[分享]冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防

发表于2019-08-26    61人浏览    1人跟帖    总热度:105  


冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_1
施工工艺

冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_2

冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_3
施工方法
01
桩位放样
首先由测量工程师对承台桩位进行精确放样测量,并在施工范围外设置护桩,护桩采用钢筋深埋入地下1.0m以上,地表用混凝土固结,使护桩不会发生偏移。每个桩位设置4个护桩,在钻机就位前首先精确测量出桩位。桩基就位后,护筒埋设完成后,用护桩对钻机进行校核,确保钻机中心点与桩位中心点在一条垂直线上。
冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_4


02
钻机就位
钻机就位前,对钻机坐落处的场地进行平整和加固,对主要设备、机具安装、配套设备的就位及水电供应的接通等钻孔各项准备工作进行检查。
钻机安装就位后的底座和顶端保持平稳,确保钻进中不产生位移和沉陷,否则及时处理。
钻机先由吊车吊至桩位大致位置,然后人工调整行走钢管准确就位,钻机就位后,底座和顶端平稳,不产生位移或沉陷。钻机架顶部的起重滑轮槽缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者在同一铅垂线上。对钻机平台的水平用水平尺进行检查,确保钻机水平稳定。

03
护筒埋设
护筒采用8mm厚钢板卷制,对接处采用焊接,焊缝密实。护筒内径比桩径大200mm,采用吊车将护筒放入事先挖好的孔洞中,并进行对中,最后四周夯填粘土。护筒中心竖直线与桩中心线重合,平面允许误差50mm,竖直线倾斜不大于1%;护壁顶高出地面0.3m。埋设后用全站仪进行复核,保证桩位准确。

04
钻孔泥浆
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆,应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度,泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。
冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_5


05
钻孔
a,开孔钻进时孔位必须准确。开钻时均应慢速钻进,待导向部位或钻头全部进入地层后,方可加速钻进。
b,钻进前先搅拌孔内泥浆,待泥浆比重达到1.05~1.2才能开始进尺,进尺适当控制,钻进过程中注意土层变化,量测泥浆指标,记入钻孔记录表,报监理工程师。
c,钻孔作业分班连续进行,认真填写钻孔施工记录,交接班时交待钻进情况及下一班应注意的事项。经常对钻孔泥浆进行检测和试验,不合要求的随时改正。
d,扩孔与缩孔:扩孔多系孔壁小坍塌或钻锥摆动过大造成,应针对原因采取防治措施。钻锥缩孔常因地层中含遇水能膨胀的软塑土或粉砂地层造成;钻锥磨损过甚,亦能使孔径稍小。前者应采用失水率小的优质泥浆护壁,后者应及时焊补钻锥。缩孔已发生时,可用钻锥上下反复扫孔,扩大孔径。
e,钻孔深度达到设计标高后,采用检孔仪对孔径、孔深、垂直度进行检查,不能满足设计要求的,要重新钻进直至达到设计要求,当成孔达到设计深度和指定岩层时,经监理确认后,开始清孔作业。

06
清孔
钻孔桩成孔检测合格后进行第一次清孔。清孔采用循环换浆法,即让钻头在距孔底20~30cm处继续旋转,用相对密度较低的(1.06~1.10)泥浆压入,把钻孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出,从而达到清孔的目的。在第一次清孔泥浆达到要求(相对密度≤1.20;粘度:18~22Pa•s;含砂率≤8%;胶体率>98%)后,放置钢筋骨架和钢导管。灌注混凝土之前,再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如不满足规范要求进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_6
冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_7
量测泥浆比重

冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_8
量测含砂率



07
钢筋制作与安装
钢筋笼分节在钢筋加工场内制作,钢筋笼每节长度根据原材料长度可分为9米或12米一节段,钢筋主筋连接采用焊接,双面焊长度不得小于5D,单面焊焊接长度不得小于10D(D为主筋直径)。箍筋在盘圆前需对其进行调直,在盘设箍筋前应采取保证箍筋间距的控制措施,可制作钢筋笼制作胎膜,采用胎膜化制作控制箍筋间距。钢筋主筋与箍筋之间采用扎丝绑扎,绑扎点每平米不得少于4个,且应梅花形布置。钢筋笼的定位内箍钢筋与主筋采用焊接,焊接中不得烧伤主筋,且保证钢筋笼具有一定的牢固性。在钢筋笼制作过程中,每2米设置一环保护块,每环设置4个,保护块采用高强度砂浆制成。
钢筋笼的运输采用平板车或自制加长运输车由钢筋加工厂运至桩基施工位置,每节钢筋笼的连接采用焊接,焊缝应饱满,焊缝长度及宽度应满足规范和图纸要求。
冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_9
钢筋笼保证焊接长度

冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_10
钢筋笼保证箍筋间距

冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_11
冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_12



08
二次清孔
钢筋笼安装结束后应进行二次清孔,二次清孔的目的是为了消除钢筋笼安装过程中泥浆护壁的破坏,以及应歇孔时间较长引起的沉渣厚度超标,二次清孔时间约20~30min,当孔底沉渣厚度小于50mm时可进行砼的灌注施工。

09
浇筑水下混凝土
4.9.1混凝土灌注前检查
a,检测成孔后护筒顶标高,根据护筒顶标高、设计孔底标高、设计桩顶标高、设计钢筋笼顶标高、预留破桩头的高度等数据,计算出钢筋笼顶标高、混凝土浇注顶标高及确定这两个控制面。
b,现场已修通施工便道至各个桩位的灌注坡道,并根据灌注平台、罐车溜槽的高度确认灌注坡道的高度。
c,根据钻孔深度来设计导管长度,导管接头采用丝扣连接,直径为250mm,壁厚5mm,分节长度2~4m,最下端一节长4m。导管使用前须进行水密承压和接头抗拉试验,进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力,也不小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍。导管顶部用钢丝绳及特制卡铁卡牢,防止掉管。
导管在使用前必须对规格、质量和连接构造做认真的检查验收,保证橡胶密封圈密封效果完好、螺纹丝扣完好。符合要求后,在导管外壁用明显的标记逐节编号,并标明长度尺寸,有关数据必须记录在案。
冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_13
导管密封性实验

吊放导管时,导管位置必须居中,轴线顺直,稳定沉放,防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁,导管底口距孔底高度控制在40厘米左右。
d,计算首批灌注混凝土用量,保证导管埋入混凝土的深度≥1m,确保封底质量。
首批混凝土方量计算如下:
同时在按规范计算首批灌注混凝土用量基础上,还要考虑一定安全系数。

4.9.2混凝土灌注
混凝土灌注作业前须具备的条件:
办理好各桩孔终孔及钢筋隐蔽验收手续。
桩底已清理干净,达到设计要求。
各种原材料检测合格、混凝土能保证连续浇筑。
所有施工设备、机具及现场电力、照明设施可正常使用。
了解天气预报和本地区供电情况,确保施工能连续进行。
施工人员组织安排就绪,后勤工作能保证前方需要。现场有统一指挥和调度,
能保证顺利灌注混凝土。
a,二清结束至水下混凝土开始浇灌的时间间隔不得大于30分钟,超过30分钟,必须再次检测沉渣厚度与泥浆指标等各项技术参数。
b,水下混凝土灌注必须连续进行,严禁中途停顿,必须密切注意管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,计算导管埋入深度(一般埋深控制在2~6m)。
c,随着孔内混凝土的上升,导管应勤提勤拔,及时逐节拆除,拆下的管节应立即冲洗干净,堆放整齐。
d,混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出一定高度,以确保设计桩顶部位的水下混凝土强度符合设计要求。混凝土超灌高度不小于2m。但如果地表标高与桩顶标高高差小于上述要求时,必须待混凝土实体漫出护筒口后方可停止混凝土灌注。
e,在灌注将近结束时,由于导管内混凝土高度减少,压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,比重增大,如出现混凝土面上升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。
f,混凝土级配通知单必须随车到,及时交给项目部,并按规定完成混凝土试块。同时必须保证混凝土浇筑的连续性。
g,砼浇筑时指定专人负责填写水下混凝土灌注记录,并严格控制好混凝土的灌注间隔时间,确保首批混凝土下落后与最后一批混凝土灌注完成所间隔的时间不大于首批混凝土的初凝时间(一般不小于8小时)。否则需添加缓凝剂以保证混凝土质量。
h,混凝土施工过程中必须每车测量混凝土坍落度。
冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_14
混凝土浇筑过程记录

冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_15
混凝土浇筑过程测量坍落度


冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_16



冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防_17
钻孔灌注桩质量通病成因及预防措施
1、 坍孔、缩孔
现象:孔壁坍塌、成孔后钢筋笼安放不下去。
成因
a,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;
b,孔斜、地层软硬不均等原因造成扩孔;
c,在某一孔段进尺速度极不均衡或重复钻进;
d,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;
e,钻进速度太快引起塌孔。
防治措施:
a,保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求;
b,采取合理的钻进工艺,反对片面追求进尺而盲目钻进;
c,在粘性土层中钻进,每钻进一个钻杆重复进行扫孔。
施工过程中若发生塌孔、缩孔现象,可采取的具体措施有:
a,小扩孔、轻微塌孔可不做处理;
b,大扩孔、塌孔严重采用粘土回填;
c,保证钻头直径重新下钻扫孔,缓慢提起钻头,处理后重新下钻。

