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钻孔桩安全方案

2021-07-30 来源:意榕旅游网
1场地准备

施工场地或工作平台的高度应考虑施工期间可能出现的降水等,并高出其上0.5m~1.0m。

施工场地应按以下不同情况进行整理:

a.场地为旱地时,应平整场地,清除杂物,换除软土,夯打密实。钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。

b.场地为浅水时,宜采用筑岛方法。当水不深,流速不大时,根据技术经济比较采取截流或临时改河方案有利且不影响群众利益时,也可改水中钻孔为旱地钻孔方案。

2护筒

①护筒采用δ=6~10mm的钢板卷制,护筒内径应比桩径稍大。

②护筒顶端高度:a.当采用反循环回转方法(包括反循环潜水电钻)钻孔时,护筒顶端应高出地下水位2.Om以上,使护筒内水头产生20kPa以上的静水压力;b.采用正循环回转方法(包括正循环潜水电钻)钻孔时,护筒顶端的泥浆溢出口底边,当地质良好、不易坍孔时,宜高出地下水位1.Om~1.5m以上;当地质不良、容易坍孔时,应高出地下水位1.5m~2.0m以上;

③护筒的埋置深度:对于粘质土不小于1.Om~1.5m,对于砂类土应将护筒周围0.5m~1.Om范围内土挖除,夯填粘

质土至护筒底0.5m以下;

④护筒平面位置的偏差一般不得大于2cm,护筒倾斜度的偏差不大于0.5%。

3钻机安装

在陆地平整、加固处理的地面,钻架前部孔口附近采取扩散应力措施。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,并将钻架可靠固定并经常检查校正。

4泥浆制备

泥浆池设在两个墩台之间,5m长,5m宽,深2m。 泥浆选用优质粘土或膨润土造浆,经试验室配比确定。 制浆前,应先把粘土块尽量打碎,使在搅拌中易于成浆,缩短搅拌时间,提高泥浆质量。

制浆采用机械搅拌或钻锥搅拌。

用正反循环回转钻进时,由于要求的泥浆质量高,在井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。

在粘土地层中钻进,可先采用清水护壁,待陆续钻进时,孔内的清水同钻锥切削下来的粘土,在钻锥回转或冲击搅动下,自然形成泥浆。若粘土层很厚,泥浆中的粘土含量将逐渐增加,故在钻进中,要及时加水稀释泥浆,使它符合要求的相对密度、粘度和其它性能指标。制出的泥浆可贮于它处备用。

对于正、反循环钻孔的泥浆可按下述要求测定: a.每班开始工作时,测定一次各池闸门出口处泥浆面下0.5m处的全套泥浆指标。以后钻进过程中每隔2h测定一次

进浆口和排浆口的相对密度、粘度、含砂率、pH值4项指标。

b.停钻过程中,每天测定一次各池闸门出口处泥浆面下0.5m处的全套泥浆指标。

(4)制备泥浆的水质和设备要求

①要求使用不纯物含量少的水,当不能用自来水时,应事先进行水质检查,以保证泥浆质量。

②当制备泥浆的水不能确保时,需另外准备10m3~20m3的清水或泥浆储存设备。

③清洗机械设备,宜准备管径25mm、流量为50L/min的给水设施。

5成孔

旋转钻机施工时,开钻时以低速正循环钻进,钻至孔口以下5m后改为反循环钻进,根据不同地质选用不同的钻头。接钻杆时,须将钻杆稍提升30cm左右,先停止钻锥回转,将孔底钻渣吸尽,再放下钻锥,进行拆装钻杆工作,以免钻渣沉淀而发生埋锥事故。另外须随时注意护筒口泥浆(水)面标高,如果逐渐往下降落时,须立即用水泵补水入护筒,以免因水头不够而发生坍孔事故。

6 成孔检查

钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前,均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。在钻孔的钻进过程中,可采用笼式测孔器直接丈量,在终孔后则应使用先进的测孔仪器,在灌注混凝土前主要检查沉淀层厚度,而挖孔可

