预处理钻孔灌注桩（精选11篇）
预处理钻孔灌注桩 第1篇
1 钻孔灌注桩岩溶处理方案
钻孔灌注桩岩溶的具体处理方案, 需要视溶洞填充物的深度而定, 通常情况下以2m为界, 小于2m与超过2m需要应用不同的岩溶处理方案。
1.1 溶洞填充物深度小于2m的预处理
如果岩溶溶洞并没有任何的填充物或者是仅有比较少的流砂, 或者是存在着填充物, 但是深度没有超过2m, 处理人员将其视为无填充溶洞。对此, 施工处理人员需要预先固结填充物以及填充物, 通常情况下, 应用的方法就是静压化学法, 待到溶洞中的填充物已经固结满足相应的要求之后, 施工人员可以进行钻孔施工。
1.1.1 选择注浆方式。
通常情况下有两种选择, 一种是压力注浆;另一种是花管注浆。压力注浆时需要从低到高, 重复多次进行压浆, 而选择花管注浆方法时, 需要施工人员首先进行钻孔或者是选择应用原有的钻孔, 将花管埋设起来。
1.1.2 进行必要的工艺设计。
第一步, 布孔。应该预先在有溶洞的桩位周围布置5个左右的注浆孔, 通过钻注浆孔, 能够对地质条件进行详细的勘察, 不仅能够了解到溶洞的具体高度, 也能够充分的了解到填充物的相关情况。第二步, 注浆泵注浆。注浆的过程中要控制好注浆压力, 不能过大, 通过情况下保持在0.5~1.0 MPa之间, 具体需要多大压力, 施工人员需要依据施工现场情况而定。注浆的速度要达到15~20 L/min, 这样能够充分的保证浆液完全的渗入到填充物中, 最终固结。一般而言, 渗透直径至少要达到3m, 这样在冲钻成孔时, 固结体足够。注浆过程中, 施工人员必须将注浆管完全的伸入到填充物底部之中, 在注浆的同时要逐渐的上提, 提管速度不能过快, 但是具体的速度需要按照注浆速度来确定, 渗透半径保持在可控的范围之内即可。注浆液选择使用水泥浆, 水与水泥之间的比例达到0.8:1, 如果施工人员选择应用的是水泥砂浆, 则需要水、水泥与砂, 这三者之间的配比为1:1:0.8, 如果需要使用双液浆, 在还需要添加水玻璃, 具体需要多少水玻璃, 则需要进行现场试验。注浆的过程中, 有可能会出现浆液浪费的情况, 为了有效避免这一问题, 施工人员决定选择应用间歇注浆的方法, 这样浆液与填充物会实现胶结, 之后再进行注浆, 重复几次注浆, 待到注浆量与注浆压力满足要求再停止。注浆完一个孔之后, 立即进行下一个注浆, 钻孔注浆的顺序越靠后, 注浆压力就越需要调高, 注浆完全结束之后, 再封孔。逐渐具体顺序需要依照现场情况来决定。
1.2 深度大于2 m的无填充溶洞的处理
如果溶洞没有任何的填充物, 并且深度超过了2m, 通常情况下都要选择应用内护筒通过溶洞的方法。首先, 选择合适的钢护筒。一般而言, 钢护筒内径应该超过桩直径20cm, 而外径则应该不超过护筒内径30cm。护筒具体长度则应该是预先测量的溶洞的高度再加上3m。其次, 应用正确的方式沉放内护筒。如果冲击已经穿过溶洞顶部, 施工人员就需要不断的提升冲锤, 冲锤的过程中, 要慢放轻提, 如果冲锤未受到阻碍, 则证明顶部已经完成成孔, 同时可以确定孔是圆滑垂直的。最后, 内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部问空隙的处理。在内护筒底部及顶部100 cm范围内回填砂、碎石, 中部回填中砂。用高压喷射注浆法 (旋喷法) 对回填体进行注浆处理。注浆后, 内护筒上下两端空隙被砂、碎石及浆液冲填同结, 固结强度要求达到30 MPa。注浆处理后, 即可重新冲孔。
2 溶洞桩基施工
2.1 坍孔漏浆
开孔前将孔口护筒埋设稳固以防地表水渗入。采用优质泥浆, 当缺少优质黏土时可在泥浆中掺入适量的水泥、烧碱和锯末, 以提高泥浆胶体率和悬浮能力。其质量配合比为黄土:水泥:烧碱=1.0:0.2:0.4, 锯末按黄土体积的10%掺入。泥浆性能指标为:比重13、黏度18~20″, 含砂量小于4%, 胶体率大于97%、p H值大于6.5。遇砂、卵石层时, 投入适当优质黏土, 低程反复冲击将黏土挤入以防止渗漏, 增加泥浆中的固相含量, 加大泥浆的密度和黏度, 保持孔壁稳定。遇破碎严重地层、溶洞、基岩面时, 发现有坍孔漏浆的迹象, 即向孔内投入混合物, 或直接投入袋装水泥和黏土, 反复冲击后静置数天再冲击钻进, 用冲锤挤压, 对孔壁起到较好的胶结和稳固作用, 堵塞漏浆通道, 也是防止漏浆的有效方法。其机理是水泥与黏土经充分搅拌后形成一种具有一定强度的复合体经反复冲击而挤人裂缝中起封闭作用。
2.2 卡锤
发生卡钻事故后, 当钻头可以上下活动时, 利用钻机上下提动钻头, 并用撬棍拔动大绳使钻头旋转, 反复多次, 提出钻头;十字孔、探头石、落石等物卡钻, 或钻头卡在溶洞内, 上下提动无效时, 用“一”字形或半月形小钻头沿孔壁障碍物处冲击, 将障碍物击破或挤走, 提出钻头;钻头被溶洞顶板卡住时, 可用漏斗形钢套管顺着大绳下入至钻头顶, 导出钻头。钻头提出后用小冲程慢慢修孔, 必要时回填片石、黏土重钻, 只有当孔壁竖直、圆顺后才能正常钻进。
2.3 地表坍陷
要注意防止钻孔施工中地表的坍陷。地表突然下陷是非常危险的。当孔口坍塌不太严重时, 在孔口重新埋置大于设计孔径2~3级的护筒, 周围用水泥碎石固定, 待水泥凝结后再施工;当孔壁、孔口坍塌严重时, 用优质黏土加入水泥回填至孔口并压实, 经15d后, 采用低程冲击方法重新冲击钻进;必要时回填压实后直接下钢护筒护壁施工。
2.4 清孔漏浆
探明泥浆流失的孔洞高程, 在初步清基的基础上, 在钢筋笼上焊接钢护筒, 钢护筒上下口扩成喇叭形, 在其上设止水带。当钢筋笼带着堵漏护筒初步就位后, 进行正循环泥浆清孔;如孔弯斜严重, 钢筋骨架插不下去, 此时可接高钢护筒, 尽力振下, 然后浇筑水下素混凝土至洞底, 待达到规定的强度后, 再装上钻机重新施钻清孔。
3 结论
综上所述, 可知钻孔灌注桩岩溶处理方式的选择, 需要依据溶洞深度以及是否有填充物而定, 待到岩溶处理结束之后, 就需要进行岩溶桩基施工, 施工过程中, 要格外注意漏浆的问题, 如果出现了比较明显的漏浆情况, 要立即进行采取有效措施进行封堵。由于钻孔质量直接关系到灌注桩的质量, 以此也需要认真对待钻孔环节。
摘要：钻孔灌注桩岩溶处理方案的确定十分关键, 如果未能选择合适的处理方案, 岩溶处理将会受到非常大的影响。本文首先对钻孔灌注桩岩溶处理方案进行了详细的介绍, 其次对溶洞桩基施工步骤进行了分析, 希望能够为钻孔灌注桩岩溶有效处理提供帮助。
关键词：钻孔灌注桩,岩溶,处理方案
参考文献
[1]万江明.钻孔灌注桩施工方法的研究与应用[D].南昌:南昌大学, 2014.
[2]张忠亭.钻孔灌注桩设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社.2007, 2.
[3]王志杰.钻孔灌注桩施工中的几个技术问题[J].岩土工程界, 2002 (11) .
