鉆孔灌注樁常見故障預防及處理方法探討

1、鉆孔灌注樁常見故障預防及處理方法探討         10-07-05 09:42:00     作者：周曉陵    編輯：studa20摘要:根據(jù)故障處理和預防的一般原則,本文主要介紹對鉆孔灌注樁在鉆孔、下鋼筋籠和灌注過程中可能出現(xiàn)的問題進行預防和處理的措施。由于作者理論水平和實踐經(jīng)驗有限,不可避免地會存在缺點和錯誤,熱誠希望廣大讀者和工程技術人員批評指正,期望對此鉆孔灌注樁常見故障預防及處理方法探討能對以后鉆孔灌注樁的施工建設提供有

2、益的參考。 關鍵詞:鉆孔灌注樁;故障;預防及處理;探討 一、本文研究內(nèi)容 某標段橋梁均采用鉆孔灌注樁基礎,主橋鉆孔灌注樁采用樁徑2.0m、2.5m樁長65-87m的樁基,施工難度較大,由于是隱蔽工程,質(zhì)量檢查比較困難,其施工過程無法察覺,成樁后也不能進行開挖驗收。施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都將直接影響到整個工程的質(zhì)量和進度,造成巨大損失和不良影響。因此,在施工時必須保證技術措施的落實,加強施工質(zhì)量的管理,抓好施工過程中每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量,將隱患消除在成樁之前;在施工前應認真的熟悉設計圖紙及有關施工驗收規(guī)范,核查地質(zhì)和有關灌注樁方面的資料,對灌注樁在施工過程中可能發(fā)生的特定的問題進行分析后制定出相

3、應的預防和處理措施,同時詳細做好每根樁的施工記錄,以便有效的對樁基施工質(zhì)量加以控制。 二、故障處理的一般原則 處理前應具備的條件:處理前應具備以下條件:一是事故性質(zhì)和范圍清楚;二是目的明確,有預定處理措施;三是參加處理事故的技術人員意見基本一致,并明確處理方案。 事故處理應滿足的基本條件:首先,要求事故處理方案安全可行,經(jīng)濟合理,施工期短;其次,對未施工部分應提出預防和改進措施,防止事故的再次發(fā)生。 防止留下事故隱患。 考慮事故處理對工程的影響:應考慮事故處理對已完工程質(zhì)量和后續(xù)工程施工方式的影響。 根據(jù)實際情況選用最佳處理方案。 三、鉆孔中常見事故預防措施及處理方法 在任何情況下,嚴禁施工人

4、員進入沒有護筒或無其他防護措施的鉆孔中處理故障。為必須下入護筒或其他防護設施的鉆孔時,應在檢查孔內(nèi)無有害氣體,并備齊防毒、防溺、防坍埋等安全措施后方可進行。 坍孔。其表征是孔內(nèi)水位突然下降又回升,空口冒細密水泡,出渣量顯著增加而不見進尺,鉆機負荷顯著增加等。坍孔多由泥漿性能不符合要求、孔內(nèi)水頭未能保證、機具碰撞孔壁等原因造成。應查明坍孔位置后進行處理,坍孔不嚴重時,可回填土到坍孔位置上,并采取改善泥漿性能、加高水頭、深埋護筒等措施繼續(xù)鉆進;坍孔嚴重時,應立即將鉆孔全部用砂類土或礫石土回填,無上述土類時可采用摻入5%8%的水泥的粘土,等待土層穩(wěn)定后方可采取改善措施重鉆。 坍孔部位不深時,可采取深

5、埋護筒法,將護筒填土夯實,重新鉆孔。當坍孔較嚴重,或是對周圍樁基(如群樁)有影響,或施工工期緊張時,可采取以下措施,用拌有水泥的黃土對鉆孔進行回填,在鋼護桶外側(cè)打旋噴樁,待地層穩(wěn)定后再重新開鉆。(工程實例:在鋼護桶外側(cè)打56根旋噴樁,鋼護桶半徑1400mm,第一圈25根間距439mm距圓心1750mm,第二圈31根間距445mm距圓心2200mm,旋噴樁參數(shù):水灰比1:1-1:0.8,提升速度10-20cm/min,流量60-100l/min,漿壓20MPa,水泥參入量400Kg/m,樁徑600mm。穩(wěn)定4個月后重新開鉆。) 鉆孔偏斜、彎曲。常由地質(zhì)松軟不均、巖面傾斜、鉆架位移、安裝未平或遇探

