中交第一航务工程局有限公司天津300461
摘要:随着现代技术的进步,施工方法的飞速发展做为工艺成熟的泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术,在国内外桩基施工领域广泛应用。本文结合了具体工程,分析泥浆护壁钻孔灌注桩施工的常见质量问题,进而加强灌注桩施工的质量,保证成桩效果。
关键词:泥浆护壁钻孔灌注桩;质量控制
1.工程概况:
本工程位于塞内加尔捷斯大区,根据地勘报告本区域地质均为为细沙土,0-2m沙土含泥量较高,2m以下含泥量较小。4座桥梁采用灌注桩基础,总计107根灌注桩,直径均为1.2米,桩长15~27m不等。主要为摩擦型桩用于减小桥梁的沉降。
2.常见质量问题:
2.1斜孔、扩孔、塌孔
在进行桩基的钻孔施工中发现孔内水泥浆骤然上升而从护筒顶部流出,随后有气泡冒出,沉渣增多而且不见钻头钻进,则应该初步判定为塌孔。这时可采用探测装置进行测量。如果放下的测量装置不能拔出,原孔深与测量出来的孔深数值差距大,则可以证明出现塌孔现象。钻进过程遇到岩石,在软硬交界处有倾斜的岩石面,或在有尺寸相差较大的砂卵石内钻进,导致受力不均匀。钻头在扩孔较大的位置容易晃动。由于地面位移承载力不足出现沉陷导致钻机底座不能够水平。
在塞内加尔进行灌注桩的施工时,由于从砂土层进入红土砂砾层软硬不一的地层情况,局部发生了塌孔而且在交接面的位置有扩孔现象。主要原因是在钻孔过程中由于地质情况软硬不一,在砂层进入较硬的地层时发生此现象,在桩径检测时出现明显的局部扩孔现象,钻头直径1.25m,而孔径变成了1.5m左右。
2.2渗浆、漏浆
砂砾地层中透水性比较强,泥浆液从顶部冒失;下护筒时深度不足,且周围土体松散未压实,导致漏浆;制作的护筒质量不好,拼接处连接不密实,导致漏浆;水压力过大,导致的孔周围漏浆;钻孔穿过溶洞也会导致漏浆现象的发生。
塞内加尔项目在进行桩基施工时不止一次遇到溶洞漏浆现象。有明显的渗浆、漏浆现象。漏浆现象在钻进的过程中出现6m左右的浆液液面下降。遇到溶洞时浆液在几分钟之内全部流失等。
2.3埋钻
钻孔过程中“埋钻”的主要原因就是出现塌孔现象,提钻不及时,导致钻头被埋。塞内加尔施工时,由于地层浅处为砂性土,较深处为压缩的粘性土,钻孔施工在穿越这俩种土层交界面时容易引起颈缩,导致钻杆提升不顺畅。在进行嵌岩桩施工时,钻孔遇到孤石等较大体积的石头极容易出现斜孔、歪孔的现象。因此在这类孔中易出现事故。施钻的过程中,没有根据地质情况而对钻进速度进行相应的调整。钻孔施工设备安装不平稳发生了倾斜或位移。
2.4超钻或沉渣过厚
超钻影响桩基长度同时也影响桩的成本。进行验孔的时候,对于端承桩的桩型底部沉渣厚度不能超过50mm;对摩擦型桩不应大于100mm。塞内加尔灌注桩施工按照100mm厚沉渣控制。
2.5下放钢筋笼困难及浮笼现象
由于地质情况复杂,成孔情况不好,导致地质变化处出现凸起而导致钢筋笼下放不顺畅。钢筋笼下放完成后出现浮笼现象,会影响灌注混凝土的时间,从而有可能导致塌孔。
2.6混凝土灌注困难
塌落度过小的混凝土,在混凝土灌注时极有可能引起浇筑不连续断桩的现象,因此对钻孔灌注桩混凝土的塌落度要有严格的要求。
2.7桩基检测时桩身完整性不良
混凝土夹泥、断层,桩顶混凝土不密实、桩周夹泥,且桩底夹泥、桩底沉渣超标是桩通病。
3.质量控制方法:
3.1防止塌孔、扩孔等的措施
