混凝土钻孔灌注桩施工质量控制本科毕业论文.doc

摘摘 要要 钻孔灌注桩目前在桥梁建设和城市建设中的使用已相当普及，施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，因属隐蔽工程，成桩后质量检查比较困难，也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。本文介绍钻孔灌注桩施工质量控制中，钻孔、清孔、成孔过程的控制方法，常出现故障的排除措施以及水下灌混凝土的灌注方法和质量检测方法。关键词关键词：钻孔灌注桩 钻孔 清孔 灌注水下混凝土；2 Abstract Bored now in bridge construction and urban development in the use has been quite popular in the water for construction Taibu Fen,its Shigongguocheng not observed,Yin Zhu hidden works,pile after the quality inspection more difficult,could not proceed Excavation of acceptance.Construction of a part of any problem,all will have a direct impact to the whole projects quality and progress,even gave investors would be great for Jing Ji She Hui losses and adverse effects.Therefore,the required construction team based on technical measures in the construction,we should implement,and enhance construction quality management,close attention to grasp every aspect of the construction process quality,and strive to eliminate hidden dangers before the pile.Therefore,before the construction design drawings and familiar with the serious construction,acceptance,verification,and the pile of geological information,on the piles in the construction process may occur after analyzing some of the issues worked out construction quality standards,inspection implementation program and record of each pile in order to effectively control construction quality of the pile.This article describes the quality control of bored pile construction,drilling,hole cleaning,hole process control methods,often fail to rule out the concrete measures and irrigation water quality testing methods and methods of perfusion.Key words Bored,bored,clean hole,pouring underwater concrete;3 目目 录录 1 引言 2 钻孔灌注桩的施工工艺 3 钻孔灌注桩施工注意事项 4 钻孔灌注桩施工方法 4.1 泥浆护壁施工法 4.1.1 施工机具选择 4.1.2 护筒制作和埋设 4.1.3 钻机就位、对中 4.1.4 泥浆的调制和使用 4.1.5 钻孔工艺过程 4.1.5.1 冲击钻钻孔工艺 4.1.5.2 回转钻钻孔工艺 4.1.6 清孔 4.1.7 钢筋笼制作安放控制 4.1.7.1 钢筋笼的制作 4.1.7.2 钢筋笼的吊装与焊接 4.1.7.3 钢筋骨架钢筋外观检查及检测 4.1.8 混凝土灌注施工 4.1.8.1 水下混凝土就地灌注 4.2 全套管施工法 5 钻孔灌注桩质量控制 5.1 钻孔灌注桩常见的质量问题及防治措施 5.1.1 