《大直径钻孔灌注桩施工中的常见问题及防治措施》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大直径钻孔灌注桩施工中的常见问题及防治措施（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大直径钻孔灌注桩施工中的常见问题及防治措施近年来，随着经济建设的高速发展，超高层建筑日益增多，超高层建筑均选 用超长大直径钻孔灌注桩作为桩基础的应用越来越普遍。本文结合工程实际，对 大直径钻孔灌注桩施工过程中存在的问题及必要的防治措施作简单探讨。标签：大直径钻孔灌注桩；常见问题；防治措施引言随着经济建设的高速发展，城市建设也在不断的扩展和提高。地基处理和打 桩工艺以及施工控制也越来越成熟。近年来超高层建筑不断涌现，这些超高层建 筑均选用超长大直径钻孔灌注桩作为桩基础。由于大直径钻孔灌注桩对各种地质 条件的适应性、施工工艺的成熟性以及温州地区的特殊地质情况，大直径钻孔灌 注桩在高层、超高层建筑桩
2、基础中被广泛应用。大直径钻孔灌注桩具有单桩承载 力高，抗震性能良好、施工无噪音、无振动、钻孔时对土无挤密作用等特点。但 由于桩径较大，施工难度大，施工中容易出现问题。大直径钻孔灌注桩的施工大 部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工 中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至给投资 者造成巨大经济损失和不良社会影响。必须防治在钻孔过程中及水下混凝土灌注 过程中经常出现的施工质量问题，保质、保量地完成桩基施工任务。1 大直径钻孔灌注桩施工中的常见问题及防治措施某超五星级酒店以及商场等于一体的综合性大型超高层建筑桩基工程，办公 及酒楼地上53层（
3、250m）,地下二层（局部三层）；住宅塔楼地上50层（150m）, 地下二层（局部三层）。超高层建筑采用圆筒一剪力墙结构，本工程采用大直径 钻孔灌注桩，设计桩径为0 1OOQ桩长60-98m。施工难点在于：桩孔深、地层 构造复杂，成孔难度大，对清孔、浇桩要求高，中风化岩层埋深不规则、判别困 难。1.1 成孔本工程地质特殊性主要有：桩深范围内的土层结构复杂；孤石或中风化 残留体。在以上地层中钻进，易产生孔斜、缩径等事故，且钻进困难。以致使后 续工作，如放钢筋笼、下导管等不可预测的机会增多。所以在本工程施工中成孔 是各工序的关键。针对以上情况，在钻进成孔过程中，分别采取以下不同的技术 措施：1.1
4、.1 粘土层、全风化基岩层中钻进采用三翼刮刀钻头钻进，利用钻机的三档转速充分搅碎泥土，造好泥浆。适 当提紧钢丝绳，减少钻进压力，避免进尺过快而造成孔斜。1）用三翼刮刀钻头钻进，制作优质泥浆（比重为 1.25-1.30），以供备用；（2）选用合适钻进参数：总的原则是轻压快转大泵量，钻压15kN，转速25r/min，泥浆泵量 80m3/h：（ 3）钻具在孔内上下提动时，要轻提轻放，避免刮撞孔壁泥皮而坍孔。1.1.2 钻进中遇到孤石（1）利用 ZZ-300 型冲击钻机冲击成孔，特别是对于残留体埋置较浅时，效 果明显。（ 2）利用 GPS-20 型及以上钻机配牙轮钻头钻进，钻进参数选择钻压 40kN，
5、 转速30r/min，泥浆泵量108m3/h。（3）在主塔楼地层复杂的区域，成孔深度达到60m左右时便换滚刀（或刮 刀）钻头。该钻头是双支点结构、使用寿命长、不易掉轮、更换方便，适用于抗 压强度 60MPa 左右的各类岩石。（4）成孔时控制好泥浆比重，根据残留体层位石渣较多的特点，把比重控 制在1.30。在成孔过程中必要时，可在泥浆中掺加钠羧甲基纤维素（Na-CMC）, 以改善泥浆性能，起到防止缩径、孔壁坍塌、漏浆等事故，提高成孔效率和成孔 质量。（5）在残留体（孤石）实际施工中，进尺难度非常大，易发生掉钻事故， 由于钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过多；钻进中选用的转速不当使钻 杆扭转或
