钻孔桩施工常见问题汇总及处理方法.ppt

桩基工程施工技术交流 目录 一 工程简介二 桩基施工中常见的问题及处理措施三 溶洞处理及预防四 施工中需注意的事项 一 工程简介 二 钻孔灌注桩施工常见问题与处理措施 冲击钻孔的施工要点 邻孔混凝土达2 5MPa后开钻 开孔小冲程 孔深为钻头高加冲程后正常冲击 中 低冲程 1 2m 中等冲程 2 3m 高冲程 3 5m 粘性土 风化层 砾砂石等 砂卵石等 基岩 漂石和密实卵石层 桩基施工流程 7 八个方面的问题 1护筒冒水 钻孔灌注桩施工常见问题 4桩底沉渣 3成孔偏斜 2缩颈 5塌孔 溶洞 6卡管 7钢筋笼上浮 8断桩 钻孔过程中 灌注过程中 桩基础 桥梁的桩基础根据施工方法的不同可分为 沉入桩 钻孔桩 挖孔桩 而钻孔桩则是桥梁桩基础中比较常见的一种施工方法 而钻孔桩的施工在施工过程中受到的因素比较多 容易产生断桩等施工通病 针对本工程遇到的问题 作如下分析和防治措施 钻孔中出现的质量问题及处理措施 钻孔灌注桩施工中常用钻机 CZ 9型冲击钻机 JKL8型冲击钻机 护筒冒水 护筒外壁冒水 严重的会引起地基下沉 护筒倾伴和移位 造成钻孔偏斜 甚至无法施工 1 造成原因 埋设护筒的周围不密实 或护筒水位差太大 或钻头起落时碰撞 防治措施 在埋筒时 坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实 在护筒的适当高度开孔 使护筒内保持1 0m 1 5m的水头高度 钻头起落时 应防止碰撞护筒 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 则应重新定位后安装护筒 缩颈 缩颈即孔小于设计孔径 造成原因 软土层受地下水影响和周边车辆振动 塑性土膨胀 造成缩孔 钻锤磨损过甚 焊补不及时 2 防治措施 在软塑土地层采用失水率小的优质泥浆护壁 降低失水量 成孔时 应加大泵量 加快成孔速度 快速通过 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 及时焊补钻锤 或在其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 如出现缩颈 采用上下反复扫孔的办法 以扩大孔径 成孔壁桩孔出现较大垂直偏差或弯曲 造成原因 1 施工现场不平整 不坚实 地面软弱或软硬不均匀 在支架上钻孔时 支架的承载力不足 发生不均匀沉降 导致钻杆不垂直 2 钻机部件磨损 接头松动 钻杆弯曲 3 钻头晃动偏离轴线 扩孔较大 4 土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形 5 施工检测控制不到位 3 成孔偏斜 成孔壁桩孔出现较大垂直偏差或弯曲 防治措施 1 先将场地夯实平整 轨道及枕木宜均匀着地 支架的承载力应满足要求 在发生不均匀沉降时 必须随时调整 2 钻机就位时 应使转盘 底座水平 使天轮的轮缘 钻杆的卡盘和护筒的中心在同一垂直线上 并在钻进过程中防止位移 在不均匀地层中钻孔时 采用自重大 钻杆刚度大的钻机 3 成孔偏斜 成孔壁桩孔出现较大垂直偏差或弯曲 防治措施 3 进入不均匀地层 斜状岩层或碰到孤石时 钻速要加慢档 另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法 4 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 应于孔中局部回填粘土至偏孔处0 5m以上 待沉积密实后再钻 3 成孔偏斜 桩底沉渣量过多 对于承载桩来说 如果沉渣量过大 势必造成桩受荷时发生大量沉降 同样使桩的承载力失效 因此钻孔灌注桩的沉渣量检查是施工控制中的一项关键工作 造成原因 检查不够认真 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 4 桩底沉渣量过多 防治措施 1 加强对沉淀层的检查力度和意识2 成孔后 钻头提高 或 提出 维持循环清孔时间不少于30min 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 下完钢筋 4 桩底沉渣量过多 4 防治措施 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 