鉆孔灌注樁是采用不同的鉆孔方法,在地層中按照要求形成一定形狀(斷面)的井孔,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,將鋼筋骨架吊入井孔中,再灌注混凝土,成為樁基礎(chǔ)的一種工藝。

1、鉆孔

的方法和原理可以分以下幾種:

螺旋鉆孔、

正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔、

反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔、

潛水鉆機(jī)鉆孔、

沖抓鉆孔、

沖擊鉆孔、

鉆斗鉆成孔。

2、施工

準(zhǔn)備

鉆孔場(chǎng)地應(yīng)清除雜物、換除軟土、平整壓實(shí)。場(chǎng)地位于淺水、陡坡、淤泥中時(shí),可采用筑島、或用枕木或型鋼等搭設(shè)工作平臺(tái)。當(dāng)位于深水時(shí),可插打臨時(shí)樁搭設(shè)固定工作平臺(tái),在鉆孔平臺(tái)上拼裝鋼護(hù)筒導(dǎo)向架,采用起吊設(shè)備插打水中墩鋼護(hù)筒。工作平臺(tái)必須堅(jiān)固穩(wěn)定,能承受施工作業(yè)時(shí)所有靜、活荷載,同時(shí)還應(yīng)考慮施工設(shè)備能安全進(jìn)、出場(chǎng)。.

3、埋置

鋼護(hù)筒

護(hù)筒的作用:

固定樁孔位置,保護(hù)孔口,防止地面水流入;l增加孔內(nèi)水壓力,防止塌孔,成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭的方向。

護(hù)筒的制作要求:

護(hù)筒通常采用鋼筋混凝土和鋼制兩種,視具體情況而定。

鋼護(hù)筒厚4~8mm,鋼筋混凝土護(hù)筒厚8~10cm 。

護(hù)筒上部設(shè)1~2個(gè)溢漿孔;護(hù)筒的內(nèi)徑比鉆孔樁設(shè)計(jì)直徑稍大。

用回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔的宜加大20~30厘米;

用沖擊鉆和沖抓鉆鉆孔的宜加大30~40厘米。

護(hù)筒的埋設(shè)要求:

鉆孔前,在現(xiàn)場(chǎng)放線定位,按樁位挖去樁孔表層土,并埋設(shè)護(hù)筒;

埋設(shè)護(hù)筒可采用挖埋或錘擊、振動(dòng)、加壓等方法;

埋置深度一般情況為2—4米,特殊情況應(yīng)加深;

護(hù)筒頂端高程應(yīng)滿足孔內(nèi)水位設(shè)置高度的要求。

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△埋設(shè)鋼護(hù)筒

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(1)水中墩鋼護(hù)筒

在鉆孔平臺(tái)上拼裝鋼護(hù)筒導(dǎo)向架,測(cè)量放線定樁位→對(duì)接鋼護(hù)筒→整體起吊鋼護(hù)筒入水→調(diào)整護(hù)筒傾斜度及位置緩慢入床至穩(wěn)定→安裝震動(dòng)打樁錘振動(dòng)下沉→安裝鉆機(jī)開始水上鉆孔樁施工。在鋼護(hù)筒振動(dòng)下沉過(guò)程中要精確定位、跟蹤監(jiān)測(cè)、調(diào)整,滿足規(guī)范要求,保證鉆孔樁施工順利進(jìn)行。鋼護(hù)筒采用厚度為4~12mm的Q235鋼板卷制,護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比樁直徑大20-40cm。鋼護(hù)筒在車間分節(jié)制造,在平臺(tái)對(duì)接后整體下沉,下沉中隨時(shí)用木楔在導(dǎo)向架與護(hù)筒之間調(diào)整偏差,護(hù)筒底口要求到達(dá)卵石層頂面。護(hù)筒頂口宜高出施工水位或地下水位1.0-2.0m。

(2)淺灘地和陸地鉆孔樁鋼護(hù)筒

對(duì)河灘內(nèi)樁位施工前應(yīng)筑島,島的高度應(yīng)高出施工地面0.5m,護(hù)筒高度宜高出地面0.3m。當(dāng)鉆孔內(nèi)有承壓水時(shí),應(yīng)高出穩(wěn)定后的承壓水位2.0m以上。鋼護(hù)筒采用厚度為4~12mm的Q235鋼板卷制,內(nèi)徑比樁徑應(yīng)大于20-40cm。護(hù)筒埋置深度符合下列規(guī)定:黏性土不小于1m,砂類土不小于2m。當(dāng)表層土松軟時(shí)將護(hù)筒埋置到較堅(jiān)硬密實(shí)的土層中至少0.5m。岸灘上埋設(shè)護(hù)筒,在護(hù)筒四周回填黏土并分層夯實(shí);護(hù)筒頂面中心與設(shè)計(jì)樁位偏差不大于5cm,傾斜度不大于1%。水中筑島,護(hù)筒宜埋入河床面以下1m。