关于钻孔灌注桩溶洞的处理方法探讨 第2篇
关键词：钻孔灌注桩、溶洞、处理；
引言
在溶岩发育丰富、覆盖层不稳定的特殊地层进行桩基础施工时，容易遇到溶洞等地质问题，给桩基础施工制造非常大的困难，容易出现掉钻、卡钻、漏浆、塌孔等难题。因此，根据地质勘探等有关资料及现场实际情况，采取针对性的溶洞处理方案，确保桩基础顺利施工，降低施工成本及保证桩基础成桩质量。
1.工程概况
郴州市富士大道西河坪田景觀桥桥型为拱桥。桩基部分共有96条桩，桩径φ1500mm，桩长30至50m不等，为端承桩。施工图纸设计要求桩底保证不少于4m的整体岩面，遇溶洞必须穿过，且穿过溶洞后进入不少于3m。
根据《地质勘察报告》场地内自上而下分为：第四系人工填土，第四系冲洪积粉质粘土，石灰系白云质灰岩。其中石灰系白云质灰岩呈灰白色为中风化，隐晶质结构，中厚层状构造，节理裂隙较发育，见有方解石细脉呈网状分布，岩溶发育明显，溶洞分布较广。
2.溶洞处理总体方案
在施工前根据地质报告及设计资料，对位于溶洞区域的桩位，采用地质钻于桩中心进行超前钻，必要时增加钻位，根据超前钻的结果，绘画溶洞分布图，准确掌握溶洞的位置、大小、形状以及性质。
根据钻探，桩位处发现了12个溶洞，最大的溶洞约14m。溶洞按其填充状态有完全填充的、半填充的、空的三类；填充物主要是流砂及软土。根据上述地质条件，从经济及技术方面进行比较，制定了前期静压注浆法、回填粘土碎石、全护筒法等施工技术来处理溶洞，取得非常理想的效果。
3.溶洞处理
对于溶洞的施工技术处理，要根据前期地质资料及摸查结果，不同类型溶洞采取针对性手段，选择差别化施工，以提高施工效率，降低施工成本并保证质量和进度。
3.1 小型溶洞、半填充及完全填充溶洞采用前期静压注浆法
普通水泥浆稳定性差，容易出现离析、泌水现象，并且在较大的空隙中注浆容易造成大量浆体流失；若水泥用量加大，浆体流动性、分散性和可灌性又变差，并且成本加大。利用膨润土的粘结密封性、润滑性、增稠性及胶凝性，在水泥浆中加入膨润土可使浆液有足够的稳定性、保水性、有良好的流动性并且粘度适中。
该法针对小型溶洞、半填充及完全填充溶洞。溶洞预处理施工是在桩基施工之前进行注浆目的是为了加固溶洞填充物流砂、软土和填满溶洞空间并达到20mpa强度以上，防止桩基施工时出现泥浆流失、掉钻、坍孔等问题，保障桩基成孔及水下混凝土浇注等一系列施工顺利完成。
对于溶洞中的软土等土体，浆液是通过劈裂和挤密作用加固土体；针对半填充溶洞，浆液是通过填充满溶洞；对于溶洞中的砂、砾，浆液通过渗透板结砂和砾。这样，通过浆液不断的加固，一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔；在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失。
（1）布孔：在超前钻有溶洞的桩位四周均布4个灌浆孔。钻孔：孔径80mm，孔深要求达到最深溶洞的底部。
（2）材料：普硅425#水泥、水、膨润土。
（3）工艺：水灰比0.5，膨润土与浆液比例3%～4%。采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少量多次、反复灌浆。
（4）主要施工机械设备：bw250泥浆泵，bw150泥浆泵，100型钻机，泥浆搅拌机和贮浆槽，高压灌浆管及其配件。
3.2 无填充物溶洞的处理
（1）对于封闭的较小及中等无填充物溶洞，采取先填充碎石、干砂，然后回填粘土充实桩孔形成泥壁，如若还漏浆和塌孔等，就采取注浆措施，按前期静压注浆法处理。
（2）溶洞内无填充物需向洞内填充砂子的，选择一个合适的孔位，放入并固定钢套管，将注砂管与钢套管相连接，在注浆前灌砂。用压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其它孔作为减压孔。待达到计算的填充体积，压力稳定，即可停止。
（3）对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔时可采取投放片石、粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过岩溶区。
3.3大型无填充溶洞的处理
溶洞较大，洞内无充填物或流塑充填物，漏水很严重，采取片石加粘土反复打密，仍然无法形成泥石护壁的，可采取钢护筒跟进法施工。并根据超前钻的结果，确定护筒打入深度。该方法就是一面冲孔，一面接高护筒，并且将其震动下沉至已钻成的孔内，达到隔断溶洞内流塑充填物或水活动的目的。
钢护筒跟进有两种施工方法。一是冲击钻成孔钢护筒跟进法。还有一种情况就是桩孔穿过多个溶洞，并且均已成功造壁，在下面冲孔时，上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时，可以钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏，漏几个溶洞钢护筒跟到几个溶洞。
全护筒工艺投入高成本，因此在对中小型和有充填的大型溶洞尽量不选用此方法。
（1）护筒跟进施工工艺。首先要选定地点填满钢护筒，然后进行钻孔作业、安放辅助护筒，通过振动护筒穿越溶洞并进入至溶洞的底部密封土层，通过护筒注入泥浆，完成钻孔。对不同结构的溶洞需要采取不同的护筒施工方式，对于单层溶洞采用一层钢护筒处理；对于多层和不规则的溶洞，采用2-3层的护筒。具体施工工艺：在第一层护筒完成后，对护筒的底部进行封闭，防止注浆时因为外力出现漏浆。第二层护筒施工时要在护筒外侧焊耳筋固定护筒，严格控制护筒的长度，护筒的长度不能超过第一层护筒底部的深度。
（2）内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理。使用护筒跟进施工，需要利用泥浆对两层护筒进行加固保障其具有抗击力的目的，具体的施工方法是在内护筒底部及顶部100cm 范围内回填砂、碎石，中部回填中砂，然后用高压喷射灌浆法对回填体进行灌浆处理。灌浆后，内护筒上下两端空隙被砂、碎石及浆液冲填固结，固结强度要求达到30MPa。灌浆处理达到要求后，重新钻孔施工。
（3）护筒跟进施工控制。对于特大型溶洞的处理，在护筒跟进作业时需要及时观察溶洞前面的实际情况，掌握溶洞情况是安全施工的重要环节。位于特大型溶洞地层中的钻孔桩，容易发生大面积坍塌和掉钻等意外情况。因此在钻孔施工前一定要掌握溶洞的形状和特征，为护筒跟进作好充分准备，根据溶洞的埋深、产状、发育层数等确定护筒跟进深度、跟进层数。护筒跟进法在钻孔作业过程中，应该做好应急预案制度，时刻具有处理危险事故的意识。
（4）为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，用卷板机成型。钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为8 ～ 10mm为宜。在护筒跟进很困难时，可采用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工。施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。一般钻头外径和钢护筒内径空隙控制在3 ～ 5cm，保证冲击店在护筒内顺利提升或下冲为度。可以先下在大护筒后下小护筒，然后割掉在大护筒下缘以上的内护筒，以保证桩砼与外护筒的连接。
护筒跟进施工是为了避免溶洞施工上体不发生坍塌事故，但是在实际的施工过程中，当护筒跟进施工到某一位置时，就有可能受到作用力的原因，采用振动外向锤很难一次性成功，通常施工经常采用边钻孔边跟进的工艺。尤其是当出现斜体地质结构时，采取护筒跟进作业，就会存在一定安全隐患，因为护筒是对某一个方向进行外力支撑，使得斜体另一端的地质缺失保护，尤其是溶洞出现漏水现象时造成漏浆而发生意外。因此，在护筒跟进施工前，必须采用超前钻进行钻探，充分了解溶洞具体情况，保证护筒施工安全。
4 结束语
由于溶洞的地质、大小、形状及填充度不同，因此在施工的过程中要根据不同的溶洞采取不同的施工工艺，保障钻孔施工顺利开展，通过针对性施工可以提高施工的效率，降低施工成本并保证成桩质量。
参考文献
[1]王钧利.桥梁施工技术及质量控制[M].水利水电出版社，2006.01.01.
[2]宁伟钊.岩溶区钻孔桩溶洞处理技术浅析[J].中国房地产业，2011（8）.
钻孔灌注桩质量问题分析与处理 第3篇
1 质量问题分析及处理
1.1 护筒冒水
护筒冒水是指施工过程中护筒刃脚或钻孔壁向孔外漏泥浆的现象。一般是由于护筒埋设太浅, 周围填土不密实;护筒接缝不密实;护筒水位差太大, 或钻头起落时碰撞护筒, 造成漏水;钻孔中遇到透水性强或地下水流动的地层等原因造成。
防治措施:护筒埋设时坑底与四周要选择最佳含水量的黏土分层填埋并夯实。采用挖埋法埋设护筒时填埋深度以进入好土不低于1m为宜, 并保证四周均匀、对称;采用振动加压下沉法时, 护筒底一定要保证下沉至硬土1m左右, 以防止坍塌、穿孔;开孔要在护筒的适当高度进行, 保持护筒内1.0~1.5m水头, 以防水头过高从护筒底脚处产生空孔, 水头过低会减弱井孔内水压外渗护壁, 甚至产生“反渗”现象;钻头起落时要注意对中, 避免碰撞护筒;护筒刃脚冒水时, 应立即停止钻孔, 并用粘土在周围填实、加固, 若发生护筒接缝漏水可采用潜水工下水作业进行堵塞, 若护筒严重下沉或位移, 则应返工重新埋设护筒。
1.2 孔壁坍陷
在钻孔过程中排出的泥浆中不断出现气泡, 出渣量显著增加, 且进尺困难或不进, 钻机负荷明显增加;在混凝土灌注过程中, 若护筒内水位突然上升溢出护筒, 随即骤降并冒出气泡等现象均为孔壁坍塌。其主要是由于土质松软, 护筒周围未用粘土回填夯实;泥浆稠度小, 起不到固壁作用;护筒埋置过浅或回填土夯实不彻底, 开钻时泥浆不浓, 钻进过快, 导致护筒刃脚下钻孔护壁不牢, 孔口排水不畅, 土层长期处于饱和状态;钻孔速度过快、孔钻时间过长、成孔后待灌时间过长;出渣后未及时补充泥浆 (水) , 孔内出现承压水, 钻孔通过沙砾等强透水层, 孔内水大量流失等原因造成。
防治措施:控制成孔速度, 在淤泥质土层以保径为主, 速度控制在4~5m/h, 碰到和粘土层的换层带要上下来回扫孔以求上下畅通, 进入粘土夹层时, 可加快钻进速度, 控制在5~6m/h, 在沙砾石层基岩中钻进要调整钻进速度、增大泵量和泥浆上返速度, 并及时清渣或修复更换钻头;清孔时应制定专人补水 (浆) , 保证孔内水头高度, 宜采取中断用高压水承压清孔, 下段用黄泥浆的方法;施工中若发生孔口土层下沉, 说明孔口坍塌, 立即停钻处理, 若钻孔不深可用粘土加片石回填, 埋正护筒后重钻, 若钻孔较深, 可将护筒加长, 下到坍塌处以下, 孔外四周回填粘土, 或用草袋装粘土堆码加固。
1.3 缩径
缩颈即实际孔径小于设计孔径, 其在粘性土及粉土中容易出现。多是由于钻锥磨损而焊补不及时, 造成钻出较设计桩径小的孔;在地层中遇到膨胀软土、黏土、泥岩等软塑土, 其遇水膨胀使孔径缩小;导管漏水或混凝土搅拌不均匀、配制不合理, 骨料级配不当, 使用的水泥不当或失效, 水灰比过大等造成混凝土离析或强度不够等原因造成。
防治措施:采用优质泥浆以降低失水量;加大泵量, 加快成孔速度;经常检查钻具尺寸, 及时修补磨损钻头、补焊或更换钻齿;在导正器外侧焊接一定数量的合金切片, 在钻进或起钻时起到扫孔作用, 发生缩孔时, 可使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔的方法来扩大孔径;下放钢筋笼后检查孔底沉渣现象, 若沉渣突然增多, 应及时护壁;灌注中若孔口返水颜色突然改变, 并有大量泥土粗砂泛出, 立即停止作业, 提出导管换用泥浆清孔, 排出坍落物;混凝土灌注完成在检测过程中发现缩颈, 如位置较浅, 则直接开挖对缩径部位施工补救, 如位置较深且缩径严重, 则应考虑补桩。
1.4 卡管
混凝土灌注过程中在导管中下不去, 无法继续进行灌注的现象成为卡管。主要是由于在初盘混凝土封底时, 隔水栓卡在导管内;混凝土坍落度过小, 和易性、流动性差造成离析;混凝土灌注过程中各种机械故障或其他原因造成混凝土在导管内停留时间过久, 灌注时间过长, 在后面混凝土浇筑时前面的已经初凝, 使导管内的混凝土下落时阻力增大等原因造成。
防治措施:使用的隔水栓与导管内径相匹配;严格控制最大骨料粒径应不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/3, 且应小于50m m, 其坍落度宜为18~22cm;导管使用前应进行试拼装、试压, 试水压力为0.6Mpa~1.0MPa, 保证导管严密性;灌注前仔细检查机械设备, 并准备备用机械, 一般发生故障时立即调换备用机械;若发生隔水枪卡管情况, 可采取用长杆捅捣导管内混凝土, 或用吊车略微抖动导管, 也可将振捣器插入管内 (也可附着于管壁) , 使导管内混凝土通过振动疏通;若发生卡管时已造成初凝, 此时应将导管拔出, 用较小的钻头将钢筋笼内混凝土及早清除, 用吊车或钻机将钢筋笼拔出, 然后回填, 待沉实后重新成孔。
1.5 导管进水
导管进水形成原因主要有灌注混凝土前准备工作不充分, 未进行导管密闭性检查, 导致导管节头破裂或脱节, 泥浆进入导管;首批混凝土供应量不足或导管距孔底距离较大, 混凝土灌入导管后, 不能如期封底, 即导管口未能埋人混凝土中, 造成泥浆灌入导管等。
防治措施:灌注混凝土前检查导管密闭性, 导管密闭性不能满足要求时应重新更换, 再次灌注混凝土前应尽可能将导管内泥浆和沉淀物用泥浆泵抽净, 再次灌注混凝土应加大水泥用量, 以弥补导管底未抽净的泥浆强度;加大首批混凝土储备数量, 一次灌入足够数量的混凝土, 把导管底部封住, 并避免导管与孔底间距过大;导管进水时混凝土表面距水面不深, 且混凝土未初凝, 可于导管底部设置防水塞, 将导管重新插入混凝土中, 导管中灌满混凝土后, 慢慢提升导管, 利用新混凝土自重将防水塞压出, 然后继续灌注。
2 结语
钻孔灌注桩施工由于工序繁多, 成桩质量受到多种因素干扰和制约, 施工单位只有在施工中加强管理, 采取合理可行的施工方案和应急方案, 严格按规范操作, 加强检测, 发现问题及时有效处理, 才能避免质量事故发生, 保证成桩质量。
摘要：钻孔灌注桩施工由于工序繁多, 成桩质量受到多种因素干扰和制约, 施工单位只有在施工中加强管理, 采取合理可行的施工方案和应急方案, 严格按规范操作, 加强检测, 发现问题及时有效处理, 才能避免质量事故发生, 保证成桩质量。
关键词：钻孔,灌注桩,质量
参考文献
[1]史佩栋.实用桩基工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1999.
