过程中适当上下活动导管, 把已形成的高压气包引出桩身。3) 水下混凝土灌注时间过长, 最早灌入孔内的混凝土坍落度损失过大, 流动性变差, 终灌导管起拔后会留下难以愈合的孔洞。因此在灌注混凝土中可以适当添加缓凝剂, 确保混凝土在初凝前完成水下灌注。
1.4 钢筋笼上浮
钢筋笼上浮是指混凝土由漏斗顺导管向下灌注时, 产生一种顶托力, 使钢筋笼上浮而引起的质量事故。为了防止钢筋笼上浮, 宜将钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。另外, 在灌注中, 当混凝土表面接近钢筋笼底时, 应放慢混凝土灌注速度, 并应使导管保持较大埋深, 使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离, 以便减小对钢筋笼的冲击, 当混凝土液面进入钢筋笼一定深度后, 应适当提导管, 使钢筋笼在导管下口有一定埋深。
1.5 烂桩头
“烂桩头”产生的原因主要是由于清孔不彻底, 桩顶浮浆过浓过厚, 桩头出现混凝土中间高、四周低的现象。防止“烂桩头”要认真做好清孔工作, 确保清孔完成后孔口没有泥块返出;在空孔较长的桩内测量混凝土上升面时, 应控制好测量重锤的质量。在设计桩顶与地面距离小于4 m时, 宜使用竹竿通过手感测量混凝土面。混凝土终灌拔管前, 应使用导管适当地插捣混凝土, 把桩身可能存在的气包尽量排出桩外后, 以便精确测量混凝土面, 也可通过导管插捣使桩顶混凝土摊平。
1.6 灌注混凝土时桩孔坍孔
灌注水下混凝土过程中, 发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒, 随即骤降并冒出气泡为坍孔征兆。如用测深锤探测混凝土面与原深度相差很多时, 可确定为坍孔。坍孔发生的主要原因是在灌注混凝土过程中, 孔内外水头未能保持一定高差所致, 另外, 护筒刃脚周围漏水、孔外堆放重物或有机械振动, 导管卡挂钢筋笼及堵管时, 均易发生坍孔。因此在灌注混凝土过程中, 要采取各种措施来稳定孔内水位, 还要防止护筒及孔壁漏水。一旦发生坍孔应立即用吸泥机吸出坍入孔内的泥土, 同时保持或加大水头高度, 如不再坍孔, 可继续灌注。如用上法处治, 仍继续坍孔, 或坍孔部位较深, 宜将导管、钢筋笼拔出, 回填黏土, 重新钻孔。
1.7 孔位倾斜
孔位倾斜主要是由于桩机本身未竖直或桩机平台不水平, 桩机在钻孔过程中发生不均匀沉降所致。为避免孔位倾斜首先要扩大桩机支承面积, 使桩机稳固, 并保证钻机平台水平, 经常校核钻架及钻杆的垂直度, 并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
2 结语
百年大计, 质量第一。钻孔灌注桩的施工质量直接影响桥梁的结构安全。因此在整个施工过程中, 要对施工人员进行细致的技术交底, 并和相关人员签订目标责任状, 把责任落实到人, 科学组织, 合理安排, 以防为主, 对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工, 灌注事故是完全可以避免的。
摘要：结合工程实例, 探讨了进行钻孔灌注桩事故分析的重要性, 分析了钻孔灌注桩事故发生的常见形式及原因, 并提出了相应的处理方法, 从而将事故损失降到最低限度, 保证工程质量及施工的顺利进行。
关键词：钻孔灌注桩,事故,分析,处理
参考文献
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[4]李华.钻孔灌注桩施工技术[J].山西建筑, 2007, 33 (10) :175-176.
