钻孔灌注桩施工工法(3)

2019-06-02 13:07

3)产生斜孔、弯孔和缩孔时,应停钻抛粘土块夹片石至偏孔开始处以上0.5-1.0m,重新钻进、不得用冲孔钻头修孔,防止卡钻。

4)钻进中如遇塌孔,应立即停钻,回填夹片石的粘土块,加大泥浆比重,反复冲击造壁及钻进。

5)沿护筒周围冒浆、造成孔口坍塌地表沉陷时,应立刻停钻并防止钻机倾倒,及时在护筒外围回填粘土(用稻草拌和);并加以夯实,必要时压上一层泥、砂包后方可继续钻进。

6)若遇卡钻时交替紧绳、松绳,将钻头缓缓吊起,不得硬提猛拉,必要时可使用打捞钩、千斤顶等铺助工具助提;掉钻时应立即打捞,用打捞钩钩住钻头预设的打捞环,把钻头提上来。

7)当钻孔离设计标高约1m时,应注意控制钻进速度和深度,防止超钻。并核对地质资料,判定是否进入要求的持力层。

8)当测量孔底已达到设计标高后,可停止冲击,进行成孔检查。孔径要符合设计要求,孔深一般应交设计深度加深0.6m,用测深锤测出钻孔深度。测深锤要求如下:

(1)一般以近似圆锥形为宜;锤底直径为13—15cm,高度为18—22cm。

(2)钢板焊制,其内灌砂后封闭,锥尖焊一吊环;由所系绳索,泥浆密度而定,一般为4—5kg。

(3)绳索材料宜采用质轻、拉力强、进水不涨缩,并标有尺度的测尺或测绳。

9)钻孔时,随时察看钢丝绳的回弹情况,耳听钻锥的冲击声,以判别孔底情况,掌握勤松动,少量松绳的原则;冲击过程中勤抽碴,勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况。

10)在钻进过程中,应留取碴样袋,放入数据条(地质、标高、时间等)并拍照,同时通知监理工程师到场核实确认。

11)地质报告如不符应及时与监理工程师、设计汇报备案并完善确认,用吊笼检查钻孔直径和垂直度,并作好记录,报监理工程师复查批准后,才可进行下道工序的施工。

12)钻孔达到设计深度后,用验孔器(由Φ12的加强筋和Φ20的主筋制成,高为6m,其直径和钻孔孔径相同)对孔径、孔深、和孔形进行检查,填写钻孔记录表。

13)当不能及时吊放钢筋骨架和灌注混凝土,应随时护壁并保持孔内水头高度。 7.6 岩样判定

7.6.1 在出浆口用器具采集并冲洗干净,剔除腐木等杂质,岩样不应进行刻意筛选。 7.6.2 岩样判定

1)强风化岩样:颗粒稍大、疏松、密度小、吸水性好,有片状、条状,一般冲洗封样后岩样表面比较快变干。

2)中风化岩样:颗粒如绿豆~黄豆大小,密度中,吸水性差,一般冲洗封样后岩样表面1-2d后变干。

3)微风化岩样,其密度大、吸水性极差或者不吸水,封样后岩样不会变干。 7.6.3 中风化层面的确定

1)中风化“层面”岩样在试桩时应综合确定,优先从岩样的坚硬程度判断。 2)正常施工钻进速度也能作为入中风化层的依据,但速度受影响的因素比较多。 3)入岩时间长短、地质报告中强风化层厚度、周边钻孔情况等均可作为参考依据。 4)面变化幅度大的情况,应在现场多取几根有代表性的桩岩样,共同确定中风化层面。 5)一般以中风化“层面”再钻50cm为终孔。钻头尖头必须先进层面,才会取到中风化样。

6)在无强风化层或强风化层厚度比较小(小于钻尖长度)、岩面坡度特别大,钻进深度宜做修正,保证全截面进入。

7)终孔后进行封样。 7.7 清孔

7.7.1在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。验收方

法是制造一个长度等于4—6倍桩径,直径等于孔径的钢筋笼,将钢筋笼吊放入孔,并顺利放到设计要求的孔底,说明孔径和偏斜度达到要求。孔深用测绳和钢尺丈量。钢筋笼放不到底时还需要修孔直至孔壁铅直,钢筋笼能顺利放到底为止。

7.7.2在终孔检查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。

7.7.3 清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射等,可根据具体情况选择使用。不论采用何种清孔方法,在清孔排渣式,必须注意保持孔内水头、防止坍孔。