断桩 5.1.2 钻孔取芯近一步检查验证 5.1.3 孔底清淤 5.1.4 压浆处理 5.1.5 二次取芯验证 5.1.6 塌孔、溶洞或裂隙 5.1.7 钻孔偏斜 4 5.1.8 钻杆折断 5.1.9 小结 5.2 水下混凝土灌注施工质量问题及防治措施 5.2.1 导管进水 5.2.2 卡管 5.2.3 坍孔 5.2.4 埋管 5.2.5 扩孔和缩孔 5.2.6 钢筋笼上升 5.2.7 浇短桩头 6 结论 5 浅谈混凝土钻孔灌注桩施工质量控制浅谈混凝土钻孔灌注桩施工质量控制 1 1 引言引言 随着交通的快速发展，不良的地质现象总对基础建设造成严重的影响，钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用，它具有好的抗震性、承载能力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。目前公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位，但灌注桩地下施工不可预计因素多，工程质量较难控制，桩基施工既有机械操作，又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，工序种类繁多，影响因素多，水下混凝土施工要求严格，稍有不慎，就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等，可能造成质量事故，因此，施工中必须严格监管质量。灌注水下混凝土是成桩的关键工序,作业中应分工明确,密切配合,统一指挥,做到快速、连续施工,灌注成高质量的水下混凝土,防止发生质量事故。如出现事故时,应分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救,经过补救、补强后桩必须经认真的检验合格后方可使用。对于质量极差、确实无法利用的,应与设计单位研究解决。2 2 钻孔灌注桩的施工钻孔灌注桩的施工工艺工艺 施工场地平整桩位放样埋设护筒钻机就位、对中钻机（制备泥浆）成孔检查初清孔吊装钢筋笼安装导管二次清孔灌注水下混凝土拔出护筒 3 3 钻孔钻孔灌注桩施工注意事项灌注桩施工注意事项 （1）施工前应全面复核各桩基坐标，各控制点的高程，经确认无误后方可进行施工，桩基应严格按桩位平面图放样。（2）嵌岩桩施工要求：要求清孔干净，桩底沉淀土厚度不大于 5cm，钻孔桩孔位偏差不大于 10cm，倾斜度不大于 2.5。（3）钻孔桩施工的同时做好地质层面记录，如发现地质情况与原钻孔资料相差较大时，应及时与设计单位联系，协调处理。（4）灌注桩基混凝土，尤其是水下混凝土时，应保证导管埋入混凝土有足够的深度，避免发生断桩事故，并防止孔壁坍塌事故的发生。（5）钢筋笼可分段加工，吊放时接长，钢筋笼主筋的接长可采用机械连接或焊接，街头位置要满足规范要求钢筋笼下放时应采用有效的定位措施，以便钢筋笼准确就位。钢筋笼就位后应固定牢靠，防止钢筋笼上浮。6（6）桩基钢护筒不得割除，要求护筒焊缝质量达到级标准。（7）另外在冲孔过程中由于操作不当即放空钻，容易导致油丝绳绷断，钻头坠落孔底。若不能及时用打捞勾打捞起钻头，时间长后万一塌孔泥土将掩埋钻头给打捞工作带来困难。（8）在冲击过程中由于钻机在运动，并且在钻头冲击孔底时会造成钻机位移，导致钻头中心与桩中心偏位时，应及时通知测量班进行桩位复测工作，使其在规范要求内进行规范的施工。4 4 钻孔灌注桩施工方法钻孔灌注桩施工方法 钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。4 4.1.1 泥浆护壁施工法泥浆护壁施工法 4 4.1 1.1.1 施工机具选择施工机具选择 施工机具的好坏对能否保证施工质量和功效的高低起着至关重要的作用。选择好合适的施工机具是实现质量控制的首要前提泥浆循环回转钻进成孔灌注桩的施工机具，主要包括：成孔的钻机、泥浆循环设备、钻杆、钻头与保径圈，成桩的导管、料斗、球塞、混凝土拌制与输送设备。对于不同的地质前提，不同的桩径，其选择使用的成孔机具如钻机、钻杆、钻头有很大差别，选择钻机首先要看功率和扭矩够不够，因为桩径越大，钻进时切削阻力越大，要求功率和扭矩也越大钻杆选择则不宜采用过细的钻杆，过细的钻杆其杆内通道小，泥浆循环量受限制，钻进速度慢，沉渣多，成桩质量难以保证，同时钻杆细则刚度小，受压时容易发生弯曲，造成斜孔形状不规则钻头直径必须保证桩的设计直径，一般比设计桩径小 56cm，钻头形状应对称，锥尖角度不应小于 120 度，因为不对称的钻头易产生斜孔锥尖过尖会在孔底产生一个锥形，在其中埋藏大量泥块沉渣，影响桩的承载力。