预处理钻孔灌注桩 第4篇
桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治与处理实践
本文结合工程实际提出了桥梁钻孔灌注桩施工过程中断桩的处治措施,详细介绍了钻孔灌注桩断桩处理过程中的取芯、清淤、压浆、验证等具体做法.
作 者：关巍 作者单位：牡丹江市市政工程设计研究院有限责任公司,黑龙江,牡丹江,157000刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(16)分类号：U4关键词：钻孔灌注桩 质量缺陷 防治与处理
预处理钻孔灌注桩 第5篇
关键词：桥梁；桩基础；溶洞；施工处理；
1工程概况
新建合肥至福州铁路客运专线裕溪河特大桥300#墩承台平面尺寸为16.7m*10.6m，厚4.5m，设计桩基11根，呈梅花形布置。300#-11#桩距离河岸大堤最近（承台边缘距大堤坡脚2 m，距大堤顶内边缘6.7 m），设计桩径2m，桩长56.5m，最小嵌岩深度16m。该桩位置承台以下地质分别为12m厚σ0=60kpa的软塑--流塑淤泥质粉质粘土，2.5m厚σ0=120kpa的软塑粉质粘土， 1m厚σ0=200kpa的中密细砂，5.2m厚σ0=350kpa的中密细圆砾石，10.8m厚σ0=180kpa的硬塑粘土，1m厚σ0=600kpa的弱风化角砾状灰岩，9m厚岩溶（无填充物，该溶洞从300#墩延伸至304#墩），15.4m厚σ0=600kpa的弱风化角砾状灰岩。
2 溶洞形式
2.1充填性溶洞
一般由粉质粘土充填，钻孔遇到此类溶洞时钻进尺寸会突然加快，孔内泥浆面缓慢下降，钻机钻头轻微晃动和摇摆。
2.2 严重溶蚀的溶洞
一般溶蚀裂隙发育，溶蚀面清晰，或呈溶沟槽状，或岩芯溶去一部分，甚至为空洞，孔内有少量漏水。当钻孔遇到此类溶洞时，泥浆面会陡降，钻机晃动并伴有倾斜现象。
3 溶洞施工技术措施
3.1 片石粘土筑壁
当穿过洞顶板后提出钻头，向孔内投入粘土、片石，片石直径20cm 左右；片石、粘土采取分层抛填入孔，抛填比例按1：1施工，先抛入片石，再抛入粘土，依次循环进行，直至填充物高出溶洞顶以上1～2m 后，再放入钻头，小冲程高频率冲击穿过空洞，不盲目追求进尺，将粘土和片石挤入孔壁，实现人工造壁。冲击过程中要注意孔内水位变化情况，如果孔内泥浆下降较快，应及时向孔内补充泥浆，测量并控制冲孔深度至溶洞顶距离小于50cm时，提出冲锤，向孔内继续抛填片石、粘土，然后再进行冲孔，如此往复直至穿过溶洞后逐渐加大冲程至正常冲孔速度。
钻至距离溶洞顶部1米左右时，准备足够的小片石（粒径为10～20cm）和粘土，对于半充填和无充填物的溶洞要组织足够的水源。快钻至溶洞时，装载机要在孔口旁就位，一旦漏浆，立即回填。
3.2 灌注水泥混合物
钻孔穿越溶洞，漏浆太快散填难以达到封堵目的时，应采用集中抛填，将粘土、片石和袋装水泥或混凝土集中填入，要求短时、集中。
对于溶洞的高度在2～5m，且洞内为无填充物的溶洞，冲孔至溶洞顶板岩层时，泥浆突然下降，补给泥浆不能回升，则采取先填充碎石、砂混合物和袋装水泥，使溶洞空洞形成一个自然圆锥体。然后用小冲程冲击将混合物挤压到溶洞边形成一定厚度和强度的水泥浆碎石护壁，混合物将空隙初步堵塞后，停止冲击。24h后，待混合物的强度达到2.5MPa后再继续冲击，穿过溶洞。
3.3 钢护筒跟进
对于溶洞较大或桩孔穿过多个溶洞，并且均已成功造壁，但在下面冲孔时，上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时，可以采用钢护筒跟进施工。
3.3.1 护筒埋设
在护筒埋设过程中，需要注意：
1）护筒逐段拼接时，段与段之间拼接的顺直度要控制好，以防止折曲。
2）孔口定位，护筒口中心要保证与桩基中心基本重合，然后将其与地面外护筒用钢板连结固定。
3）护筒底部刃脚处加强，以防在施打过程中发生卷刃。
3.3.2 单护筒跟进
接长钢护筒，采用振动锤下沉钢护筒到基岩。冲孔钻进时，泥浆比重控制在1.3～1.4。当击穿溶洞顶板时暂停钻进，提出钻头，进行溶洞区水下混凝土灌注。混凝土采用低标号小坍落度的混凝土。混凝土灌注采取间歇灌注方式，尽量减小混凝土的流失，直到灌至溶洞顶面以上1m，待混凝土达到一定强度后继续冲击钻进。
3.3.3 双护筒跟进
本工程从地质资料上揭示为单个大溶洞，已打入的外护筒内径为240 cm，内护筒长度和内径的确定：护筒长度L=（h+H）m（h为地质超前钻确定的溶洞高度，H为溶洞顶到地面加30cm的高度）；内护筒内径大于桩直径10cm。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，钢护筒钢板厚为10mm。
内护筒的沉放。当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护筒，用吊机（或桩机自身重量）把内护筒放入外护筒内沉至孔底，必要时用振动锤下沉。
用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工时，施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。钻头直径大于钢护筒外径3 ～ 5cm，护筒到位后钻头改为满足成孔要求的钻头直径。
如果冲击钻在坚硬的岩石中的扩孔系数较小，不能满足护筒下沉要求的，回填并加大钻头直径二次冲孔，以保证钢护筒顺利下沉。为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。
3.4超前注浆填充溶洞
注浆施工步骤及施工重点：
（1）注浆应先深溶洞后浅溶洞，并按每根钻孔中心位置先外后内的顺序进行，采用自下而上注浆方式。
（2）注浆过程中加强地面观测，并作好记录，当地表升降达到10mm/d，水平位移超过5mm/d，在既有线及既有建筑附近应暂停注浆，特殊情况应及时上报有关部门处理。
（3）对于注浆效果较差地段应进行补充注浆。
（4）注浆压力控制：注浆压力一般控制在0.3～0.5MPa，最大压力1.5MPa，当注浆压力超过1.5MPa时，可停止注浆，必要时可间歇式注浆。
（5）冲击成孔必须待注浆凝固后才能进行，一般等待时间为10d左右。
（6）为防止意外，冲孔前应有备用措施。备好材料，一旦泥浆泄露，及时向孔内投放粘土，依靠冲挤在溶洞内形成粘土的围护结构墙，保持孔内泥浆高度，使冲钻顺利进行。
（7）接近溶洞时，采取轻锤冲击、加大泥浆浓度的方法成孔，以防卡钻和掉钻。
4 桥梁桩基础溶洞处理方法实施
4.1 穿越溶洞顶板冲孔方法
当钻孔接近顶板时，往往由于岩面倾斜，出现钻头摆动，或撞击护筒和孔壁，或冲击声音减弱等现象，说明钻头已经接近顶板。在桩基冲孔过程中，钻至离溶洞顶部 1米左右时，容易造成冲孔钻头突然在一侧或固定方位穿洞产生卡钻事故。每遇到一层溶洞，当钻头将要穿越溶洞顶板底之前，无论是否漏浆，是否为充填溶洞均应向孔中投入一定数量的比例为1：1 的片石、粘土，然后在1～1.5米范围内变换冲程，用0.5m的小冲程冲击投下的混合物，使其挤入裂隙、溶洞内，如此反复操作，多次挤入溶洞通道固壁，逐渐将洞顶击穿。
钻头穿越溶洞时要密切注意主钢丝绳的情况，以判断是否歪钻。若歪钻应按1：1的比例回填粘土块和片石或填充素混凝土至弯孔处0.5m以上，素混凝土强度必须达到2.5MPa后才能重新冲砸。
对于空溶洞或半充填的溶洞，特别是地质资料显示漏浆的溶洞，在击穿洞顶之前，要有专人密切注意护筒内泥浆面的变化，一旦泥浆面下降，首先应迅速补水，然后用铲车及时将准备好的片石、粘土、水泥按适当的比例抛入，直至孔中的泥浆停止下降，并慢慢上升，此后可用钻头进行适当挤压，直至把桩基周围的溶洞都填满或堵死为止，只有当泥浆漏失现象全部消失后才转入正常钻进，如此反复使钻孔顺利穿越溶洞。如果孔内水位继续下降，此时应考虑将钻机撤离，防止坍孔埋机。
4.2 穿越溶洞填充物处理方法
溶洞填充物多半是沉积而成，是一种可塑性填充物，在桩基冲孔过程中，容易造成漏浆、坍孔和埋钻。因此，在钻孔穿越溶洞填充物时，必须采取的措施是：首先往钻孔中回填片石和粘土，实施造壁处理；然后往孔内灌注混凝土，造成人工填充物护壁，通过冲孔－回填－冲孔重复作业成孔。即将回填料均匀灌注到钻孔四周，回填到一定高度用钻头适当夯实，使回填料压入溶洞顶部内，并且增大孔周填充物的密度，待泥浆回升到护筒口形成循环流动以及待填料凝固到一定强度之后继续冲孔。
4.3 穿越溶洞空穴处理方法
若溶洞内没有填充物，冲孔至溶洞顶板岩层时，泥浆突然下降，补给泥浆不能回升，也不能保持循环流动。此时，必须往孔内回填片石、粘土或混凝土，使溶洞空洞形成一个自然圆锥体。然后在圆锥体内实施冲孔，使孔周围形成一定厚度和一定强度的护壁，保证泥浆回升到孔口形成流动循环。
若溶洞内没有填充物，溶洞顶板岩层上部土质松软，孔壁极易坍塌，此时必须对桩孔实施护筒护壁的方法。冲孔时先将溶洞顶板岩层冲掉，然后冲平溶洞底部岩层。在溶洞底部的钻孔四周回填大约1m高的粘土，护筒垂直地插入粘土堆内，保证护筒不漏浆，待泥浆回升到孔口形成循环流动之后继续冲孔。必须注意，护筒护壁方法由于钻孔加大，施工难度较大，工程费用较多，只有在个别大溶洞且泥浆流失严重，泥浆不能形成循环流动的情况下才采用。
5 桩基础的监测监控
本工程桩基施工地处岩溶发育地区，在施工桥梁桩基时对桥址周围建筑物和地表不可避免会有一定影响，为预防和防止岩溶桩基施工时因桩基塌孔而引起周围建筑物倒塌、开裂，地表下陷等事故的发生。在施工中必须对桥址周围建筑物和地表进行监测监控。
观测结果应于当日整理完毕，并及时将成果报业主、监理，若发现观测结果出现异常时，及时通知业主、监理。如出现建筑物差异沉降超过1/1000L（L为相邻两沉降点之间距），必须立即上报项目总工。
6 结束语
桥梁桩基础属桥梁施工当中重点隐蔽工程，针对溶洞桩基础的处理方式要求技术性很强，施工过程中如处理不当将会带来巨大的经济损失及施工安全。因此，在施工中要根据地质的不同情况和溶洞的不同类型，综合考虑多种因素，合理地选用经济、安全、有效的处理措施，就能解决桥梁施工中溶洞桩基的施工技术难题，在保证施工安全、质量、工期的同时，为企业、社会创造更多的价值，实现共赢。
参考文献：
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[3]杨汝顺，桥梁桩基础溶洞处理技术[J]，中华民居，2012（6）.