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△護(hù)筒上拉十字線

4、泥漿

拌制

在鉆孔樁施工中,泥漿的作用是對(duì)孔壁增加靜壓力,并在孔壁造成一層泥皮,阻隔含水層,保護(hù)孔壁免于坍塌。鉆孔泥漿一般由水、黏土(膨潤(rùn)土)和添加劑按適當(dāng)配合比配置而成,良好的泥漿其膠體率不低于95%,含砂率不大于4%。樁基施工前,要開挖好泥漿池,選擇和備足良好的造漿粘土或膨潤(rùn)土,造漿量為2倍樁的混凝土體積,泥漿比重可根據(jù)鉆進(jìn)不同地層及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

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△泥漿池

6、鉆孔

施工

(1)一般要求:

鉆機(jī)就位前,對(duì)鉆孔各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查。鉆機(jī)安裝后的底座和頂端應(yīng)平穩(wěn),在鉆進(jìn)中不應(yīng)產(chǎn)生位移或沉陷,否則應(yīng)及時(shí)處理。鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行,填寫的鉆孔施工記錄,交接班時(shí)應(yīng)交待鉆進(jìn)情況及下一班應(yīng)注意事項(xiàng)。應(yīng)經(jīng)常注意地質(zhì)變化,在地層變化處均應(yīng)撈取渣樣,判明后記入記錄本并與設(shè)計(jì)地質(zhì)資料相比較。

(2)鉆進(jìn):

①正循環(huán)鉆孔施工:

正循環(huán)是用泥漿泵將泥漿以一定壓力通過(guò)空心鉆桿頂部,從鉆桿底部噴出,底部的鉆錐在旋轉(zhuǎn)時(shí)將土壤攪松成為鉆渣,被泥漿懸浮,隨泥漿上升而溢出流至孔外的泥漿槽,經(jīng)過(guò)沉淀池中沉淀凈化,再循環(huán)使用。

正循環(huán)成孔的特點(diǎn):

設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,工藝成熟,當(dāng)孔深不太深,孔徑小于 800mm時(shí)鉆進(jìn)效率高。當(dāng)樁徑較大時(shí),鉆桿與孔壁間的環(huán)形斷面較大,泥漿循環(huán)時(shí)返流速度低,排碴能力弱。如使泥漿返流速度增大到0.20m/s~0.35m/s,則泥漿泵的排量需很大,有時(shí)難以達(dá)到,此時(shí)不得不提高泥漿的相對(duì)密度和粘度。但如果泥漿相對(duì)密度過(guò)大,稠度大,難以排出鉆碴,孔壁泥皮厚度大,影響成樁和清孔。

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△正循環(huán)鉆孔施工

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②反循環(huán)鉆孔施工:

反循環(huán)鉆機(jī)的泥漿的循環(huán)方式則正好相反,泥漿由孔外流入孔內(nèi),由真空泵或其他方法(如空氣吸泥機(jī)等)將鉆渣通過(guò)鉆桿中心從鉆桿頂部吸出,或?qū)⑽鼭{泵隨同鉆錐一同鉆進(jìn),從孔底將鉆渣吸出孔外。

反循環(huán)成孔的特點(diǎn):

泥漿從鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔,來(lái)冷卻鉆頭并攜帶沉碴由鉆桿內(nèi)腔返回地面的一種鉆進(jìn)工藝。由于鉆桿內(nèi)腔斷面積比鉆桿與孔壁間的環(huán)狀斷面積小得多,因此,泥漿的上返速度大,一般可達(dá)2 m/s ~3m/s多,是正循環(huán)工藝泥漿上返速度的數(shù)十倍,因而可以提高排碴能力,保持孔內(nèi)清潔,減少鉆碴在孔底重復(fù)破碎的機(jī)會(huì),能大大提高成孔效率。這種成孔工藝是目前大直徑成孔施工的一種有效的先進(jìn)的成孔工藝,因而應(yīng)用較多。

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△反循環(huán)鉆孔原理圖

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△反循環(huán)鉆孔施工

③沖擊鉆孔:

沖擊鉆機(jī)通過(guò)機(jī)架、卷?yè)P(yáng)機(jī)把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度,靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔。沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等,一般常用十字形沖擊鉆頭。沖孔前應(yīng)埋設(shè)鋼護(hù)筒,并準(zhǔn)備好護(hù)壁材料。沖擊鉆主要用于在巖層中成孔,成孔時(shí)將沖錐式鉆頭提升一定高度后以自由下落的沖擊力來(lái)破碎巖層,然后用掏碴筒來(lái)掏取孔內(nèi)的碴漿。

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△手動(dòng)沖擊鉆

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△自動(dòng)沖擊鉆

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△十字鉆頭

④鉆斗鉆孔(旋挖)

主要鉆進(jìn)工藝有三種:干式鉆進(jìn)、清水孔鉆進(jìn)和泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)。l其主要特點(diǎn)為自帶履帶移動(dòng)方便和成孔速度快,孔底干凈。主要適于砂土、粘性土、粉質(zhì)土等土層施工,最大成孔直徑可達(dá)1.5~4m,最大成孔深度為60~90m,可以滿足各類大型基礎(chǔ)施工的要求。

