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鑽孔灌注樁施工常見問題分析與防治

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摘要:在目前的建築工程施工中,鑽孔灌注樁是基礎結構的主要形式,在承德地區主要採用端承樁,樁基礎的施工大多在水下進行,作爲一項重要的隱蔽工程,其成孔環節很多,若某一個施工工序處理不當,就可能造成質量事故,影響工程進度及質量,本文就衝擊鑽機成孔施工中的各施工環節質量控制進行論述。

鑽孔灌注樁施工常見問題分析與防治

關鍵詞:灌注樁施工;防治;問題分析

常見問題的分析及防治

1、鑽孔過程中塌孔

塌孔的表徵是孔內水位突然下降,孔口冒細密的'水泡。出渣量顯著增加而不見進尺,鑽機負荷顯著增加。

1.1塌孔的原因

(1)泥漿比重不夠或其他泥漿指標不符合要求,使孔壁未形成堅實泥皮,護壁效果不好。

(2)由於掏渣後未及時補充水或泥漿,或河水上漲,或孔內出現承壓水,或鑽孔透過砂礫等強透水層,孔內水流失等而造成孔內水頭高度不夠。

(3)護筒埋置太淺,下端孔口漏水坍塌或孔口附近地面收受水浸溼泡軟,或鑽機裝置在護筒上,由於振動使孔口坍塌,擴展成較大塌孔。

(4)在鬆軟砂層鑽進,進尺太快。

(5)清孔後泥漿比重、粘度等指標降低,清孔時間過久或清孔後停頓時間過久。

1.2塌孔的預防和處理

(1)在鬆散粉砂土或流砂中鑽進時,應選用較大比重、粘度、膠體率的泥漿,或投入粘土摻片石、卵石,低錘衝擊,使粘土膏、片、卵石擠入孔壁起護壁作用。

(2)汛期水位變化過大時,應採取應採取升高護筒,增加水頭等措施保證水頭相對穩定。

(3)如發生孔內坍塌時,判明塌孔位置,回填砂和粘土(或砂礫和黃土)混合物到塌孔處以上1―2米,如塌孔嚴重時應全部回填,待回填物沉積密實後再行鑽進。

(4)嚴格控制衝程高度。

(5)清孔時應及時補水,保證鑽孔內必要的水位高度,供水管最好不要直接插入鑽孔中,應透過水槽或水池使水減速後流入鑽孔中,以免沖刷孔壁。

2、鑽孔偏斜

2.1 偏斜原因

(1)鑽孔中遇有較大的孤石或探頭石。

(2)在有傾斜度的軟硬地層交界處、巖面傾斜處鑽進,或者粒徑大小懸殊的砂卵石中鑽進,鑽頭受力不均。

(3)擴孔較大處,鑽頭擺動偏向一方。

(4)鑽機底座未安置水平或產生不均勻沉陷。

2.2 預防與處理

(1)安裝鑽機時要使底座水平,起重滑輪緣、鑽頭中心、護筒中心三者應在一條直線上,並經常檢查校正。

(2)在偏斜處吊住鑽頭上下反覆掃孔,使鑽孔正直。偏斜嚴重時應回填砂礫石和黃土至偏斜處,待沉積密實後再繼續鑽進。偏斜嚴重的也可在開始偏斜處設定少量炸藥(少於1公斤)爆破,然後用砂礫石回填至該位置以上1米左右,重新衝鑽。

3、擴孔與縮孔

擴孔是孔壁坍塌造成的結果,各種鑽孔方法均可能發生,若只孔內局部發生坍塌而擴孔,鑽孔仍能達到設計深度則不必處理,只是混凝土灌注量大大增加,若因擴孔後繼續坍塌影響鑽進,應按塌孔事故處理。

縮孔原因有兩種:一種是鑽頭補焊不及時,嚴重磨耗的鑽頭鑽出較設計樁徑較小的孔,另一種是由於地層中有軟縮土,遇水膨脹後使孔徑縮小。可採用上下反覆掃孔的方法以擴大孔徑。

4、縮徑

4.1產生原因

(1)清孔不徹底,泥漿中含泥塊較多,再加上終灌後拔管過快,引起樁頂周邊夾泥,導致保護層厚度不足。

(2)孔中水頭下降,對孔壁的靜水壓力減小,導致局部孔壁土層失穩坍落,造成混凝土樁身夾泥或縮頸。孔壁坍落部分留下的窟窿,成樁後形成瓶頸。

4.2防治措施

預防縮徑的關鍵是控制泥漿比重,確保泥漿能保持孔壁平衡。

(1)使用直徑合適的鑽頭成孔,根據地層變化調整不同的泥漿比重。

(2)成孔施工時應重視清孔,在清孔時要做到清渣而不清泥,預防清孔在灌混凝土的過程中局部坍塌,導致縮徑的產生。

5、斷樁

5.1產生的原因

(1)混凝土拌和物發生離析使樁身中斷。

(2)灌注中,發生堵塞導管又未能處理好;或灌注中發生導管卡掛鋼筋籠,埋導管,嚴重坍孔,而處理不好時,都會造成樁身嚴重夾泥,至使混凝土樁身中斷的質量事故。

(3)灌注時間過長,首批混凝土已初凝,而後灌注的混凝土衝破頂層與泥漿相混;或導管水密性不好,未及時處理,均會在兩層混凝土中產生夾泥現象。

5.2 防治措施

(1)導管要有足夠的抗拉強度,能承受其自重和盛滿混凝土的重量;內徑應一致,且內壁須光滑無阻,組裝後應有足夠的垂直度;控制底管長度,一般不小於4m。

(2)導管在澆灌前要進行試拼,並做好水密性試驗。

(3)嚴格控制導管埋深與拔管速度,導管不宜埋入混凝土過深,也不可過淺。及時測量混凝土面高度,防止導管拔空。

(4)混凝土拌和物和易性應良好,坍落度確保符合要求。

6、“爛樁頭”

6.1 產生的原因

(1)清孔不徹底,樁頂浮漿過濃過厚,影響水下混凝土灌注時測量樁頂位置的精度。

(2)導管起拔速度過快,尤其是樁頭直徑過大時,如未經插搗,直接起拔導管,樁頭很容易出現混凝土中間高、四周低的“爛樁頭”。

(3)澆築速度過快,導致孔壁局部坍塌,影響測量結果。

6.2 防治措施

(1)認真做好清孔工作,確保清孔完成後孔口沒有泥塊返出;當混凝土灌到設計樁頂與地面距離<4m時,通常可使用竹竿等物來試插混凝土面。

(2)灌注中,當孔口有較濃的泥漿或塊流出時,可在孔內插一自來水管,用水稀釋泥漿或衝散泥塊,減小孔口壓力,使混凝土好上翻,同時也便於量測混凝土面,防止短澆樁頭。

7、灌注混凝土時坍孔

灌注水下混凝土過程中,發現護筒內泥漿水位忽然上升溢出護筒,隨即驟降並冒出氣泡,即爲坍孔徵兆。如用測錘探測混凝土面與原深度相差很多時,可確定爲坍孔。