钻孔灌注桩施工处理及控制技术 第6篇
如今灌注桩施工被广泛应用于建筑行业, 源于其施工时的振动及噪声较小、适合在建筑物密集的城市施工等优点。由于此项工程的隐蔽性, 在保证质量上难度较大, 而且难以直观的对内部质量做出观察, 如果对成桩进行开挖验收, 一来会造成不必要的费用开支, 二来工期紧张受时间所限也不容许, 所以施工过程中必须要加强管理, 严抓每一道施工工序, 严格把守质量关, 从控制好施工过程来达到质量的控制。本文结合在施工现场的一些经验来简单的阐述一下钻孔灌注桩施工过程以及在施工中出现问题的一些处理方法。
灌注桩是地基处理的方法之一, 操作简单, 但是它在整个建筑物中是非常关键的, 可以说是整个建筑物的灵魂, 没有了它何谈高楼大厦, 何谈高架桥, 所有以灌注桩作为地基的建筑物将会成为空中楼阁。可见它的重要性有多大, 同时它又属于隐蔽工程, 所以在施工时来不得半点马虎, 本文主要分四部分来阐述灌注桩的施工工艺。
1 施工前的准备工作以及要求
施工前的第一步就是平整场地, 一是保证钻机、混凝土车以及需要进入场地的施工机械能够顺利进入场地;二是保证钻孔时钻机不倾斜, 牢固可靠, 钻头保持垂直。
施工前所需准备工具:全站仪2台 (校正过) 、水准仪1台 (校正过) 、冲击钻若干台 (视钻孔数量多少及场地大小而定) 、电焊机、发电机, 混凝土试模10个, 试模养护箱1个, 泥沙泵等等。
2 施工过程中质量控制及注意事项
2.1 桩桩位位放放样样
桩位放样是第一个也是最重要的一个环节, 因为桩位放样一旦出错的话, 所有的工作都将会前功尽弃, 甚至有可能造成无法弥补的后果, 给国家以及甲方带来巨大的经济损失。因此桩位放样一定要严谨。桩位放样人员要求分成两组, 一组放样, 一组复核, 做到万无一失。放样前, 首先确定好基准点, 基准点一般由甲方提供, 使用基准点时一定要做好交接及交底工作, 接下来桩位放样才能正式开始。放样时要求两组人员结果一致时才能进行下一个桩位的放样, 如果出现两组人员放样结果不一致时, 一定要反复核对, 找出原因并解决问题。有时可能同时放了好几个桩位, 但是第二天甚至第三天才开始钻孔, 如是这样, 等到开钻时必需对该桩位重新复核, 确保没问题时才能开钻。
2.2 钻孔过程
开钻前, 技术人员必须进行桩位中心的校验, 桩位中心需与钻头中心保持一致, 待钻头全部钻入钻孔时要进行第二次中心校验, 如果两次中心位置相差大时要及时调整。接下来就是钻机操作人员根据图纸要求的桩深进行钻进。钻到位时技术人员要用测绳测量实际孔深, 满足要求后进行清孔, 清孔后孔底沉渣要求不超过50 mm, 必要时要进行二次清孔。清孔后要及时下放钢筋笼, 如果不是放到孔底的钢筋笼一定要加装扶正器, 确保钢筋笼中心与钻孔中心一致。
2.3 下放导管
导管直径要根据灌注强度以及孔口大小, 选择合适的导管。导管的强度和刚度符合要求、密封性必须良好, 管壁内部平滑、导管竖直, 没有大的穿孔及裂纹, 接口处要安装弹性密封垫圈。
2.4 灌注混凝土
混凝土灌注时一定要确保初灌量充足, 否则导管最下部不能被封住造成断桩事故, 灌注过程中要随时用测绳测量混凝土面的实际高度, 使之达到图纸设计的桩顶标高, 达到桩顶标高时, 为保证桩头混凝土的强度一定要超灌500 mm~800 mm。
施工过程需要注意以下几个问题:
1) 钻机作业时振动较大, 所以钻机就位时一定要安装牢靠, 不能使钻机在钻进时产生较大的位移。
2) 地面软弱或软硬不均匀时, 碰到孤石时或进入不均硬层, 钻机一定要减慢速度。
3) 为防止穿孔, 两个钻孔位置较近时, 要采用跳打的方法。
4) 施工过程中一定要做好钻孔及灌注记录。
5) 每个钻孔开孔后要用水准仪及时测孔口标高。
6) 灌注过程中不能快速的向上提导管, 在拆卸导管时要逐级拆卸, 准备向上提导管时一定要用测绳测量混凝土面的实际标高, 在确定导管不会被提离混凝土面时才可以向上提导管。
3 施工结束后的资料整理
施工结束后要及时做好资料的整理, 要把每个桩位的钻孔记录、灌注记录、时间, 钻孔时遇到的问题及解决方法记录好以备以后施工时参考。资料是最后的成果, 做资料时一定要认真对待, 不能马马虎虎, 因为在以后的后续施工中一旦出现问题时, 要一个环节一个环节的去查找原因, 这时候资料就显得非常重要了, 如果做资料时应付了事, 将会给以后施工过程带来很大的麻烦。
4 施工过程中的安全问题
在施工过程中, 安全是重中之重, 所以从施工前的准备工作到工程竣工, 安全都应放在首位, 安全第一。开工前一定要做好安全交底工作, 每个人一定要树立安全意识, 尤其是现场的用电作业, 由于现场采用的都是380 V的动力线, 要求工人不带电作业, 要按用电章程去操作, 进入现场必须佩戴安全帽, 技术人员也一样, 一定要以身作则同时也要起到监督作用, 一旦发现有安全隐患要及时制止并且要妥善解决, 把安全隐患消灭在萌芽状态, 现场机械要指定专人, 责任到人, 每天早上要开安全例会, 在施工过程中, 如果发现安全问题要第一时间向管理人员汇报, 不能擅自采用措施, 以免事态扩大, 安全做好了工程才能顺利进行。
5 结语
地基处理方法有好多种, 混凝土灌注桩是其中比较常用的一种, 所以说施工质量管理的加强及控制是非常必要的。因为钻孔灌注桩的施工过程比较隐蔽, 质量检查难以进行, 地质条件、成孔质量、泥浆的配置、钢筋笼的加工安装、混凝土配比、灌注方法等都会影响灌注桩的质量。稍不注意或操作不当, 在钻孔、灌注过程中就会发生质量及安全事故, 给国家财产及整个项目造成重大的经济损失。因此, 要想把整个灌注桩的质量控制好, 必需要在每个施工的过程中严格把关, 设计方面要做到优化方案, 设计严谨, 要科学的提出方案, 施工中要严格监督每一个环节, 要详细的考虑每一个有可能影响质量的因素。要求现场管理者和技术员要有责任心, 高度认真负责, 预防为主, 要采取符合施工场地实际情况的施工工艺, 采取比较可靠的质量保证措施。重视桩基各个施工环节, 组织要周密、施工要精心, 施工中掌握实际情况, 并做好施工记录, 成孔记录与灌注记录一定要记录清楚, 不能有丝毫的错误, 施工过程中出现的机械故障及孔内出现的突发情况、事故等, 认真检查, 分析原因, 消除隐患, 做好记录。质量不过关、不能被利用的桩要提出合适的解决方法, 如补桩、接桩或其他合适的措施。只要做到这些, 才能保证混凝土灌注桩的质量, 整个工程的质量一定能够得以提高。
摘要：简单介绍了灌注桩施工的准备工作, 从桩位放样、钻孔、下放导管、灌注混凝土等方面论述了施工过程中的质量控制及注意事项, 总结了施工结束后的资料整理事宜, 以保证钻孔灌注桩的质量。
关键词：灌注桩,桩位放样,质量,地基处理
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预处理钻孔灌注桩 第7篇
S313线舟曲县城至峰迭新区段公路特大山洪泥石流灾后恢复重建工程武都关大桥斜跨白龙江, 通过河漫滩, 属山区河谷地带, 海拔在1392m~1431m之间, 根据地质资料及试桩钻孔的情况显示, 桥址区岩土体综合分为4个地质层: (1) 人工填筑土, 主要以碎石为主, 层厚3.5m~6m; (2) 砂质粉土, 分布于桥址区白龙江岸坡局部地带, 层厚5m~8m; (3) 卵石层, 主要集中在白龙江河道中央, 该段河道在采砂厂范围内, 采集砂子后的卵石全部堆积在河道内, 形成厚达5m的卵石堆积层; (4) 变质粉砂岩, 中厚层状结构, 泥钙质胶结, 斜向剪节理发育, 岩石较破碎, 完整性差。这几种地质条件均属不良地质, 钻孔桩施工采用冲击钻钻进的方法。
2 特殊地质结构层施工中出现的问题及产生的原因
(1) 卡钻, 在卵石层中钻孔, 由于石层较厚, 且在地层12m左右进入砂质粉土层, 冲击震动力大, 很容易造成上部护壁松动, 有落石掉落卡钻。
(2) 塌孔, 在钻孔过程中, 如果钻孔内水位突然下降, 孔口冒细密的水泡, 就表示已坍孔。此时, 出渣量显著增加而不见钻头进尺, 但钻孔负荷显著增加, 泥浆泵压力突然上升, 造成憋泵。一旦坍孔, 钻孔便无法正常进行, 易造成掉钻、埋钻事故。塌孔形式有在钻进中塌孔、清孔中塌孔、灌注砼时塌孔三种情况:钻进中塌孔主要出现在不同地质结构层的结合面、无粘聚力的卵石层及砂质粉土层 (无粘聚力的卵石层及砂质粉土层具有“空隙大、渗透性好、内聚力小, 对外力反应灵敏, 在微弱动水或外力作用下易产生移动, 丧失稳定”的特性, 若钻孔灌注桩在钻进过程中未采取正确的处理措施就会破坏土体本身的应力平衡, 形成塌孔) ;清孔中塌孔是由于清孔时随着泥浆比重的减小, 对孔壁的压力也随着减弱, 砂质的结合力进一步降低, 当泥浆的自重压力小于结构层对护壁的压力时, 在松散的卵石层及砂质粉土层中孔壁就会发生坍塌;灌注砼塌孔主要是在塌孔地段, 由于桩径变大, 砼的灌注速度相应的减缓, 砼的流动性减弱, 灌注砼的阻力增大, 当导管埋深较浅、灌注时间间隔较长时需要抽拔导管灌注, 震动过大会导致松散地层孔壁坍塌。