钻孔事故处理 篇10
关键词桥梁;钻孔灌注桩;施工工艺;处理措施
中图分类号U445.4文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0082-02
1工程概况
某高速公路特大桥主桥全长2045m,本桥为全封闭、全立交,双向四车道高速公路桥,设计行车速度为120km/h。桥面宽度为:单幅0.5m(护栏)+12.0m(行车道)+1.0m(护栏)+0.5m(分割带)。单幅宽14.0m,全幅宽28.0m。特大桥主桥2号桥墩,地面高程为12.240m/12.621,里程桩号为K65+642.500/K65+648.500,桥面设计高程为41.540m/41.519m,施工水位20.580m。承台顶高程为7.162m,承台底为l.162m,基础为挖孔桩配承台,承台下有12根直径200era的挖孔桩,分三排布置,纵横间距均为5m。
2挖孔灌注桩主要施工工艺
2.1水上钢护筒施工技术
水上大型钢护简的下沉、拔除是一项大型水上起重和大型激振设备的操作施工。本桥钢护筒的打拔是用一台3000kN吊船,其副扒杆高42m,副钩吊重1000kN。本桥振动设备采用一台激振力为1350kN,需要动力150kW,由于振锤启动时需要电流大,配备两台总容里为461kW的发电机,与配套的电缆、配电盘,还有与振锤配套的大型夹持器、液压泵、操纵台等,通过夹持器把报锤和钢护简连接起来。并把振锤产生的激振能童有效地传给钢护筒,再由钢护筒传给四周土层,使土层产生液化,从而减少土层与钢护筒壁的摩阻力,使护简得以下沉或拔除。
2.1.1打拔施工
施工桥孔进行封航,3000kN吊船进入墩位附近,抛锚定位:
拔桩时先把减振器、振动锤、夹持器按顺序连接好,用吊船把它们昂起来;利用锚绳和吊船上卷扬机动力,对吊船进行移位,对准拔除钢护筒的中心位置.松吊钩把夹持与护筒进行连接:
激振起拔,刚开始激振时,对钢护筒既不加压,也不加拉,只是把激振力传给土层使其液化,经过十几分钟以后在激振的情况下给以拉拔力,如发现护筒己经开始微微上升,可继续激振和提升直至把护简提出水面,并超出施工平台;
如经过第一次激振和起拔护筒不动,这时可以停止振动休息20分钟左右.此时对振动及起重设备进行检查,并对振动设备和起吊中心是否垂直也一并检查调正。之后再作第二次激振和起拔,直至把钢护筒拔出;
钢护筒拔除后,连同振动设备悬吊在空中,可根据同一桥墩新补桩位移动吊船。在施工平台上的指挥人员指导下进行对位,事先己将新补桩位护筒下沉的导向设备安装完毕,使护筒沿着导向设备进入河床;
在不启动激振设备的情况下。依靠振动设备和钢护筒的重力,可使钢护筒进入河床几公寸到一米:在施工平臺上用红外测距仪测量护筒垂直度及桩位情况,必要时做一些调正:启动振锤在激振力及重力的共同作用下钢护简缓缓下沉,直至设计要求标高,正常情况下一般入土10em左右只需一个小时可完成;
解开夹持器与钢护筒的连接,振动设备悬吊空中,移动吊船作下一根钢护筒的拔出和新桩位护筒的下沉工作。
2.1.2钢护筒的制安及下沉
1)桩基护筒壁厚采用10—14mm钢板,分上下两节制造安装。每节长10m左右,在工地桩位上进行接长。护筒的基本节为2m左右在工厂完成,将基本节运至工地,在墩位平台上设临时工装,把基本节组焊成10m左右的上下节。护筒分上下节吊装就位,采用扒杆长为25m、吊装吨位为800—1000kN的水上浮吊来承担钢护筒安装接长任务,护简下沉采用2500kN(激震力)震动桩锤震动下沉。护筒吊装下沉程序:先在桩位吊放下节,在护筒对位固定后,上节护筒对齐下节,使上下节保持垂直状态进行焊接,护筒接长后,在自身重量作用下放松吊绳.护筒可下沉一定深度,然后将震动锤连同桩帽吊装到护简顶端,并连接妥当,采取间断震动方式,使护筒沿着导向滑道装置沉入河床,并使护筒刃脚进入不透水层为止。2)两岸陆地桩基钢护简共36根,每根长18—20m,直径1.5-2.0m,基本节在车间制做,完成后运往工地组焊成10m左右长度分两节下沉。在墩位首先测量定出桩位,安装护筒下沉导向设备,采用500kN吊机和2500kN震动锤展动下沉.先吊第一节护筒至桩上,在第一节护筒顶端接近地面时,起吊第二节护筒垂直与第一节电焊对接之后,继续将护筒下沉至不透水层为止,完成护筒下沉任务。
2.2桩基开挖施工技术
2.2.1桩基开挖
主航道水中每墩20根桩基,每墩设置6—7套挖孔设备。同步进行开挖。副航道水中每墩l2根桩基,每墩设置4—5套挖孔设备同步进行开挖。开挖的方法可根据土质岩石情况而定,对于淤泥、亚粘土、砂土层用铁锹、铁镐,对于全风化、强风化岩层采用风镐为主配合铁镐开挖.对于弱风化、微风化岩层用风钻打眼爆破开挖。
2.2.2出碴方式和使用设备
