一、护筒冒水泥浆护壁钻孔灌注桩,广泛应用于建筑工程、桥梁工程、市政工程。具有适应性广,适合在各种地层中施工,桩长、桩径选择范围大,单桩承载力高等优点,但是钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响,所以掌握其常见质量问题及其应对措施,将对我们以后开展类似的工作有很大的帮助。
护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉,护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。
1、造成原因:
1)埋设护筒的周围土不密实。
2)或护筒水位差太大。
3)钻头起落时碰撞。
2、防治措施:
1) 在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。
2) 在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。
3) 钻头起落时,应防止碰撞护筒。
4) 发现护筒冒水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。
二、孔壁坍陷钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。
1、造成原因:
1)由于泥浆稠度小,护壁效果差,出现漏水;或护筒埋置较浅,或周围封堵不密实而出现漏水;或护筒底部的粘土层厚度不足,护筒底部漏水等原因,造成泥浆水头高度不够,对孔壁压力减少。
2)泥浆相对密度过小,致使水头对孔壁的压力较小。
3)在松软砂层中钻孔时进尺过快,泥浆护壁形成较慢,并壁渗水。
4)钻进时未连续作业,中途停钻时间较长,孔内水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2m,降低了水头对孔壁的压力。
5)操作不当,提升钻头或吊放钢筋笼时碰撞孔壁。
6)钻孔附近有大型设备作业,或有临是时通行便道,车辆通行时产生振动。
7)清孔后未及时浇注砼,放置时间过长。
2、防治措施:
1)在钻孔附近,不要设临时通过便道,禁止有大型设备作业。
2)在陆地埋置护筒时,应在底部夯填50cm厚的粘土,在护筒周围也要夯填粘土,并注意夯实,护筒周围要均匀回填,保证护筒稳固和防止地面水的渗入。
3)应根据设计部门提供的地质勘探资料,根据地质情况的不同,选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度有不同的钻进速度。如在砂层中钻孔时,应加大泥浆稠度,选用较好的造浆材料,提高泥浆的粘度以加强护壁,并适当降低进尺速度。
4)当汛期或潮汐地区水位变化较大时,应采取升高护筒,增加水头或用虹吸管等措施保证水头压力相对稳定。
5)钻孔时要连续作业,无特殊情况中途不得停钻。
6)提升钻头、下放钢筋笼时应保持垂直,尽量不要碰撞孔壁.
7)若浇筑准备工作不充分,暂时不要进行清孔,清孔合格后要及时浇筑砼。
8)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。
9)钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。
10)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。
三、护筒底部孔壁坍塌孔壁坍塌;钻机倾斜。
1、造成原因:
1) 护筒底部及周围未用粘土回填或夯实不足,在钻进过程中或灌注过程中泥浆护筒底掏空。
2)由于提供的地质钻探资料不祥,使护筒底产处于淤泥或砂层少。
3)护筒直径较小。
4)地表水渗入护筒外围填土中,造成填土松软。
2、防治措施:
1)护筒底部应回填至少50cm厚的粘土,当土质为砂性土时护筒周围0.5-1.0m范围内也应用粘土回填并夯实。
2)根据设计部门提供的地质资料,护筒底部应穿过淤泥和砂层。
3)护筒直径应大于设计孔径20-30cm(有钻杆的正反循环钻)、30-40cm(无钻杆的潜水电钻或冲击钻)。
4)护筒出浆孔处应用粘土夯填,同时应保持出浆顺利,周围不得有积水,避免护筒周围泥土流失,造成坍孔。
5)水中钻孔发生护筒底部坍塌时,应将护筒下沉穿过淤泥层或砂层。
6)护筒底部坍塌时,应先将钻机移位,然后拔出护筒,按要求回填粘土并夯实,重新下护筒并对护筒周围回填粘土夯实,必要时应加长护筒,然后才能重新钻孔。
四、缩颈当使用探孔器检查成孔时,探孔器下放到某一部位时受阻,无法顺利检查到孔底。钻孔某一部位的直径小于设计要求,或从某一部位开始,孔径逐渐缩小。
1、造成原因:
1)地质构造中含有软弱层,在钻孔通过该层中,软弱层在土压力的作用下,向孔内挤压形成缩孔。
2)地质构造中塑性土层,遇水膨胀,形成缩孔。
3)钻头磨损过快,未及时补焊,从而形成缩孔。
2、防治措施:
1)根据地质钻探资料及钻井中的土质变化,若发现含有软弱层或塑性土时,要注意经常扫孔。
2)经常检查钻头,当出现磨损时要及时补焊,把磨损较多的钻头补焊后,再进行扩孔至设计桩径。
3)采用优质泥浆,降低失水量。