7.2、斜孔
现象:桩孔垂直度偏差大于1%。
成因:
a,地质原因:相邻两种地层的硬度相差较大,钻头在软层一边进尺速度较快,在硬岩层一边进尺速度较慢,从而在钻头底部形成进尺速度差,导致钻头趋向软地层方向;
b,设备因素:如提吊中心、转盘中心、孔中心不在同一铅垂直线上,钻杆刚性差,钻进过程中钻机发生平面位移或不均匀沉降;
c,操作不当,钻进参数不合理。
防治措施:
a,必须使钻进设备安装符合质量要求;
b,根据准确的地质柱状图选择钻进工艺参数;
c,通过软硬不均地层时采用轻压慢转;
d,钻进砂层时要特别注意控制泥浆性能及钻头转数。
具体措施:
施工过程中若发生孔斜现象,停止继续下钻,将扫孔纠斜钻头下到偏斜值超过规
定的孔深部位的上部,慢速回转钻具,并上下反复串动钻具。下放钻具时,要严格控制钻头下放速度,借钻头重锤作用纠正孔斜。

7.3、钢筋笼碰坍桩孔
现象:吊放钢筋笼入孔时,已钻好的孔壁发生坍塌。
原因分析:
a,钻孔孔壁倾斜、出现缩孔等孔壁极不规则时,由于钢筋笼入孔撞击而坍孔;
b,吊放钢筋笼时,孔内水位未保持住而坍孔;
c,吊放钢筋笼不仔细,冲击孔壁产生坍孔。
预防措施:
a,钻孔时,严格掌握孔径、孔垂直度或设计斜桩的斜度,尽量使孔壁较规则,如出现缩孔,必须加以治理和扩孔;
b,在灌注水下混凝土前,要始终维持孔内有足够水头高;
c,吊放钢筋笼时,应对准孔中心,并竖直插入。

7.4、 钢筋笼放置与设计要求不符
现象:钢筋笼吊运中变形;钢筋笼保护层不够;钢筋笼底面标高与设计不符。
原因分析:
a,桩钢筋笼加工后,钢筋笼在堆放、运输、吊入时没有严格按规程施工,支垫数量不够或位置不当,造成变形;
b,钢筋笼上没有绑设足够垫块,吊人孔时也不够垂直,产生保护层过大及过小;
c,清孔后由于准备时间过长,孔内泥浆所含泥砂,钻渣逐渐又沉落孔底,灌注混凝土前没按规定清理干净,造成实际孔深与设计不符,形成钢筋笼底面标高有误。
预防措施:
a,钢筋笼根据运输吊装能力分段制作运输,吊入钻孔内再焊接相连接成一根;
b,钢筋笼在运输及吊装时,除预制焊接时每隔2.0m 设置加强箍筋外,还应在钢
筋笼内每隔3.0~4.0m 装一个可拆卸的十字形临时加强架,待钢筋笼吊入钻孔后拆除;
c,钢筋笼周围主筋上,每隔一定间距设混凝土垫块或塑料小轮状垫块,使混凝土垫块厚和小轮半径符合设计保护层厚;
d,最好用导向钢管固定钢筋笼位置,钢筋笼顺导向钢管吊入孔中,这样,不仅可以保证钢筋的保护层厚符合设计要求,还可保证钢筋笼在灌注混凝土时,不会发生偏离;
e,做好清孔,严格控制孔底沉淀层厚度,清孔后,及早进行混凝土灌注。