采用直观检验丈量法。各种成孔检验项目的检测方法、数值、频率等都必须满足现行的技术规范及其它法定标准的要求。

(1)孔径和孔形检测

孔径检测是在桩孔成孔后、下入钢筋笼前进行的,是根据设计桩径制做笼式井径器入孔检测。笼式井径器用Ф8和Ф12的钢筋制做,其外径等于钻孔的设计孔径,长度等于孔径的3~4倍(如正、反循环回转钻成孔法)或4~6倍(如冲击钻成孔法)。其长度与孔径的比值选择,应根据钻机的性能及土层的具体情况而定。检测时,将井径器吊起,使笼的中心、孔的中心与起吊钢绳保持一致,慢慢放入孔内,上下通畅无阻表明孔径大于给定的笼径;若中途遇阻则有可能在遇阻部位有缩径或孔斜现象,应采取措施予以消除。

超声波孔壁检测仪:发射传感器发出的超声脉冲遇到孔壁时产生反射,反射信号由接收传感器接收并放大,利用发射和接收的时间差测出传感器和孔壁间的距离。记录仪的走纸速度和传感器上下行走速度成比例,从而可在记录纸上连接绘出孔壁形状、凸凹不平程度及孔中心偏移情况,并可自动绘出不同桩深位置的桩形变化图。

(2)孔深和孔底沉渣检测

孔深和孔底沉渣普遍采用标准测锤检测。测锤一般采用锥形锤,锤底直径13cm~15cm,高20cm~22cm,质量4kg~6kg。

(3)桩孔竖直度检测

竖直度检测方法:钻杆测斜法 将带有钻头的钻杆放人孔内到底,在孔口处的钻杆上装一个与孔径或护筒内径一致的导向环,使钻杆柱保持在桩孔中心线位置上。然后将带有扶正圈的钻孔测斜仪下入钻杆内,分点测斜,并将各点数值在坐标纸上描点作图,检查桩孔偏斜情况。

7清孔

钻孔至设计高程后,终孔检查后,应迅速清孔,不得停歇过久使泥浆、钻渣沉淀增多,造成清孔工作的困难甚至坍孔。清孔后应在最短时间内灌注混凝土。

清孔用采用抽浆法清孔,抽浆清孔比较彻底,但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时,操作要注意、防止坍孔。利用反循环回转钻机钻孔时,可在终孔后停止进尺,利用钻机的反循环系统的泥石泵持续抽渣5min~15min左右,使孔底钻渣清除干净。

沉淀土厚度的检测方法: a.取样盒检测法

这是较为通行的方法。具体做法是在清孔后用取样盒(即开口铁盒)吊到孔底,待到灌注混凝土前取出,测量沉淀在盒内的渣土厚度。

b.测锤法

测锤法是惯用的简单方法。使用测量水下混凝土灌注高(深)度的测锤,慢慢地沉入孔内,凭人的手感探测沉渣顶面的位置,其施工孔深和测量孔深之差,即为沉淀土厚度。

8钢筋笼制作、安装

钢筋应符合有关规范的规定,并应满足设计文件的要求。钢筋外观要求无裂纹、起皮、锈坑、死弯及油污等。钢筋应有出厂合格证,外观检查合格后每批应按要求抽取试样,分别作拉、弯复查试验,如有一项不合格,则加倍取样,如仍有一项不合格,则该批钢筋为不合格。

钻孔桩的钢筋笼在预制场地分段制作,运输到各工点安装。

钢筋笼制作可采用支架成型法:支架由固定的和活动的两部分组成。用3cm~4cm厚的木板,按骨架的设计尺寸,做成半圆的固定支架。在它的周围边缘,按主筋位置凿出支托主筋的凹槽。固定支架用两根4cm×10cm的支柱固定于地面。它的上方有一半圆活动支架,是用

3cm-

4cm厚的木板若干条(条数按支托主筋根数决定)钉于下端向外倾斜的两根木条上做成。活动支架各木条的两端也按主筋位置凿成凹槽。活动支架的斜木条下端用螺栓固定于固定支架。这样,上下两个半圆支架连在一起,构成一个同心圆形支架。按骨架的长度,每隔2.Om左右设支架一个。各支架应互相平行,圆心应位于同一水平直线上。

支架

1.主钢筋;2.横木条;3.竖向木条;4.支柱;5.固定支架;6.铁钉;7.