4)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。
5)如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径,直到满足设计桩径为止。
五、钻孔偏斜成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
1、造成原因:
1) 钻机未处于水平位置,或施工场地未整平及压实,在钻进过程中发生不均匀沉降。
2)水上钻孔平台基底座不稳固、未处于水平状态,在钻孔过程中,钻机架发生不均匀变形。
3)钻杆弯曲,接头松动,致使钻头晃动范围较大。
4)在旧建筑物附近钻孔过程中遇到障碍物,把钻头挤向一侧。
5)土层软硬不均,致使钻头受力不均,或遇到孤石,探头石等。
2、 防治措施:
1) 钻机就位前,应对施工现场进行整平和压实,并把钻机调整到水平状态,在钻进过程中,应经常检查使钻机始终处于水平状态工作。
2) 安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线。
3)在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机。
4)进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档。
5)安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。
6)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,重新钻进。
六、卡钻钻头在钻孔内,无法继续运转
1、造成原因:
1) 孔内出现梅花孔、探头石或缩孔。
2)下钻头时太猛,或钢丝绳松绳太长,使钻头倾倒卡在并壁上。
3)坍孔时落下的石块或落下较大的工具将钻头卡住。
4)出现缩孔后,补焊后的钻头尺寸加大,冲击太猛,冲锥被吸住。
5)使用冲击钻在粘土地层中进行钻孔时,冲程量过大,或泥浆太稠,冲锥被吸住。
2、防治措施:
1)对于上下能活动的卡钻,可以采用上下轻微提动钻头,并辅以转动钢丝绳,使钻头转动,以便提起。
2)下钻时不可太猛。
3)对钻头进行补焊时,要保证尺寸与孔径配套。
4)使用冲击钻进行施工时冲程量不宜过大,以防锥头倾倒造成卡钻。
5)当土质较好或在石质孔内卡钻时,可以采取小爆破振动使钻头松动,以便提起钻头。
6)钻头被卡住时,可上下左右试着进行轻提,将钻锥提起。
7)用千斤顶或滑轮组强提,但应注意孔口的牢固,以防孔口坍塌。
七、桩底沉渣量过多1、造成原因:
1)清孔不干净或未进行二次清孔;
2)泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;
3)钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;
4)清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。
2、防治措施:
1)成孔后,钻头提高孔底10-20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。
2)采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行置换。
3)钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。
4)可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。
5)灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30-40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
八、钢筋笼在吊装就位过程中发生变形起吊后,钢筋笼发生过大的扭转或弯曲变形。
1、造成原因:
1) 当钢筋笼较长时,未加设临时固定杆。
2)吊点位置不对。
3)加劲箍筋间距大,或直径小刚度不够。
4)吊点处未设置加强筋。
2、防治措施:
1)钢筋笼上每隔2-2.5m增设一道加劲箍筋,在吊点位置应设置加强筋。在加强筋上加做十字交叉钢筋来提高加强筋的刚度,以增强抗变形能力,在钢筋笼入井时,再将十字交叉筋割除。
2)钢筋笼尽量采用一次整体入孔,若钢筋笼较长不能一次整体入孔时,也尽量少分段,以减少入孔时间;分段的钢筋笼也要设临时固定杆,并备足焊接设备,尽量缩短焊接时间;两钢筋笼对接时,上下节中心线保持一致。若能整体入孔时,应在钢筋笼内侧设置临时固杆整体入孔,入孔后再拆除临时固定杆件。
3)吊点位置应选好,钢筋笼较短时可采用一个吊点,较长时可采用二个吊点。
4)若钢筋笼发生严重扭曲变形时,则必须将钢筋笼拆开重新制作。
九、卡管水下灌注混凝土过程中,无法继续进行的现象。
1、 造成原因:
1) 初灌时,隔水栓堵管。
2) 混凝土和易性、流动性差造成离析。
3) 混凝土中粗骨料粒径过大。
4) 各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管。