(3) 缩颈, 在钻孔过程中, 由于钻锥磨损或补焊不及时, 砂质粉土层的膨胀, 很容易产生缩颈现象, 即出现膨胀性软土, 俗称探头泥, 成孔后不易检验。
(4) 断桩, 断桩主要是在灌注砼时孔道塌孔所致。
(5) 钻孔偏斜, 在有倾斜度的软硬地层交界处, 岩面倾斜处钻进, 钻头受力不匀产生孔道偏斜。
3 对出现问题的防治措施
3.1 卡钻
(1) 发生卡钻后, 要控制好孔内泥浆的循环和泥浆的比重, 防止沉渣过厚, 泥浆比重要适当的加大到1.5~1.6, 然后钻机松绳, 使冲锥自然下落, 同时用陶渣筒装满石块轻轻冲击锥顶, 使冲锥下落一段距离后, 再用钻机反冲卡钻部位。要点是不能急, 要有耐心, 一般是轻触卡钻部位后, 钢丝绳不能硬拉, 在本工程中成功的处理了卡钻事故。
(2) 在反冲锥法未能解决卡钻, 或锥被孔内活石埋入过深, 可用套锥法进行处理。套锥是利用钢板卷成比孔径小2 cm的空心圆筒, 在筒下口内铡焊加强钢板和锥齿, 重约2.5 t。在用套锥进行冲孔时, 要设置大泵和排浆管, 保证孔内泥浆能循环, 在接近卡锥部位时要用小冲程施打, 在打到被卡锥底时, 冲击锥起动, 要是仍不能提钻, 利用钻机顶部加滑轮施加外力提升冲击锥。
3.2 对缩颈、塌孔、断桩的控制, 缩颈、塌孔、断桩问题的四种防治措施
(1) 增大泥浆比重, 在钻孔初始阶段, 本工程采用普通粘土为原料制配泥浆, 经现场检测, 泥浆的性能指标基本满足规范要求, 泥浆的性能指标决定了泥浆能否形成均质、致密的泥皮, 避免形成水土流失通道, 造成土体失稳。本工程钻孔灌注桩在施工过程中, 浆液与孔中的粉质粘土及粉砂等混合后在泥浆池中沉积, 使浆液逐渐变稀, 这也是造成塌孔的原因之一。为增大泥浆比重, 在原粘土泥浆中加入5%的膨润土, 同时严格控制泥浆比重在1.5~1.6之间, 并不断调整粘土及膨润土的掺量, 保持泥浆比重稳定在1.5左右。
(2) 增加泥浆的粘度, 钻孔过程中, 添加千乙烯基聚合物, 将聚合物慢慢的撒在泥浆泵的进口, 泥浆泵将聚合物和泥浆的混合体压入钻孔塌孔处, 依次循环15-30min后, 泥浆的粘度就会有所增加。同时为了改善泥浆性能, 提高泥浆的胶体率、稳定性, 可在泥浆中掺加0.1Kg/m3纯碱和1Kg/m3水泥, 使泥浆的胶体率和稳定性大大提高, 促进了不透水膜在孔壁的形成, 并加厚了孔壁泥皮, 增强了泥膜的韧性。
(3) 埋置深护筒护壁, 为满足武都关大桥桩基施工进度要求, 为防止钻进中塌孔和灌注砼时塌孔造成断桩, 结合卵石层及砂质粉土层的深度, 采用δ=10mm钢板卷制成D=1.45m L=6m、9m、15m长护筒, 用全站仪控制护筒垂直度, 25t吊车配合挖掘机施压埋设护筒。具体做法是:先用钻机钻至超过塌孔层1m, 将钻锤提出, 使用25t吊机将长护筒吊起, 缓缓将钢护筒下放至孔内.下放前需对护筒定位, 考虑到15m长的护筒下放较为困难.所以将护筒制作成两节, 下放第一节护筒后在护筒外壁焊接8块对称定位钢板, 钢板规格与护筒厚度相同, 定位钢板长0.5m, 在第二节护筒对接后需再次检查护筒的垂直度。护筒全部下放后, 须将护筒与地面相对位置固定。
(4) 为防止塌孔, 快至不同地质结构层面时要低冲程进尺, 并选用比重大, 粘度较稠, 胶体率高的优质泥浆护壁, 发生坍塌判明位置后, 将坚硬片石, 粘土及水泥做成混合物, 视泥浆稠度反复抛填、冲击, 一次1~3m, 直至过塌孔地段为止。如果塌孔情况严重时, 应将钻孔全部用砂夹粘土或小砾石夹粘土回填, 经3~5d稍密实后, 再重新钻孔。
钻孔偏斜, 当发现钻孔速度明显降低, 主绳摆动大的现象时, 可判明遇到的岩面倾斜, 此时应马上提出钻头, 抛入坚硬片石及碎石或卵石和红土, 将孔回填1.5m~2m厚, 保证钻头平稳, 以小冲程冲击, 待冲到原位后第二次抛入相同配比的混合物以大冲程造孔。如仍有偏孔可用第二种方法重复进行, 反复抛填仍难达到目的时, 填筑水下砼, 达到一定强度后继续开钻。
4 结束语
钻孔灌注桩的质量直接影响到桥梁上部结构的稳定与安全, 在S313线舟曲县城至峰迭新区段公路特大山洪泥石流灾后恢复重建工程武都关大桥桩基施工之前, 我们认真分析了在不良地质条件下桩基钻孔施工中发生的问题, 并提前做了充分的准备, 确保桩基检测全部合格。但是我们还是要对钻孔灌注桩在不良地质施工过程中容易出现的各类问题进行总结, 从而从中积累经验, 使我们能够更好的预防各类问题的发生。
参考文献
[1]JTG/TF50-2011[S].公路桥涵施工技术规范.
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预处理钻孔灌注桩 第8篇
关键词：岩溶地层,溶洞,桩基础,复杂地质
1 工程概况
该工程由四栋高层住宅楼组成,基础采用钻孔灌注桩。其中1#、2#、3#楼为30层高层住宅,桩基直径为1000,由于基岩起伏较大,加之岩溶发育,实际施工桩长在18～35m,设计竖向承载力特征值为4500 kN;5#楼为20层住宅,桩基直径为800,实际施工桩长在17～24 m,设计竖向承载力特征值为3800 kN,桩端持力层均为第(8)层石灰岩,且要求进入持力层深度为一倍桩径,并保证桩端以下5m范围内为完整基岩层。地质资料揭示溶洞主要分布在孔深17m左右处,溶洞厚度最小的为1.5m,最大的为9.3m,溶洞填充物要为硅质岩碎块,粗砂、泥质和少量圆砾,成分复杂。
2 溶洞处理原则
(1)每根桩必须用地质钻机钻探,详细记录地质状况、溶洞深度、高度、填充物类型,画图列表,为制定相应施工方案提供详实依据。
(2)对填充物进行土工试验,分析其物理力学特性,检测容重、含水量、孔隙率等,为注浆参数计算提供依据。
(3)根据地质钻探资料和填充物情况,对每根桩设计出相应的溶洞处理方案、成孔方法及施工措施。
(4)对每种处理方案,都要进行仔细的计算,施工前在桥位处进行溶洞注浆及钻孔试桩试验,取得经验数据,完善施工方案,指导施工。
(5)遇到大溶洞时,必须请监理工程师和设计单位核查,明确处理方案,并报监理批准后实施。
3 冲击钻孔成孔工艺技术
根据岩溶地层覆盖层松散、基岩岩性硬、脆、研磨性相对较差的特点,对冲锤底进行专门设计,采取相应的护壁措施以保持孔口护筒埋设稳固、钻孔垂直。遇溶洞时,应根据溶洞大小及特点采取相应的钻进措施。主要从以下几方面进行控制。
(1)平整场地,清除杂物,保证孔口周围地面密实,必要时换填软土,碾压夯实。
(2)埋设护筒。在桩基定位并经复核无误后方可进行护筒埋设,护筒中心的位置要准确,倾斜度小于1%,长度根据不同的地质而定,顶面需高于地面0.5～1.0m,以便提高孔内水头压力。护筒长度不短于3～4m,护筒周围换填粘土。为尽量减少成孔作业过程中钻机底座偏压力对孔壁稳定性的影响,可采用钢轨支架垫起钻机以分散冲击力。
(3)钻机就位后制备泥浆,钻孔泥浆选用水化快、造浆能力强的粘土制备,泥浆比重取规范高限1.2～1.4,泥浆稠度、含砂率、失水率按规范要求控制。
(4)复盖层钻进时,每进2m要进行一次抛片石粘土填料冲砸固壁。上下填料搭接长度不小于0.5m。钻进时采用1.5～2.0m的中小冲程,并加大泥浆稠度,持续反复冲击使孔壁坚实。
(5)在钻孔穿透复盖层进入坚硬岩层时,要控制泥浆性能指标。可以加大冲程以加快施工进度。钻至离溶洞顶部约1.0m时,在1～1.5m范围内变换冲程,逐渐将洞顶凿穿,随时防止卡钻。并同时准备足够多的片石及粘土,粘土要做成泥球,直径为15～20cm。在凿穿溶洞顶之前,需派专人密切注视护筒内泥浆面的变化,一旦泥浆面下降要迅速补浆,同时按1:1的比例回填粘土和片石,进行冲砸堵漏。
(6)溶洞区钻进。地质资料和施工规程证明,该桥所遇溶洞区,洞内均有填充物,是桩基成孔易塌孔的重要部位,需调整钻孔施工方案,更换轻型冲锤,采用0.8～1.0m冲锤钻进,同时进行泥浆调整,在保证不糊钻的前提下尽量选用大比重泥浆,或掺入纯碱等材料改善泥浆性能指标。钻进时必须及时回填,回填频率为1.5m/次,每次回填上下搭接50cm,反复回填至岩层。
4 防止漏浆、塌孔、卡钻、斜钻等技术措施
(1)对于岩面高差较大的地段,为防止斜钻,采取每孔钻进0.2～0.3 m后,抛填片石的方法,填平孔底,再用小冲程重锤慢击的钻进方法。
(2)对于接近岩溶顶板和穿过漏浆裂隙、溶洞地段,按4:1的比例投入块石和硬粘土,再用小冲程重锤慢击的钻进方法,且每钻进1 m左右,测量复核孔位一次,严重漏浆地段,加大块石和粘土的投入。
(3)对于孔位有高于3 m或有多层溶洞的地段,在钻进过程中漏浆严重,不能成孔的,采用边钻进边用振锤振入护筒的办法。直至护筒穿过溶洞,达到岩层内,再重新用慢速钻进成孔。
