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【摘 要】本文对桥梁钻孔灌注桩施工过程中常见问题及相应的解决对策进行了分析,力求确保桩基的工程质量,进而确保工程质量和进度。
【关键词】桥梁;钻孔灌注;桩基;基础
钻孔灌注桩是一项质量要求高,施工工序多,并且需要在短时间内连续完成的地下隐蔽工程。由于其的隐蔽性,在施工过程中经常出现一些不可避免的问题,因此,在桥梁桩基的施工中,要特别注重对常规施工方法下,在桩基钻孔、桩基清孔及桩基混凝土灌注的施工过程等三个方面容易出现的问题及其相应的处理措施进行研究。
1.桩基在钻孔过程中容易出现的问题及处理措施
1.1坍孔
在钻进中若发现钻孔内的水位突然下降又回升,孔口冒细密的水泡,钻进尺很慢或不进尺,而且出渣量明显,钻机的负荷却明显的增加,并伴有异响现象发生时,既可能发生了井孔坍塌现象,应马上停机处理。坍孔的原因大多数是由于泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成的。发生坍孔后,应查明坍孔的位置再进行处理。坍孔位置较深且不是很严重时,采用粘土回填至坍孔位置以上2m~3m,并采取加大泥浆比重、改善泥浆性能、加高水头等措施,继续慢慢钻进;坍孔严重时,应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填,待孔内回填土稳定后重新开钻。
1.2斜孔
斜孔一般多发生在采用冲击钻成孔上。造成斜孔的原因通常是由于地质松软不均、岩面倾斜、钻架移位、钻架不平或钻头遇到探头石等原因造成的。钻孔时,要先将场地夯实平整,轨道枕木要均匀着地: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20mm;在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机;进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档;另外,安装导正装置也是防止孔斜的简单有效方法。钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土;如纠正无效,应于孔中局部回填粘土或片石至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
1.3扩孔
扩孔大多数是由于孔壁坍塌或钻杆摆动过大造成的。对于扩孔的处理,目前没有更好的处理措施,一般是采用失水率小的优质泥浆护壁,改善钻机的机械性能(减小钻摆动)来控制扩孔率。
1.4缩孔
缩孔通常是由于地层中含有膨胀士、软塑土、泥质页岩等不良地质造成的,钻头磨损过大亦能使孔径缩小。缩孔发生后,应立即查明原因,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;如出现缩孔,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
1.5卡钻
卡钻常发生冲击钻冲孔时,因先形成了梅花孔、十字孔、冲锤磨损未及时补焊、钻孔直径变小而新钻又过大、冲锤倾倒、遇到探头石或孔内掉入物件卡住等原因造成的。卡钻锤后不宜强提,可用小锤冲击或用边冲边吸的办法将卡锤周围的钻渣松动后再提出。
1.6掉钻
掉钻通常是因为钻杆磨损过甚、钻锤的钢丝绳磨损过甚或钢丝绳的卡口螺丝松动造成的。掉钻是在桩基钻孔过程中经常发生的故障之一,每台钻机都应配备足够的打捞工具。一旦掉钻,马上用打捞叉、打捞钩、绳套等工具打捞。应注意的是:首次掉钻头时,钻头在孔内一般是正立的,如果一次打捞不成功造成第二次或者多次掉钻,那么钻头掉在孔内就不一定是正立的,这会给打捞带来很大的困难。
1.7孔内漏浆
孔内漏浆一般是钻孔钻至透水层时由于泥浆的性能较差、或护筒周围透水、或钻孔遇到小溶洞时发生的。当遇护筒内水头不能保持时,一般采取护筒周围回填土夯实、增加护筒埋置深度、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和粘度、倒入粘土使钻头慢速转动等措施。当用冲击打钻冲孔时,可往孔内回填片石、卵石及适当投入一定数量的水泥,反复冲击,增加护壁。