4 开始灌注混凝土时 导管底部至孔底的距离宜为25cm 40cm 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 达到消除孔底沉渣的目的 5 塌孔 溶洞或裂隙 造成原因 1 孔壁坍陷的主要原因是土质松散 泥浆护壁不好 护洞周围未用粘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和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷 2 当遇到小溶洞或裂缝时 可能发生孔内泥浆均匀缓慢下降的现象 3 地下水流量大 护壁及钢护筒不起作用 造成塌孔 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 溶洞或裂隙的迹象 5 塌孔 溶洞或裂隙 防治措施 1 在松散易坍的土层中 适当埋深护筒 用粘土密实填封护筒四周 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 在保证施工质量的情况下 尽量缩短灌注时间 2 当遇到小溶洞或裂隙且发生孔内泥浆均匀缓慢下降的现象的时候 可采用在泥浆中加适量水泥 增大泥浆比重及其护壁效果 当遇到 5 塌孔 溶洞或裂隙 防治措施 大溶洞时 孔内泥浆急剧下降的情况 可采用粘土或碎石回填后重新钻孔 方案或措施后面详细说明 3 当遇到地下水流量大 护壁及下钢护筒均不起作用时 可采用在本桩附近降水的方法 降低孔内地下水位 甚至砼浇注完毕 4 利用回浆泵 5 塌孔 溶洞或裂隙 5 塌孔 溶洞或裂隙 砂石泵 灌注水下混凝土时的常见问题及处理措施 6 卡管 水中灌注混凝土过程中 无法继续进行的现象 造成原因 初灌时 隔水栓堵管 混凝土和易性 流动性造成离析 混凝土中粗骨料粒径过大 各种机械故障引起混凝土浇筑不连续 在导管中停留时间过长而卡管 浇筑中罐车后料斗存料时间过长 混凝土初凝等 防治措施 1 使用的隔水栓直径应与导管内径相配 同时具有良好的隔水性能 保证顺利排出 或采用 6 卡管 防治措施 隔水盖板或插板盖住导管顶部 封底时拉起盖板或抽时插板即可 安全 方便 2 在混凝土灌注时 应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制 水下混凝土必须具备良好的和易性 配合比应实验室确定 坍落度宜为18cm 22cm 粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主 水中灌注混凝土过程中 无法继续进行的现象 6 卡管 防治措施 主筋最小净距的1 4 为改善混凝土的和易性和缓凝 水下混凝土宜掺缓凝外加剂等 3 应确保导管连接部位的密封性 导管使用前应试拼装 试压 试水压力为0 6Mpa 1 0Mpa 计算确定 以避免导管进水 水中灌注混凝土过程中 无法继续进行的现象 6 卡管 防治措施 4 在混凝土浇筑过程中 混凝土应缓缓倒入漏斗的导管 避免在导管内形成高压气塞 5 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 水中灌注混凝土过程中 无法继续进行的现象 7 钢筋笼上浮 钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮 造成原因 1 当混凝土灌注至钢筋笼下 若此时提升导管 导管底端距离钢筋笼仅有1m左右的距离时 由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大 推动了钢筋笼上浮 2 由于混凝土灌注过程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握裹力 如果此时导管底部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移 7 钢筋笼上浮 钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮 防治措施 1 加快混凝土灌注速度 缩短灌注时间 或掺外加剂 防止混凝土顶层进行钢筋笼时流动性变小 当混凝土上升到接近钢筋笼下端时 控制导管埋深在2 0m 