7.7.4用抽浆清孔后,将取样盒(开口铁盒)吊到孔底,待灌注水下混凝土前取出检查沉淀在盒内的渣土厚度。

7.7.5用换浆法或掏渣法清孔后,孔口、孔中、孔底提取的泥浆的平均值应符合要求;灌注混凝土前,测定孔底沉淀厚度必须符合要求。

7.7.6 在吊入钢筋骨架后,灌注水下混凝土之前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超出规定应进行二次清孔,符合要求后方可灌注。

7.7.7如在第一次清孔时泥浆比重控制不当,或在提钻具时碰撞了孔壁,就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象,这将给第二次清孔带来很大的困难,有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。

7.7.8 不得用加深钻孔深度的方法代替清孔。 7.8 成孔检查

7.8.1 用测深绳(锤)测量孔深及虚土厚度。虚土厚度等于钻孔深的差值。虚土厚度一般不应超过10cm。

7.8.2 在终孔和清孔后,用专用仪器对孔径、孔形和倾斜度进行测定,测试检查合格后,做好下放钢筋笼的准备。

7.8.3 钻孔成孔质量标准 项目 孔中心位置(mm) 孔径(mm) 倾斜度 孔深 群桩 单排桩 钻孔桩 摩擦桩 支承桩 有设计要求 沉淀厚度(mm) 摩无设擦计要桩 求 直径 桩长 支承桩 相对密度 清孔后泥浆指标 粘度 含砂率 胶体率 ≤1.5m >1.5m >40m ≤500mm 不大于设计规定 1.03—1.10 17—20Pa.s <2% >98% 允许偏差 100 50 不小于设计桩径 小于1% 不小于设计规定 比设计深度超深不小于50mm 符合设计要求 ≤300mm 土质较差的桩 7.9 钻孔记录 7.9.1 钻进过程中,必须认真、及时填写钻孔施工记录,交接班应详细交待钻进情况及下一班应注意的问题。

7.9.2 每进尺2米或土层发生变化处均应捞渣样、判断土层,记录钻孔记录表中,并于地质剖面图核对。

7.10 钻孔注意事项

7.10.1钻孔作业应分班连续进行,应经常对钻孔泥浆进行试验,不符合要求时,随时改正。

7.10.2 在土层变化处应捞渣取样,判明土层,并记入记录表中,以便与地质报告核对。 7.10.3 在河水或潮水涨落较大处钻孔,应采取稳定钻孔内水头的措施。

7.10.4 升降钻具时,保证操作平稳,钻头提升时,防止发生碰撞护筒、孔壁及钩挂护筒底现象发生。

7.10.5 因故停钻时,孔口应加护盖,钻头不得留在孔中,短时停钻可以将钻头提高2m,以防埋钻。

7.10.6 开孔应慢速推进,待导向部位全部钻进土层后,方可全速钻进。

7.10.7 在钻孔排渣、提锥除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆密度及粘度,以防坍孔。

7.10.8 为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固,必须等邻孔砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔。

7.10.9 在钻孔附近严禁站人,防止绳、锥撞击发生人身事故。

7.10.10 经常检查钢丝绳的磨损情况,卡扣松紧程度、转向装置是否灵活,以免掉钻。 7.10.12 经常检查冲击钻头的磨损情况,如磨损过大,切削角不符合要求时要及时更换修理,以提高钻进效率和防止夹钻、卡钻等事故。

7.11 钻孔事故处理 7.11.1 坍孔 1)现象

孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡。出渣量显著增加而不见进尺。 2)原因

(1)泥浆密度不够或其他泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮,护壁效果不好。

(2)由于掏渣后未及时补充水或泥浆,或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。

(3)护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机装置在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔。

(4)孔内坍塌。

(5)在松软砂层钻进,进尺太快。

(6)清孔后泥浆密度、粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔,泥浆吸走后未及时补水,使孔内水位低于地下水位,清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁,清孔时间过久或清孔后停顿时间过久。

(7)操作不当,如提升钻头,冲击锥(抓)或掏渣筒倾倒,或放钢筋骨架是碰撞孔壁。 (8)成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。 3)防治方法

(1)在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆。或投入粘土掺片石、卵石、低锤冲击,使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用

(2)汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增加水头,或用虹吸管。连通管等措施保证水头相对稳定。

(3)发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻。

(4)如发生孔内坍塌时,判明坍塌位置,回填砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1-2m,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。

(5)严格控制冲程高度。

(6)清孔时应指定专人补水,保证钻孔内必要的水头高度。

(7)吊钢筋骨架时,应对准孔中心竖直插入,起落钻头时对准钻孔中心插入。

(8)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。

7.11.2 钻孔倾斜 1)现象:钻孔偏斜。 2)原因

(1)钻孔中遇有较大的孤石或探头石。

(2)在有倾斜度的软硬地层交界处、岩面倾斜处钻进,或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,钻头受力不均。