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△旋挖鉆機(jī)鉆孔

⑤全套管沖抓成孔

特點(diǎn):無(wú)噪音,無(wú)振動(dòng);不使用泥漿;挖掘時(shí)可以很直觀地判別土壤及巖性特征,對(duì)于端承樁,便于現(xiàn)場(chǎng)確定樁長(zhǎng);挖掘速度快,挖掘深度大;成孔垂直度易于掌握;孔壁不會(huì)產(chǎn)生坍落現(xiàn)象,成孔質(zhì)量高。成樁質(zhì)量高;成孔直徑標(biāo)準(zhǔn),充盈系數(shù)很小;清孔徹底,速度快;自行式,便于現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)。

沖抓錐,錐頭上有一重鐵塊和活動(dòng)抓片,通過(guò)機(jī)架和卷?yè)P(yáng)機(jī)將沖抓錐提升到一定高度,下落時(shí)松開卷筒剎車,抓片張開,錐頭便自由下落沖入土中,然后開動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升錐頭,這時(shí)抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣,依次循環(huán)成孔。

沖抓錐成孔施工過(guò)程、護(hù)筒安裝要求、泥漿護(hù)壁循環(huán)等與沖擊成孔施工相同。

適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖孔,但遇到堅(jiān)硬土層時(shí)宜換用沖擊鉆施工。

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△全套管沖抓成孔

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△掏渣筒

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△沖錐式鉆頭

⑥潛水鉆機(jī)成孔

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潛水鉆機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī),其防水電機(jī)變速機(jī)構(gòu)和鉆頭密封在一起,由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過(guò)正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)切削土粒、石渣排至孔外。

潛水鉆機(jī)是將電機(jī)、變速機(jī)構(gòu)與底部鉆頭結(jié)合成一密封的專用鉆孔機(jī)械。這種機(jī)械體積小、質(zhì)量輕、攜帶方便,樁架輕便、移動(dòng)靈活,鉆進(jìn)速度快(0.3~2.0m/min),鉆機(jī)噪音小,鉆孔效率高。最大成孔直徑0.8-2m,鉆進(jìn)深度50m。

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△潛水鉆機(jī)

⑦全葉螺旋鉆孔機(jī)成孔

成孔直徑400-600mm,深度8-12m。適應(yīng)于地下水位以上的一般粘性土、砂土、人工填土地基。不宜用于地下水位以下的土層成孔作業(yè)及淤泥質(zhì)土。

△螺旋鉆鉆孔施工

無(wú)論采用何種方法鉆孔,開孔的孔位必須準(zhǔn)確,開孔時(shí)均應(yīng)慢速鉆進(jìn),待導(dǎo)向部位或鉆頭全部進(jìn)入地層后,方可加速鉆進(jìn)。采用正、反循環(huán)鉆孔(含潛水鉆)均應(yīng)采用減壓鉆進(jìn),即鉆機(jī)的主吊鉤始終要承受部分鉆具的重力,而孔底承受的鉆機(jī)不超過(guò)鉆具重力之和(扣除浮力)的80%。用全護(hù)筒法鉆進(jìn)時(shí),為使鉆機(jī)安裝平正,壓進(jìn)的首節(jié)護(hù)筒必須豎直。鉆孔開始后應(yīng)后隨時(shí)檢測(cè)護(hù)筒水平位置和豎直線,如發(fā)現(xiàn)偏移,應(yīng)將護(hù)筒拔出,調(diào)整后重新壓入鉆進(jìn)。

在鉆孔排渣,提鉆頭除土或因故停鉆時(shí),應(yīng)保持孔內(nèi)具有規(guī)定的水位和要求的泥漿相對(duì)密度和黏度。處理孔內(nèi)事故停鉆 必須將鉆頭提出孔外。每鉆進(jìn)2m或地層變化處,應(yīng)在泥漿槽中撈取鉆渣樣品,查明土質(zhì)并記錄,及時(shí)排除鉆渣并置換泥漿,使鉆錐經(jīng)常鉆進(jìn)新鮮地層。同時(shí)注意土層的變化,在巖、土層變化處均應(yīng)撈取渣樣,判明土層并記入記錄表中以便與地質(zhì)剖面圖核對(duì)。

(3)清孔

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清孔,目的是減少孔底沉渣厚度,確保樁基承載力;置換孔內(nèi)泥漿,降低泥漿比重和含砂率,保證混凝土的灌注質(zhì)量。

清孔方法有換漿、抽漿、掏渣、空壓機(jī)噴射、砂漿置換等,可根據(jù)具體情況選擇使用。

成孔檢查合格后應(yīng)立即進(jìn)行清孔,清孔方法應(yīng)根據(jù)成孔工藝、機(jī)械設(shè)備、工程地質(zhì)情況確定,主要有吸泥法、換獎(jiǎng)法、掏渣法等;澆注水下砼前若設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí),摩擦樁沉渣厚度應(yīng)小于30厘米,嵌巖樁應(yīng)小于10厘米;清孔后泥漿指標(biāo)應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手模無(wú)2~3mm顆粒,泥漿比重不大于1.1;含砂率小于2%;黏度為17-20s。