规范底线即可 应放慢浇筑速度 减小混凝土面上升的动能作用 以免钢筋笼顶被托而上浮 灌注混凝土过程中 应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深 当混凝土埋过钢筋笼底端2m 3m时 应及时将导管提至钢筋笼底端以上 导管在混凝土面的埋置深度一般 7 钢筋笼上浮 钢筋笼在混凝土灌注过程中上浮 防治措施 宜保持在2m 6m 6m和 1m 严禁把导管提出混凝土面 2 当发现钢筋笼开始上浮时 应立即停止浇注 并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高 提升导管后再进行浇注 上浮现象即可消除 8 断桩 混凝土凝固后不连续 中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩 造成原因 1 封底时 由于导管底端距孔底过远 混凝土被泥浆稀释 使水灰比增大 造成混凝土不凝固 形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充 2 泥浆过稠 增加了浇注混凝土的阻力 如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块 导致在施工中经常发生导管堵塞 流动不畅等现象 有时甚至灌满导管还是不行 最后只好提取导管上下振击 由于导管内储存大量混凝土 一旦流出其势甚猛 8 断桩 混凝土凝固后不连续 中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩 造成原因 在混凝土流出导管后 即冲破泥浆最薄弱处急速返上 并将泥浆夹裹于桩内 造成夹泥层 3 灌注混凝土过程中 因导管漏水或导管提漏而二次下沉也是造成夹泥层和断桩的原因 导管提漏有两种原因 1 当导管堵塞时 一般采用上下振击法 使混凝土强行流出 但如此时导管埋深很少 极易提漏 2 因泥浆过稠 如果估算或测混凝土面难 在测量导管埋深时 对混凝土浇注高度判断错误 而在卸管时多提 使导管 8 断桩 混凝土凝固后不连续 中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩 造成原因 提离混凝土面 也就产生提漏 引起断桩 4 灌注时间过长 而上部混凝土已接近初凝 形成硬壳 而且随时间增长 泥浆中残渣将不断沉淀 从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物 造成混凝土灌注极为困难 造成堵管与导管拔不上来 引发断桩事故 5 导管埋得太深 拔出时底部已接近初凝 导管拔上后混凝土不能及时冲填 造成泥浆填入 6 浇注混凝土时 没有从导管内灌入 而采用 8 断桩 混凝土凝固后不连续 中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩 造成原因 从孔口直接倒入的办法灌注混凝土 产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬 个别孔段出现疏松 空洞的现象 防治措施 1 成孔后 必须认真清孔 防止孔壁坍塌 清孔时间应根据孔内沉渣情况而定 清孔后要及时灌注混凝土 避免孔底沉渣超过规范规定 8 断桩 混凝土凝固后不连续 中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩 防治措施 2 灌注混凝土前认真进行计算 准确算出全孔及首次混凝土灌注量 3 尽可能提高混凝土浇注速度 开始浇混凝土时尽量积累大量混凝土 产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力 快速连续浇注 使混凝土和泥浆一直保持流动状态 可防导管堵塞 4 混凝土浇注过程中 应随时控制混凝土 8 断桩 混凝土凝固后不连续 中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩 防治措施 面的标高和导管的埋深 提升导管要准确可靠 并严格遵守操作规程 5 严格确定混凝土的配合比 混凝土应有良好的和易性和流动性 坍落度损失应满足灌注要求 6 在地下水活动较大的地段 事先要用套管或水泥进行处理 止水成功后方可灌注混凝土 8 