螺栓;8.箍筋 制作时,把主筋逐根放入凹槽。然后将箍筋按设计位置放在骨架外围,弯绕成圆箍,并与主筋点焊连接。焊好箍筋后,把活动支架和固定支架的连接螺栓拆除,从骨架两端抽出活动支架,整个骨架就可以从固定支架上取下。

9钢筋骨架的运输和起吊就位 (1)骨架存放与运输

制好后的钢筋骨架必须放在平整、干燥的场地上。存放时,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方,以免粘上泥土。在骨架每个节段上都要挂上标志牌,写明墩号、桩号、节号等。存放骨架还要注意防雨、防潮,不宜过多。

骨架的运输总的要求是:无论采用什么方法运输,都不得使骨架变形。

(2)骨架的起吊和就位 钢筋骨架可利用汽车吊起吊。

为了保证骨架起吊时不变形,宜用两点吊。第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。

骨架最上端定位,必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度,并反复核对无误后再焊接定位。然后在定位钢筋骨架顶端的顶吊圈下面插入两根平行的工字钢或槽钢,将整个定位骨架支托于护筒顶端。

骨架就位焊接完毕后,还要核对在每节骨架入孔解下的标志牌,防止漏掉或接错骨架事故的发生。最后应详细检测钢筋骨架的底面标高是否与设计相符,偏差不得大于±50mm。

当灌注完毕的混凝土开始初凝时,即要割断定位骨架竖向筋,使钢筋笼不影响混凝土的收缩,避免钢筋混凝土的粘结力受损失。

10灌注设备

水下混凝土工程的施工采用直升导管法。灌注导管采用φ250mm的快速卡口垂直提升导管。

导管制作应力求坚固,内壁应光滑、顺直、光洁和无局部凹凸。各节导管内径应大小一致,偏差不大于±2mm。

导管使用前组装编号,除应对其规格、质量和拼接构造进行认真地检查外,还需做拼接、过球和水密、承压、接头、抗拉等试验。水密试验时的水压应不小于井孔内水深1.3倍的压力;进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大内压力。

试验方法是把拼装好的导管先灌入70%的水,两端封闭,一端焊输风管接头,输入计算的风压力。导管需滚动数次,经过15min,不漏水即为合格。

导管内过球应畅通。符合要求后,在导管外壁用明显标记逐节编号并标明尺度。导管应配备总数20%~30%的备用

导管。

导管吊放时,应使位置居于孔中,轴线顺直,稳步沉放,防止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。

①混凝土的运输:

混凝土的运输时间和距离应尽量缩短,以迅速、不间断为原则,防止在运输中产生离析。灌注前混凝土坍落度的损失(比出罐时)不得超过2cm。

②导管的升降

导管的吊挂和升降,可用钻机的起吊设备或吊机,需保证导管升降高度准确。起重能力应与导管全部填满混凝土时的重力相适应。

③隔水栓、阀门

首批混凝土灌注量较大,一般需拌和多罐方能满足需要,因此需在漏斗口下设置栓、阀,以贮存混凝土拌合物,待漏斗和储料斗内储量够了,才开启栓、阀使首批混凝土在很短的间内一次降落到导管底。栓、阀还可在开始灌注时防止水(泥浆)与混凝土接触。

④下放导管时小心操作,避免挂碰钢筋笼。

⑤混凝土在混凝土工厂生产供应,由混凝土搅拌运输汽车运输至桩位处,直接灌注,汽车起重机配合灌注。拔球前准备足够的混凝土储备量,保证拔球后导管的埋置深度大于1m以上。

11水下混凝土的灌注

①灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序,应特别注意。钻孔应经成孔质量检验合格后,方可开始灌注工作。

②灌注前,对孔底沉淀层厚度应再进行一次测定。如厚度超过规定,可向孔底喷射3min~5min,使沉渣悬浮,然后

立即灌注首批水下混凝土。

③剪球、拔栓或开阀,将首批混凝土灌入孔底后,立即测探孔内混凝土面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。如发现导管内大量进水,表明出现灌注事故,应按灌注事故的处理方法进行处理。

④在灌注过程中,当导管内混凝土不满,含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。

⑤当混凝土面升到钢筋骨架下端时,为防钢筋骨架被混凝土顶托上升,可采取以下措施:a.尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小,建议使用缓凝剂、粉煤灰等增大其流动性;b.当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时,应使导管底口处于钢筋笼底口3m以下和lm以上处,并徐徐灌注混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力;c.当孔内混凝土进入钢筋骨架4m~5m以后,适当提升导管,减小导管埋置长度,已增加骨架在导管口以下的埋置深度,从而增加混凝土对钢筋骨架的握裹力。

⑥为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌一定高度,以便灌注结束后将此段混凝土清除。增加的高度,可按孔深、成孔方法和清孔方法确定,不宜小于1.0m。

