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1、钻孔桩施工质量通病的防治钻孔桩施工质量通病的防治潘静潘静 三公司安梁三公司安梁铺铺架架项项目部目部 四川达州四川达州 635026【摘摘 要要】结结合大峡河特大合大峡河特大桥钻桥钻孔孔桩桩施工中遇到的一些施工中遇到的一些质质量通病及量通病及现场处现场处理措施，介理措施，介绍绍了一些事故了一些事故 的解决的解决办办法，法，为为今后今后类类似工程施工整理了一点借似工程施工整理了一点借鉴经验鉴经验 【关键词关键词】钻钻孔孔桩桩 质质量通病量通病 防治防治1 1 工程概况：工程概况：改建襄渝线大峡河特大桥全长 2301.92m。其中圆形薄壁空心高墩 31 个；设计钻孔桩基础 58 个, 1.25m 的
2、桩共 232 根、4816.5m 成桩，单根桩长最长 31m。2 2 工程地质情况工程地质情况 桩身主要穿越地质为: 粉质粘土、砂类土、辉绿岩、片岩、压碎岩、断层角砾岩等。本桥跨越 F1 断 层及次一断层构造，断层带内岩体破碎、强度低，工程地质条件较差。 3 3 钻孔桩质量通病及处理措施钻孔桩质量通病及处理措施 在大峡河特大桥钻孔桩施工过程中，因人为和地质因素等原因影响，再次出现了诸多质量通病。下 面就是本桥冲击钻孔施工中遇到的一些问题及应对措施： 3.13.1 钻孔过程中出现的相关问题的处理钻孔过程中出现的相关问题的处理 3.1.1 孔位偏斜。多因护筒埋置中心与桩位中心的偏差；钻孔桩机安装支
3、撑不牢；钻孔桩位地质下 沉；钻进过程中地质软硬不均或遇突出孤石等原因引起。应对措施： （1）在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于 50mm，并认真 检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。桩位中心应报检合格后开钻。 （2）开钻前应夯实平整孔位周边地基，钻孔桩机两支撑基础应加设支撑垫板。 （3）认真核对地质资料，特别是在地质情况发生变化地段应用探孔器检查成孔的垂直度。若因地质 构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，而后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土、 纯碱、锯末等组成的混合物）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
4、偏差 小于 20cm 的，静置 12h 后可以继续钻孔。孔中心偏差大于 20cm 的，应根据情况静置 2h 甚至更长的时 间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻， 以慢速钻孔。 3.1.2 缩孔。是在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是 IL1.0 处于流塑性状态的土层中出现的特有 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 直径；或是因为钻头磨损严重造成。针对前一种原因，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
5、法。 另就是要随时检查钻头直径，磨损较大的应及时补焊。3.1.3 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 的行程等原因引起“卡钻”现象。针对发生“卡钻”的原因采取相应的方法处理：（1）由于“探头石”引起的卡钻现象，可以适当往下放钻头，而后，强力快速往上提，使“探头石” 受力瞬间冲击缩回，从而顺利提起钻头。（2）因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻，优先采用水下爆破的方法进行处理。在整体岩层中此方法 容易奏效，砂土地层中不宜采取此方法处理。（3）由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象，应采取插入高压水 管置换泥浆的方法进行处理。3.1
6、.4 护筒脱落。是由于护筒背后回填质量不好受地面水流的浸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。由于地面流水引起的可先排除流水，在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏，而后，重新安装护筒（作好护筒背后填筑）恢复钻孔 施工。3.1.5 掉钻。是由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌或打空锤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实施打捞。另施工过程中注意观察钢丝绳的工作 状态，落锤后若钢丝强颤动厉害则可能是钢丝绳收放量小了，在打空锤，此时应合理放松绳索。防止空 打造成绳索断裂。3.1.6 钻孔壁出现局部
7、坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时，应先加大孔内泥浆的浓度，采取 “气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继 续坍塌可能时，先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护、帷幕法等方法加固钻孔壁，而后打捞钻头。3.23.2 水下混凝土灌注中出现问题的对策水下混凝土灌注中出现问题的对策3.2.1 沉碴厚度超标。其原因有第一次清孔泥浆比重过小；下笼时刮坏孔壁使泥土坍落孔底；二次 清孔不彻底。控制措施：（1）施工中（清孔前）泥浆的控制指标：黏度测定，一般地层：1720s；松散易坍地层：1928s 含 砂率不大于 4；胶体率不小于 95；PH 值应大于 6.5。在
8、钻孔灌注桩施工和清孔过程中必须严格控制， 不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性粘土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺 及穿越土层进行配合比设计。每立方泥浆中粘土量可用下式计算：q=vp1=（p2p3）/（p1p3） p1式中：V-每立方米泥浆所需粘土体积，m3p1粘土密度，t/ m3 p2要求的泥浆密度，t/ m3，p2= vp1+（1-v）p3p3水的密度，t/ m3 ，p3=1（2）注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这 将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提 出后重新垂直吊放；