2.桩基在清孔过程中容易出现的问题及处理措施
桩基在清孔过程中容易出现的问题有:塌孔、泥浆含砂率过大、沉渣过大等。清孔造成塌孔的原因是由于换浆过快、较快地降低泥浆相对密度造成的。清孔造成塌孔时,要根据塌孔的具体程度采取相应的处理方法:塌孔不严重时,可采用加大泥浆相对密度等改善泥浆性能的措施后继续清孔。塌孔严重时,该孔需要回填重新钻孔;泥浆含砂率过大及沉渣过大都是由于清孔时加水过快、过多、换浆时不及时捞渣或捞渣不干净、没有使用二级以上沉渣池等原因造成的。泥浆含砂率及沉渣过大时都应加大泥浆相对密度继续清孔,边清边捞渣,等泥浆的含砂率符合要求后再把泥浆的相对密度降低至符合标准。
3.桩基在灌注混凝土过程中容易出现的问题及处理措施
3.1导管进水
首批混凝土下落后导管进水,应将已灌注的混凝土用吸泥机全部吸出,再针对导管进水的原因改正操作工艺或增加首批混凝土储量重新灌注:在混凝土灌注的中期,导管进水是由于多提升导管且管口超出已灌混凝土表面时发生的。遇到这种情况时,可依次将导管拔出,用吸泥机或潜水泥浆泵将原灌注混凝土表面的沉淀物全部吸出,将装有底塞的导管重压插入原混凝土表面2m以下,然后在无水导管中继续灌注,将导管适当提升,继续灌注的混凝土可冲开导管底塞流出。
3.2导管堵管
初灌导管堵管大多数是由于隔水硬球栓或硬柱塞被卡住而造成的。发生初灌堵管时,可用长杆往管内冲捣,或用振动器振动、硬物敲打导管外侧,或提升导管迅速下落振冲,或用钻杆加配重冲击导管内混凝土。如果这些方法都无效,应将导管拔出,取出导管内物质,重新下导管灌注混凝土;中期导管堵塞大多数是由于灌注时间过长,表面混凝土已初凝或者是由于混凝土的砂石级配差造成混凝土离析或者是由于混凝土中有大块物体或者是由于混凝土在导管内停留时间过长而发生堵塞的。当发生中期导管堵塞时,处理的方法是将导管连同堵塞物一起拔出,疏通导管。若原灌注的混凝土表层尚未初凝,可用新导管插入原灌混凝土的表面2m以下深度,用潜水泥浆泵下入导管底将管内的泥浆抽干净,再用圆杆接长的小掏渣桶将管内表面混有泥浆的混凝土掏干净后继续灌注混凝土。
3.3灌注坍孔
大的坍孔特征与钻孔期间比较相似,可用测探仪或测锤探测,如探头达不到混凝土面高程时即可证实发生坍孔。发生灌注坍孔有以下几种原因:护筒脚漏水;地下水压超过孔内水压;孔内泥浆相对密度、粘度过低;孔口周围堆放重物或机械振动。发生灌注坍塌时,如坍塌数量不大,可采用吸泥机吸出混凝土表面坍塌的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。如坍孔仍在继续且有扩大之势,应将导管及钢筋骨架一起拔出,用粘土或掺入5%~8%的水泥将孔填满,待孔位周围地层稳定后再重新钻孔施工。
3.4钢筋笼上升
钢筋笼上升的主要原因是由于混凝土冲出导管底口后向上的顶托力使钢筋笼上浮。为防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮,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;混凝土接近钢筋笼底口时,控制导管埋深在15~20m;灌注混凝土过程中,府随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上;导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2~6m;在灌注过程中,应经常测探井孔内混凝土面的位置,及时调整导管埋深;当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,查明原因,处理后再灌注混凝土。
3.5埋管
埋管一般是由于导管埋置深度过大所造成的。为了避免造成埋管事故,在混凝土灌注过程中应严格控制埋管深度在2m~6m之间。
【参考文献】
[1]陈杏雨.桥梁钻孔灌注桩易坍塌地质地段施工及质量缺陷处理[J].中南公路工程,2000,(2).
[2]JTG/T F50—2011,公路桥涵施工技术规范[S].