(1)钻机设备的下部要牢固,在进行施工的过程中不能产生沉降和水平位移。在进行钻孔的过程当中,当钻进时间超过4小时或者进行钻杆的接长后都要对设备的底座进行调平并且进行水平的检测,做好相关记录。(2)根据典型施工获得的地质资料,在不同的地层中采用不同的钻进速度和钻压,特别是在不同土层交界面处,尽量减压慢钻进行施工。(3)规范要求在钻孔施工中垂直度在1%范围内,一旦发现钻孔出现斜孔,要及时进行修正。(4)可以采用直径较大且刚度较大的钻杆进行钻孔施工,这样可更好的避免因钻杆刚度过小产生钻头摇摆幅度较大且钻孔效率低及钻杆发生断裂的不良现象。(5)在钻头的上面设置导正器,还可以加设配重钻杆,这样在重力的作用下能保证钻杆始终是垂直向下的状态,保证垂直度。为减少钻杆自由变形的长度问题,可在护筒范围内的钻杆上设钻具扶正器。(6)工程中使用原位造浆的方法进行施工时,对泥浆质量要经常进行检测,当浆液指标不满足要求时可以加入膨润土、增粘剂、纯碱等进行改善。(7)泥浆护壁钻孔施工时,泥浆要选用高粘度且不分散的材料进行施工,在施工过程中经常测量泥浆的数据指标,控制在要求范围内。同时要保持合适的钻进速度。(8)根据典型施工的数据,在不同的地层当中采用不同的钻进数据。而且密切关注泥浆面的变化情况,为保证泥浆面的正常要实时进行新泥浆的补充。
当出现轻微的塌孔,可相应的采取增大泥浆比重措施。若发生严重塌孔,马上提钻将钻机移开,向钻孔内填筑红土沙粒至护筒处,待回填稳定后重新开钻。
3.2防止渗、漏浆措施
泥浆护壁钻孔施工过程当中,操作人员应当时刻注意泥浆液面的变化,如果发现有漏浆的现象应该采取适当的措施立即处理。
(1)通过加大泥浆粘度和比重,使用较粘稠或者质量较高的泥浆,在泥浆循环过程中可以停止钻进,重新补充泥浆到相应高度,进行一段时间观察后,泥浆液面不再下降,方可进行钻进施工。(2)塞内加尔出现的漏浆现象处理方法在发现浆液下降后,及时停钻,填筑已备好的红土沙粒至护筒处,静置一小时后继续开钻,在钻进到漏浆位置处时密切观察,未发现漏浆现象后,正常钻进。(3)如果采取了以上的措施仍然控制不住漏浆,则要立刻停止钻进,将钻头提出,往钻孔内填充红土粒料,在放置一定时间后,重新进行钻孔施工。塞内加尔出现严重漏浆时处理方法为及时停钻,将红土沙粒用编织袋装好,成袋填入钻孔内,继续施钻。但由于溶洞较大,填筑红土未能奏效,故修改了原设计。
3.3防止钻头被埋措施
由于钻杆和钻头以及钻杆之间的连接强度不足,导致掉钻现象。防止掉钻的措施为:在进行钻孔施工前,对钻杆和钻头以及连接处的质量进行全面检查,防止有质量不过关或有裂纹的钻具出现。
3.4防止超钻或沉渣过厚措施
(1)计算钻杆长度到达设计孔底标高后,不在钻进,开始进行清孔,泥浆全部净化,根据实际测量的钻孔深度再决定是否进行施钻。(2)在钻孔完成后要对孔内泥浆指标进行检测,严格控制含沙率在2%以内是保证程控质量的关键。(3)增加泥浆的循环速度,提高泥浆携带钻渣能力。
3.5保证钢筋笼顺利下放的措施
在塞内加尔项目桩基施工采用的自制探孔器,7.5m长直径1.25m的俩头成锥形的钢筋笼,但由于直径过长检测效果不理想,在多次刷孔后仍然下放困难,但最终桩基钢筋笼顺利下放,所以从国内采购了专门的探孔器,能够生产钻孔直径变化图形,可视性效果好,且检测方便效率高。
3.6保证混凝土顺利浇筑的措施
保证混凝土灌注的连续性,因此确保混凝土的供应。控制好混凝土的塌落度,到场首先检验塌落度,塌落度合格后尽快灌注,保证每车灌注时间不超过规定。
3.7控制桩底不夹泥及桩底沉渣厚度,保证中部混凝土不夹泥、不断层,保证桩顶混凝土密实、桩周不夹泥。
(1)保证二次清孔质量,控制清孔的指标,控制沉渣厚度在规范允许范围内。为确保钻孔的孔底能清理彻底,故在第二次清孔的过程中可以活动导管的位置,达到此目的。(2)进行混凝土浇筑前,要先计算导管的下入长度,进而保证在第一斗混凝土灌入后能将孔底的沉渣翻起,根据施工和实验控制导管悬空。(3)提前安排好施工工序,控制好二次清孔后到首批混凝土浇筑的时间间隔,尽量缩短此间隔,防止泥浆不循环期间沉渣厚度超标。(4)灌注混凝土的导管质量要满足要求;导管进场后要进行长度和密闭性实验,确保质量完好。同时重点检查密封圈的质量。
参考文献:
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