5) 导管进水造成混凝土离析等。
2、 防治措施:
1) 使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。
2) 在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制
3) 水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18-22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm。
4) 为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂
5) 应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6-1.0MPa,以避免导管进水。
6) 在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞。
7) 在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生。
十、钢筋笼上浮钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
1、 造成原因:
1) 钢筋笼放置初始位置过高。
2) 混凝土流动性过小。
3) 导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。
4) 当混凝土灌至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼的上浮;
5) 由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。
2、 防治措施:
1) 钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固。
2) 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,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5-2.0m。
3) 灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上。
4) 导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m,不宜大于5m和小于1m,严禁把导管提出混凝土面。
5) 当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。
十一、断桩混凝土凝固后不连续,中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。
1、 造成原因:
1)砼坍落度小、离析或石料粒径较小,在砼灌注过程中堵塞导管,且在砼初凝前未能疏通好,不得不提起导管时,从而形成断桩。
2)由于计算错误致使导管底口距孔底距离较大,致使首批灌注的砼不能埋住导管,从而形成断桩。
3)在导管提拔时,由于测量或计算错误,或盲目提拔导管使导管提拔过量,从而使导管底口拔出砼面,或使导管口处于泥浆层或泥浆与砼的混合层中,形成断桩。
4)在提拔导管时,钢筋笼卡住导管,在砼初凝前无法提起,造成砼灌注中断,形成断桩。
5)导管接口渗漏致使泥浆进入导管内,在砼内形成夹层,造成断桩。
6)导管埋置深度过深,无法提起导管或将导管拔断,造成断桩。
7)由于其他意外原因造成砼不能连续灌注,中断时间超过砼初凝时间,致使导管无法提升,形成断桩。
2、防治措施:
1)导管使用前,要对导管进行检漏和抗拉力试验,以防导管渗漏。每节导管组装编号,导管安装完毕后要建立复核和检验制度。导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定,尽量采用大直径导管。
2)下导管时,其底口距孔底的距离不大于40-50cm,同时要能保证首批砼灌注后能埋住导管至少1m。在随后的灌注过程中,导管的埋置深度一般控制在2-4m范围内。
3)砼的坍落度要控制在18-22cm、要求和易性好。若灌注时间较长时,可在砼中加入缓凝剂,以防止先期灌注砼初凝,堵塞导管。
4)在钢筋笼制作时,一般要采用对焊,以保证焊口平顺。当采用搭接焊时,要保证焊缝不要在钢筋内形成错台,以防钢筋笼卡住导管。
5)在提升导管时要通过测量砼的灌注深度及已拆下导管长度,认真计算提拔导管的长度,严禁不经测量和计算而盲目提拔导管,一般情况下一次只能拆除卸一节导管。
6)关键设备要有备用,材料要准备充足,以保证砼能够连续灌注。
7)当砼堵塞导管时,可采用拔插抖动导管,当所堵塞的导管长度较短时,也可用型钢插入导管内进行冲击来疏通导管,也可在导管上固定附着式振捣器进行振动来疏通导管内的砼。
8)当钢筋笼卡住导管后,可设法转动导管,使之脱离钢筋笼。
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