(4)对于孔位有高于3 m的溶洞,但在抛填石块粘土后能成孔的,但不能灌注水下混凝土的,可采用在溶洞位置的钢筋笼上焊接护筒,然后随钢筋笼一起放入,再浇筑水下混凝土。
(5)钻进过程出现卡钻时可采用如下方法处理:一是水下割护筒底口挡住钻头部分;二是将钢护筒上拔或顶起一定高度,腾出空间,将钻头拉起。
(6)纠正斜孔、弯孔的方法:一是回填片石、粘土重钻,反复数次;二是浇筑水下素混凝土至弯曲部分以上的一定高度,待强度合格后重新施钻。
5 终孔桩端全岩面判断
岩溶区桩基础常采用端承桩,正确判断桩端是否全部嵌入基岩是保证岩溶地区桩基质量的关键。岩溶区基岩起伏剧烈,桩基施工时实际遇岩深度往往与勘察孔揭示的遇岩深度存在较大的差异。终孔桩端全岩面现场应主要从四个方面进行综合判断:
(1)以桩孔实际见岩高程始,至少进尺50cm后,可申报全岩面检验,超前钻孔柱状图揭示的岩面高程只作为参考;
(2)查阅机台施工记录,可将基岩进尺速度0.1～0.2m/h作为进入全岩面的控制速度;
(3)可观察井口钢丝绳的摆动情况,锤头触岩面时会出现轻微的反弹;
(4)使用细目筛网捞取岩渣,岩屑含量为50%～70%,且含泥、含砂量小于4%时,认为已入岩;
(5)如出现特殊情况或判断标志不明显、意见分歧较大时,则采用钻探揭露的办法来证实,即在桩孔中心四周均匀布设4～5个勘探孔,用工勘钻机进行钻探,将触探到的各点岩面高程进行比较,从而判断出全岩面。
6 结论
由于地层中裂隙、溶洞的大小不等,不规则,容积不确定,其连通不明确,充填不饱满,这些因素决定是否能成孔。在裂隙、溶洞地层施工首先要保证成孔,才能确定是否进行灌注。填片石和粘土冲击成孔,经济、实用,但对于大的溶洞地层只能形成暂时的孔,不漏泥浆不等于不漏混凝土;高压注水泥浆或砂浆对小裂隙、小溶洞地层可填充,但对大的溶洞地层成本太高,对大的溶洞地层,只有详细勘察其大小和高度,可考虑采用冲击填充、高压注浆、护筒隔离等方式处理。
参考文献
[1]珊瑚.石灰岩地区桩基设计与施工[J].西南大学学报,2002 (6):25.
[2]黄瑞豹,等.钻孔桩基础施工遇到溶洞的技术探讨[J].广东交通职业技术学院学报,2002(4):14.
[3]何华.岩溶地区钻孔桩基础施工疑难处理措施[J].铁道建筑2006(9):4.
钻孔灌注桩施工质量缺陷及处理方法 第9篇
钻孔灌注桩是建筑结构中常见的基础, 桩基础质量的好坏直接影响到整个建筑物的安全。因此, 钻孔桩施工中出现坍孔等问题后, 不关采取哪种处理方法, 都必须在满足设计使用要求的前提下, 根据施工现场的实际情况, 采用可靠、稳妥的处理方法。钻孔灌注桩在混凝土灌注前必须按设计图纸埋置检测管, 发生坍孔等问题经处理成桩后必须经超声波桩身质量、动静载承载力检测等试验, 证明处理后的钻孔桩能满足设计使用要求。
2 钻孔灌注桩常见的施工质量缺陷及其原因分析
2.1 断桩
断桩是钻孔灌注桩在灌注混凝土的时候, 泥浆或砂砾掺入水泥混凝土, 把原本完整的混凝土隔成上下两段, 使得混凝土变质或截面积受损, 使得桩基满足不了设计的受力要求。发生断桩一般可分为以下几个原因: (1) 运输或等待的时间太长使得混凝土出现离析, 灌注前又没进行二次搅拌, 灌注时容易出现大量骨料卡在导管内, 不得不提升导管进行振动处理, 导致断桩。混凝土在灌注过程中, 测定灌注混凝土表面标高时出现差错, 使得导管埋深过小, 而出现拔脱导管现象形成夹层断桩;因为计算失误, 导管长度有点短, 底口与孔底距离太大, 首批灌注的混凝土没有埋住导管底部, 导致断桩。尤其是灌注桩后期, 泥浆中混合的坍土层容易被误认为混凝土表面。 (2) 卡管现象也是出现断桩的一个重要原因, 因为混凝土坍落度过小, 或者集料粒径过大, 导管口径较小, 在灌注过程中容易堵塞导管, 如若在混凝土初凝前没有疏通好, 则就得提起导管, 导致断桩。而且人工配料随意性大, 有些机械配料计量不精确, 加上某些工作人员责任心不强, 混凝土配合比在配置过程中往往易产生较大的误差, 使得坍落度出现大的波动、不稳定。
2.2 导管堵塞
导致灌注混凝土出现堵管现象主要原因有:灌注时间过长, 而上部砼已接近初凝, 形成硬壳, 而且随时间增长, 泥浆中残渣将不断沉淀, 从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物, 造成砼灌注极为困难, 造成堵管。灌注用的混凝土离析太严重, 或灌注过程中导管出现漏水, 管内水太多, 使得混凝土受水冲洗发生离析, 粗骨料堆积在一起而堵管等。
2.3 塌孔与缩径
塌孔与缩径产生原因大致相同, 一般有: (1) 地层情况复杂、钻速太快、护壁泥浆性能差、成孔后空置时间太长没有灌注混凝土等原因所导致。 (2) 施工单位组织施工时没有重视, 分包或转包了工程, 施工者缺乏经验。 (3) 在灌注过程时, 井壁发生严重坍塌或者出现流砂、软塑状土等导致类泥沙塌落。 (4) 在钻孔时, 由于钻锥磨损或焊补不及时, 或在地层中遇到膨胀类的软土、粘土、泥岩等, 也易发生缩径现象。
2.4 钢筋上浮
由于混凝土初凝和终凝时间过短, 孔内混凝土结块太早, 当从导管往下灌注的混凝土面升到钢筋笼底时, 继续灌注的混凝土结块托起了钢筋笼。清孔时孔内泥浆里悬浮的砂粒过多, 混凝土灌注过程中这些砂粒回沉在混凝土表面, 形成相对密实的砂层, 并随孔内混凝土面的逐渐抬升, 当砂层与钢筋笼底部再继续抬升时便托起钢筋笼。
3 钻孔灌注桩的施工质量缺陷的预防与处理
3.1 断桩的处理
3.1.1 灌注初期的断桩
在开灌后, 才灌注了几米就因故暂停的, 且真的不可以在短时间内恢复灌注的, 须立即拔出导管, 用气举法吸渣把钻井内还没有凝结的混凝土清除干净。假若断桩时, 钻井内已有相当数量的混凝土, 采用气举法来吸除的话, 护筒底离混凝土面还有相当的距离, 对此问题可考虑割去部分钢筋笼, 在混凝土强度还较低时采用冲击钻把混凝土连同钢筋一起冲碎清除, 碎断后的钢筋可使用电磁铁吸除。此外断桩后假若可以提出钢筋笼, 亦可快速的把其提出井外, 再使用冲击钻重新钻孔, 清孔后方可下钢筋笼, 后再立刻重新连续灌注混凝土。
3.1.2 内套钢护筒, 清水接桩
在灌注暂停, 当混凝土面离孔口不足20m时, 可使一个比钢筋笼直径小一点的牙轮钻, 从混凝土面钻进1m以用来清除表层混凝土, 再制作一个比已拥有的护筒稍小而比钢筋笼直径大一些, 尽可能接近设计桩径的钢护筒, 把其从外护筒与钢筋笼之间下入孔内, 直到混凝土面止。
3.2 导管堵塞的处理
对于导管堵塞, 在浇筑前对混凝土配合比一定要严格把关, 灌注过程随时检查坍落度, 在合理范围内尽量的缩短灌注时间, 可以在一定程度上减少和避免此类质量缺陷的发生。
灌注用的混凝土要拌和均匀, 坍落度必须控制在18~20cm内, 在混凝土进入漏斗前一定要检验混凝土的和易性, 一般最好采用拌和站进行混凝土拌合, 采用混凝土运输罐车进行混凝土的运送, 可避免混凝土拌和不均匀和离析。
假若开始灌注停滞时间太久, 而且孔内第一批已初凝导管内又堵塞其他混凝土, 此刻的处理措施是马上将导管拔出, 用吸泥机把孔内混凝土面层的泥浆和渣土等杂物吸出, 并重下导管二次灌注, 灌注完成后再把此桩作为断桩进行补强处理或者加桩处理。也可以用长铁杆冲捣导管内混凝土, 用吊绳晃动导管使混凝土下落, 假若仍不能使混凝土下落时, 则须吊起导管和漏斗内混凝土, 上下抖动并用外物敲打导管使混凝土下落, 混凝土一旦下落, 导管疏通后须迅速把导管恢复原位, 预防导管内进水。
3.3 塌孔与缩径的处理
施工现场在埋设灌注桩的钻孔护筒时, 坑地与四周要选用最佳含水量的粘土进行分层夯实, 要注意保持护筒垂直安装, 而且要在护筒的适当高度开孔, 护筒内也要保持1.0-1.5m的水头高度。在反循环钻孔法的钻孔施工过程中, 钻孔速度不要太快, 若孔壁没有形成有效泥浆膜, 施工中就易出现孔壁坍塌的质量缺陷事故。成孔速度应视地质情况并参照相应规范来选取。
缩颈也是钻孔灌注桩很常见的施工质量缺陷, 其主要是由于桩周土体在桩体灌注过程中产生的膨胀而造成。对于这种情况, 要选用优质泥浆, 降低失水量。成孔时要加大泵量, 同时加快成孔速度, 在成孔的这段时间内, 孔壁表面会形成泥皮, 这样孔壁就不会渗水, 也不会引起膨胀。
3.4 钢筋上浮的处理
加强钢筋笼制作质量, 钢筋笼应捍接牢固, 使用规格合适的加强箍, 如钢筋笼主筋数量较多 (如抗拔桩、挡土嵌岩柱等) , 应增大加强箍的规格。当桩的直径较大, 而钢筋笼相对较短时, 可用钢管套住主筋, 固定钢筋笼顶端。灌注砼时, 当上升的砼面接近于钢筋笼底端时, 一方面应放慢速度, 另一方面应控制适当的导管埋置深度, 使钢筋笼底端被逐步埋入混凝土。