清孔應(yīng)注意:

嚴(yán)禁采用加大孔深的方法代替清孔,(旋挖鉆機(jī)必須配備清孔設(shè)備)混凝土灌注前應(yīng)通知現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理檢查沉渣厚度,滿足要求后,方可灌注。

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△循環(huán)排查法

(4)鉆孔質(zhì)量檢驗(yàn)

鉆孔成孔后應(yīng)進(jìn)行成孔檢查,檢查內(nèi)容應(yīng)包括孔位中心、孔深、孔徑、傾斜度等。并應(yīng)通知設(shè)計(jì)配合人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)確認(rèn)。

鉆孔成孔檢查項(xiàng)目及允許偏差:孔徑、孔深應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;孔位中心允許偏差100mm,傾斜度1%。

鉆孔質(zhì)量檢驗(yàn)注意:

成孔檢查時(shí),應(yīng)在成孔的第一時(shí)間通知現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理進(jìn)行驗(yàn)收;

此時(shí)檢孔器制作的要求:

要有足夠的剛度,外徑要與設(shè)計(jì)樁徑相同;檢孔器長(zhǎng)度宜為4-5倍設(shè)計(jì)樁徑,且不宜小于6米;檢孔器兩端宜作成錐行,高度不宜小于檢孔器半徑。

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△孔底沉渣檢查

6、鋼筋

籠施工

鋼筋籠加工:

鋼筋籠在鋼筋加工車間分段制作,或現(xiàn)場(chǎng)制作,以定尺鋼筋長(zhǎng)度為宜。主筋在制作前必須整直,沒有局部的彎折。主筋一般應(yīng)盡量用整根鋼筋,分段后的鋼筋接頭應(yīng)相互錯(cuò)開,保證同一截面內(nèi)的接頭數(shù)目不超過(guò)主筋總數(shù)的50%,接頭錯(cuò)開間距不小于35d(d為鋼筋直徑),且不得小于50cm。

鋼筋籠的焊接、綁扎必須牢固,應(yīng)保證焊縫長(zhǎng)度和飽滿度。樁身鋼筋籠分段制作完后,吊運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)邊下放邊連接。分段制作時(shí)采用搭接焊,兩鋼筋搭接端部應(yīng)預(yù)先折向一側(cè),使兩接合鋼筋軸線一致,接頭的長(zhǎng)度單面焊不小于10d,雙面焊不應(yīng)小于5d。焊縫要求清除焊渣、焊縫飽滿。

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△鋼筋籠制作

鋼筋籠起吊與安裝:

為了保證骨架起吊時(shí)不變形,宜用兩點(diǎn)起吊。第一吊點(diǎn)設(shè)在骨架的下部,第二吊點(diǎn)設(shè)在骨架長(zhǎng)度的中點(diǎn)到上三分點(diǎn)之間。起吊時(shí),先提第一吊點(diǎn),使骨架稍微提起,再與第二吊點(diǎn)同時(shí)起吊。待骨架離開地面后,第一吊點(diǎn)停止起吊,繼續(xù)提升第二吊點(diǎn)。隨著第二點(diǎn)的不斷提升,慢慢放松第一吊點(diǎn),知道骨架與地面垂直,停止起吊。當(dāng)骨架進(jìn)入孔口后,應(yīng)將其扶正,緩緩下降,嚴(yán)禁擺動(dòng)碰撞孔壁。鋼筋籠頂端應(yīng)根據(jù)孔頂標(biāo)高設(shè)置吊筋。鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí),兩鋼筋籠必須保持垂直和對(duì)位良好。吊入鋼筋籠時(shí)對(duì)準(zhǔn)孔位輕放、慢放。若遇阻礙,輕起輕落和正反旋轉(zhuǎn)使之下放。不高起猛落,強(qiáng)行下放,以防碰壞孔壁而引起塌孔。下放過(guò)程中,時(shí)刻注意觀察孔內(nèi)水位情況,如發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象,馬上停放,檢查是否坍孔。

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△鋼筋籠起吊

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△鋼筋籠對(duì)孔安放

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△焊吊筋防止?jié)仓艜r(shí)鋼筋籠上浮

7、水下

灌注混凝土

安裝導(dǎo)管:

導(dǎo)管使用前應(yīng)組裝編號(hào),根據(jù)孔深計(jì)算導(dǎo)管長(zhǎng)度及節(jié)數(shù),導(dǎo)管應(yīng)順直并進(jìn)行水密試驗(yàn),確認(rèn)導(dǎo)管不漏水及拆接情況良好才能下入孔中。下放導(dǎo)管時(shí)小心操作,避免掛碰鋼筋籠,并做好記錄。

二次清孔完畢,將導(dǎo)管輕輕下放到底,然后再往上提升25~40cm,與導(dǎo)管的理論長(zhǎng)度進(jìn)行比較,吻合之后,將導(dǎo)管固定在灌注平臺(tái)孔座上。

灌注水下混凝土:

計(jì)算和控制首批封底混凝土數(shù)量,下落時(shí)有一定的沖擊能量,能把泥漿從導(dǎo)管中排出,并能把導(dǎo)管下口埋入混凝土1m-3m深,當(dāng)樁身較長(zhǎng)時(shí),導(dǎo)管埋入混凝土中的深度可適當(dāng)放大。足夠的沖擊能量能夠把樁底沉渣盡可能地沖開,是控制樁底沉渣,減少工后沉降的重要環(huán)節(jié)。

樁基混凝土采用罐車運(yùn)輸配合導(dǎo)管灌注,導(dǎo)管直徑為25~30cm。在灌注過(guò)程中,導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)控制在2~6m。同時(shí)應(yīng)經(jīng)常測(cè)探孔內(nèi)混凝土面的位置,即時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。

灌注開始后,應(yīng)緊湊連續(xù)地進(jìn)行,中途不得停歇。在灌注過(guò)程中,應(yīng)防止混凝土拌和物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔底,使泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結(jié),致使測(cè)探不準(zhǔn)確。灌注過(guò)程中,應(yīng)注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況,及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土面高度,正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。

導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中,逐步提升。如導(dǎo)管法蘭卡掛鋼筋骨架,可轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管,使其脫開鋼筋骨架后,再移到鉆孔中心。為確保樁頂質(zhì)量,在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上應(yīng)加灌0.5m~1.0m。

△水下混凝土灌注

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8、常見

鉆孔事故及處理方法

(1)坍孔

各種鉆孔方法都可能發(fā)生坍孔事故,坍孔的特征是孔內(nèi)水位突然下降;孔口冒細(xì)密的水泡;出渣量顯著增加而不見進(jìn)尺或進(jìn)尺甚少;孔深突然變淺鉆頭達(dá)不到原來(lái)孔深;鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加等。

坍孔原因:

泥漿相對(duì)密度不夠及其它泥漿性能指標(biāo)不符合要求,使孔壁未形成堅(jiān)實(shí)泥皮。由于出渣后未及時(shí)補(bǔ)充泥漿(或水),或河水、潮水上漲,或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水,或鉆孔通過(guò)砂礫等強(qiáng)透水層,孔內(nèi)水流失等而造成孔內(nèi)水頭高度不夠。護(hù)筒埋置太淺,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸濕泡軟,或鉆機(jī)直接接觸在護(hù)筒上,由于振動(dòng)使孔口坍塌,擴(kuò)展成較大坍孔。在松軟砂層中鉆進(jìn)進(jìn)尺太快。提出鉆錐鉆進(jìn),回轉(zhuǎn)速度過(guò)快,空轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng)。水頭太高,使孔壁滲漿或護(hù)筒底形成反穿孔?變(nèi)水位低于地下水位。孔操作不當(dāng),供水管嘴直接沖刷孔壁、清孔時(shí)間過(guò)久或清孔停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。吊入鋼筋骨架時(shí)碰撞孔壁。

坍孔的預(yù)防和處理:

在松散粉砂土或流砂中鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)控制進(jìn)尺速度,選用較大相對(duì)密度、粘度、膠體率的泥漿的優(yōu)質(zhì)泥漿或投放黏土、片石低垂沖擊使黏土膏、片石等擠入孔壁。

發(fā)生孔口坍塌時(shí),可立即拆除護(hù)筒并回填鉆孔,重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆或下鋼護(hù)筒到未坍處以下至少1m。

如發(fā)生孔內(nèi)坍塌,不嚴(yán)重者,可加大泥漿比重繼續(xù)鉆機(jī),較嚴(yán)重者,應(yīng)判明坍塌位置,回填砂和粘質(zhì)土(或砂礫和黃土)混合物到坍孔處以上1m-2m,甚至應(yīng)全部回填再鉆,鉆孔之前應(yīng)待回填物沉積密實(shí)后再行鉆進(jìn)。

清孔時(shí)應(yīng)指定專人補(bǔ)漿(或水),保證孔內(nèi)必要的水頭高度。供水管最好不要直接插入鉆孔中,應(yīng)通過(guò)水槽或水池使水減速后流入鉆中,可免沖刷孔壁。應(yīng)扶正吸泥機(jī),防止觸動(dòng)孔壁。不宜使用過(guò)大的風(fēng)壓,不宜超過(guò)1.5-1.6倍鉆孔中水柱壓力。

吊入鋼筋骨架時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心豎直插入,嚴(yán)防觸及孔壁。

(2)鉆孔偏斜

偏斜原因:

鉆孔中遇有較大的孤石或探頭石;在有傾斜的軟硬地層交界處,巖面傾斜鉆進(jìn);或者粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進(jìn),鉆頭受力不均;擴(kuò)孔較大處,鉆頭擺動(dòng)偏向一方。鉆機(jī)底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷、位移;鉆桿彎曲,接頭不正。

預(yù)防和處理:

安裝鉆機(jī)時(shí)要使轉(zhuǎn)盤、底座水平,起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護(hù)筒中心三者應(yīng)在一條豎直線上,并經(jīng)常檢查校正。

