钻孔灌注桩坍孔的处理方法

钻孔灌注桩坍孔的处理方法钻孔灌注桩工程施工常见质量事故主要有：坍孔、钻孔偏斜、卡钻、掉钻落物、扩孔及缩孔、漏浆等。就其形成原因逐一进行剖析，并提出了相应的处理方法。随着公路交通的日益发展，钻孔灌注桩作为桥梁桩基的主要施工方法得到了越来越广泛的应用，由于其质量控制直观性差，经常出现一些质量问题。现根据本人的施工实践，对其中一些常见的质量事故进行剖析，并提出相应的处理方法及防治措施，通过与同行们相互交流，达到提高施工水平的目的。1 坍孔各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位 突然下降，孔内冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。 1.1坍孔原因泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮； 由于出渣后未及时补充泥浆(或水)，或河水上涨，或孔内出现承压水，或钻机通过砂砾等强透水层，孔内水流失等造成孔内水头高度不够，对孔壁压力过小；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，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔； 在松软砂层中钻进进尺太快；提出钻锥钻进，转速太快，空转时间长； 冲击(抓)锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大，造成 过大振动； 水头过高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔；清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或 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长； 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁等。 1.2坍孔的预防和处理在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度，胶体率的泥 浆或高质量泥浆，冲击钻孔时投入粘土，掺片，卵石，低冲程锤 击，使粘土膏片，卵石挤入孔壁起护壁作用； 汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取升高护筒，增高水头，或用虹吸管，连通管等措 施保证水头相对稳定；发生孔口崩塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻； 如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上 1m-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；严格控制冲程高度和炸药用量；清孔时应指定专人补浆(或水)，保证孔内必要的水头高度， 供浆(水)管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减 速后流入钻孔中，以免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁，不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力； 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。对轻度坍孔可加大泥浆相对相对密度和提高水位，对严重坍孔可用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进。2 钻孔偏斜 各种钻孔方法均有可能发生钻孔倾斜事故2.1偏斜原因钻孔中遇有较大的孤石或探头石； 在有倾斜的软硬地层交界处，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； 扩孔较大处，钻头摆动偏向一方； 钻机底座安置水平或产生不均匀沉陷、位移，钻杆导架不垂直，钻机磨耗，部件松动；钻杆弯曲，接头不正等。 2.2预防和处理安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条 竖直线上，并经常检查校正；由于钻机较长，转动时上部摆动过大，必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引龙头，使其沿导向架对中钻进； 钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直；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。 冲击钻进时，应回填砂砾石和黄土待沉积密实后再继续钻 进，偏斜严重的可在开始倾斜处设置少量炸药(小于1kg)爆破，然 后用砂类土和砂砾石回填到该处位置以上1m左右，重新冲钻。3 卡钻 卡锥也常发生在以冲击锥钻进时，冲锥卡在孔内提不起来，发生卡锥3.1产生原因钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住；未及时焊补冲锥，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的冲锥大了， 又用高冲程猛击，极易发生卡锥； 伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶；孔口掉下石块或其他物件，卡住钻锥； 在粘土层中冲击的冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住；大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁；入孔较深的钢护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形等。3.2处理方法处理卡钻应先弄清情况，针对卡锥原因进行处理。宜待冲锥 有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧； 当为梅花卡铅时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下活 动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥松 动一个角度，有可能将钻锥提出；卡钻不宜强提以防坍孔，埋钻，宜用由下向上顶撞的办法，轻 打卡位的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的 石头落下；用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放入进孔内，将冲锥勾住后，与大绳同时提动，或交替提 动，并多次上、下、左、右摆动试探，有时能将冲锥提出；在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻；用其他工具，如小的冲锥，小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡 锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出， 但要稳住大绳以免冲锥突然下落； 用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松 动后强行提出； 使用专门加工的工具，将顶住孔壁的钻头拔正； 用以上方法提升卡锥无效时，可试用水下爆破提锥法，将炸 药(少于1kg)放入孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震动卡 锥，再用卷扬机和链滑车同时提位，一般是能提出的；针对发生卡锥的不同原因采取相应措施。 4 掉钻落物 各种钻孔方法均可能发生4.1掉钻落物的原因卡钻时强提强扭，操作不当，实钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂；钻头杆接头不良或滑丝 ； 电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱；冲击钻头合金套灌注桩质量差致使钢丝绳拔出； 转向环、转向套等焊接处断开； 钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛；钢丝绳过度陈旧，断丝太多，未及时更换； 操作不慎，落入扳手、撬棍等物等。4.2处理方法经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置；掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若物体已被泥沙埋住，则应用冲、吸的方法先清除泥沙，使打捞工具接触落物后再打捞。5 扩孔及缩孔 5.1扩孔扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动 状态，土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原 因同塌孔相同，轻则为扩孔，重则为崩孔。若只孔内局部发生崩塌而 扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌渣量大大增 加，若因扩孔后继续崩塌影响钻进，应按崩孔事故处理。5.2缩孔缩孔即孔径的超长缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻， 提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。缩孔原因主要有两种: 一是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径 稍小的孔; 另一种是由于地层中有软塑3土(俗称橡皮土)，遇水膨胀后使孔径缩小。 各种钻孔方法均可能发生缩孔。 为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水 率小的优质泥浆护壁并必须快转慢进，并复钻二三次;或者使用 卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩 孔部位达到设计孔径为止。6 梅花孔(或十字孔) 常发生在冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，发生如梅花或十字的形状6.1形成原因:锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下冲击； 泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困 难； 操作时钢丝绳太松或冲程太少，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改 换不了冲击装置； 有非均质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现掉头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。6.2处理方法:应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置； 选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣； 用低冲程时，每冲击一段据用高一些的冲击程冲击，交替冲击修整孔形；出现梅花孔后，可用片、卵石混和粘土回填钻孔，重新冲击。7 钻孔漏浆 7.1漏浆原因在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失； 护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆； 护筒制作不良，接触不严密，造成漏浆；水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗漏等。 7.2处理方法回转钻机使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺石片，卵石反复冲击，增加护壁；属于护筒漏浆的，应按有关护筒制作与埋设的规范规定处理。如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接触。 如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。 对于以上故障的处理都应仔细分析，查明原因，从而采取相关 的有利的措施，确保孔的安全性。8 结语钻孔灌注桩作为桥梁基础工程的一个重要部分，其施工难度大，施工质量不易控制，这就要求我们在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工规范，核查地质和有关方面的资料，对施工过程中可能会发生的一些问题及时进行分析处理，做至科学组织，精心施工，严格管理，施工质量是完全可控的，这些质量事故也是完全可以避免的。 4