钻孔灌注桩的施工与常见问题分析

黄家谋

摘要:钻孔灌注桩技术,因其对各种土层的适当性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点,在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛的应用。文章主要通过对泥浆护壁钻孔灌注桩的施工方法、施工中常见问题的发生原因和防治措施的详述,为桩基础工程选取钻孔灌注桩施工时提供一些参考。

关键词:钻孔灌注桩;桩基础工程;潜水钻机

中图分类号:U475 文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)29-0149-02

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。必须防治在钻孔及水下浇筑混凝土过程中出现的常见问题,使桩基础工程能按工期、保质保量地完工。

一、钻孔灌注桩的施工

(一)材料要求

各种材料一律要求合格以上。水泥、钢筋、电焊条要有出厂合格证及化验单。砂为河砂(中粗),桩芯砼用的碎石粒径在20～40mm,中砂含泥量控制在2%以内,碎石含泥量控制在1%以内。钢筋符合设计图纸要求。各种材料实行先采样试验合格后才可使用。

(二)准备工作

1.施工前做好场地了解和查勘工作。如有架空线、地下电缆、地下管道以及妨碍施工或对安全操作有影响的,均预先会同建设单位商议先作清除或迁移处理。对场地不平整、标高较低的均以回填土并夯实,而且场地要采取排水措施,排水坡度不小于1%,以确保排水畅顺。

2.备好并熟悉掌握工程的地质报告、设计图纸、变更记录和图纸会审记录。预先做好各级的技术交底和安全交底,并检查各种材料的抽检试验报告等有关资料。在各机械进场前,放置好桩位位置,并会同建设单位及设计单位人员做好工程基线复核签证和单位工程座标定位量记录,明确建筑物±0.00标高控制。

(三)施工工艺

钻孔灌注桩的成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻机等,其中以回转钻机应用最多。钻孔灌注桩的施工过程为:测量定位→埋设护筒→泥浆池挖设→钻孔→钢筋笼制安→清孔→浇灌混凝土→成品保护。

二、钻孔施工中出现的常见问题及防治措施

(一)护筒冒水

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。

造成原因:埋设护筒的周围土不密实,或护简水位差太大,或钻头起落时碰撞。

防治措施:(1)在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的黏土分层夯实;(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。

造成原因:孔壁坍陷的主要原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用黏土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长。

防治措施:(1)在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用黏土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和黏度,保持护简内泥浆水位高于地下水位;(2)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;(3)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)缩颈

缩颈即孔径小于设计孔径。

造成原因:塑性土膨胀。

防治措施:(1)采用优质泥浆,降低失水量。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。(2)在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。

(四)钻孔偏斜

成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。

造成原因:钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致;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他硬物等情形。

防治措施:(1)先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20cm;(2)在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机;(3)进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档;(4)安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。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,应于孔中局部回填黏土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。

(五)桩底沉渣量过多

造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;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;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。

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,控制泥浆的比重和黏度,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,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;(4)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。开始灌注混凝土时,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。

三、结语

总之,钻孔灌注桩的施工过程,就要掌握现场施工实际情况与工艺情况,掌握灌注桩缺陷的防治措施,这样才能对钻孔灌注桩成孔质量与浇筑混凝土工艺的施工进行控制,确保灌注桩质量达到设计要求。

参考文献

[1]安建民.钻孔灌注桩常见事故的预防与处理[J].山西建筑,2006,(2).

[2]杨南方.住宅工程质量通病防治手册[M].中国建筑工业出版社,2007.