成桩后用设备主要根据桩体的混凝土方量来思量安排导管的基本要求是满足混凝土灌注量、接头密闭不漏水不漏气导管的长度应保证使得导管下口离孔底的间隔保持在0.5m 左右为此在施工中必须配有一些小导管，如 0.5m、1.0m、1.5m 等不同长度导管的选用除需思量混凝土的方量，还应导管接头的外径比钢筋笼直径应小 100mm 以上，以免导管钩带钢筋笼导管孔口的料斗与吊运混凝土的料斗的容量之和应保证首批灌注混凝土的数量满足导管首次埋置深度(1.0 米)和填充导管底部的需要首批灌注混凝土的 7 数量不足会使得先灌入孔内的混凝土大量稠浊泥浆，影响桩的质量。可见施工机具的控制是泥浆循环回转钻进成孔灌注桩施工质量控制的重要环节，只有切实把好这一关，才能真正好施工质量。4.14.1.2.2 护筒制作和埋设护筒制作和埋设 一般分二种:一种直接打入,它采用的是循环钻孔法(钻机施工方式)。另一种是挖坑埋放法（见图一）。主要是地质与桩长决定的。主要施工工艺：适当挖土 1 至 2 米后埋设。图一：护筒挖坑埋放法 钢护筒采用 510mm 厚钢板加工制成，其内径大于钻头直径 200mm，每个钢护筒顶部开设 1 个溢浆口，并高出地面 0.30.5m，护筒采用比设计桩径大 20-30CM 的钢护筒，护筒为钢护筒，壁厚 10mm，护筒定位时，先以桩位中心为圆心，根据护筒半径在土上定出护筒位置，钢护筒中心应与桩中心重合，偏差不得大于 50mm。护筒就位后，施加压力将护筒埋入约 50cm。如下压困难，可先将孔位处的土体挖出一部分，然后安放护筒埋入地下。在埋入过程中应检查护筒是否垂直，若发现偏斜，应及时纠正。护筒有固定桩位、引导钻头(锥)方向、隔离地面水免其流入井孔、保护孔口不坍塌并保证孔内水位(泥浆)高出地下水或施工水位一定高度等作用。陆上桩基护筒埋设深度控制在 2m4m 左右，当挖埋时，护筒与坑壁之间用粘土填实以防漏浆。水库中桩基在便道填筑后施工，桩基护筒入土深度控制在 3m 以上。4.14.1.3 3 钻机就钻机就位、位、对中对中 钻机的安装就位包含两层意思，一是所钻桩位在大地平面的位置控制，二是所钻桩 8 孔本身的立体位置控制。（见图二）图二：钻机就位 钻孔灌注桩施工前应对施工场地整平压实，就地地为深水区或淤泥层较厚时，应搭设事情平台应建立附合于布局物整体测量控制中的子控制网(包括平面控制与高程控制)，且所有测量必须有多余观测对拟施工桩位进行放样，并在另一测站进行复核有前提时，应用钢尺对前后左右的桩位进行相互校核在灌注桩施工中桩位的控制必须高度重视，确保无误，一旦发生桩位错误将难以弥补。护筒埋置好后，钻机即可就位对中，对中时保证钻锤中心和桩位中心在一竖直线上，对中偏差不大于 5cm。4.14.1.4.4 泥浆的调制和使用泥浆的调制和使用 实践证明泥浆是钻孔灌注桩施工质量好坏的重要环节，必须从严控制泥浆一般采用水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当比例配置而成在施工中应注重检测泥浆的各项指标，尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标泥浆的比重过大既影响钻进速度，也使孔壁泥皮增厚；泥浆的比重过小则护壁性能差，容易坍孔。9 泥浆的品位能否调节好，除与现场办理人员的经验与水平外，关键在于能否及时清理泥浆池沟中的沉淀物如果不相配备专职劳动力、排浆设备出现故障或废浆运输能力不足(有时候是为减低成本而存心削减废浆排放量)，那么泥浆品位调节将无从谈起，有时候甚至因泥浆池淤满而将沉淀物倒灌回孔内，则施工质量必定受到较大影响。选用优质黏土制作，泥浆池采用钢式箱体或砖砌浆池，砖砌浆池内部用水泥砂浆抹面，泥浆池要保证有足够容量。为避免泥浆对周围环境的污染，在钻孔过程中，对沉淀池中沉碴及灌注混凝土时溢出的废弃泥浆，随时用汽车运至指定地点堆弃。普通泥浆是黏土和水拌和物,在钻孔中，泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔外渗流，保护孔避免于坍塌。泥浆选用水化快、造浆能力强的优质黏土制作，造浆用的优质黏土塑性指标应大于 15，小于 0.05mm 的黏粒含量应大于 50%。（见图三）图三：泥浆制备与使用 制备的泥浆指标应达到：比重：黏土、岩层为1.1 1.20；黏度：黏土、岩层为 1824 秒；PH 值：大于 6.5；含砂率：小于 4%；胶体率：大于 95%；钻机就位、对中、钻进 4.14.1.5.5 钻孔钻孔工艺工艺过程过程 4.1.5.14.1.5.1 冲击钻钻孔工艺冲击钻钻孔工艺 开钻前应注意的事项 10 开钻前，在护筒内多加一些粘土。地表土层松疏时，还要混和加入一定数量的小片石，然后注入泥浆和清水，借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒角。为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固，必须等邻孔砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔。冲击钻孔时宜用小冲程，当孔底在护筒脚下 3-4m 后，可根据实际情况适当加大冲程。在钻孔桩上部淤泥段，考虑采用冲抓钻：一方面可防止坍孔，另一方面可以适当加快施工进度。（见图四）图四：冲击钻孔 钻机安装处事先整平夯实，以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔的质量。钻机必须固定牢固，严禁在钻孔过程中钻机移位。钻孔时，随时察看钢丝绳的回弹情况，耳听钻锥的冲击声，以判别孔底情况，掌握勤松动，少量松绳的原则；孔内水泥浆水平面须高出护筒脚至少 0.5m 以上，以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁，但比护筒顶面低 0.3m，防止泥浆溢出；冲击过程中勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况，预防安全质量事故的发生。抽碴时应注意的几个问题 A 及时向孔内补浆或补水，如向孔内投放粘土自行造浆，在抽碴后随着冲击投放粘土，不宜一次倒进很多，防止粘结。B 抽碴筒放到孔底后，要在孔底上、下提放几次，使用权其多进些钻碴，然后提出。C 钻头刃口在钻井中不断磨损，直径磨耗不得超过 1.5cm，每班开钻前检查钻头直径、及时补焊，不宜中途修补，以免卡钻。准备备用钻头，轮换使用和修补。11 4.1.5.24.1.5.2 回转钻钻孔工艺回转钻钻孔工艺 初钻 先启动泥浆泵和转盘，使之空转一段时间，待泥浆输进一定数量后，方可开始钻进。接、卸钻杆的动作要迅速、安全，争取在尽快时间内完成，以免停钻时间过长，增加孔底沉淀。钻进时操作要点 a.在埋好护筒和备足护壁泥浆黏土后开始钻进时，将钻机就位，立好钻架，开孔的孔位必须准确，对准桩孔中心，钻机底座方木垫稳，以防钻机成孔时发生位移，保证成孔垂直度。进尺应适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下 1m 后，可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时，可提起钻锥，向孔中倒入粘土，再放下钻锥倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙，稳住泥浆继续钻进。b.钻机就位后钻头或钻杆中心与护筒顶面中心的偏差不得大于 2cm。开钻时先在护筒内灌入泥浆，泥浆相对密度等指标根据土层情况而定，如孔内有水，可直接投入黏土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。在粘土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻。易选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。c.在砂土或软土层钻进时，易坍空孔。易选用平底钻锥，控制进尺，轻压，低档慢速，大泵量，稠泥浆钻进。开孔时采用小冲程，使初成孔坚实、竖直、圆顺，能起到导向作用，并防止孔口崩塌。当钻进深度超过钻头和冲程总高度之后，方可开始正常冲击。同时还应根据地层岩性情况确定采用大、中、小冲程。采用反循环钻孔时应采用减压钻迸，即钻机的主吊钩要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻机不超过钻具重力之和(扣除浮力)的 80。为防止冲击振动使邻孔孔壁崩塌或影响邻孔已灌混凝土的凝固，需待邻孔混凝土灌注完毕，并达到 2.5MPa(25kg/cm2)抗压强度后方可开钻，以免振动影响混凝土质量。d.在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。宜采用低档慢速，优质泥浆，大泵量，两级钻进的方法钻进。e.钻进过程中，每进尺 23m，应检查钻孔直径和竖直度，检查工具可用圆钢筋笼（外径 D 等于设计桩径，高度 35m）吊入孔内，使钢筋笼中心与钻孔中心重合，如上下各处均无挂阻，则说明钻孔直径和竖直度符合要求。12 f 在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和黏度。处理孔内事故停钻，必须将钻头提出孔外。g 终孔时，需对桩孔的孔深、孔径、倾侧度进行检测，符合要求才能终孔，不然需接续。4.14.1.6.6 清孔清孔 清孔就是清除桩孔内钻渣及沉淀物，使孔内泥浆各项指标满足规范要求。即：沉淀层厚度满足设计要求，泥浆相对密度应为 1.031.10 之间，粘度为 17Pa.s2OPa.s，含砂率小于 2.若清孔未达到要求就急于灌注混凝土，就会造成较大的质量隐患。