是采用带有动力的小型起吊扒杆,用一台0.5kW电动卷扬机放在吊架平台后部,既是动力设备又起到吊重时配重作用,整个架子采用直径30mm钢管或钢筋制成,轻便灵活,扒杆旋转幅度大于1800,每次出碴提升重量在巧。地以上,速度快、效率高、既安全又节约人力是一种较适用的小型提升设备。桩基内碴子出孔后装上平车,一部份通过便桥运到岸上,一部份装船运往市环保部门指定的弃碴地点。
2.2.3挖过程中的防护设备
水中桩基钢护筒下沉虽然已超过了河床覆盖层而进入到风化岩层,但由于桥位地质岩层大多为泥岩、砂岩,该岩性强度低,开挖后极易风化,为防止开挖过程中发生坍方和避免因开挖岩石爆破产生的振动使表面破坏,故在钢护筒以下采用随开挖随护壁的办法,确保了开挖的顺利进行及开挖人员的人身安全。在开挖中桩基孔要加大25ram,采用混凝土护壁,壁厚仓20ram一25mm,每次灌注高度为1.0m,随挖随护,起到良好的防护支撑作用。
2.3混凝土施工技术
本桥2号墩基础工程采用商品混凝土,直接运送到工地.再通过混凝土泵或吊机把混凝土灌注到位。桩基挖至设计标高经检查合格后,开始安装钢筋笼,钢筋笼在作业平台上分节绑扎成型,分节吊装电焊接长,钢筋笼的吊装采用在作业平台上设置的小型起重扒杆来完成,桩基混凝土可采用泵送入模灌注,人工进入混凝土工作面用插入式震捣器进行捣固,桩基混凝土灌注亦可采用在平台上设置搅拌机。
首先利用搭设好的平台,施放墩位,焊接导向架,利用浮吊吊装第一节钢护筒;在第一节钢护筒的基础上,吊装、焊接接长第二节钢护筒。接长时,严格控制护筒的垂直度;吊装震动打桩锤,震动下沉钢护筒,直至隔水层;将护筒内水抽干,人工配合风镐、风钻开挖,至钢护筒下端时,随开挖随护壁,土、石及混凝土吊运使用摇头扒杆进行;开挖至设计标高,经监理工程师检查合格后,下第一节钢筋笼并固定,然后吊装第二节钢筋笼,并与第一节钢筋笼焊接;灌注孔桩混凝土使用串筒进行,混凝土在平台上现场拌制。插入式振捣器振捣;灌注高程要略高于设计高程,以便凿除顶面混凝土浮浆时,能保证混凝土顶面符合设计要求;待一个墩孔桩施工完后,经检查合格后,进行下一步承台混凝土的施工。
2.4桩基检测技术
桩基混凝土灌注后,应对桩身混凝土质量进行检测.可以采用全部或局部检测的办法。可用动测法也可用钻孔抽芯的方法。本桥主桥墩大部份桩基是通过动测(小应变)
3钻孔灌注桩常见事故预防及处理措施
3.1防止钢筋骨架上浮的措施
1)使导管保持稍大的埋深,放慢灌注速度,以减小混凝土对钢筋笼的冲击力;2)当孔内混凝土面进入钢筋骨架1m一2m后。适当提升导管。减小导管埋置深度,增大钢筋骨架下部的埋置深度:
3.2坍孔的预防和处理
1)在松散粉碎砂土或流砂中钻进时,控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。2)水位变化过大时,采取升高护筒,增高水头,或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。3)发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。4)如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上lm一2m,如有坍孔严重时全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。5)严格控制冲程高度。6)吊人钢筋骨架时对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。
3.3钻孔偏斜的预防和处理
1)安装钻机时要使底座水平、起重滑轮缘、钻锥中心和护筒中心三者在一条竖直线上,并经常检查校正。2)在有倾斜的软、硬地层钻进时低速钻进,或回填片、卵石冲平后再钻进。
3.4掉钻落物的预防措施和处理方法
1)零星铁件可用电磁铁吸取。较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞,然后在护筒El加盖。2)经常检查钻具、钢丝绳和联结装置。3)为便于打捞落锥,在冲击锥或其它类型的钻头预先焊打捞环、打捞杠,或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。
3.5扩孔和缩孔的预防和处理
1)若扩孔后继续坍塌影响钻进,按坍孔事故处理。2)为了防止缩孑L应及时修补磨损钻头,使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进,并复钻二三次;或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径,直径至使发生缩孔部位达到设计孔要求为止。