[3]JTG F80/1—2004,公路工程质量检验评定标准[S].
【关键词】桥梁;钻孔灌注;桩基;基础
钻孔灌注桩是一项质量要求高,施工工序多,并且需要在短时间内连续完成的地下隐蔽工程。由于其的隐蔽性,在施工过程中经常出现一些不可避免的问题,因此,在桥梁桩基的施工中,要特别注重对常规施工方法下,在桩基钻孔、桩基清孔及桩基混凝土灌注的施工过程等三个方面容易出现的问题及其相应的处理措施进行研究。
1.桩基在钻孔过程中容易出现的问题及处理措施
1.1坍孔
在钻进中若发现钻孔内的水位突然下降又回升,孔口冒细密的水泡,钻进尺很慢或不进尺,而且出渣量明显,钻机的负荷却明显的增加,并伴有异响现象发生时,既可能发生了井孔坍塌现象,应马上停机处理。坍孔的原因大多数是由于泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成的。发生坍孔后,应查明坍孔的位置再进行处理。坍孔位置较深且不是很严重时,采用粘土回填至坍孔位置以上2m~3m,并采取加大泥浆比重、改善泥浆性能、加高水头等措施,继续慢慢钻进;坍孔严重时,应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填,待孔内回填土稳定后重新开钻。
1.2斜孔
斜孔一般多发生在采用冲击钻成孔上。造成斜孔的原因通常是由于地质松软不均、岩面倾斜、钻架移位、钻架不平或钻头遇到探头石等原因造成的。钻孔时,要先将场地夯实平整,轨道枕木要均匀着地: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20mm;在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机;进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档;另外,安装导正装置也是防止孔斜的简单有效方法。钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土;如纠正无效,应于孔中局部回填粘土或片石至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
1.3扩孔
扩孔大多数是由于孔壁坍塌或钻杆摆动过大造成的。对于扩孔的处理,目前没有更好的处理措施,一般是采用失水率小的优质泥浆护壁,改善钻机的机械性能(减小钻摆动)来控制扩孔率。
1.4缩孔
缩孔通常是由于地层中含有膨胀士、软塑土、泥质页岩等不良地质造成的,钻头磨损过大亦能使孔径缩小。缩孔发生后,应立即查明原因,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;如出现缩孔,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
1.5卡钻
卡钻常发生冲击钻冲孔时,因先形成了梅花孔、十字孔、冲锤磨损未及时补焊、钻孔直径变小而新钻又过大、冲锤倾倒、遇到探头石或孔内掉入物件卡住等原因造成的。卡钻锤后不宜强提,可用小锤冲击或用边冲边吸的办法将卡锤周围的钻渣松动后再提出。
1.6掉钻
掉钻通常是因为钻杆磨损过甚、钻锤的钢丝绳磨损过甚或钢丝绳的卡口螺丝松动造成的。掉钻是在桩基钻孔过程中经常发生的故障之一,每台钻机都应配备足够的打捞工具。一旦掉钻,马上用打捞叉、打捞钩、绳套等工具打捞。应注意的是:首次掉钻头时,钻头在孔内一般是正立的,如果一次打捞不成功造成第二次或者多次掉钻,那么钻头掉在孔内就不一定是正立的,这会给打捞带来很大的困难。
1.7孔内漏浆
孔内漏浆一般是钻孔钻至透水层时由于泥浆的性能较差、或护筒周围透水、或钻孔遇到小溶洞时发生的。当遇护筒内水头不能保持时,一般采取护筒周围回填土夯实、增加护筒埋置深度、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和粘度、倒入粘土使钻头慢速转动等措施。当用冲击打钻冲孔时,可往孔内回填片石、卵石及适当投入一定数量的水泥,反复冲击,增加护壁。