孔底泥浆沉淀层过厚，桩底完全支承于沉淀层上，降低了桩的承载能力，易造成桥梁整体下沉；如果孔内泥浆比重过大，在灌注混凝土过程中，桩顶泥浆沉淀速度加快，桩顶沉淀层加厚给后期灌注混凝土的测深工作带来困难，容易因测深不准而导致导管拨漏形成断桩。（1）清孔的目的是抽、换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力。其次，清孔还为灌注水下混凝土创造良好条件，使探测正确，灌注顺利。终孔检查后，应迅速清孔，不得停闲过久。清孔后应在最短时问内灌注混凝土。（2）清孔的方法是用反循环回转钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，利用钻机的反循环系统的泥石泵持续吸渣 515min 左右，使孔底钻渣清除干净。清孔注意事项：在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。（3）清孔验收标准：测定沉渣厚度时测锤应选2.5kg 重、测绳用 0.5mm 钢丝。清孔后应保证沉渣厚度5cm、泥浆比重 1.151.20、粘度 1822 秒、含砂率4。在达到设计标高、换浆合格后，应尽快进行钻杆拆卸、钢筋笼和导管的下放、二次清孔等工作，力求在最短的时间内浇灌混凝土，避免孔内泥浆因静置时间过长，在孔底产生过多的沉渣。根据钻孔灌注桩深度，控制清孔换浆到混凝土开始浇灌之间的时间；为避免孔底沉渣太厚，规定必须进行第二次反循环清孔及测量沉渣厚度；待符合要求，其他一切准备工作均已就绪后，方可浇注混凝土，且清孔后到浇注混凝土的时间间隔不大于30min；否则，应重新清孔。4.14.1.7.7 钢筋笼钢筋笼制作安放控制制作安放控制 钻孔灌注桩的钢筋笼制作一般使用热扎钢筋，材质与焊接要求应符合国家的相关强制尺度。13 4.14.1.7.1.7.1 钢筋笼的制作钢筋笼的制作 （1）钢筋笼制作 钢筋笼的制作必须按图纸加工，应使钢筋笼具有一定的刚度和整体性，保证在运输、吊装过程中不致产生变形。制作钢筋笼前，主筋应先调直。钢筋笼在长度方向上要错开，以便于钢筋笼之间主筋的搭接，一般规定错开距离为主筋的 3 5d、且不小于 500mm。每节钢筋笼的一端，相邻两主筋的端头必须分别位于同一个平面上，不允许参差不齐。钢筋笼制作完毕，应经检查验收合格后才允许使用。（2）声测管安装 按设计要求设置声测管。管的规格为 D573.5mm，管长为桩长加 1 米，底部管口用 3mm 厚 A3 钢板焊接封闭，沿管外围满焊，确保牢固严密，顶部管口用盖子盖紧，确保不进水泥浆及杂物。沿桩基钢筋笼内壁按等间距环向布设三根声测管，与钢筋笼焊接固定。4.14.1.7.2.7.2 钢筋笼的吊装与焊接钢筋笼的吊装与焊接 在运输钢筋笼时要保证其不变形。吊放钢筋笼时，吊点位置必须对称，保证钢筋笼呈垂直状态。钢筋笼的下端吊入护筒后，根据桩位中心在护筒上的标记和记录的数值，调整钢筋笼的位置，使其中心与桩中心一致，然后徐徐下放。钢筋笼上端下至护筒口时，应再次检查钢筋笼的位置。两节钢筋笼的连接采用焊接。焊接时要扶正、同心，主筋搭接采用单面焊，焊缝长度不小于主筋直径的 10D，焊缝应饱满、主筋无烧伤。钢筋笼下到设计高程后，应采取固定措施。（见图五）图五：钢筋笼的吊装 14 4.14.1.7.3.7.3 钢筋骨架钢筋骨架钢筋外观检查及检测钢筋外观检查及检测 （1）钢筋进入施工现场首先验看出厂质保单，并按规范要求的比例进行有关力学和施工性能的测试。（2）钢筋进场后按不同钢种等级及规格分别堆放，钢筋上按 ISO 质量标准悬挂标识牌。（3）钢筋在堆放过程注意避免锈蚀和污染。（4）认真分析学习图纸，严格按图落料及配制钢筋，注意钢筋在弯曲时的伸长量。（5）钢筋焊接点的位置严格按规范错开，同时按要求保证必要的搭接长度。（6）钢筋布置就位后，按规范进行验收，发现不符合要求及时整改，并填写自检单。4.14.1.8.8 混凝土灌注施工混凝土灌注施工 混凝土灌注采用直升导管法。（见图六）导管内壁和法兰表面如粘附有灰浆和泥砂应擦拭干净。导管吊放时，应使位置居孔中、轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。导管顶部设置漏斗。混凝土采用自拌混凝土。首批混凝土灌注量较大，因此需在漏斗口下设置栓、阀，以储存混凝土拌和物，待漏斗和储料斗内储量够了，才开启栓、阀使首批混凝土在很短时间内一次降落到导管底。栓、阀还可在开始灌注时防止水(泥浆)与混凝土接触。图六：混凝土灌注施工流程 15（1）灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后，方可开始灌注工作。（2）灌注前，对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。如厚度超过规定，可用喷射法向孔底喷射 35min，使沉渣悬浮，然后立即灌注首批混凝土。