断桩 混凝土凝固后不连续 中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩 防治措施 7 灌注混凝土应从导管内灌入 要求灌注过程连续 快速 准备灌注的混凝土要足量 在灌注混凝土过程中应避免停电 停水 必要时应有备用搅拌机 发电机等应急设施 8 导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定 切勿起拔过多 9 对导管的要求 1 导管应有足够的 8 断桩 混凝土凝固后不连续 中间被泥浆等疏松体及泥土填充形成间断桩 防治措施 抗拉强度 能承受其自重和盛满混凝土的重量 2 各节的安装接头的对接位置 要预先试拼并作好标记 安插导管时须按试拼时的状态对号安装 所有的法兰盘接头均须垫入5mm 7mm厚的橡胶垫圈 安放时须清除黏贴的砼 并用钢丝刷子进行清理 抹黄油安装橡胶圈后 对正放平 打紧严防漏水 三 溶洞处理及预防 桩基溶洞处理 小型溶洞 对岩溶裂隙及小型尺寸定义为0 5m以下 工艺上要求通常进尺一段深度时必须回填一定量粘土 在冲锤冲击作用下挤入裂隙堵塞桩孔周边溶蚀裂隙 同时可以保持泥浆密度 裂隙对钻孔桩施工造成的主要危害是漏浆 主要处理措施为 A 改进护筒埋置方法 如加大护筒入土深度 B 入岩前 准备充足的水源和1 2台水泵 同时准备足够的粘土 片石 C 密切注意护筒内泥浆面的变化情况 当泥浆面迅速下降时 证明在漏浆 首先要赶快补水 然后将粘土和片石按大约1 1的比例往下投2 3m 再重新开钻 当再次漏浆时 仍按上述方法处理 即可逐步解决裂隙漏浆的问题 桩基溶洞处理 一般溶洞 一般溶洞是指洞高一般小于4m 连通性较差的溶洞 一般溶洞施工以做好预防为主 钻孔前在附近储备大量粘土 片石及一定数量的袋装水泥 钻孔施工过程中 要求配备水泵和充足的水源 保证一旦漏浆 可以立即进行补水补浆 对于空溶洞或半充填的溶洞 特别是超前钻显示漏浆的溶洞 在击穿洞顶之前 采用小冲程 逐渐将洞顶击穿 防止卡钻 要专人密切注意桩机地盘水平 岩样和护筒内泥浆面的变化一旦发现泥浆面下降 孔内水位变化较大 泥浆稠度 颜色发生变化或钻进速度明显加快又无偏孔现象时 表明已穿越溶洞顶进入溶洞 应根据溶洞的大小和洞内的填充物采取不同的技术措施 首先应迅速用大功率泥浆泵补浆补水 同时及时提钻 防止埋钻 然后用铲车及时将准备好的片石 粘土按适当的比例抛入 必要时投以袋装水泥 仍采用小冲程轻砸 用桩锤击碎后让黏土和片石充分挤入溶洞内壁发挥护壁作用 直至孔中的泥浆停止下降 并慢慢上升 此后可用冲锤进行适当挤压 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 击穿溶洞顶板后 要用冲锤将溶洞顶板处的桩孔修理圆滑 以防卡钻 内护筒及钢筋笼 桩基溶洞处理 小型溶洞 A 回填封堵漏浆B 钢护筒跟进法C 灌注砼护壁二次成孔钻进法 四 本工程施工中需注意的事项 A 对进场的砂石材料 安排专人进行管理 每次 每车均应查看是否含有泥块及石块 首先保证眼观过关 对料场的材料随时进行查看 是否有编织袋 砖头 砼块等杂物混杂在其中 B 严格控制砂 含水量的大小对砼影响较大 的铲料顺序 保证每次上料的含水量应均匀 尽量 C 根据天气的状况 温度较低时应增加砼的搅拌时间 D 严格控减水剂的进料 保管 储存 用量 过期坚决不能进行使用 1 原材料 拌合站 罐车 E 加强对砼罐车的管理 尤其注意冲洗罐车的水是否排尽 砼灌入前罐体内是否干燥 应定期对罐车内的残留砼进行清理 F 加强对不合格砼的管理 严禁私自加水 减水剂等调节砼的坍落度 如调节须在试验人员的监控下进行 G 对砼罐车后的下料槽进行检修 保证使用方便 桩基灌注过程中随时清理下料槽上的砼 尤其灌注后须清理干净 砼不在下料槽上凝固 每次冲洗罐车剩余的砼安排专门场地进行排放 严禁往便道随意排放 1 原材料 拌合站 罐车 H 安排试验人员加大对砼坍落度的自检力度 跟踪进行检测 I 确定桩基砼灌注砼罐车的使用顺序 J 砼拌合站使用完毕 清洗后安排人员打开砼搅拌罐查看是否清洗干净 1 原材料 拌合站 罐车 A 严格控制桩基施工前的测量放样管理工作 定期或不定期的对控制点进行复测 尤其注意临时点的使用 每次使用均应进行闭合 B 对放样后的桩基施工控制点加强现场的管理 尤其注意桩基四周引出的恢复控制点的保护 