9、如果是成孔偏斜而造成的，则按前述方法纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢 筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。（3）钢筋笼下放到位后进行二次清孔。清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无 23mm 颗粒，泥浆比重不大于 1.1，含砂率小于 2%，黏度 1720s。3.2.2 钢筋笼吊放变形。笼身在加强箍圈内设置同型号钢筋的十字支撑，同时保证钢筋笼保护层合 格，焊接时注意规范中“同一截面规定”的要求。箍筋应与主筋点焊，按规定设置加强筋。3.2.3 封底失败。是由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔 后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。
10、封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的 混凝土进行清理。（1）首批灌注砼数量应能满足导管初次埋置深度（1.0 米）和填充导管底部的需要,钻孔桩所需首 批砼数量可按下式计算：V(d2)/4h1+(D2)/4HCHC=h2+h3 式中：V-首批砼所需数量，m3HC-首批砼在孔内的高度，mh2-导管初次埋设深度，m，h21.0mh1-井孔内砼面高度达到 HC时，导管内砼柱的高度，m，而h1=WHW/C 其中：HW-是井孔内砼面以上水或泥浆的深度，mW-井孔内水或泥浆的重度，KN/m3C-砼的容重，KN/m3D-井孔直径，md-导管内径，m由于孔径的不均匀，该式计算出的首批混凝土数量后，需根据
11、现场孔内情况适当增大混凝土量。（2）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混凝土清理干 净。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，重新 置换泥浆后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理单位检查合格后进行水下混 凝土灌注。（3）导管口距孔底要保持 400mm 左右的距离，旋转时要精确测量,反复校核。当球塞被压出导管并灌 下一定数量的混凝土后，应将导管缓慢下降 100300mm ,使灌注初期导管被混凝土埋入的深度尽可能加 大,以保证封底成功和底层混凝土质量。3.2.4 卡管因混凝土和易性差、混凝土中含有大
12、块骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不 足或是导管密封不好、导管内挤入高压空气等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象统称 为“卡管” 。（1）由于混凝土自重不足造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果在保 证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注较大混凝土数量而后快速提 升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。砼拌和物要有良好的和易性，在运输和灌注过程中， 无离析，泌水，其坍落度为 1820cm；当灌注至桩顶标高 810m 时，应及时调小至 1216cm，以提高 桩身上部砼强度。（2）导管使用前应进行水密试验，合格后方准使用。进
13、行水密实验的水压不应小于孔内水深 1.3 倍 的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受砼时最大压力的 1.3 倍,可按下式计算:P=ChC-WHW 式中：p导管可能受到的最大内压力,KpaC砼拌各物的容重,取 24KN/m3hC导管内砼柱最大高度,m,以导管全长或预计的最大高度计W井孔内水或泥浆的重度, KN/m3HW井孔内水或泥浆的深度,m另当导管内混凝土不满含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，以免在管内形成高压气囊，挤坏管节 密封圈，导致漏水、漏浆。（3）采取“二次抛球法”进行处理。具体操作方法：当砼灌注量超过 20m3时。立即更换导管，重新 下放导管至距已浇砼面 2040cm（设已浇砼面深度
14、为 H1）再次抛球，认真计算出砼充满整个导管及没过 导管的砼量，当砼达到管底时（设此时砼面深度为 H2）马上利用重物将导管压入到起始砼浇注深度 （H1）并连续浇注，将砼浇注到要求的标高加上（H2 -H1）的高度。3.2.5 断桩由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断（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混凝土与导管的混凝土隔断，无法继续灌注的现象通称为断桩。在灌注过程中 认定发生断桩事故后，应立即停止继续灌注，提拔导管和钢筋笼，尽量将损失降低到最小。并采取以下 办法处理：（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。（
15、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。墩（台）桩布置有条件变更，桩布置改变造成的损失较小的，应积极与设计 单位联系争取变更设计；桩布置无法改变但可以增加桩的，最好由设计单位提供增加桩方案，实施增加 基桩；不具备以上两类情况的一般应及时采取冲击钻处理后原位恢复。3.2.6 钢筋笼上浮由于钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中提升导管等原因带来的钻孔桩钢筋笼移位 现象统称钢筋笼上浮。防浮笼措施：在钢筋笼下
16、部外侧沿笼体竖向每隔 2 米设一层倒钩，共设 3 层，每 层 4 个，呈 90布置，相邻层错开布置，倒钩用 8 钢筋制成长 10cm，与主筋夹角为 30。万一发生钢 筋笼上浮，应立即暂停灌注，采取以下措施进行处理。（1）对于钢筋笼上浮在 1 倍直径以下的可以在采取有效防止上浮的措施后继续灌注。悬吊钢筋焊缝 脱落的，应及时补焊；悬吊钢筋弯曲的情况应增加钢管支撑。（2）钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，比照断桩进行处理。4 41 1 灌注成桩后发现的质量缺陷的处理灌注成桩后发现的质量缺陷的处理4.1.1 桩全长小于设计要求这种缺陷可分为两类：处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求、桩 头质量不合格；钻孔底部沉积的虚碴在清孔时未清理干净导致桩全长小于设计、嵌入基岩深度小于设计。 后一种情况本桥未出现。（1）桩顶高程小于设计要求的原因是混凝土灌注终孔时控制失误。基坑开挖后进行钻孔桩的接长。 在护筒防护下开挖接长部分的桩孔。开挖