（3）将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管内埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。如发现导管内大量进水，表明出现灌注事故，应按后述事故处理方法进行处理。（4）灌注开始后，应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工。在灌注过程中要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉人孔底。使泥浆内含有水泥而变稠凝结，而使测深不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移动钻孔中心。当导管提升到法兰接头露孔口以上有一定高度，可拆除 1节和 2 节导管(视每节导管长度和工作平台距孔口高度而定)。此时，暂停灌注，先取走漏斗，重新系牢井口的导管，并挂上升降设备，然后松动导管的接头螺栓或快速接头，同时将起吊导管用的吊钩上待拆的导管上端的吊环，待螺栓全部拆除或快速接头拆除后，吊起待拆的导管，徐徐放在地上，然后将漏斗重新插入井口的导管内，校正好位置，继续灌注。（5）在灌注过程中，当导管内混凝土不满、含有空气时，后续混凝土要徐徐灌人，不可整斗地灌入漏斗和导管，以免在导管内形成高压气囊，挤出管节问的橡皮垫，而使导管漏水。（6）在灌注将近结束时，导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大。易出现混凝挂土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。4.14.1.8.1.8.1 水下混凝土就地灌注水下混凝土就地灌注 混凝土的强度等级必须满足设计要求，砂石料、水泥、水等应符合国家尺度此外，根据灌注桩的特点，水下混凝土还需控制：初凝时间这个指标对于灌注桩非常重要，一般要求所提供配比的初凝时间是实际浇灌时间的两倍，不然容易在浇灌过程当中出现导管凝死等事故 流动性规范要求坍落度 18-22cm 之间，当坍落度小时，易拥塞导管，坍落度大时易发离析 水下混凝土在灌注中应控制以下几个点：水下混凝土灌注前应检查桩底的沉淀层厚度与泥浆指标，不符合要求则应再 次清孔 16 当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时，说明混凝土压力已等于或小于其在桩内顶升的阻力，此时应提升导管；若需提高 0.5-1.0M 以上才能灌入混凝土，则此时应拆除一些导管，减小导管在混凝土的埋深，使动力重新大于阻力 导管的埋深太大或太小都是不利的，埋深太大容易发生砼凝住导管的断桩事故，埋深太浅容易冲翻孔内砼顶面而将沉渣泥浆卷入，造成夹泥至断桩，也容易发生将导管拔出砼的事故是以，应做到勤提勤拆，不能出现一次拆十几米的情况 4 4.2 2 全套管施工法全套管施工法 全套管施工法的施工顺序(如图所示)。其一般的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、防导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的 56m 深时的垂直度。因此应该随使用水准仪及铅垂校核其垂直度。5 5 钻孔灌注桩钻孔灌注桩质量控制质量控制 5 5.1.1 钻孔灌注桩常见的质量问题及防治措施钻孔灌注桩常见的质量问题及防治措施 5 5.1.1.1.1 断桩断桩 混凝土凝固后不连续，中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩。造成原因 1、封底时，由于导管底端距孔底过远，混凝土被泥浆稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。2、泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，导致在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量混凝土，一旦流出其势甚猛，在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层。3、灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下振击法，使混凝土强行流出，但如此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，假如估算或测混凝土面难，在测量导管埋深时，对混凝土浇注高度判定错误，而在卸管时多提，使导管提离混凝土面，也就产生提漏，引起断桩。