6、頭石等原因造成。一般可在偏斜處吊住鉆錐反復掃孔,使鉆孔正直。偏斜嚴重時,應回填粘質(zhì)土到偏斜處頂面,待沉積密實后重新鉆孔。 擴孔與縮孔。擴孔多系孔壁小坍塌或鉆錐擺動過大造成,應針對原因采取預防措施。鉆錐縮孔常因地層中含遇水膨脹的軟塑土或泥質(zhì)頁巖造成;鉆錐磨損過甚,亦能使孔徑稍小。前者應采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護壁,后者應及時焊補鉆錐?？s孔已發(fā)生時,可用鉆錐上下反復掃孔,擴大孔徑。 鉆孔漏漿。遇護筒內(nèi)水頭不能保持,宜采取護筒周圍回填土夯筑密實、增加護筒沉埋深度、適當減小護筒內(nèi)水頭高度、增加泥漿相對密度和粘度、倒入粘土使鉆錐慢速轉(zhuǎn)動、增加孔壁粘質(zhì)土層厚度等措施,用沖擊法鉆孔時,可填入片石、卵石,反復沖

7、擊,增加護壁。發(fā)現(xiàn)溶洞裂隙,泥漿大量漏失,應及時提鉆堵漏。 堵漏方法:增加泥漿粘度,減少比重和失水量,一般性溶洞和裂隙可以堵住。采用投粘土球方法向孔內(nèi)投入粘土球后再用牙輪鉆頭、沖擊鉆頭進行搗、壓實,擠密一段后再行鉆進。溶洞、裂隙比較大,采用水泥加早強劑堵漏,水泥終凝后開始掃孔鉆進。一般溶洞、裂隙當水泥堵不住時可采用摻加水玻璃或其它膨脹劑堵漏。遇見很大溶洞,可采用灌樁法,用導管灌注C20混凝土加早強劑后,在初凝后重新掃孔鉆進。 梅花孔(或十字孔)。常由沖擊鉆錐的自動轉(zhuǎn)向裝置失靈、泥漿相對密度和粘度太大、沖程太小等原因造成。應針對上述原因采取改善措施。已發(fā)生的梅花孔,應采用片石或卵石土摻粘質(zhì)土混合

8、回填孔內(nèi),重新沖擊鉆孔。 糊鉆、埋鉆。多系正循環(huán)(含潛水鉆機)回轉(zhuǎn)鉆進時,遇軟塑粘質(zhì)土層,泥漿相對密度和粘度過大,進尺快、鉆渣量大,鉆桿內(nèi)徑過小,除漿口堵塞而造成。應改善泥漿性能,對鉆桿內(nèi)徑、鉆渣進出口和排渣設備的尺寸進行檢查計算并控制進尺。若已嚴重糊鉆,應停鉆提出鉆錐清除鉆渣。沖擊鉆錐糊錐時,應減小沖程,降低泥漿相對密度和粘度,并在粘土層回填部分砂類土和礫類土。遇到坍方或其他原因造成埋鉆時,應使用空氣吸泥機吸走埋錐泥沙提出鉆錐。 卡鉆。常發(fā)生在沖擊鉆孔時,多因先形成梅花孔或鉆錐磨損未及時焊補使鉆孔直徑變小,而新鉆錐又過大,沖錐傾倒遇到探頭石或孔內(nèi)掉入物件卡住?？ㄣ@后不宜強提,可用小錐沖擊或用

