混凝土灌注桩塌孔的原因及处理方案.docx
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混凝土灌注桩塌孔的原因及处理方案
混凝土钻孔灌注桩塌孔的原因及处理方案
一、
钻孔过程中常见问题原因分析及处理
1.1塌孔
1.1.1
塌孔的原因分析
塌孔是一种最常见的事故,在钻孔过程中或
在成孔后都有可能发生,究其原因如下。
(1)泥浆稠度小,护壁效果差,出现漏水;或护筒埋置较浅,周围封堵不密实而出现漏水;或护筒底部土层厚度不足,
护筒底部出现漏水,造成泥浆水头高度不足,对孔壁压力小。
(2)泥浆相对密度过小,水头对孔壁的压力较小。
(3)在松软的砂层中进尺过快,泥浆护壁形成较慢,孔壁渗水。
(4)钻进时中途停钻时间较长,孔水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2.0m,降低了水头对孔壁的压力。
(5)提升钻头或掉放钢筋笼时碰撞孔壁。
(6)钻孔附近有大型设备或车辆振动。
(7)孔水流失造成水头高度不够。
(8)清孔后未能及时灌注混凝土,放置时间过长。
1.1.2
塌孔的预防措施
(1)根据设计部门提供的地质勘探资料,对于不同的地质情况,选用适宜的泥浆比重,泥浆粘度和不同的钻进速度。
如在砂层中,应选用较好的造浆材料,
加大泥浆稠度提高泥浆粘度以加强护壁,
并适当降低进尺速度。
(2)在陆地上埋置护筒时,底部应夯填密实,护筒周围也要回填密
实。
3
)水中振动沉入护筒时,根据地质资料,将护筒穿过淤泥及透水层,
护筒衔接严密不漏水。
(
4
)由于汛期或潮汐水位变化大时,采取升高护筒,增加水头保证
水头压力相对稳定。
(
5
)钻孔无特殊原因应尽量连续作业。
(
6
)提升钻头或掉放钢筋笼尽量保持垂直,不要碰撞孔壁。
(
7
)钻孔时尽量避免大型设备作业或车辆通过。
(
8
)灌注工作不具备时暂时不要清孔,降低泥浆比重。
1.1.3
塌孔的处理
(
1
)如为轻微塌孔,立即采取增大泥浆比重,提高泥浆水头,增大
水头压力。
(
2
)塌孔不深时,可改用深埋护筒,护筒周围夯实,重新开钻。
(
3
)若发生严重塌孔,应马上用片石或砂类土回填,或用掺入不小
于
5%
水泥砂浆的粘土回填,必要时将钻机移开,避免钻机被埋入孔
,待回填稳定后重钻
.
当回填后片石的岩面倾斜较大时,钻头易摆
动,撞击护筒或孔壁,造成偏孔或塌孔、卡钻等现象,这时先选用小
冲程进行冲击,待将孔底的浮土、凸出部分凿平出现平台后.再加大
冲程转入止常冲程。
1.2.
钻孔偏斜
1.2.1
钻孔偏斜原因分析
(
1
)钻机未处于水平位置,或场地未平整及压实,钻机发生不均匀
沉降。
(
2
)水上钻孔平台不稳固,或未处于水平状态。
(
3
)土层软硬不均,或遇到孤石,致使锤头或钻头受力不均。
(
4
)若为回旋钻,钻杆弯曲,接头松动,致使钻头晃动围较大。
(
5
)在原有建筑物位置钻孔,遇到障碍物,把锤头挤向一侧。
1.2.2
钻孔偏斜预防措施
(
1
)钻机就位前,对施工场地进行整平和压实,必要时垫枕木并把
钻机调整到水平状态。
水上钻孔平台在钻机就位前严格检查验收,
确
保平台牢固、水平、机架稳固。
在钻进过程中,应经常检查调整使钻
机保持处于水平状态。
(2)
保证钻机顶部滑轮槽、钻杆卡盘和桩位中心在同一条垂线上,并
在钻进过程中经常检查钻机移位或摆动情况,随时予以调整。
(
3
)经常检查钻杆,对弯曲的钻杆要及时调整或废弃。
(
4
)在原旧建筑物位置钻孔时,提前做好探测,如发现障碍物,改
用冲击钻。
(
5
)在软硬不均土层钻进时,冲程放小,慢速钻进,必要时回填片
石粘土重新钻进。
(
6
)突然遇到变硬地层,控制进尺,低速钻进,钻进过程中应减压
钻进,避免出现斜孔、弯孔和扩孔,甚至扭断钻杆现象。
1.2.3
钻孔偏斜处理措施
(
1
)当遇到孤石或障碍物时改用冲击钻冲击成孔。
(
2
)当钻孔偏斜超过规要求时,应回填粘土或片石,重新钻孔。
1.3
缩孔
1.3.1
缩孔原因分析
(
1
)地质构造中有软弱层,在土的压力下,向孔挤压形成缩孔。
(
2
)地层中有塑性土层,遇水膨胀形成缩孔。
(
3
)钻锤磨损,补焊不及时,钻出的孔径往往比设计桩径小。
1.3.2
缩孔预防措施
(
1
)根据设计部门的钻探资料,若有软弱层或塑性土时,注意要经
常扫孔。
(
2
)当锤头磨损严重时,要及时补焊,再进行扫孔治设计孔径。
1.3.3
缩孔处理
出现缩孔后,用钻头反复扫孔,直到满足设计桩径
为止。
1.4
扩孔
1.4.1
扩孔原因
(
1
)遇到极软淤泥质或粉细砂土层,造成孔壁塌落而扩孔。
(
2
)在钻进过程中钻锤摆动过大而造成。
1.4.2
扩孔预防措施