由于主動(dòng)鉆桿較長(zhǎng),轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上部擺動(dòng)過(guò)大。必須在鉆架上增設(shè)導(dǎo)向架,控制桿上的提引水龍頭,使其沿導(dǎo)向架對(duì)中鉆進(jìn)。

鉆桿接頭應(yīng)逐個(gè)檢查,及時(shí)調(diào)正,當(dāng)主動(dòng)鉆桿彎曲時(shí),要用千斤頂及時(shí)調(diào)直。

(3)掉鉆落物

掉鉆落物原因:

卡鉆時(shí)強(qiáng)提強(qiáng)扭,操作不當(dāng),使鉆桿或鋼絲繩超負(fù)荷或疲勞斷裂。鉆桿接頭不良或滑絲。電動(dòng)機(jī)接線錯(cuò)誤,鉆機(jī)反向旋轉(zhuǎn),鉆桿松脫。轉(zhuǎn)向環(huán)、轉(zhuǎn)向套等焊接處斷開。操作不慎,落入扳手、撬棍等物。

預(yù)防措施:

開鉆前應(yīng)清除孔內(nèi)落物,零星鐵件可用電磁鐵吸取,較大落物和鉆具也可用沖抓錐打撈,然后在護(hù)筒口加蓋。經(jīng)常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和聯(lián)結(jié)裝置。

處理方法:

掉鉆后應(yīng)及時(shí)摸清情況,若鉆錐被沉淀物或坍孔土石埋住應(yīng)首先清孔,使打撈工具能接觸鉆桿和鉆錐。

(4)糊鉆和埋鉆

糊鉆和埋鉆常出現(xiàn)于正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)中,糊鉆的特征是在細(xì)粒土層中鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺緩慢,甚至不進(jìn)尺出現(xiàn)憋泵現(xiàn)象。

預(yù)防和處理辦法:

對(duì)正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆,可清除泥包,調(diào)節(jié)泥漿的相對(duì)密度和粘度,適當(dāng)增大泵量和向孔內(nèi)投入適量砂石解決泥包糊鉆,選用刮板齒小、出漿口大的鉆錐;嚴(yán)重糊鉆,應(yīng)停鉆,清除鉆渣。對(duì)鉆桿內(nèi)徑、鉆渣進(jìn)出口和排渣設(shè)備的尺寸進(jìn)行檢查計(jì)算。

(5)擴(kuò)孔和縮孔

擴(kuò)孔是孔壁坍塌而造成的結(jié)果,各種鉆孔方法均可能發(fā)生,若因孔內(nèi)局部發(fā)生坍塌而擴(kuò)孔,鉆孔仍能達(dá)到設(shè)計(jì)深度則不必處理,只是混凝土灌注量大大增加,若因擴(kuò)孔后繼續(xù)坍塌影響鉆進(jìn),應(yīng)按坍孔事故處理。

縮孔原因有兩種:

一種是鉆錐焊補(bǔ)不及時(shí),嚴(yán)重磨耗的鉆錐往往鉆出較設(shè)計(jì)樁徑稍小的孔;

另一種是由于地層中有軟塑土,俗稱橡皮土,遇水膨脹后使孔徑縮小,為防止縮孔,前者應(yīng)即時(shí)修補(bǔ)磨耗的鉆頭,后者要使用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁快轉(zhuǎn)慢進(jìn),并復(fù)轉(zhuǎn)二三次,或使用卷?yè)P(yáng)機(jī)吊住鉆捶上下、左右反復(fù)掃孔以擴(kuò)大孔徑,直到縮孔部位達(dá)到設(shè)計(jì)孔徑為止。

(6)梅花孔(或十字孔)

常發(fā)生在以沖擊錐鉆進(jìn)時(shí),沖成的孔不圓,發(fā)生如圖的形狀,叫做梅花孔或十字孔。

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形成原因:

錐頂轉(zhuǎn)向裝置失靈,以致沖錐不轉(zhuǎn)動(dòng),總在一個(gè)方向上下沖擊。泥漿相對(duì)密度和粘度過(guò)高,沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)阻力太大,鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)困難。操作時(shí)鋼絲繩太松或沖程太小,沖錐剛提起又落下,鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間不充分或轉(zhuǎn)動(dòng)很小,改換不了沖擊位置。有非勻質(zhì)地層,如漂卵石層、堆積層等易出現(xiàn)探頭石,造成局部孔壁凸進(jìn),成孔不圓。

預(yù)防辦法:

應(yīng)經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置的靈活性,及時(shí)修理或更換失靈的轉(zhuǎn)向裝置。選用適當(dāng)粘度和相對(duì)密度的泥漿,并適時(shí)掏渣。用低沖程時(shí),每沖擊一段換用高一些沖程沖擊,交替沖擊修整孔形。出現(xiàn)梅花孔后,可用片、卵石混合粘土回填鉆孔,重新沖擊。

(7)卡錐:常發(fā)生在以沖擊錐鉆進(jìn)時(shí)