9、沖、吸的方法將鉆錐周圍的鉆渣松動后再提出。施鉆過程中如發(fā)現(xiàn)鉆頭卡住提不上時嚴禁猛拉,應仔細分析查明原因,若系孔壁坍落石塊或探頭石卡住鉆頭上刃部,則搖動大繩晃動鉆頭使石塊掉下,必要時可用小鉆頭沖擊所卡位置后再起吊;若為下卡鉆頭時,亦可用小鉆頭沖擊使鉆頭松動;若沉泥埋住鉆頭時,可放入高壓風管,吹開埋住鉆頭的泥土后緩緩提鉆。 掉落鉆物。宜迅速用打撈叉、鉤、繩套、大的吸鐵石等工具打撈。若落體已被泥沙埋住時,應先清泥沙使打撈工具能接觸落體后按前述各條打撈。 護筒下陷和偏移。護筒下陷可采取接長護筒措施解決或采取措施將護筒在井口固定住。護筒偏移可先再打入一個更大直徑更大深度的護筒,然后將偏移護筒取出,同時將

10、護筒周圍土層夯實,保持鉆孔周邊土層受力平衡,防止在鉆進過程中護筒再次發(fā)生偏移。 四、鋼筋籠加工制作和就位中常見問題及處理方法 目前施工設計中鋼筋籠多采用套筒連接,如果在加工細節(jié)上不注意(上下節(jié)鋼筋籠的鋼筋定位不準),很可能出現(xiàn)上下節(jié)鋼筋籠有的鋼筋對準了而有的鋼筋錯開或有間隙,這樣就嚴重影響了連接質(zhì)量(需要進行豎向綁焊,而豎向焊接鋼筋的質(zhì)量不如套筒機械連接的質(zhì)量有保證),同時由于臨時綁焊處理需要時間,就延長了下鋼筋籠的時間,使樁基質(zhì)量產(chǎn)生一定隱患(成孔可能由于下鋼筋籠時間過長,泥漿長時間沒有循環(huán),泥漿護壁功能減弱而坍孔或縮孔)。 處理措施:可采用長線法制作鋼筋籠,這樣在制作鋼筋籠時就進行預拼,減

11、少了制作誤差,同時要加強鋼筋籠的內(nèi)部支撐,防止在起運和吊裝過程中發(fā)生變形而導致上下節(jié)鋼筋籠不能按要求連接。 鋼筋籠卡孔。出現(xiàn)此種情況是由于縮孔或是鉆孔偏了。避免發(fā)生的最好措施就是下鋼筋籠前認認真真檢孔,如發(fā)現(xiàn)成孔質(zhì)量不滿足要求,立即掃孔(縮孔)或是填碎石黃泥后重新開鉆(孔偏)。     10-07-05 09:42:00     作者：周曉陵    編輯：studa20處理措施:輕輕擾動鋼筋籠,用千斤頂輔助吊車或浮吊提出鋼筋籠。工程實例:由于鋼筋籠卡的比較死,采取措施后仍不能

12、把鋼筋籠提出,出于保護成孔防止硬取鋼筋籠造成坍孔,經(jīng)設計計算,在卡住的大鋼筋籠里下了一個小鋼筋籠。 五、灌注中常見故障處理方法 初灌導管進水。首批混凝土拌和物下落后,導管進水,應將已灌注的拌和物用吸泥機(可用導管作吸泥機)全部吸出,再針對進水的原因改進操作工藝或增加首批拌和物儲量后重新灌注。 中期導管進水。多在提升導管且底口超出已灌混凝土拌和物表面時(下轉(zhuǎn)34頁)(上接33頁)發(fā)生。發(fā)生時,可依次將導管撥出,用吸泥機或潛水泵將原灌混凝土拌和物表面的沉渣全部吸出,將裝有底塞的導管壓重插入原混凝土拌和物表面下2.5m深處,然后在無水導管中繼續(xù)灌注,將導管提升0.5m,繼續(xù)灌注的拌和物沖開導管底塞流

13、出。 初灌導管堵塞。多因隔水硬球栓或硬柱塞不符合要求被卡住而產(chǎn)生?？刹捎瞄L桿沖搗,或用附著于導管外側(cè)的振動器振動導管,或提升導管迅速下落振沖,或用鉆桿上加配重沖擊導管內(nèi)混凝土。若上述方法無效,應提出導管取出障礙物,重新改用其他隔水設施灌注。 中期導管堵塞。多因灌注時間過長,表面混凝土拌和物已初凝產(chǎn)生,或因某種故障使拌合物在導管內(nèi)停留過久而發(fā)生堵塞。處理方法是將導管連同堵塞物一起拔出,若原灌混凝土表層尚未初凝,可用新導管插入原拌和物內(nèi)2m深,用潛水泥漿泵下入導管孔底將底部水泵出,再用圓桿接長的小掏渣桶下入管底,升降多次將殘余渣土掏出干凈,然后在新導管內(nèi)繼續(xù)灌注,但灌注結(jié)束后,應視為斷樁予以補強。