(3)扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。

(4) 操作不当,钻进参数不合理。 开始冲击时地层较松软, 如果采用冲程较大、吊绳放得较松,往往会造成斜孔。

3)防治方法

(1)安装钻机时要使底座水平、起重滑轮缘、护筒中心应在一条竖直线上,并经常检查校正。

(2)在有倾斜的软、硬地层钻进时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进。或回填片、卵石冲平后再钻进。

(3)遇有斜孔、偏孔时,用检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况,在偏孔、缩孔处上下反复扫孔。不严重时采用小冲程、高频率修孔;严重时,应全部用小片石、碎石回填该孔位,重钻修孔,必要时应反复修几次。

7.11.3 扩孔

1)现象:孔径扩大 2)原因

(1)砂层钻进泥浆性能差(如粘度太小、含砂量大等),不能起到护壁作用。 (2)孔斜、地层软硬不均等原因造成扩孔。 (3)在某一孔段进尺速度极不均衡或重复钻进。

(4)在非稳定层段(如砂层)钻进过程中反复抽吸造成孔壁局部失稳。 (5)孔壁失稳坍蹋。 3)防治措施

(1)扩孔是孔壁坍塌而造成的结果,若只孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能到达设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按坍孔事故处理

(2)保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求。

(3)采取合理的钻进工艺,反对片面追求进尺而盲目钻进。 (4)大扩孔采用粘土回填。 7.11.4 缩孔 1)原因

(1)砂层及粘性土层中钻进泥浆性能差(如粘度太小、含砂量大等),不能起到护壁作用。 (2)在淤泥及粘性土层中钻进进尺速度过快。 (3)孔壁失稳坍蹋

(4)钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔 (5)由于地层中有软塑土,遇水膨胀后使孔径缩小 2)防治方法

(1)保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求。

(2)采取合理的钻进工艺,反对片面追求进尺而盲目钻进。

(3)在粘性土层中钻进,对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。

7.11.5钻孔漏浆

1)现象:在透水性强或有地下水流动的地层中,稀泥浆会向孔外漏失 2)原因

(1)护筒埋设太浅

(2)回填土不密实或护筒接缝不严密,会在护筒刃角或接缝处漏浆 (3)或水头过高使孔壁渗浆 3)防治方法

(1)为防止漏浆,可加稠泥浆或倒入粘土慢速冲击,或回填土掺片、卵石,反复冲击增强护壁,在有护筒防护范围内。

(2)在钻进过程中,如果发现护筒下沉,可用钻具将护筒调正再往下夯实,再加一节护筒,护筒外用丝袋装粘土夯实可继续钻进。

(3)孔内渗水过快的制止在钻孔中发生此类情况,应马上加大泥浆浓度。若继续渗水,可将黄粘土同锯末子以1∶1 的比例用水搅拌成泥后,直接投入到孔内。

(4)在采用上述措施后,若漏浆得不到控制,要停机提钻,填充粘土,放置一段时间后,再进行施钻。

7.11.6掉钻及孔内遗落铁件 1)产生原因

(1)由于施工人员操作不当将施工工具遗落孔内。

(2)钻头磨损未及时补焊、钻孔直径逐渐变小,而新钻头或补焊后的钻头直径过大。 (3)采用较大的冲程冲击,当钻头吊绳放的太松,致使钻头下落后倾斜, 顶住孔壁或冲击进入夹层的岩层中,造成卡钻。

(4)孔内有探头石未凿除或有大块孤石坍落、孔口有杂物下坠等。 (5)钻头未系牢固。

(6)由于较大的坍孔或钻头冲入软弱土层中太深所致。 2)预防措施

(1)避免孔斜。

(2)准确判断掉钻部位,并据此制定正确的打捞方案,一般采用偏心钩、三翼滑块打捞器打捞的方法进行打捞。

(3)卡钻后不宜强提,只宜轻提,轻提不动时,可用小冲击钻锥冲击或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出

(4)维护孔壁的稳定及保持孔底清洁是处理孔内事故的必要前提,因此保持泥浆性能是关键。同时,作好孔口的防护工作,避免向孔内掉入铁件。

(5)冲击进入粘土层时,因土层本身可以造浆,应采取小冲程、快速、勤掏泥的办法逐渐降低泥浆稠度。

7.11.7 桩底沉渣量过多 1)原因

(1)清孔不干净或未进行二次清孔。

(2)泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起

(3)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 (4)清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。 2) 防治措施

(1)成孔后,钻头提高孔底10-20cm,维持循环清孔时间不少于30分钟。 (2)采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,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,


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