3.6梅花孔(或十字孔)的预防和处理
1)选用适当粘度和相对密度的泥浆,并适时掏渣。2)用低冲程时,每冲出一段换用高一些的冲程冲击,交替冲击修整孔形。3)出现梅花孔后,可用片石混合粘土回填钻孑L,重新沖击。
3.7卡钻的预防和处理
1)处理卡钻应先弄清情况,针对卡钻原因进行处理。宜待冲锥有松动后方可用力上提,不可盲动,以免造成越卡越紧。2)当为梅花卡钻时,若锥头向下有活动余地,可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳,使钻锥转动一个角度,有可能将钻提出。3)卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉人的石块落下。4)用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将冲锥勾住后,与大绳同时提动。或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,有时能将冲锥提出。5)在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。6)用其他工具,如小的冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锥的石块挤进孔壁,或把冲锥碰活动脱离卡点后,再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。7)用压缩空气管或高压水管下人孔内,对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候,使点松动后强行提出。8)使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。9)用以上的方法提丹卡锥无效时。可试用水下爆破提锥法。将防水炸药(少于lkg)放于孔内,沿锥的滑槽放到锥底,而后引爆,震松卡锥,再用卷扬机和链滑车同时提拉。
4结语
钻孔桩质量缺陷成因分析与处理 篇11
1 沉碴过厚
柱桩的桩底承载力作为桩基承载力的主要分布区域, 不允许桩底与基岩间沉碴超标。如果为群桩基础, 个别桩底夹泥超标, 会造成上部结构不均匀受力产生裂缝, 引起破坏。按照“m”法计算设计的摩擦桩, 虽其基底承载力不作为承载力计算的依据, 允许范围较大, 但沉碴过厚会导致桩基受力后沉降量过大甚至超限, 同样会引起上部结构的破坏, 尽管所有的桩基在受力后都会沉降。桩底沉碴过厚在施工中主要是由于二次清孔至封底时间间隔过长, 孔内泥浆或钻碴沉淀所致。或是首批混凝土灌入数量不足以足够的埋管长度, 因管内混凝土压力过小不足以使孔底沉碴翻起而埋入桩底。其桩底桩底形状为倒锥体形, 如在桩中心取芯, 桩长和混凝土完整性能够满足设计要求, 但用超声波无损探测则桩底沉碴过厚, 小应变检查结果为桩底截面缩颈。因此, 为预防桩底沉碴过厚, 灌注前认真清孔, 严格控制泥浆比重, 同时保证首批混凝土量, 灌注中加强施工组织和工序衔接。沉碴过厚在检桩中主要缺陷表现为“短桩”, 即桩长不够。不论是柱桩还是摩擦桩, 均不得以加深钻孔的办法来保证桩长。
2 桩身混凝土疏松, 芯样单体强度不够
桩基检测钻芯取样时, 取芯率不足95%, 芯样混凝土有蜂窝、松散、裹浆等情况。桩身混凝土虽然连续, 但其密实程度、均一性差。产生的原因主要为:混凝土和易性差, 运输、灌注过程中混凝土离析, 埋管长度不够, 护壁局部坍垮等。常见情况为混凝土拌和时间不够、搅拌不匀;混凝土运输途中罐车未按要求搅拌或利用其他设备运输且运距过长, 骨料因颠簸下沉, 造成离析;灌注中导管密封不良或内壁不洁, 甚至沾有混凝土凝浆, 管内混凝土压差较小时不能顺利灌注, 施工人员往往采用抖动导管的办法解决, 将表面的钻碴和沉淀的泥浆引入下层混凝土中;施工过程中停电、待料等原因造成桩身夹碴。
3 缩径
在粘土层中施工桩基时, 极易产生缩径现象。由于粘土在成孔时已达塑限, 在二次清孔后, 孔内泥浆比重下降, 孔壁径向产生塑性变形侵限。甚至在钻孔时因缩径造成卡钻现象。施工中应根据地质资料和施工记录, 详细核实地质情况, 采取相应的措施。如采用冲击钻, 在粘土层施工时, 可适当填入片石并反复击打, 使之嵌入周围土体, 消除塑性变形。如采用旋挖钻, 可在粘土层钻进时适当控制钻速, 利用钻头竖向加压并旋转, 使得土体向径向挤压, 加固地层。上述办法虽然降低了钻进速度, 但是保证了孔壁的稳定和后步工序施工的安全, 稳扎稳打是完全必要的。