7.5、导管进水
现象:灌注桩首次灌注混凝土时,孔内泥浆及水从导管下口灌入导管;灌注中,
导管接头处进水;灌注中,提升导管过量,孔内水和泥浆从导管下口涌入导管等现象。
原因分析:
a,首次灌注混凝土时,由于灌满导管和导管下口至桩孔底部间隙所需的混凝土总量计算不当,使首灌的混凝土不能埋住导管下口,而是全部冲出导管以外,造成导管底口进水事故;
b,灌注混凝土中,由于未连续灌注,在导管内产生气囊,当又一次聚集大量混凝土拌合物猛灌,导管内气囊产生高压,将两节导管间加入的封水橡皮垫挤出,致使导管接口漏空而进水;
c,导管拼装后,未进行水密性试验,由于接头不严密,水从接口处漏入导管;
d,测深时,误削造成导管提升过量,致使导管底口脱离孔内的混凝上液面,使泥水进入。
预防措施:
a,确保首批灌注的混凝土总方量,能满足填充导管下口与桩孔底面间隙和使导管下口首灌时被埋设深度≥1m 的需要,首灌前,导管下口距孔底一般不超过0.4m;
b,在提升导管前,用标准测深锤(锤重不小于4kg,锤呈锥状。吊锤索用质轻,
拉力强,浸水不伸缩的尼龙绳)测好混凝上表面的深度,控制导管提升高度,始终将导管底口埋于已灌入混凝上液面下不少于2m;
c,下导管前,导管应进行试拼,并进行导管的水密性、承压性和接头抗拉强度的试验。试拼的导管,还要检查其轴线是否在一条直线上。试拼合格后,各节导管应从下而上依次编号,并标示累计长度。入孔拼装时,各节导管的编号及编号所在的圆周方位,应与试拼时相同,不得错、乱,或编号不在一个方位;
d,首灌混凝土后,要保持混凝土连续地灌注,尽量缩短间隔时间;当导管内混凝土不饱满时,应徐徐地灌注,防止导管内形成高压气囊。

7.6、导管堵管
现象:导管已提升很高,导管底口埋入混凝土接近1m,但是灌注在导管中的混凝
土仍不能涌翻上来。
原因分析:
a,由于各种原因使混凝土离析,粗骨料集中而造成导管堵塞,
b,由于灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已初凝,增大了管内混凝土下落的阻力,使混凝土堵在管内。
预防措施:
c,灌注混凝土的坍落度宜在18~22cm 之间,并保证具有良好和易性,在运输和
灌注过程中不发生显著离析和泌水;
d,保证混凝土的连续灌注,中断灌注不应超过30min。

7.7、 导管进水提升导管时,导管卡挂钢筋笼
现象:导管提升时,导管接头法兰盘或螺栓挂住钢筋笼,无法提升导管。
原因分析:
a,导管拼装后,其轴线不顺直,弯折处偏移过大,提升导管时,挂住钢筋笼;
b,钢筋笼搭接时,下节的主筋摆在外侧,上节的主筋在里侧,提升导管时被卡挂住,钢筋笼的加固筋焊在主筋内侧,也易挂在导管上;
c,钢筋笼变形成折线或者弯曲线,使导管与其发生卡、挂。
预防措施:
a,导管拼装后轴线顺直,吊装时,导管应位于井孔中央,并在灌注前进行升降是否顺利的试验,法兰盘式接口的导管,在连接处罩以圆锥形白铁罩,白铁罩底部与法兰盘大小一致,白铁罩顶与套管头上卡住;
b,钢筋笼分段入孔前,应在其下端主筋端部加焊一道加强箍,入孔后各段相连时,应搭接方向适宜,接头处满焊。

7.8、 钢筋笼在灌注混凝土时上浮
现象:钢筋笼入孔后,虽已加以固定。但在孔内灌注混凝土时,钢筋笼向上浮移。
原因分析:
混凝土由漏斗顺导管向下灌注时,混凝土的位能产生一种顶托力,该
种顶托力随灌注时混凝土位能的大小,灌注速度的快慢,首批混凝土的流动度,首批混凝土的表面标高大小而变化;当顶托力大于钢筋笼的重量时,钢筋笼会被浮推上升。
预防措施:
a,摩擦桩应将钢筋骨架的几根主筋延伸至孔底,钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定;
b,灌注中,当混凝土表面接近钢筋笼底时,应放慢混凝土灌注速度,并应使导管保持较大埋深,使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离,以便减小对钢筋笼的冲击;
c,混凝土液面进入钢筋笼一定深度后,应适当提升导管,使钢筋笼在导管下口有一定埋深,但注意导管埋入混凝土表面应不小于2m。

7.9、 灌注混凝土时桩孔坍孔
现象:灌注水下混凝土过程中,发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒,随即骤
降并冒出气泡,为坍孔征兆,如用测深锤探测混凝土面与原深度相差很多时,可确定为坍孔。
原因分析:
a,灌注混凝土过程中,孔内外水头未能保持一定高差,在潮汐地区,没有采取措施来稳定孔内水位;
b,护筒刃脚周围漏水,孔外堆放重物或有机器振动,使孔壁在灌注混凝土时坍孔;
c,导管卡挂钢筋笼及堵管时,均易同时发生坍孔。
预防措施:
a,灌注混凝土过程中,要采取各种措施来稳定孔内水位,还要防止护筒及孔壁漏水;
b,用吸泥机吸出坍人孔内的泥土,同时保持或加大水头高,如不再坍孔,可继续灌注;
c,如用上法处治,坍孔仍不停时,或坍孔部位较深,宜将导管、钢筋笼拔出,回填粘土,重新钻孔。