原因:鉆孔形成梅花形,沖錐被狹窄部位卡住。未及時(shí)焊補(bǔ)沖錐,鉆孔直徑逐漸變小,而焊補(bǔ)后的沖錐大了,又用高沖程猛擊,極易發(fā)生卡錐,如圖3-47(a)所示。伸入孔內(nèi)不大的探頭石未被打碎,卡住錐腳或錐頂,如圖3-47(b)所示?卓诘粝率瘔K或其它物件,卡住沖錐,如圖3-47(c)所示。在粘土層中沖擊沖程太高,泥漿太稠,以致沖錐被吸住。大繩松放太多,沖錐傾倒,頂住孔壁。

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處理方法:

當(dāng)為梅花卡鉆時(shí),若錐頭向下有活動(dòng)余地,可使鉆頭向下并轉(zhuǎn)動(dòng)直徑較大方向提起鉆頭。也可松一下鋼絲繩,使鉆錐轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,有可能將鉆錐提出?ㄣ@不宜強(qiáng)提以防坍孔、埋鉆。宜用由下向上頂撞的辦法,輕打卡點(diǎn)的石頭,有時(shí)使鉆頭上下活動(dòng),也能脫離卡點(diǎn)或使掉入的石塊落下。用較粗的鋼絲繩帶打撈鉤或打撈繩放進(jìn)孔內(nèi),將沖錐勾往后,與大繩同時(shí)提動(dòng),或交替提動(dòng),并多次上下、左右擺動(dòng)試探,有時(shí)能將沖錐提出。在打撈過(guò)程中,要繼續(xù)攪拌泥漿,防止沉淀埋鉆。用其它工具,如小沖錐、小掏渣筒等下到孔內(nèi)沖擊,將卡錐的石塊擠進(jìn)孔壁,或把沖錐碰活動(dòng)脫離卡點(diǎn)后,再將沖錐提出。但要穩(wěn)住大繩以免沖錐突然下落。用壓縮空氣或高壓水管下入孔內(nèi),對(duì)準(zhǔn)卡錐一側(cè)或吸錐處適當(dāng)沖射一些時(shí)候,使卡點(diǎn)松動(dòng)后強(qiáng)行提出。使用專門加工的工具將頂住孔壁的鉆頭撥正。用以上方法提升錐無(wú)效時(shí),可試用水下爆破提錐法。將防水炸藥(小于1kg)放于孔內(nèi),沿錐的滑槽放到錐底,而后引爆,震松卡錐,再用卷?yè)P(yáng)機(jī)和鏈滑車同時(shí)提拉,一般是能提出的。

(8)外桿折斷:

常見于旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)。l折斷原因:用水文地質(zhì)或地質(zhì)鉆探小孔徑鉆孔的鉆桿來(lái)作橋梁大孔徑鉆孔樁用,其強(qiáng)度、剛度太小,容易折斷。鉆進(jìn)中選用的轉(zhuǎn)速不當(dāng),使鉆桿所受的扭轉(zhuǎn)或彎曲等應(yīng)力增大,因而折斷。鉆桿使用過(guò)久,連接處有損傷或接頭磨損過(guò)甚。地質(zhì)堅(jiān)硬,進(jìn)尺太快,使鉆桿超負(fù)荷工作?字谐霈F(xiàn)異物,突然增加阻力而沒有及時(shí)停鉆。

預(yù)防和處理:

不使用彎曲嚴(yán)重的鉆桿,要求各節(jié)鉆桿的連接和鉆桿與鉆頭的連接絲扣完好,以螺絲套連接的鉆桿接頭要有防止反轉(zhuǎn)松脫的固鎖設(shè)施。鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)控制進(jìn)尺速度。遇到堅(jiān)硬、復(fù)雜的地質(zhì),應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)操作。鉆進(jìn)過(guò)程中要經(jīng)常檢查鉆具各部分的磨損情況和接頭強(qiáng)度是否足夠。不合要求者,及時(shí)更換。在鉆進(jìn)中若遇異物,須以處理后再鉆進(jìn)。如已發(fā)生鉆桿折斷事故,可按前述打撈方法將掉落鉆桿打撈上來(lái)。并檢查原因,換用新或大鉆桿繼續(xù)鉆進(jìn)。

(9)鉆孔漏漿

漏漿原因:在透水性強(qiáng)的砂礫或流砂中,特別是在有地下水流動(dòng)的地層中鉆進(jìn)時(shí),稀泥漿向孔壁外漏失。護(hù)筒埋置太淺,回填土夯實(shí)不夠,致使刃腳漏漿。護(hù)筒制作不良,接縫不嚴(yán)密,造成漏漿。水頭過(guò)高,水柱壓力過(guò)大,使孔壁滲漿。

處理辦法:

凡屬于第一種情況的回轉(zhuǎn)鉆機(jī)應(yīng)使用較粘稠或高質(zhì)量的泥漿鉆孔。沖擊鉆機(jī)可加稠泥漿或回填粘土摻片石、卵石反復(fù)沖擊增強(qiáng)護(hù)壁。l屬于護(hù)筒漏漿的,應(yīng)按前述有關(guān)護(hù)筒制作與埋設(shè)的規(guī)范規(guī)定辦理。如接縫處漏漿不嚴(yán)重,可由潛水工用棉、絮堵塞,封閉接縫。如漏水嚴(yán)重,應(yīng)挖出護(hù)筒,修理完善后重新埋設(shè)。