C 本桥0 2号及10 21号桩基均在填筑的平台进行施工 平台沉降量较大 对所有正在施工的钻机安排人员定期或不定期的进行测量 监控 确保不移位 D 做好现场测量用的测绳的标定及管理工作 桩基验收时携带大钢尺随时进行校核 2 测量 E 桩基灌注过程中的孔深测量须准确 每次拆卸导管均应进行孔深的测量 并与砼的灌注方量相互进行验证 D 导管安放完毕后 用钢丝绳吊着 沉入桩底 验证是否满足25 40CM的要求 避免因计算错误引起不必要的质量问题 F 每次测量孔深均应测量到导管口 用导管总长度减去量测的孔深数据进行计算拆卸导管的节数 G 严控桩基钢筋笼吊装用的钢筋长度 每个钢筋笼均应有人进行复核 最后砼面的测量须慎重 确保满足超灌50 100cm的要求 一般按80cm控制 必要时须超灌1m以上 2 测量 钻孔 严格控制钻孔用的泥浆指标 对冲击钻易塌地层相对密度一般控制在1 2 1 45 规范 必要时须增大 不是越大越好 尽量减少因泥浆比重过大引起的钻机动能损失 抽渣须及时 泥浆池 沉淀池须分开设置 泥浆出孔后应先通过筛网过滤出大块钻渣 其粘土含砂率小于2 钻机停止作业时间较长也要保证泥浆循环 防止陈放时间较长影响塌孔 本桥采用海水造浆工艺 严格控制各种材料掺量比例 确保成孔验收时指标合格 3 桩基施工 清孔 达到设计孔深后 采用泥浆泵 掏渣工具进行清孔 避免延时过长 不得用加大孔深的方法来代替清孔 现用气举反循环 在清孔排渣前保持孔内水头高出施工水位或地下水位以上1 5 2 0m 防止钻孔的任何坍塌 清孔应分两次进行 第一次清孔在钻孔深度达到设计深度后进行 第二次清孔应在钢筋笼及导管下放完毕 水下砼开灌之前进行 3 桩基施工 清孔后 孔底提取的泥浆比重为1 03 1 10 泥浆粘度17 20Pa s 在灌注水下混凝土前 孔底沉淀厚度在图纸未标注时摩擦桩不大于10cm 本桥主桥桩基沉渣厚度不大于5cm 引桥桩基沉渣厚度不大于10cm 尽量缩短清孔至灌注水下混凝土的时间间隔 保证在浇筑砼前孔内质量满足规范及图纸要求 适当控制清孔的时间 不宜过急 3 桩基施工 泥浆指标检测仪器 比重及砂率检验 下发钢筋笼 钢筋骨架的保护层 采用在钢筋笼四周沿箍筋间隔穿挂圆盘形混凝土定位滑块 定位滑块强度要求比桩基砼强度大一级 每隔2m设一道 每一道对称布置四个 在安装钢筋笼前应全部安装好 禁止边下钢筋笼边安装 钢筋笼运输不得拖拉 以防止钢筋骨架变形 无破损检测管埋设 每根桩均应按图纸要求埋设声测管 用于超声波测声法检测砼质量 钢管管底部应封口 全部密封 内部灌满水 以免砼漏入 声测管长度与桩长相同 3 桩基施工 下发钢筋笼 钢筋笼对接接长每次均应由监理验收后 方可放入孔内 验收重点 机械连接接头及螺旋筋安装和焊接 严格控制螺旋筋间距 3 桩基施工 砼灌注 每次灌注均应由项目部技术人员进行记录 现场有记录夹 记录表及砼每车方量单据 在浇注过程中 应保持孔内水头 防止坍孔 并保证导管下口在砼中的埋深在2 6m 管底在任何时候 应在砼顶面以下不少于2米 首车砼浇筑后 第一节50cm的导管应拆除 导管底与孔底距离仍为25 40 不宜砼翻浆 每车砼下料槽移开漏斗时 安排专人用铁锨应对下料槽上的砼清理 3 桩基施工 砼灌注 每次拆卸导管均应进行孔深测量及与砼方量进行校正工作 除现场计算的技术人员发出指令拆卸导管 其他任何人均没权力发出指令 技术人员校正应与现场监理的记录 计算相互印证 导管应随拆随清洗 并清洗干净 必要时安排专人进行负责 以利于下次继续使用 3 桩基施工 砼坍落度现场监测 60 混泥土浇筑 砼浇筑 A 每天均应对便道进行洒水养护 保持便道不起尘土 B 泥浆应妥善进行处理 严禁乱排乱放 C 泥浆池围栏确保标准及规范 D 现场杂物及时进行清理 场地及时进行平整 E 电缆电线应严禁乱拉乱扯 F 本桥工程部分桩基在海上作业须有切实可行的泥浆处理方案后方可进行施工 严禁泥浆 钻渣倾倒到河中 可在平台上设置泥浆循环系统 多余的泥浆用布设的管道排至桥区外 钻渣用运输车运送到桥区外 并妥善进行处理 4 现场安全 文明施工 G 进入现场的工人均应佩带安全帽 钢筋笼吊装时尤其注意 是否有钢筋头及保护垫块滑落 H 现场的渣样盒 钻孔记录及桩基标示牌应齐全 完整 并保持清洁 放在显眼的位置便于辨识 4 现场安全 文明施工 保护环境妥善处理泥浆 泥浆池围栏 2020 2 15