2.桩基在清孔过程中容易出现的问题及处理措施
桩基在清孔过程中容易出现的问题有:塌孔、泥浆含砂率过大、沉渣过大等。清孔造成塌孔的原因是由于换浆过快、较快地降低泥浆相对密度造成的。清孔造成塌孔时,要根据塌孔的具体程度采取相应的处理方法:塌孔不严重时,可采用加大泥浆相对密度等改善泥浆性能的措施后继续清孔。塌孔严重时,该孔需要回填重新钻孔;泥浆含砂率过大及沉渣过大都是由于清孔时加水过快、过多、换浆时不及时捞渣或捞渣不干净、没有使用二级以上沉渣池等原因造成的。泥浆含砂率及沉渣过大时都应加大泥浆相对密度继续清孔,边清边捞渣,等泥浆的含砂率符合要求后再把泥浆的相对密度降低至符合标准。
3.桩基在灌注混凝土过程中容易出现的问题及处理措施
3.1导管进水
首批混凝土下落后导管进水,应将已灌注的混凝土用吸泥机全部吸出,再针对导管进水的原因改正操作工艺或增加首批混凝土储量重新灌注:在混凝土灌注的中期,导管进水是由于多提升导管且管口超出已灌混凝土表面时发生的。遇到这种情况时,可依次将导管拔出,用吸泥机或潜水泥浆泵将原灌注混凝土表面的沉淀物全部吸出,将装有底塞的导管重压插入原混凝土表面2m以下,然后在无水导管中继续灌注,将导管适当提升,继续灌注的混凝土可冲开导管底塞流出。
3.2导管堵管
初灌导管堵管大多数是由于隔水硬球栓或硬柱塞被卡住而造成的。发生初灌堵管时,可用长杆往管内冲捣,或用振动器振动、硬物敲打导管外侧,或提升导管迅速下落振冲,或用钻杆加配重冲击导管内混凝土。如果这些方法都无效,应将导管拔出,取出导管内物质,重新下导管灌注混凝土;中期导管堵塞大多数是由于灌注时间过长,表面混凝土已初凝或者是由于混凝土的砂石级配差造成混凝土离析或者是由于混凝土中有大块物体或者是由于混凝土在导管内停留时间过长而发生堵塞的。当发生中期导管堵塞时,处理的方法是将导管连同堵塞物一起拔出,疏通导管。若原灌注的混凝土表层尚未初凝,可用新导管插入原灌混凝土的表面2m以下深度,用潜水泥浆泵下入导管底将管内的泥浆抽干净,再用圆杆接长的小掏渣桶将管内表面混有泥浆的混凝土掏干净后继续灌注混凝土。
3.3灌注坍孔
大的坍孔特征与钻孔期间比较相似,可用测探仪或测锤探测,如探头达不到混凝土面高程时即可证实发生坍孔。发生灌注坍孔有以下几种原因:护筒脚漏水;地下水压超过孔内水压;孔内泥浆相对密度、粘度过低;孔口周围堆放重物或机械振动。发生灌注坍塌时,如坍塌数量不大,可采用吸泥机吸出混凝土表面坍塌的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。如坍孔仍在继续且有扩大之势,应将导管及钢筋骨架一起拔出,用粘土或掺入5%~8%的水泥将孔填满,待孔位周围地层稳定后再重新钻孔施工。
3.4钢筋笼上升
钢筋笼上升的主要原因是由于混凝土冲出导管底口后向上的顶托力使钢筋笼上浮。为防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮,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;混凝土接近钢筋笼底口时,控制导管埋深在15~20m;灌注混凝土过程中,府随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使其底口高于骨架底部2m以上;导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2~6m;在灌注过程中,应经常测探井孔内混凝土面的位置,及时调整导管埋深;当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,查明原因,处理后再灌注混凝土。
3.5埋管
埋管一般是由于导管埋置深度过大所造成的。为了避免造成埋管事故,在混凝土灌注过程中应严格控制埋管深度在2m~6m之间。
【参考文献】
[1]陈杏雨.桥梁钻孔灌注桩易坍塌地质地段施工及质量缺陷处理[J].中南公路工程,2000,(2).
[2]JTG/T F50—2011,公路桥涵施工技术规范[S].
[3]JTG F80/1—2004,公路工程质量检验评定标准[S].