造成缩径的另外一种情况是护壁坍塌, 塌落物落入孔内混凝土面, 管内混凝土压力无法将其全部向上回顶, 塌落物沿导管四周径向散落, 在钢筋笼处被阻, 使得有效孔径减小。或者是在钻孔中局部坍塌扩孔, 坍孔部位因混凝土压力较大, 将沉碴和沉淀的泥浆挤入对应侧。即混凝土回顶上升中, 沿扩径侧“绕行”, 造成有效孔径偏位, 从而在设计桩径范围内混凝土缺失。这类现象在砂层和卵砾石土地层极易出现, 孔壁坍塌量大时甚至造成管内混凝土无法下沉乃至断桩。所以在钻进时严格控制泥浆比重, 加强护壁是至关重要的。
前述孔底沉碴过后造成尖桩底的情况也是缩径现象。
4 浮笼
钢筋笼上升, 除了由于全套管上拔、导管提升勾挂等一些显见的原因外, 主要的原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口, 导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时, 混凝土浇注的速度过快, 使混凝土下落冲出导管底口向上反冲, 其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。
为了防止钢筋笼上升, 当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼1m之间, 且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时, 应放慢混凝土灌注速度, 允许的最大贯注速度与桩径有关, 当桩长为50m以内时可参考下表办理。
克服钢筋笼上浮, 除了主要从上述改善混凝土的流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外, 还应克服钢筋笼自身结构及定位方式上加以考虑。具体做法为:在设计许可的情况下, 适当减少下端箍筋数量, 以减少混凝土向上的顶托力;将钢筋笼焊接在护筒上, 可以部分承受顶托力;在孔底焊接1～2道加强箍筋, 并以适当牵引筋焊接于笼底。实践证明:以上方法在灌注桩中防止钢筋笼上浮是行之有效的。
5 断桩
一般断桩形式有以下几种:
⑴桩体混凝土与基岩间被不凝固混凝土填充, 即短桩。原因为导管与孔底间距过大, 混凝土下落时被泥浆稀释, 并与孔底沉碴混合, 混合料中水泥比例过小, 水灰比增大。
⑵桩身中部由于导管漏水或拔露导管, 泥浆进入桩体混凝土中, 形成夹层或不凝固体。
⑶由于灌注中坍孔埋管, 强行拔管, 将导管拔断, 混凝土灌注中途停止。
⑷因客观因素, 灌注过程不连续, 表层混凝土已初凝, 钻碴及泥浆沉淀, 再次灌注时无法将其完全顶起, 造成桩间夹碴。
⑸没有采用水下混凝土灌注“回顶”法, 而是采用“抛灌”, 混凝土入孔后离析, 造成局部层面混凝土不密实, 存在疏松及大量空洞。
具体做法为:在钻孔和清孔时严格控制泥浆比重;灌注混凝土时控制首批混凝土的数量;灌注时要控制导管的埋深, 而且导管的密封性一定要好, 要保证灌注的连续性, 才能保证桩的完好。在灌注过程中若发生断桩后应按下列方法进行处理:
①断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一以下时, 一般采取冲击钻清除已灌注部分, 再实施原位恢复。②断桩截面位置处于设计桩全长的三分之二以上且距离孔口深度不大于10m时, 先进行钻孔壁加固, 而后进行钻孔桩的接长比较经济。③断桩截面位置处于设计桩全长的三分之一与三分之二之间的, 应对各种处理方法进行对比, 选择经济、可行的处理方法。
笔者认为:所有的桩基质量缺陷都是可以预防并能够做到的。灌注桩施工, 灌注水下混凝土是成桩的关键工序, 灌注过程中应分工明确, 密切配合, 统一指挥, 作到快速连续施工。同时要求作业人员熟悉钻孔桩施工工艺与方法, 结合以往同类工程的施工经验, 制定相应措施和预案, 防微杜渐。
如在灌注过程中或检桩中发现质量缺陷, 应分析原因, 会同相关单位, 采取合理措施, 及时设法补救, 不宜轻易废弃, 造成过多损失。虽经补救、补强的桩, 仍需进行认真检验检算认为合格后方可使用, 但检验检算的假定依据应与原条件完全一致, 必要时通过试验确定其质量标准是否符合要求。对质量极差、无补救必要的桩, 应坚决予以废弃, 会同设计等单位制定补桩或其他措施。
摘要：根据工程实际对钻孔桩基础施工中存在的常见质量缺陷的原因和机理进行了分析, 对桩基础施工中的注意事项进行了介绍, 可供同行交流, 并对同类工程的施工具有借鉴作用。
关键词：钻孔桩,缺陷分析,处理
参考文献
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