17 4、灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故。5、导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后混凝土不能及时冲填，造成泥浆填入。6、浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。防治措施：1、成孔后，必须认真清孔，防止孔壁坍塌。清孔时间应根据孔内沉渣情况而定，清孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。2、灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。3、尽可能提高混凝土浇注速度：开始浇混凝土时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力；快速连续浇注，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞。4、混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。5、严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。6、在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。7、灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，预备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水，必要时应有备用搅拌机、发电机等应急设施。8、导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。9、对导管的要求：（1）导管应有足够的抗拉强度，能承受其自重和盛满混凝土的重量。（2）各节的安装接头的对接位置，要预先试拼并作好标记，按插导管时须按试拼时的状态对号拦装，所有的法兰盘接头均须垫入 5-7 毫米厚的橡胶垫圈，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水。（3）内径应一致，其误差应小于2 毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验。（4）最下端一节导管长度要长一些，一般为4 米左右，其底端不得带法兰盘，以便在混凝土内减小摩擦。每节导管的长度要整洁统 18 一，便于丈量长度，并作出标记和记录。（5）导管使用前做好水密性试验。5 5.1.2.1.2 钻孔取芯近一步检查验证钻孔取芯近一步检查验证 由于断层较深近桩底，因此钻机在钻孔过程中一定要不停地对钻机主轴进行垂直度校正，防止钻孔到不了 l75l80m 处就斜到桩壁以外，无法安排下道工序。同时，在钻机(可选用砼取芯机 G2l0 型)钻孔取芯过程中，要对每节混凝土芯样进行认真分析总结，密切关注芯样的变化情况。(见图七)图七:钻孔取芯 现场情况表明，该桩取芯到 l8m 以上都完好无损，且无夹泥，混凝土的强度也较好，而在 l8m 无完整的混凝土，芯样中除蜂窝状夹带个别石料且很不成型的砂浆外，几乎就是中粗砂。这说明了两点，其一是小应变检测和实际是相吻合的，基本反映了工程的实际情况；其二证实了该桩钻孔深度达到了设计深度 2lm，只是在灌注第一盘砼时没有封住导管，加上沉淀过快，导管在砼开盘前已经被中粗砂砾淤埋，之后在操作导管时可能过提，没有被及时发现或重视，导致该底桩在 3 米范围内混凝土没有成型，发生断桩。5 5.1.3.1.3 孔孔底清淤底清淤 根据上述钻孔取芯结果，表明桩底淤积了中粗砂，决定采取清空桩底淤积中粗砂后灌注高标号水泥浆进行置换处理。但是采用 7cm 的钻杆要将桩底约 3.5m 的中粗砂清除是有很大难度的，尤其在中粗 19 砂地质中钻进很容易发生埋钻事故，因此，要加大清孔频度。为了防止埋钻事故的发生，根据清孔经验，先将钻头下到 18.5m 处不停地清孔，约半小时后有大量的中粗砂沿钻杆和孔壁陆续泛出。同时结合施工规范，根据清孔工作量准备足量纯碱和聚乙烯。纯碱的作用可使 Ph 值加大，使上颗粒分散，使粘粒表面负电荷增加，为粘土吸收外界的正离子颗粒提供了条件，增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量；聚乙烯的作用是提高泥浆的使用性能。用纯碱、聚乙烯加少量黄土配制成的泥浆用手抓粘而有滴的感觉，即可开始清孔。在清孔过程中要安排专人对泛砂不停地进行排除清理，根据清出的中粗砂的总量统计，在清孔 6 小时后基本排尽了孔底 3.5m 的中粗砂，之后孔口四周壁泛砂已很少，且从孔口涌出大量呈白色的，和清孔时配制的泥浆几乎一样的泥浆，这就可以判定孔底基本排尽中粗砂。