6、弯曲折断；地质坚硬，进尺太快，超负荷引起钻具断裂；卡钻（埋钻） 时强扭、操作不当使钢丝绳或钻杆（钻头）疲劳断裂；钻具之间连接螺拴松动， 被剪断，引起掉钻。制定合理的掉钻打捞预案，配备新型的“掉钻打捞爪”以防不 时之需。1.2 偏孔1.2.1 事故原因场地不坚实，不水平，地表循环不科学，钻机安装不水平（或在施工时出现 外斜）、天车与孔口中心不在一直线上，钻机运转中振动过大，主杆没有导正， 摆动过大，钻具刚性小，加之钻进中转速过快，钻压大且不均匀，以致造成孔径 不规则，换层、或遇到大坚硬障碍物。孔斜后易造成钢筋笼下不去，甚至导管也 下不去，严重影响后续工序的施工，并对桩受力特性也会产生较大的影响，
7、所以 在施工中必须加以防范。1.2.2 预防处理方法1）应选择导向性能好的钻头成孔；（2）开孔时必须保证主动钻杆垂直度，钻机必须平稳、牢固；（3）在钻进过程中要求经常检查钻机转盘水平，若不平要及时调整；（4）加钻杆时要注意钻杆是否有弯曲，弯曲钻杆坚决不能用；（5）当钻进至软硬互层时应注意控制钻进速度，采用轻压慢转钻进；（6）可使用自制带导正圈的钻具；（7）一旦出现偏孔现象，应该利用翼片较多的扫孔钻头慢转，从偏斜处上 方反复多次扫孔，或者直接使用筒状钻头加以修正，向孔内回填粘土，捣实后重 新缓慢钻进。1.3 清孔大直径钻孔灌注桩施工中能否控制好孔底沉渣厚度，是影响桩端承载力的一 个重要因素，由于
8、设计要求钻孔灌注孔底沉渣厚度必须小于50mm。清孔采取二 次清孔技术方案，第一次采用正循环法，第二次采用气举反循环法。选用的技术 参数：空压机风量6-llm3/min,风压0.7-1.0MPa,气液混合室内径为18-25cm, 沉没比 0.55-0.65。二次清孔的主要目的是清除孔底沉渣，同时把泥浆适当调稀。 对沉渣的检测手段：测绳下端的测锤重3.5kg，锤底直径约13-15cm，测绳应经 常校核,以保证准确。二次清孔结束后,把测绳从导管内放到孔底,测量出的孔 深跟终孔时的孔深比较计算沉渣厚度，达到要求，同时二清后孔内泥浆比重也符 合设计要求后（即二清验收合格后）应在 30min 内开始浇注混
9、凝土。 1.3.1 事故 原因孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣 浮起；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；清孔后，待 灌时间过长，致使泥浆沉积。1.3.2 预防处理方法成孔后，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 30mi n。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。 钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋 笼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，则应利用导管进行二次清孔，直至 孔口返浆比重
10、及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底 的距离宜为3040mm，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。1.4 堵管1.4.1 事故原因根据以往施工经验结合工程实际情况，造成堵管原因可能会有如下几种：（1）导管原因：导管内壁不干净，造成混凝土在下降过程中局部受阻，或 由于导管接头处于不完全密封，造成管内进水而使混凝土局部离析，或者导管因 变形导致垂直度无法保证。（2）初灌量原因：初灌量过大或者过小，过大则可能造成导管底节爆开， 过小则造成导管脱离混凝土面，使泥浆反压管内。（3）泥浆原
11、因：泥浆比重大，增加导管底部反压力，使管内混凝土无法正 常压出。（4）混凝土质量原因：混凝土制作时搅拌时间不够，造成混凝土和易性降 低，严重导致混凝土在管内离析，或在运输中振动离析。（5）粗骨料原因：由于卵石级配不符合施工要求或夹杂粒径较大的杂物。（6）埋管原因：埋管过深造成混凝土面混凝土初凝，埋管过浅在浇注过程 中，可能导致脱管，使泥浆与砂浆混合物反压入管内。（7）操作原因：导管没有位于钻孔中央，以致在操作过程中，不慎将导管 底部插入孔壁。（8）其它原因：如孔口杂物不小心掉入导管内，或有水流入导管内，或大 斗出口处被堵住。1.4.2 预防处理方法使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好