14、 灌注坍孔。表征與鉆孔期間近似,可用測深儀或測錘探測,如探頭達不到混凝土面高程時即可證實發(fā)生坍孔。產(chǎn)生原因可能是以下幾種:護筒底腳漏水;潮汐區(qū)未保持所需水頭;地下水壓超過原承壓力;孔內(nèi)泥漿相對密度、粘度過低;孔內(nèi)周圍堆放重物或機械振動。如坍塌數(shù)量不大,采取措施后可用吸泥機吸出混凝土表面坍塌的泥土,如不繼續(xù)坍孔,可恢復正常灌注。如坍孔仍不停止且有擴大之勢,應將導管和鋼筋骨架拔出,將孔內(nèi)用粘土摻入5%8%的水泥填滿,待日后孔位周圍地層穩(wěn)定時再鉆孔施工。 鋼筋骨架上升。除去一般被勾掛上升原因外,主要是由于混凝土拌和物沖出導管底口后向上的頂托力造成的,防止方法是將鋼筋骨架頂端焊固在護筒上,或?qū)摻罟羌?/p>

15、中4根主筋延長至樁孔底;當設計許可時,骨架下端2m范圍內(nèi)的箍勁間距布置應大一些。 埋管。灌注過程中導管提升不動,或灌注完畢導管拔不出,統(tǒng)稱埋管。常因?qū)Ч苈裰眠^深所致。若已成埋管,宜插入一直徑稍小的護筒至已灌混凝土中,用吸泥機吸出混凝土表面上的泥渣,派潛水工下至混凝土表面在水下將導管齊混凝土面切斷,拔出安全護筒,重新下導管灌注,灌注完成后,上下斷層予以補強。若樁徑過小,潛水工無法下去工作,可在吸出混凝土表面泥渣后,采用輸送管直徑100mm150mm且水下連接一段鋼管的混凝土泵泵送剩余樁身。 灌短樁頭。灌樁結(jié)束后,樁頭高程低于設計高程,屬樁頭灌短事故。多由灌注過程中,孔壁斷續(xù)發(fā)生小坍方,施工人員未

16、發(fā)覺,測探錘達不到混凝土表面造成。事故發(fā)生后,可依照處理埋管的辦法,插入一直徑稍小護筒,深入到原灌混凝土內(nèi),用吸泥機吸出坍方土和沉淀土,拔出小護筒,重新下導管灌注,灌注完成后,上下斷層間予以補強。 夾層斷樁。多為以上各種事故的次生結(jié)果。有些是在灌注完成后,鉆取樁身混凝土巖心或無破損檢測法檢驗時發(fā)現(xiàn)混凝土中夾泥砂層,稱為夾層斷樁事故。多因首批混凝土隔離層已近初凝,流動性降低,在導管埋深較小時,續(xù)灌混凝土拌和物頂破隔離層上升,將原灌混凝土表面的沉淀土覆蓋在混凝土拌和物下面造成。在灌注中不易發(fā)覺,多系在樁身質(zhì)量檢驗時才發(fā)現(xiàn)。 處理措施:可以在樁基上先打若干鉆孔確定須處理范圍,再用水泥漿置換泥漿。一根原本被聲測評定為斷樁的樁基經(jīng)過處理后,再次聲測被評定為二類樁。 5.10混凝土嚴重離析。多由導管漏水引起水浸或地下水滲流等造成。灌注的混凝土拌和物符合規(guī)范外,灌注前應嚴格檢驗導管的水密性,灌注中應注意防止導管內(nèi)發(fā)生高壓氣囊,在承壓地下水地區(qū)應測驗地下水的壓力高度和滲流速度,當其速度超過12m/min時,應注意在此地區(qū)進行鉆孔灌