为了防止孔底周壁中粗砂的涌人，在压浆前不能停止清孔。5 5.1.4.1.4 压浆处理压浆处理 为了保证压浆能一次性成功，应先计算压浆所需的 525#水泥用量。在配制水泥浆时，尽可能按高标号配制，但水泥浆过稠会导致压注困难，通过多次配制压注实验，最后确定水泥浆配制比例为 1:1。刚开始压注时，将钻头埋设到桩底 2O5m 处，在压注过程中，特别要注意对孔口壁的封闭，不能让水泥浆外溢，只能有少许泥浆甚至清水流淌出来，直到无法压注为止。随后打开封闭的孔口壁，这时候如孔口壁处突然冒出大量水泥浆,与注入的配制水泥浆基本一致，补注水泥浆即可停止。为防止在 17.5m 处有新的断层或蜂窝现象产生，应将钻头定位于 17.518m 处进行二次补浆，直到压注不动为止，然后慢慢提钻并不断压浆到桩顶。经过 2 小时压注，压力达到 2MPa，共用去约 2.1m的水泥浆。配制水泥浆时留下试件取样，28 天试件强度达到 32.5M Pa，超过桩体原设计强度。注浆主要是通过挤密填充补强来保证桩体底部质量。为了减少因水泥浆收缩而产生孔隙，可以在配制水泥浆时适当加入膨胀剂(按 l：10000 比例)。5 5.1.5.1.5 二次取芯验证二次取芯验证 浆属地下隐蔽工程，具体效果如何，只能通过再次取芯检测。为了减少二次取芯的难度和费用，待水泥浆终凝后 l2 小时即在原孔位取芯验证。二次取芯验证的孔位确定要根据具体情况而定，二次取芯同样要注意钻杆的垂直度及 17.5l8m 处的芯样质量。经过观测，从桩顺到桩底 21m 处的芯样都完好密实。待该桩底压浆强度成型后，再次安排对该桩进行小应变检测，柃测表明桩 21.0m，凡被判为质量较好的 A 类桩。20 5 5.1.61.6 塌孔、溶洞或裂隙塌孔、溶洞或裂隙 钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆忽然漏失，则表示有孔壁坍陷、溶洞或裂隙的迹象。造成原因：1、孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒四周未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。2、当碰到小溶洞或裂隙时，可能发生孔内泥浆均匀缓慢下降的现象。3、地下水流量大，护壁及钢护筒不起作用，造成塌孔。防治措施：1、在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四面，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。成孔后，待灌时间一般不应大于 3 小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。2、当碰到小溶洞或裂隙且发生孔内泥浆均匀缓慢下降的现象的时候，可采用在泥浆中加适量水泥，增大泥浆比重及其护壁效果；当碰到大溶洞时，孔内泥浆急剧下降的情况，可采用粘土或碎石回填后重新钻孔。3、当碰到地下水流量大，护壁及下钢护筒均不起作用时，可采用在本桩四周井点降水的方法，降低孔内地下水位，直至砼浇注完毕。5 5.1.7.1.7 钻孔偏斜钻孔偏斜 成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。造成原因：1、施工场地不平整，不坚实，地面软弱或软硬不均匀，在支架上钻孔时，支架的承载力不足，发生不均匀沉降，导致钻杆不垂直。2、钻机部件磨损，接头松动，钻杆弯曲。3、钻头晃动偏离轴线，扩孔较大。4、土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。5、施工检测控制不到位。防治措施：21 1、先将场地夯实平整，轨道及枕木宜均匀着地，支架的承载力应满足要求，在发生不均匀沉降时，必须随时调整。2、钻机就位时，应使转盘，底座水平，使天轮的轮缘、钻杆的卡盘和护筒的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止位移，在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。3、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的方法。4、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至偏孔处 0.5m 以上，待沉积密实后再钻。5、加强对钻机垂直度及钻进过程的时时监控，发现问题及时调整处理。5 5.1.8.1.8 钻杆折断钻杆折断 预防和处理：不使用弯曲严重的钻杆，要求连接处丝扣完好，以螺套连接的钻杆接头，要有防止反转松脱的固锁设施；应控制进尺，遇坚硬、复杂地层要仔细操作；经常