7.10、埋导管事故
现象:导管从已灌入孔内的混凝土中提升费劲,甚至拔不出,造成埋管事故。
原因分析:
a,灌注过程中,由于导管埋入混凝土过深,一般往往大于6m;
b,由于各种原因,导管超过0.5h 未提升,部分混凝土初凝,抱住导管。
预防措施:
a,导管采用接头形式宜为卡口式,可缩短卸导管引起的导管停留时间,各批混凝土均掺入缓凝剂,并采取措施,加快灌注速度;
b,随混凝土的灌入,勤提升导管,使导管埋深不大于6m。

7.11、 桩头浇注高度不足
现象:已浇注的桩身混凝土,没有达到设计桩顶标高再加上0.5~ 1.0m 的
高度。
原因分析:
a,混凝土灌注后期,灌注产生的超压力减小,此时导管埋深较小,由于测深时,
仪器不精确,或将过稠浆渣、坍落土层误判为混凝土表面,使导管提冒漏水;
b,测锤及吊锤索不标准,手感不明显,未沉至混凝土表面,误判已到要求标高,
造成过早拔出导管,中止灌注;
c,不懂得首灌混凝土中,有一层混凝土从开始灌注到灌注完成,一直与水或泥浆接触,不宜受浸蚀,还难免有泥浆、钻渣等杂物混入,质量较差,必须在灌注后凿去。因此,对灌注桩的桩顶标高计算时,未在桩顶设计标高值上增加0.5~1.0m 的预留高度,从而在凿除后, 桩顶低于设计标高。
预防措施:
a,尽量采用准确的水下混凝土表面测深仪,提高判断的精确度,当使用标准测深锤检测时,可在灌注接近结束时用取样盒等容器直接取样,鉴定良好混凝土面的位置;
b,对于水下灌注的桩身混凝土,为防止剔桩头造成桩头短浇事故,必须在设计桩顶标高之上增加0.5~1.0m 的高度,低限值用于泥浆比重小的、灌注过程正常的桩,高限值用于发生过堵管、坍孔等灌注不顺利的桩;
c,无地下水时,可开挖后做接桩处理;
d,有地下水时,接长护筒,沉至已灌注的混凝土面以下,然后抽水、清渣、按接桩处理。

7.12、 夹泥、断桩
现象:先后两次灌注的混凝土层之间,夹有泥浆或钻渣层,如存在于部分截面,为夹泥;如属于整个截面有夹泥层或混凝土有一层完全离析,基本无水泥浆粘结时,为断桩。
原因分析
a,灌注水下混凝土时,混凝土的坍落度过小,集料级配不良,粗骨料颗粒太大,
灌注前或灌注中混凝土发生离析,或导管进水等使桩身混凝土产生中断;
b,灌注中发生堵塞导管又未能处理好,或灌注中发生导管卡挂钢筋笼,埋导管,严重坍孔,而处理不良时,都会演变为桩身严重夹泥,混凝土桩身中断的严重事故;
c,清孔不彻底或灌注时间过长,首批混凝土已初凝,而继续灌入的混凝土冲破顶层与泥浆相混;或导管进水,一般性灌注混凝土中坍孔,均会在两层混凝土中产生部分含有泥浆渣土的截面。
预防措施
a,混凝土坍落度严格按设计或规范要求控制住,尽量延长混凝土初凝时间(如用初凝慢的水泥,加缓凝剂,尽量用卵石,加大砂率, 控制石料最大粒径);
b,灌注混凝土前,检查导管、混凝土罐车、搅拌机等设备是否正常,并有备用的设备、导管,确保混凝土能连续灌注;
c,随灌混凝土,随提升导管,做到连灌、勤测、勤拔管,随时掌握导管埋入深度,避免导管埋入过深或过浅;
d,采取措施,避免导管卡、挂钢筋笼,避免出现堵导管、埋导管、灌注中坍孔、
导管进水等质量通病的发生。

来源:岩土    微信公众号    华水基础
仅作分享交流
分享至

分享到微信朋友圈 ×

打开微信"扫一扫",扫描上方二维码
请点击右上角按钮 ,选择 

 发表于2019-08-27   |  只看该作者      

2

冲击钻钻孔灌注桩施工方法及质量通病预防

岩土群引流_方形二维码_2019.07.24


 回帖后跳转到最后一页


分享