钻孔桩常见问题及处理

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1、钻孔灌注桩施工技术要点钻孔灌注桩在目前的桥梁施工中应用较为普遍，尤其是深水 大直径桩孔几乎都采用这一工艺。但由于施工上对钻孔灌注桩的 影响因素多，有内部因素多，有内部因素，也有外部因素，稍一 控制不好便容易产生质量事故，而基础工程具有隐蔽性，一个处 理不好，往往延误工期，造成重大经济损失。在这里，笔者根据 自身的施工经验，就钻孔灌注桩的施工技术发表一些意见，供大 家探讨。一、收集资料在开始施工前，根据设计提供的地质勘探资料及从水文、气 象等部门提供的桥位所在地的气候，水文资料进行详细研究。清 楚各桥墩所在位臵及地质水文情况，分清普遍性和特殊性，再制 定相应措施。在收集资料的过程中最好能见到地质

2、钻探土质岩芯 样品，如资料不准或者模棱两可，则需要进行再次勘探。其次， 在钻孔的同时也要收集、记录各地层资料，同时报告设计部门， 是否会引起承载能力的改变，是否需要改变桩长、桩径。 二、影响钻孔的因素泥浆性能、钻具形式、钻压、转速、循环方式、钻进方式是 制约钻进速度的关键因素。1、泥浆：泥浆在钻进过程中起到护壁、浮渣、絮凝的三个作用，在钻进时应配有专门的试验人员定时检测泥浆指标，严格 控制泥浆性能，优质泥浆按“三低一适当”的原则(低比重、低 失水率、低含砂率、适当的粘度)配制，其性能指挥见下表:优质PHP泥浆性能指标相对密度(g/cm3)粘度(s)含砂率(%)胶体率 (%)失水量(mL/30m

3、in)静切力(Pa)pH值泥皮(mm)1.051.1519222981001512.581032、合理选择钻孔机具钻机是钻孔的关键设备，直接影响钻孔速度与成桩质量，选 择钻机关键在于确定钻头钻孔破碎土(岩)层所需扭矩的大小， 此值可由公式计算出，先根据地层强度，决定钻头的比压 Wd， d 再由公式M=0.2WdD2K,计算出所需扭矩M,钻机规格便可选定。d在岩层中， 钻孔时扭矩可按美国休斯公司莫伦公式计算：M=2.961xl0-5xKxD25W 出。d选定钻机规格之后要确定配套设备，以气举反循环为例，当 钻杆直径小于20cm时，配1台9m3/分钟的空气压缩机应可满足 要求，如钻杆大于20cm，

4、般要有20m3/分钟的供气能力，合理 配臵空压机直接影响钻井速度，供气量不足会引起排渣困难，钻 头重复破碎钻渣，既不能充分发挥机械效率，还容易引起糊钻堵 管等现象。反之供气太大，由于钻头进水口尺寸大小的限制，加 上钻屑在钻杆内流动的阻力，管口外泥浆钻渣等进入钻杆的流速 必定受到限制，钻杆内的液体供应量不能满足气举排渣需要，钻杆内的水柱不够高，气体冒出，气压下降，降低了排渣能力，另 当井深达到一定深度，便要考虑是否需要使用风包钻杆，由于空 压机的最大工作压力是一定的，当气压水压时，则压缩气体便不 能到达钻头底部，更不能排渣，一般来说，大于 78kg/cm2 的空 压机当钻孔深度超过 50m 时，

5、应加接风包钻杆，将压缩空气由钻 头底部排出改为由上部的风包钻杆排出。在钻孔中，选择合适的钻头也很重要，钻头形式主要根据地 质确定。一般对覆盖层和软弱岩层可采用刮刀钻头，既加快进度 又不容易糊钻。钻硬质岩层则要选用滚刀（牙轮）钻头，钻头要 求保证加工精度，尽量使重心在钻杆中心位臵，以免钻进时摆动 太大而引起扩径或破坏孔壁。三、钻孔施工过程钻机轨道122剪刀撑.U.U . 门丨丨门U D - H U 贝雷架D80钢管桩双136工字钢1、搭设施工平台： 施工平台是钻孔的工 作场地。设计平台关键 控制两点，第一点是平 台的高度，平台既要保 证高于预计工期内的最高洪水位，又不得比最低水位高太多，如 低于