综上所述, 钻孔灌注桩在施工过程中工序复杂, 随时都有可能出现各种质量问题, 在施工准备阶段及施工过程中, 对每道施工工序要严格把关, 保证施工过程的质量安全。
参考文献
预处理钻孔灌注桩 第10篇
【关键词】钻孔灌注桩；施工；问题；防治
钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，其具有适应性强、设备投入小等优点，目前在国内建筑基础工程领域中已占据了重要地位。但钻孔灌注桩的施工大部分在水下进行的，施工过程中不可预计因素多，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，应及时分析常见的质量问题，并进行预防及妥善处理，以确保工程质量。
1.断桩
1.1原因分析
断桩是指在混凝土灌注过程中由于中间被冲洗液入侵或泥渣土填充形成间断桩。常见造成断桩的原因有以下几种：
（1）导管提升等出现失误。在混凝土灌注过程中，施工人员在测定已灌混凝土表面标高时，由于没有按规程操作或测定时误差过大，导管埋深太小发生拔脱提漏现象，形成所谓的夹层断桩，甚至有时候还会发生将泥浆中混合的坍土层误认为混凝土表面的状况。另外，实践中还存在导管底端距孔底过远的情况。如此一来，混凝土很容易被冲洗液稀释，伴随水灰比增大而来的是混凝土欠凝固造成的混凝土桩体与基岩之间非正常填充的情况，导致断桩状况出现。有时受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，也容易造成桩身中间段出现混凝土不凝体情况。
（2）卡管现象也容易导致断桩出现。在混凝土施工中，配料好坏直接关系到工作质量。无论是人工配料还是机械配料，由于相关人员责任心欠缺导致混凝土配合比出现明显失误，造成坍落度波动大的情况，影响了钻孔灌注桩的施工。坍落度过大或过小都会导致卡管事故，造成断桩。
（3）工程地质情况差也是断桩出现的诱因之一。在某些地方，由于井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等，直接导致断桩的出现。这种状况出现与很多施工单位责任心缺失或者施工经验不足有关。
（4）导管不慎出现漏水或者出现停电之类的意外事件也会造成施工受影响，需要引起我们的警惕。当然，还有许多因素会导致断桩出现，都值得我们认真研究。
1.2防治措施
（1）施工前对各个环节和岗位进行认真检查，制定有效的应急措施。充分估算好混凝土用量，掌握好拌制时间，确保每根桩的混凝土连续灌注，一次完成。
（2）严格遵守技术规范中的有关规定。反复探测混凝土面，正确控制导管的提升。为防止导管挂住钢筋笼，应设置防护三角形加劲扳或设置锥形法兰护罩，如发现卡管可及时排除。
（3）制作合适的隔水塞或采用向上吊的吊环隔水塞，混凝土配制应控制骨料的最大粒径小于40mm，含砂率为40%～45%，具有良好的和易性，坍落度控制在18～22cm之间。混凝土应随拌随用，从混凝土出料到灌注完毕的延续时间不得超过120min。
（4）正确控制导管的提升。导管埋深宜为2～6m，严谨导管提出混凝土面。应有专人测量导管埋深及管内外混凝土的高差值，填写水下混凝土灌注记录。
2.坍孔
2.1原因分析
坍孔是指在在施工过程中发生的孔壁坍塌现象，这种现象多发生在钻孔过程中，在下放钢筋笼和混凝土灌注过程中也偶有发生。发生坍孔的原因常见有以下几种：①护筒埋设不规范，孔口保持的水头压力不够；②有较强的承压水并且水头较高；③在粗颗粒砂砾石层中作业时，出现严重的漏水现象；④泥浆的比重及黏度不足；⑤成孔速度太快，孔壁上未形成泥膜；⑥施工设备的重量与它作业时的振动作用；⑦沉放钢筋笼时，刮碰了孔壁，破坏了孔壁附着的泥膜；⑧钻具升降速度过快，产生孔内激动压力或抽吸作用。
2.2防治措施
在松散易塌的土层中，适当埋深护简，用优质黏土分层夯实填筑，必要时加块石挤压护筒四周，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，待灌时间一般要少于2h，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。
3.缩径
3.1原因分析
（1）清孔不彻底，泥浆中含泥块较多，再加上终灌拔管过快，引起桩顶周边夹泥，导致保护层厚度不足。（2）孔中水头下降，对孔壁的静水压力减小，导致局部孔壁土层失稳坍落，造成混凝土桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿，成桩后形成护颈。
3.2防治措施
（1）使用直径合适的钻头成孔，根据地层变化配以不同的泥浆。（2）成孔施工时应重视清孔，在清孔时要做到清渣而不表泥，预防清孔后的在浇筑的过程中局部坍塌，导致缩径的产生。
4.钢筋笼上浮
4.1原因分析
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。
4.2预防及处理措施
（1）准确定位。施工人员要准确把握好钢筋笼的定位基准，对钻孔的空口严格加固处理。布置各个导管过程中，要保证导管处于孔位中心的上方。施工发现混凝土快要接触笼后，则要保证导管埋入深度符合1.5～2.0m范围。（2）调整性能。这里提到的性能主要是针对混凝土而言，这是钻孔灌注桩发挥作用的前提条件。在配制混凝土时需严格参照配合比进行，而整个灌注流程要持续运行，不得出现中断操作问题，这是为了防止影响灌注的质量。（3）前期工作。若将要进行混凝土灌注操作时，需在前期做好不同方面的准备，这样才能让整个施工顺利进行。施工环节里要把握好设备的运用，对于机械设备的选择要符合实际需要，操作设备时要掌握好时间。
5.钻孔偏斜
5.1原因分析
（1）桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动。故此在开钻前一定要检查钻机的稳定性与垂直度，在钻进过程中要随时复核，如有偏差及时处理。（2）土层软硬不均，致使钻头受力不均。在地层分层处要注意控制钻速，不要过快，同时要采用减压钻进。（3）钻进中遇有较大孤石、探头石，此时宜用钻机钻透。用冲孔机时，用低速将石打碎；有倾斜基岩时，可用混凝土填平，待混凝土凝固后再钻。（4）扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。在容易扩孔处低速减压钻进。（5）钻杆弯曲，接头不正。
5.2防治措施
①在安装钻机时要使转盘底座水平，起重滑轮轮轴、固定钻杆的卡孔和护筒中心应在一条竖直线上，并经常检查校正。②将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；在不均匀地层中钻孔时，采用钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢挡。另外，在有倾斜的软硬地层中钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进。
6.堵管
6.1原因分析
堵管是指在水中或地下灌注混凝土过程中，无法继续进行的现象。主要原因是：由于混凝土的坍落度过小，流动性差，夹有大碎石，拌和不均匀，冬季施工中有砂冻块，运输途中产生离析，导管接缝处漏水，雨天运送混凝土未加遮盖，使混凝土中的水泥浆被冲击，粗骨料集中而造成导管堵塞；长时间停滞灌注，表层混凝土已经初凝，失去流动性，导致堵管。
6.2防治措施
（1）使用的隔水栓直径应与导管内径相匹配，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坍落度的控制；水下砼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180-220mm，粗骨料的最大粒径不得大于导管内径的1/6～1/8和钢筋笼主筋最小净距的l/4，且不应大于40mm；为改善混凝土的和易性和减缓混凝土的凝结时间，水下砼宜掺外加剂。
（3）应确保导管连接部位的密封性。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，进行水密试验的水压不应小于孔内水深压力的1.3倍。
（4）在混凝土浇筑过程中，导管顶口应设置排气孔。避免在导管内形成高压气塞；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。
总之，由于钻孔灌注桩的施工过程比较隐蔽，施工过程观察不到，稍有不慎就很容易发生质量问题，造成返工，影响工期并带来经济损失。这就要求施工人员坚持预防为主的原则，加强施工过程中各环节的质量控制，及时解决施工过程中出现的各种问题，以确保整个工程的安全及质量。
【参考文献】
[1]陶冶.浅谈钻孔灌注桩施工中的常见故障及处理方法[J].黑龙江科技信息，2011，（15）.