12、的隔水性能，保证顺利 排出，本工程全部使用工业球胆隔水栓效果非常好。在混凝土灌注时，应加强对 混凝土的和易性和坍落度的掌握。水下混凝土必须具备良好的和易性，坍落度宜 为1822cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的 1/4，且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。 应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为 0.6-1.0MPa，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的 导管，避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保 机械运转正常，避免机械事故的发生。视堵管情况，适当提升导管，在孔
13、口板上 上下振动，让混凝土在其自重作用下压出导管，或使用高频振动器安置在导管顶 部，开启振动器可以使管内混凝土因振动液化原理而压出导管。以上办法无法解 决，证明被堵严重，应立即提离混凝土面，采用球内胆止水，重新下导管及安装 大斗浇入混凝土。在两混凝土面交接处反复捣插，使其混合均匀，重新浇入混凝 土强度等级应提高一级。该办法应该在孔内混凝土初凝前使用，并做好浇注记录。1.5 浮笼或掉笼1.5.1 事故原因（1）浮笼原因：钢筋笼放置初始位置过高，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拖顶上升；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
14、混凝土自导管流出 后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮；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，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋 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顶升，同时也带动钢筋笼上升。泥浆比重过大或泥浆 中含砂率过大亦会导致浮笼，由于导管接头法兰外突，故在提管过程也会造成浮 笼，此时应顺时针旋转导管，让钢筋笼自动脱离法兰。（2）掉笼原因：孔口吊筋固定不牢固；在浇捣混凝土过程中，由于下 插导管时碰到笼壁时钢筋笼下掉；由于地坪标高或吊筋长度计算错误而造成掉 笼。1.5.2预防处理万法（1）在下放钢
15、筋笼时，应注意搬运与起吊，切勿因吊运不当而造成钢筋笼 变形。接笼时，上一节钢筋笼一定要吊直，确保整个钢筋笼的垂直度。在下放过 程中，若遇阻，应调查原因，不得强行墩砸钢筋笼，以免笼底插入孔壁变形。一 般可采用正反旋转钢筋笼，适当上下轻轻串动使其慢慢入孔内，若实在下不去， 宜提出钢筋笼，对受阻段进行扫孔，待二次钻进扫孔后再重新下钢筋笼。另外在 下笼的过程中（尤其是最后几节钢筋）随着入孔节数的增多，笼体自重不断增加， 笼口上端的加强箍横拴时受力很大，宜增设双箍，并加强点焊质量以防不测。（2）固定钢筋笼：根据设计图纸及标高，认真计算好吊筋长度与钢筋笼长 度，使用两个0 16圆钢作为吊筋，牢固地固定在安
16、置物上，在浇注混凝土时，应 经常检查吊筋是否松动或断裂。（3）当灌完的混凝土开始凝结时即割断吊筋挂环，使钢筋笼不影响混凝土 收缩，以免钢筋混凝土粘结力受到损失。（ 4）雨天施工、焊接要采取防雨措施，若雨量较大，应停止焊接工作。（5）选用足够负荷的吊筋，使吊筋在混凝土浇灌时的冲击力作用下，不发 生断裂；吊筋与主筋的焊接接头必须符合规范要求；采用二根与吊筋长度相等、 直径50mm的钢管套在吊筋外进行加固；导管提升或下放应平稳、垂直，避免撞 击或挂住钢筋笼；吊筋在制作之前必须由专人复核计算。（6）钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速 度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混 凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝 土浇注的标高及导管