6、洪水位则无法施工，高于水位太多则一是增加材料用量，二 是由于水头相差过大将加大排渣的高度，无论采用气举式或泵吸 式反循环均增加了钻孔难度。第二点是平台的面积，平台面积既 要满足钻机，设备有足免空间摆布，又要少占用河道面积，以免 带来通航上的麻烦。2、埋设护筒：护筒的埋设应当定位准确并有一定深度，陆 地不少于1.5m,水中则应跟据地质情况确定。护筒一般采用振动 锤振打或人工挖孔埋设，如在水中需与平台相连接以抵抗水流冲 力。3、钻孔（1）孔内水头，保持合适的水头高度是钻孔过程中的关键 环节。钻进时适当加高孔内水头，使泥浆对孔壁产生静压力而达 到保持孔壁稳定。水头高度小，压力就小，水头越高则对孔壁压

7、 力越大，地质情况好，水头可稍小一些，反之则要求高一些。反 循环钻孔由于存在负压的作用（由于钻头底口的真空吸力而引起 孔底水压的减小），它的小头高度比正循环要求高一些，反循环 钻进时一般采用2m左右的水头高度,水头过高压力太大也不好， 如果压力超过土层承受能力，则会引起反穿孔（会导致水头下降， 情况严重时就会引起坍孔）。（2）钻进 钻机操作人员根据地质情况和钻机性能对进尺速度和转速进行控制，开孔时，应采取慢进尺低转速，保证孔口处孔壁光滑 垂直之后，便可加快转速和进尺速度。钻覆盖层可用中、高速档， 钻岩层须用低中档转速。开始钻孔时，钻头离水面较浅，钻杆内水柱高差小，不宜采 用气举反循环钻进法，一

8、般开始用正循环开孔，钻到8-10m后 再改为反循环钻进。在钻进过程中要时刻观察钻机仪表，保持合 适的钻压，钻压就是钻头刀、齿对岩土的压力。有时为加快钻进 速度，我们可采用加压的方法钻进，加压的方法有两个，一个是 增加配重铁，另一个是通过钻机的加压系统给钻杆施加压力以达 到增大钻压的目的。在钻进过程中要特别注意拧紧钻杆连接螺杆。钻机运转时， 螺栓长期受剪，容易产生疲劳破坏，尤其是钻杆与钻头相连部位 由于应力集中和惯性力的作用，最容易引起螺栓断裂，所以在钻 进过程中，每隔一定时间，要提钻进行检查，以免钻头掉落。（3）钻孔过程中的泥浆控制关于钻孔中泥浆的作用我们已经在前面讨论过了。泥浆在整 个钻孔过

9、程中具有举足轻重的作用，因此需要我们重点控制，在 施工现场必须配备专门的试验人员及试验仪器，定时测试泥浆。 调整泥浆性能时，泥粉、药品（Na2CO3、NaOH、PHP等）用量 一定要根据测试结果计算确定，并充分溶解后再缓慢加入，切忌 乱加导致孔内泥浆水土分层造成质量事故及浪费，加完药品后， 待泥浆完成一个循环后重新取样以了解泥浆指标的变化情况。采用泥浆护壁钻孔，控制孔底沉碴厚度也是一个难点，一般 在钻孔快到设计标高时，就开始调整泥浆指标，控制泥浆密度在1.051.10g/cm3间，粘度在20S左右，当钻到设计孔底标高后， 将钻头提高到孔底20cm左右，使钻机空转反循环清孔812h, 清孔完后向

10、孔底再注入 3 5m 深的新鲜泥浆，以减少泥浆中钻屑 沉淀。实践证明，终孔后清孔泥浆含砂率 1%,密度为1.05 1.10g/cm3,粘度为 19 21S,PH值为 8-10,失水量 10ml/30min, 孔底沉淀在 3 4 天内仅 3 5cm 厚，效果较好。4、浇注成桩 在清孔达到设计与规范要求后,应立即安放钢筋笼,为避免 钢筋笼在下放过程中碰坏孔壁而导致塌孔,吊放钢筋笼应保证垂 直和居中。浇注水下混凝土时,技术人员要准确掌握导管长度,导管需 连接紧密,并在下放前做压力试验,导管下口离桩底一般控制在 60 90cm 以内。导管上口至护筒内水面应保持一切工作定的高 度,以保证混凝土有足够压力抗挤出护筒内的泥浆,压水是浇筑 水下混凝土的关键,稍不注意就会导至断桩。压水可采用拔球法 或剪球法,一般来说,拔球法较为安全,剪球法则压水较果较好。 压水时应控制埋管高度在 1.5m 以上,要跟据压水所需要的混凝 土方数来确定储料盆的大小,在浇注混凝土过程中,导管埋深按 一倍桩径控制,这样做既保证了混凝土质量,同时也避免了因导 管埋深太小而引起混凝土顶升直径小于桩径,致使混凝土顶升时 由内向外翻的现象,从而避免了桩周夹泥,确保了成桩质量。