(10)鉆孔樁斷樁常見事故及處理

①首批混凝土封底失敗事故原因及預(yù)防措施:

導(dǎo)管底距離孔底大高或太低。原因:由于計(jì)算錯(cuò)誤,使導(dǎo)管下口距離孔底太高或太低。太高了使首批砼數(shù)量不夠,埋不了導(dǎo)管下口(1m以上)。太低了使首批砼下落困難,造成泥漿與混凝土混合。預(yù)防措施:準(zhǔn)確測(cè)量每節(jié)導(dǎo)管的長(zhǎng)度,并編號(hào)記錄,復(fù)核孔深及導(dǎo)管總長(zhǎng)度。也可將拼裝好的導(dǎo)管直接下到孔底,相互校核長(zhǎng)度。

首批混凝土數(shù)量不夠。原因:由于計(jì)算錯(cuò)誤,造成首批砼數(shù)量不夠,埋管失敗。預(yù)防措施:根據(jù)孔徑、導(dǎo)管直徑認(rèn)真計(jì)算和復(fù)核首批砼數(shù)量。

首批混凝土品質(zhì)太差。原因:首批砼和易性太差,翻漿困難;蛱涠忍,造成離析。預(yù)防措施:搞好配合比設(shè)計(jì),嚴(yán)格控制混凝土和易性。

導(dǎo)管進(jìn)漿:導(dǎo)管密封性差,在首批砼灌注后,由于外部泥漿壓力太大,滲入導(dǎo)管內(nèi),造成砼與泥漿混和。

處理辦法:首批混凝土封底失敗后,應(yīng)撥出導(dǎo)管,提起鋼筋籠,立即清孔。

②供料和設(shè)備故障使灌注停工

事故原因:

由于設(shè)備故障,混凝土材料供應(yīng)問(wèn)題造成停工較長(zhǎng)時(shí)間,使混凝土凝結(jié)而斷樁。預(yù)防措施:施工前應(yīng)做好過(guò)程能力鑒定,對(duì)于部分設(shè)備考慮備用;對(duì)于發(fā)生的事故應(yīng)有應(yīng)急預(yù)案

處理方法:

如斷樁距離地面較深,考慮提起鋼筋籠后重新成孔;如斷樁距離地面較淺,可采用接樁;如原孔無(wú)法利用,則回填后采取補(bǔ)樁的辦法。

③灌注過(guò)種中坍孔

原因:由于清孔不當(dāng)、泥漿過(guò)稀、下鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁、致使在灌注過(guò)程中發(fā)生坍孔。預(yù)防措施:詳見常見鉆孔事故和處理方法。

處理辦法:如坍孔并不嚴(yán)重,可繼續(xù)灌注,并適當(dāng)加快進(jìn)度。如無(wú)法繼續(xù)灌注,應(yīng)及時(shí)回填重新成孔。

④導(dǎo)管撥空、掉管:

事故原因:由于測(cè)量和計(jì)算錯(cuò)誤,致使灌注砼時(shí)導(dǎo)管撥空,對(duì)管內(nèi)充滿泥漿;或?qū)Ч苈裆钸^(guò)少,泥漿涌入導(dǎo)管。預(yù)防措施:應(yīng)認(rèn)真測(cè)量和復(fù)核孔深、導(dǎo)管長(zhǎng)度;應(yīng)對(duì)導(dǎo)管埋深適當(dāng)取保守?cái)?shù)值。掉管原因:導(dǎo)管接頭連接不符合要求;導(dǎo)管掛住鋼筋籠,強(qiáng)拉拉脫等。預(yù)防措施:每次拆管后應(yīng)仔細(xì)重新連接導(dǎo)管接頭;導(dǎo)管埋深較大時(shí)應(yīng)及時(shí)拆管。

處理辦法:混凝土面距離地面較深時(shí)應(yīng)重新成孔;炷撩婢嚯x地面較淺可采取接樁辦法。

⑤灌注過(guò)程中混凝土上升困難、不翻漿。

事故原因:混凝土供料間隔時(shí)間太長(zhǎng),灌注停頓,混凝土流動(dòng)性變。换炷梁鸵仔蕴;導(dǎo)管埋深過(guò)大;在灌注將近結(jié)束時(shí),由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高減小,超壓力降低;導(dǎo)管外的泥漿及所含渣土稠度增加,相對(duì)密度增大。

補(bǔ)救措施:提起導(dǎo)管,減少導(dǎo)管埋深;接長(zhǎng)導(dǎo)管,提高導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高;可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿,并掏出部分沉淀土。

⑥灌注高度不夠

事故原因:測(cè)量不準(zhǔn)確;樁頭預(yù)留量太少。預(yù)防措施:可采用多種方法測(cè)量,確保準(zhǔn)確;樁頭超灌預(yù)留量可適當(dāng)加大。

處理辦法:挖開樁頭,重新接樁處理。