冲孔灌注桩冲孔工艺及故障处理

2010-08-15廖铁良

山西建筑 2010年7期

廖铁良

冲孔灌注桩在施工过程中,容易出现的质量问题很多,在冲孔阶段桩身偏移及坍孔等时有发生,如果处理措施采取不当,会造成较大的困难和经济损失。因此,冲孔阶段施工应该引起足够的重视。下面对冲孔过程中应注意的细节和故障处理做了详细说明,希望给同行人事作参考。

1 冲孔作业

1.1 冲机就位前准备工作

工程部质检人员和冲机技术员先对钻机各种性能和泥浆泵等进行全面检查,并对即将使用的钢丝绳、冲锤外径以及锤牙进行检查,确保设备能正常运作。冲机技术员准备好冲孔用的各种资料,如孔位、护筒顶和桩底设计标高、护筒埋设情况等,并填写在记录表格中,根据地质报告和施工图纸绘制钻孔桩位地质剖面图(查地质钻孔资料),以便在冲孔过程中按不同土层选用适当的冲程,配置相适应的泥浆。

1.2 冲机就位

冲机正确就位后,首先要调整机台使之水平、稳固。为了准确测定出桩中心,首先在护筒上根据测量定点拉十字线,并作好标记;然后再从冲机顶部滑轮处(加0.5倍钢丝绳直径)吊重垂线,移动冲机使之与护筒处十字线重合,满足施工规范允许的孔位偏差要求。冲机成孔时现场技术人员应经常检查钢丝绳在护筒内的位置(特别是进入岩层时),其偏差不符合设计和规范要求时,应及时调整并采取处理措施。

1.3 冲进

当冲机就位并经质检工程师和监理工程师现场复检合格后,即进行冲孔。冲孔前先向孔内倾倒一定数量的粘性黄土和水,缓慢开动冲机低冲程冲进,使之形成合格泥浆。再开动泥浆泵,边加水和黄土,边冲进,待泥浆形成循环后方可进行正常冲进。在冲孔过程中要密切注意土层变化,以便根据不同土层选择与之相适应的冲程和进尺速度。对于亚黏土、粉(细)砂土,宜采用低冲程、中等稠度泥浆冲进,其冲程为1 m～2 m,泥浆相对密度为1.2～1.35;对于中粗砂土层宜采用低冲程高稠度泥浆冲进,其冲程为 1 m～2 m,泥浆相对密度为 1.3～1.45,目的是为了保证护壁质量,并充分排渣,以免局部扩孔或坍孔。对于强风化砂岩、弱风化含砾泥质砂岩或弱风化含砾砂岩、微风化含砾砂岩,冲孔时应采用高冲程和优质高稠度泥浆冲进,其冲程为3 m～5 m,泥浆相对密度为1.35～1.45,其目的是为了保证冲进速度并及时排渣。特别是冲进时由软弱地层(如粉细砂、中粗砂层)进入硬质地层(如强风化砂岩、弱风化含砾泥质砂岩或弱风化含砾砂岩、微风化含砾砂岩)时,应采用低冲程冲进,直到确认进入硬质地层1 m～2 m后,方可进入正常的高冲程冲进,目的是为了防止因地层软硬不同,而使孔位在此处发生偏移。

冲孔过程中,钻机技术员要及时做好详细记录,绘制不同地层的地质剖面图。当实际地质与设计图纸提供的地质相差较大时要及时报告施工技术人员或质检工程师,再由质检工程师报告监理工程师,同时进行分组取样,并详细做好记录。

钻孔过程中,时时维持孔内泥浆顶面高于地表水或地下水面1.5 m以上的水头,并随时对泥浆各项指标进行检查,根据泥浆和地质情况作出相应的调整。确保在钻进过程中泥浆的各项指标满足施工技术规范要求,同时做好原始记录工作。

1.4 终孔

当冲孔至设计标高时应及时通知监理工程师,经监理工程师检查其桩长和桩端持力层符合设计和规范要求后才可终孔。如因地质条件原因需要改变终孔孔底标高时,必须经监理工程师同意并签字确认,否则不允许终孔。终孔深度必须用钢尺对测绳进行校核确定。

1.5 清孔

终孔后应及时快速进行换浆清孔,清孔后泥浆各项指标和桩底沉淀厚度必须满足施工技术规范和设计图纸要求。即:泥浆比重1.03～1.1,含砂率小于 2%,粘度 17 s～20 s,胶体率大于98%,桩底沉渣厚度不大于5 cm。

2 常见故障处理

2.1 坍孔

1)发生孔口坍塌时,立即拆除钢护筒并回填黏土,重新埋设,重新冲孔;2)发生孔内坍塌时,判明坍塌位置,回填片石和黏土混合物到坍塌处以上1 m～2 m,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再进行冲孔。

2.2 冲孔偏斜

1)在倾斜的软硬地层交接处冲进时,应小冲程冲进回填片石、卵石冲平,并确认进入硬质地层1 m～2 m再改用正常冲程进行冲进;2)查明孔位倾斜的位置和偏斜情况,在偏斜处吊住冲锤上下扫孔,使孔位变正。倾斜严重时应回填片石和黏土到孔位偏斜处以上1 m～2 m,待沉积物密实后再继续冲进。

2.3 掉锤落物

1)掉锤后应及时摸清情况,若冲锤被沉淀物或坍孔土石埋住,应及时清除孔内沉淀物,使打捞工具能够接触冲锤;

2)根据落物不同,采用不同的打捞工具。常用的打捞工具有打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩、打捞钳。

2.4 卡锤

卡锤后不宜强行提起,可用小冲击锥冲击或冲吸的方法将卡住冲锤周围的沉渣吸出,再慢慢提起。

2.5 钻孔漏浆处理

若在冲孔过程中发现孔内水头突然下降,则表明钻孔漏浆,应及时采取措施进行处理,严防坍孔。处理方法如下:先关停泥浆泵,把冲锤提起约1 m～2 m,接着将水泥整袋投进孔底,用冲锤将水泥袋冲散,使孔底形成水泥浆,然后开启泥浆泵,将锯沫从泥浆池的泵口打入孔底,因锯沫为飘浮物与水泥形成水泥球,这样就能充满块石间的空隙,达到堵漏的效果。

若仍无法堵住漏浆,则将冲锤提出孔口,向孔内回填一定数量的片石和黏土,至漏浆处顶部以上3 m～5 m,再进行冲孔。