浅谈钻孔灌注桩施工常见问题及防治措施

郭 辉

摘要:钻孔灌注桩作为桩基础中常见的一种形式,以其适应性强、成本适中、施工简便、工期短等特点在我国交通、城市基础设施以及房屋建筑等工程领域当中得到广泛的应用,其成桩质量对工程安全有着至关重要的作用。本文简要分析钻孔灌注桩施工过程中可能遇到的几种事故问题以及相应的防治措施,以供类似工程借鉴。

Abstract: Cast-in place is a common style in the pile foundation. It is widely used in the construction of house, urban infrastructure construction, and traffic construction owing to its advantage of adaptability, low-cost, convenience. The quality of the pile is crucial to the safety of the construction. The thesis summarizes some of the questions that may happen in the construction and the preventive measures are given as reference references.

关键词:钻孔灌注桩;施工事故问题;防治措施

Key words: cast-in place; accidents in construction; preventive measures

中图分类号:TU47 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0229-01

1坍孔

1.1 钻孔坍孔

在粉性、砂性土等松散地基中进行钻孔时,很容易发生坍孔。坍孔主要表现为在施工过程中出现孔内水位骤然降落,并冒出细密的水泡,钻杆较难钻进,钻机负荷显著增加,甚至钻头运转不起来。其主要原因可能是:①护筒埋深较浅,或周围回填的粘土夯实不够,致使孔口土坍落;②护筒变形或形状不合适;③孔内水位高度不够,无足够的水头压力;④地下水位有较高的承压力;⑤在砾石层等处有渗流水或者没水,孔中出现跑水现象;⑥泥浆的稠度不够;⑦成孔速度太快,在孔壁中来不及形成泥膜;⑧用造孔机械在护筒底部造孔时触动了孔周围的土壤;⑨造孔机械的机械力过大,致使护筒与土层之间的粘着力减弱;⑩向孔内补水时,水流对孔壁有冲刷。

1.2 下钢筋笼坍孔

在沉放钢筋骨架后也会产生孔壁坍塌,造成坍塌的原因可能是钢筋笼下放时用力过猛,或钢筋骨架的垂直度不好或产生弯曲所致。所以,在沉放钢筋骨架时应特别慎重,钢筋笼下放速度应缓慢,上下两节焊接应处在同一轴线位置,并随时观察孔内水位情况。

1.3 灌注混凝土坍孔

在混凝土灌注过程中如果发现护筒内的泥浆水位突然上升并溢出护筒,随即下降并冒出气泡的现象,则估计是出现了坍孔,可用测探仪探头探测,如果探头测得的表面深度达不到原来的深度,则可断定是发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底部周围出现漏水,孔内水位下降或是河流中水位上涨时,孔内水位差减小,不能保持原有静水压力,以及护筒周围堆放重物或机械振动等。

2缩颈

缩颈即孔径小于设计孔径,是钻孔灌注桩最常见的质量问题。主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。防治措施主要有采用优质泥浆,降低失水量。

3钻孔偏斜

成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲;地面软弱或软硬不均匀;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均会造成钻孔偏斜。

4卡钻

钻锥卡在钻孔内较难旋转,不能提起,称为卡钻,出现这种情况,很可能是地下遇到石块等障碍物,且深度较浅,遇此情况不得强行上提,以免掉钻或发生坍孔,而应放慢速度,慢速转动上提,再反复几次,一般较小障碍物,钻头即可排除,对于遇到较大较多障碍物,钻头无法排除,则应停止钻进,移开钻机,改用冲抓或冲击锥冲孔,然后再用反循环钻机跟进钻孔。如果出现孔内探头石为未凿除或因有杂物下坠而卡钻时,可用小钻头冲击障碍物,将其打碎或压进孔壁,也可冲击原钻头使其松动,然后吊起。

5埋钻和掉钻

埋钻通常是由坍孔或钻锥冲进土层太深所引起的。掉钻主要是由于钻杆与钻锥松脱或钻杆断裂所致。一般可用套绳、打捞钩或小型冲抓锥抓取。如落体已被泥砂埋设,应用空气吸泥机吹开埋钻的泥砂,再提钻锥。

6钢筋笼上浮

造成原因主要有:钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大,钢筋笼被混凝土拖顶上升;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;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。

防治措施有: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,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5-2.0m。

7断桩

由于混凝土凝固后不连续,中间被冲洗液等疏松体及泥渣土填充形成断桩。造成原因及防治措施如下:①施工中若发生导管底端距孔底过远,则是混凝土被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与持力层之间被不凝固的混凝土填充。为避免这一质量事故的发生,桩孔钻成后,必须认真清孔,一般是采用冲洗液清孔,采用两次清孔方法,冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定,冲孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超过规范规定。②导管密封不良,冲洗液浸入使混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝固。在地下水活动较大的地段,导管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。帮扎水泥隔水塞的铁丝,应根据首次混凝土灌入量的多少而定,严防断裂。确保导管的密封性,导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定,切勿起拔过多过快。③在灌注混凝土时,因停电、待料等原因停灌混凝土而造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象。施工中应明确规定,混凝土浇注过程中,一旦开始进行浇筑,一定要连续完成作业,确保在混凝土初凝时间内连续浇注,在灌注混凝土过程中应避免停电、停水,应备足混凝土料,并合理安排好施工人员作业时间,在混凝土灌注量大时还应做到作业人员分班作业。④施工中还会发生灌注时混凝土没有从导管内灌入,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,个别孔段混凝土夹有泥浆而出现疏松、空洞的现象。因此,施工中要严格确定混凝土的配合比,使混凝土有良好的和易性和流动性,坍落度亦满足灌注要求。