(
1
)钻孔过程中平稳进尺,防止钻锤晃动过大。
(
2
)经常检查钻杆,及时更换不合格钻杆。
(
3
)采取减压钻进。
1.4.3
扩孔处理措施
(
1
)遇到极软淤泥质或粉细砂土层造成孔壁塌落而扩孔时,应加大
泥浆比重到
1.3
~
1.4
。
2
)
扩孔严重时,在孔填入粘土,待沉淀密实后重钻。
1.5
卡钻
1.5.1
卡钻原因分析
(
1
)孔出现梅花孔、探头石或缩孔。
(
2
)下钻太猛,或钢丝绳松绳太长,使钻锤倾倒卡在孔壁上。
(
3
)塌孔时落下的石块或落下较大的工具将钻锤卡住。
(
4
)当出现缩孔后,补焊后的钻锤尺寸加大,冲击太猛,钻锤被吸
住。
(
5
)使用冲击钻在粘土层中进行钻孔时,冲程过大,或泥浆太稠,
冲锤被吸住。
1.5.2
钻锤被卡预防措施
(
1
)上下轻微提动钻锤,并辅以转动,以便提起钻锤。
(
2
)下钻时不可太猛。
(
3
)钻锤补焊时保证尺寸与孔径配套,冲程量不宜过大,以防止锤
头倾倒造成卡钻。
1.5.3
卡钻处理
(
1
)卡钻后不宜强提,可上下左右试着轻提,将钻锤提起。
(
2
)可用小冲锤冲击,或用冲、吸的方法将钻锤周围的钻渣松动后
提起。
(
3
)必要时用小爆破或用滑轮组强提。
2
、水下混凝土灌注时常见问题原因分析与处理措施
2.1
导管进水
2.1.1
导管进水原因
(
1
)首批混凝土方量不够或导管口距孔底的间距过大,混凝土不能
埋没导管底口或导管埋入过浅造成泥浆从导管底口进入。
(
2
)导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高气囊挤开,或导管焊缝
破裂,水从接头或焊缝处流入。
(
3
)在灌注中,上下抽动导管过猛,导管接头处橡胶垫破裂导致水
流入导管;若导管为丝扣连接,导管被混凝土罐车撞击弯曲,丝扣滑
丝导致进水。
(
4
)操作不当或机械制动失灵导致导管提升过猛,或测深搞错,导
管底口拔离混凝土面,底口涌入泥水。
2.1.2
导管进水预防措施
(
1
)准备足量的首批混凝土方量,导管底口距孔底保持在
30cm
~
40cm
之间为宜。
(
2
)使用质量较好的橡胶皮垫,导管有破损的予以补焊或废弃,安
装导管时严格把关,使导管水密性达标。
(
3
)
灌注时导管不宜上下抽动过猛,
最好不要使用丝扣连接的导管。
(
4
)拆除导管时,要仔细量测计算,确保导管有一定的埋深。
2.1.3
导管进水处理措施
(
1
)导管进水,当为首批混凝土封底不成功时,应立即将导管提出,
将孔底的混凝土用空气吸泥机或抓斗清除,然后下导管重新灌注。
(
2
)若导管拔出混泥土面,应立即组织施工人员依次将导管拆除并
清洗干净,迅速将装有底塞的导管压重插入原混凝土表面以下
2.5m
的深处,然后再继续灌注,将导管提升
0.5m
,按照初灌混凝土的要
求继续灌注。
(
3
)由于导管接头原因进水,视具体情况,拔换原管重新下管后,
将进入导管的泥浆用泥浆泵抽出,
续灌时混凝土配合比适当增加水
泥用量,以后可恢复正常配合比。
2.2.
堵管
2.2.1
堵管原因分析
(
1
)灌注过程中因灌注时间过长,表面混凝土已初凝。
(
2
)导管进入异物,导致混凝土在导管停留过久,或因混凝土
离析而发生堵管。
(
3
)塌落度过小,流动性差,或夹杂大块石头砖块等异物。
2.2.2
堵管预防措施
(
1
)灌注前,应对机械设备仔细检修,并准备备用机械。
发生故障
立即更换备用机械,同时采取措施加速混凝土灌注速度。
(
2
)拌合站原材料加强管理,不得混入大块砖石。
(
3
)严把混凝土质量关,对塌落度小,流动性差,或离析的砼不得
灌入,经处理合格后再灌入。
2.2.3
堵管处理措施
(
1
)堵管后视具体情况,若首批混凝土已初凝,将导管拔出,用吸
泥机将孔表层混凝土和泥浆、渣土等吸出,重新下导管灌注。
但灌
注结束后,
这根桩宜作断桩再予以补强。
另一种处理方法是将已灌注
的混凝土作废弃处理,孔回填片石粘土后重新成孔。
(
2
)若孔混泥土尚未初凝,且流动性很好,迅速将导管连同堵塞
物拔起,重新下导管配重压入已灌注混凝土
2m
,用潜水泵将导管
泥浆抽出,
然后继续灌注;
另一种是重新下导管二次拔球重新灌注,
做法是导管插入原混凝土面以下
50cm
,料斗放入足够的首批混凝
土量进行二次拔球灌注,
当混凝土灌入足以置换完导管泥浆时,
配
重再把导管压入原混凝土
1m
左右。
后续正常灌注,为保证桩头混
凝土质量需超灌
2m
以上。
但该种处理方法桩基质量难以保证。
根据
检测结果需做补强处理。
2.3
埋管
2.3.1
埋管原因分析
(
1
)导管埋入混凝土过深,导管外混凝土初凝使导管与混凝土间
摩阻过大。
(2)
提升导管时过猛,将导管拉断。