岩溶地质冲击钻孔灌注桩施工与处理 第11篇
1.1 设计
安基山特大桥岩溶地质, 3号墩台~26号墩台共249根桩位于岩溶地区。根据设计单位中铁第四勘察设计院桥墩台基础展开图 (工程地质机动钻孔的勘探资料及现场调查测绘分析) , 桥址区下伏基岩中一部分为三叠系 (T2) 角砾状灰岩及三叠系 (T1) 灰岩, 岩溶较为发育, 据钻孔揭露, 岩石常见溶隙、溶沟及溶洞。本区属隐伏岩溶区, 地表被覆盖, 在已钻的202个钻孔中, 揭露灰岩钻孔192个, 见溶洞总数244个, 见溶洞的钻孔110个, 最大洞高达20.45 m (JZ-Ⅲ-064-安19-2) , 钻孔线溶率10.9%, 部分有充填, 岩溶充填物主要为淤泥, 流塑状粉质粘土, 粘土夹碎石。溶洞充填情况, 4号墩台~17号墩台溶洞多无充填物或充填物多为浮泥, 钻具多自动下坠, 18号墩台及23号墩台~上海台溶洞充填物多为粉质粘土或角砾土, 角砾为灰岩或强风化闪长斑岩, 局部胶结较好, 具一定强度。溶洞塌陷情况:桥址区为隐伏岩溶区, 地表被覆盖, 通过钻孔揭露, 15号、18号墩台部分地段第四系直接接触槽洞, 覆盖层较薄, 且溶洞充填较差, 所以易产生溶洞塌陷。根据TB 10027—2001铁路工程不良地质勘察规程中的附录E判定, 桥址区4号墩台~14号墩台岩溶强度分级不发育, 15号墩台~上海台岩溶强度分级中等发育。
1.2 现场实际
我工区在安基山特大桥岩溶地区冲击钻孔灌注桩施工中, 按照设计地质展开图绘制单桩桩基地质参数表 (如表1所示) :以实测护筒顶标高为控制基点, 作为桩基施工过程控制交底下发到作业班和施工队, 施工中单桩每2 m及岩层分界处取碴留样, 进入桩底1 m以上留碴取样4次, 并经专业监理工程师和设计院地质工程师复核, 以指导生产和复核地质情况与设计是否相符。施工的整体思路以设计指导施工, 施工复核设计, 预防与有效施工, 经济处理相结合。2008年4月11日开始钻孔桩施工至2009年1月桩基施工结束, 经现场复核:桥址区3号墩台~12号墩台岩溶强度分级不发育, 13号墩台~上海台岩溶强度分级中等发育。
2 技术经济比较
方案一:岩溶地区桩基压浆的施工工艺:施工准备→先导孔钻进→注浆前注水试验→注浆→封孔→一般注浆孔钻进→一般注浆孔注浆→注浆效果检测。
施工准备→下护筒→钻孔→清孔、测孔→下钢筋笼→灌注混凝土→质量检查→施工结束。
方案二:岩溶地区桩基冲击成孔改进的施工工艺:施工准备→大护筒跟进→钻孔→加强型泥浆护壁→跟进小护筒→回填粘土、片石→小冲程冲砸→孔内补水、补浆。
投放粘土、片石→小冲程冲击→加大泥浆比重→换浆取碴筒清孔→下钢筋笼、导管→灌注混凝土→观测混凝土沉降→质量检查。
2.1 技术比较
按照京沪公司的纲领性指导文件, 岩溶地区的孔桩施工可进行1∶1粘土片石抛填, 护筒跟进, 岩溶注浆, 设计图给出岩溶地区桩基压浆560 m3。现场采用双护筒跟进, 粘土片石抛填并辅以有效的加强型护壁泥浆护壁技术和穿越溶洞顶板的冲击成孔技术。岩面检验要点:本工程设计要求桩端须满足设计图入岩深度, 并伸入溶洞以下弱风化岩体中2 m。经比较:先进行岩溶注浆, 先导孔施工完成后需上报设计院并现场勘孔与设计地质复核后, 另行设计出图, 中间等待时间长, 使工期后延1个月~3个月。其中, 注浆工艺与孔桩施工不能平行作业, 造成停工, 直接进行岩溶地质冲击成孔改进技术则可平行流水作业, 其与注浆技术共同点和目的是钻孔前和钻进过程中保持地基稳定, 理清岩溶发育和走向, 防治结合, 将地基与孔桩形成坚实的地基基础。不同点是前者为对岩溶地质直接治理, 后者为防治结合。冲击成孔技术灌注混凝土造成混凝土超方, 灌注后需等待混凝土沉降稳定, 方可拆除导管。
2.2 经济比较
经经理部内部核算, C30水下混凝土综合单价360元/m3, 抛填片石60元/m3, 粘土15元/m3, 岩溶注浆500元/m3, 钻孔60元/m。且抛填用片石 (直径≤15 cm) 、粘土皆可就地取材, 有效利用路基开挖或基坑开挖爆破后石方, 大大降低成本。直接冲击成孔技术可节省资金125元/m3。
3 施工整体思路总结
1) 预防为主, 防治结合。根据设计地质展开图做单桩地质柱状图交底书, 指导现场施工生产, 起到积极的预防作用, 同时准备防治材料、补水补浆设备及拖拉设备。施工钻进孔桩时详细记录地质情况、溶洞深度、高度、填充物类型, 画图列表, 复核地质情况, 理清岩溶地质走向及脉络, 确保岩溶地质有效治理和成桩质量。2) 冲击钻孔前, 钻进过程中及灌注桩完成后以保持岩溶地质稳定为宗旨, 结合加强型泥浆护壁技术, 双护筒跟进成孔技术, 穿越溶洞顶板的冲击成孔技术, 岩溶区漏浆、偏孔、卡钻的预防与处理技术, 保证有效防治和处理岩溶地质。进行技术经济方案比较, 以控制施工成本, 节约和有效利用资源, 快速, 安全, 高效完成工程施工。
4 施工过程控制总结
1) 加强型泥浆护壁:施工中采用观音土造浆, 掺入粘土重量1/8的水泥, 或抛填1∶1片石 (直径≤15 cm) , 钻头反复冲砸, 在溶洞壁周边形成牢固的封闭环。
2) 双护筒跟进成孔:外层护筒直径1.8 m (桩径1 m) 、2 m (桩径1.25 m) /跟进至基岩面, 内层护筒直径1.4 m (桩径1 m) 、2 m (桩径1.8 m) /跟进至孔底, 防止溶洞充填物进入钻孔内以便成桩;避免灌桩混凝土散失到溶洞中, 防止断桩, 保证成桩。孔口设置十字护桩, 根据测量工程师量测数据控制孔位偏差。
3) 穿越溶洞顶板的冲击成孔:采用十字钻头, 冲击钻进中钻头摆动, 或撞击护筒和孔壁, 或冲击声音减弱, 钻孔接近顶板, 停止钻孔, 回填1∶1片石粘土块1.5 m, 以0.6 m冲程反复冲砸。钻孔穿透顶板时, 回填1∶1片石粘土块1.0 m。
4) 漏浆的预防及处理:钻孔进入溶洞, 护筒底发生漏浆时, 复打下沉护筒, 先用粘土加固封闭护筒底周围孔隙, 再填入1∶1粘土和小片石高出护筒底1 m, 小冲程反复冲砸, 加固孔底护壁并堵漏。在透水性强的地层, 岩层裂隙或有松散填充物的溶洞中, 泥浆比重1.5 g/cm3、放慢钻进速度。钻孔击穿溶洞顶板进入空溶洞或有地下水流时, 泥浆急剧下沉, 立即向孔内补水补浆, 保持孔内水头, 同时投放整包水泥和1∶1粘土片石, 小冲程边投料边冲砸, 并在孔桩边打入一圈木桩至基岩面防止孔壁坍塌, 结合护筒跟进, 重新造壁, 并及时向专业监理工程师汇报并拍照, 备设计核查, 及时确认工程数量。
5) 偏孔处理:冲孔进入溶洞, 钻头在洞内冲击高低不平的岩面时, 或一面有岩, 一面悬空时, 造成斜孔, 回填1∶1粘土片石至斜孔部位以上1 m, 小冲程反复回填冲砸。
6) 清孔后沉渣厚度控制:冲击钻孔至设计孔底, 满足设计要求后, 将拌好的新泥浆20 m3~30 m3通过75 mm泥浆管伸入孔底循环, 使孔中较细钻碴悬浮泥浆中, 从孔口排出, 较大的钻碴沉入孔底。然后用取碴筒取碴至取不出为止。再通过75 mm泥浆管伸入孔底注浆泥浆泵循环约1 h, 悬浮的钻碴经护筒口排出返回沉淀池, 待钻碴沉淀过滤后, 测量孔深, 反复循环直到达到沉碴厚度, 泥浆比重达到设计及规范要求。
7) 冲孔及灌注桩身混凝土前泥浆比重控制:设计要求:冲击钻孔中岩溶地层泥浆比重1.2 g/cm3~1.4 g/cm3, 粘度22 s~30 s, 含砂率不大于4%;清孔后灌桩前岩溶地层泥浆比重1.1 g/cm3, 粘度17 s~20 s, 含砂率不大于2%。现场施工中, 清孔后灌桩前由于泥浆稀释, 易造成塌孔, 泥浆比重控制在1.13 g/cm3, 并在泥浆循环中徐徐撒入水泥粉末与泥浆融合, 泥浆粘度、含砂率达到设计指标。
8) 灌注桩身混凝土时导管埋深及拆管:采用储料量不小于1.2 m3 (桩径1 m) 的料斗, 依靠导管及料斗中混凝土自重使孔中管外上返, 徐徐提升导管以混凝土顺利流通为准, 直到灌装结束, 导管埋深控制大于钻孔中实测的溶洞高度, 灌注混凝土的速度均匀。随桩身灌注至桩顶的混凝土对护壁压力的不断加大, 逐渐放缓灌注速度, 以免岩溶处护壁压穿。
9) 桩身混凝土灌注完成后, 不要急于拆除导管, 继续观测及测量桩顶标高, 当桩体混凝土未初凝前, 由于混凝土压力及岩溶孔隙水的侵蚀, 岩溶处护壁内受压力, 外受冲刷, 护壁容易破裂坍塌, 导致刚灌注完桩身混凝土突然流向岩溶区, 孔口泥浆面下降, 此时需将导管下沉插入混凝土中, 继续灌注直到混凝土不再下沉, 孔口泥浆面不再下降, 稳定为止。
10) 施工中使用了高性能混凝土。桩基C30水下高性能混凝土理论配合比 (每立方米用料量) :江苏鹤林P.O42.5水泥∶江西赣江中砂∶船山二级配碎石 (5 mm~16 mm, 16 mm~31.5 mm) ∶镇江华源铁厂粉煤灰∶南京梅宝矿粉∶江苏博特外加剂∶拌和站饮用水=185∶844∶1 032∶148∶37∶3.33∶149 (单位:kg) 。灌注前每车混凝土检测并控制坍落度180 mm~220 mm, 灌注中混凝土和易性、流动性良好, 能顺利入模。采用高性能混凝土能自密实、抗裂, 高工作性、高强度、高耐久性, 真正达到百年大计。
5 岩溶地质冲击钻孔灌注桩施工与处理总结
经比较, 岩溶地质冲击钻孔灌注桩采用方案二, 即岩溶地质直接冲击成孔施工改进技术是最经济、最有效的施工方法。安基山特大桥钻孔桩全部使用这项冲击钻孔施工方法, 成桩快, 经中铁第四勘察设计院集团有限公司京沪高速铁路基桩检测项目部进行基桩检测 (低应变反射波法、声波投射法) , 安基山特大桥根钻孔桩桩身完整, 全部为Ⅰ类桩, 检测结果满足规范及设计要求。同时大大地降低了施工成本, 有效加快了施工进度, 提前 (比先进行岩溶注浆后冲击钻孔) 2个月。经经理部内部核算, 节约施工成本约150 000元。顺利, 保质、保量、安全、高效地完成桥梁桩基施工任务, 进入下道工序施工。该工法在工区岩溶地质桥梁桩基施工中推广和不断完善, 取得良好的经济和生产效益。
此总结参考了现场施工及各位前辈、同行的施工经验, 还需不断总结, 完善, 敬请指正, 以共同探讨, 进步。
摘要：通过分析安基山特大桥的现场实际情况, 介绍了岩溶地质冲击钻孔灌注桩施工的整体思路, 并对加强型泥浆护壁、双护筒跟进成孔、偏孔处理等操作要点进行了阐述, 为同类工程施工积累了经验。
关键词：岩溶地质,冲击钻孔灌注桩,技术,经济
参考文献
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[2]铁建设[2010]241号, 高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].
[3]TB 10752—2010, 高速铁路桥涵工程施工质量验收标准[S].