⑦在灌注混凝土时,每根桩应至少做3组试件; ⑧有关混凝土灌注情况,各灌注时间、混凝土面的深度、导管埋深、导管拆除以及发生的异常现象等,应指定专人进行记录。

12灌注混凝土表面测深和导管埋深控制

①测深

灌注水下混凝土时,应探测水面和泥浆面以下的孔深和所灌注的混凝土面高度,以控制沉淀层厚度、埋导管深度和桩顶高度。如探测不准确,将造成沉淀过厚、导管提漏、埋管过深而发生夹层断桩、短桩或导管拔不出事故。

采用绳系重锤吊入孔中,使之通过泥浆沉淀层而停留在混凝土表面(或表面下10cm~20cm),根据测绳所示锤的沉入深度作为混凝土的灌注深度。

②管埋深控制

灌注混凝土时,导管埋入混凝土的深度一般宜控制在3m~4m范围之内。拔管前需仔细探测混凝土面深度。

13截除桩头

桩头可在混凝土初凝后、终凝前挖除。钻孔桩桩头采用机械凿除,预留设计要求的嵌入承台部分长度。凿除完毕后按设计要求对钻孔桩进行无损检测。 13钻孔事故的预防及处理

常见的钻孔(包括清孔时)事故及处理方法分述如下

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,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。 (1)坍孔原因

①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。

②由于出渣后末及时补充泥浆(或水),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,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔。 ④在松软砂层中钻进进尺太快。

⑤提出钻锥钻进,回转速度过快,空转时间太长。

⑥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,造成过大震动。

⑦水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。

⑧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。

⑨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。

⑩吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。 (2)坍孔的预防和处理

①在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。冲击钻成孔时投入粘土,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。 ②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。

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,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。

⑤严格控制冲程高度和炸药用量。

⑥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,可免冲刷孔壁。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。

⑦吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。

钻孔偏斜

各种钻孔方法均可能发生钻孔偏斜事故。 (1)偏斜原因

①钻孔中遇有较大的孤石或探头石。

②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。 ③扩孔较大处,钻头摆动偏向一方。

④钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。 ⑤钻杆弯曲,接头不正。 (2)预防和处理

①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。

②由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引水龙头,使其沿导向架对中钻进。

③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。

④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。

用检孔器等查明钻孔偏斜的位置和偏斜的情况后,一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂粘土到偏斜处,待沉积密实后再继续钻进。

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偏斜处设置少量炸药(少于1kg)爆破,然后用砂类土和砂砾石回填到该位置以上1m左右,重新冲钻。

掉钻落物

各种钻孔方法均可能发生掉钻落物事故。 (1)掉钻落物原因

①卡钻时强提强扭,操作不当,使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。 ②钻杆接头不良或滑丝。

③电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱。 ④冲击钻头合金套灌注质量差致使钢丝绳拔出。 ⑤转向环、转向套等焊接处断开。

⑥钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。 ⑦钢丝绳过度陈旧,断丝太多,未及时更换。 ⑧操作不慎,落入扳手、撬棍等物。 (2)预防措施

①开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖。 ②经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

③为便于打捞落锥,可在冲击锥或其它类型的钻头上预先焊打捞环、打捞杠,或在锥身上围捆几圈铜丝绳等。 (3)处理方法

掉钻后应及时摸清情况,若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔,使打捞工具能接触钻杆和钻锥。

糊钻和埋钻

糊钻和埋钻常出现于正、反循环(含潜水钻机)回转钻进和冲击锥钻进。正反循环回转钻进中,糊钻的表征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢,甚至不进尺出现憋泵现象;在粘土层中冲击成孔时,由于冲程太大、泥浆粘度过高、钻渣量大、钻杆内径过小,出浆口堵塞以致钻头被糊住或被埋住。

预防和处理办法:对正反循环回转钻,可清除泥包,调节泥浆的相对密度和粘度,适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻,选用刮板齿小、出浆口大的钻锥;对于冲击钻,除上述方法外,还应减少冲程适当控制进尺;若已严重糊钻,应停钻,清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。

扩孔和缩孔

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、土质松散地层出或钻锥摆动过大,易于出现扩孔,扩孔发生原因同坍孔相同,轻则为扩孔,重则为坍孔。若只孔内局部发生坍塌而扩孔,

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。

缩孔即孔径的超常缩小,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。缩孔原因有两种:一种是钻锥焊补不及时,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要求为止。

梅花孔(或十字孔)

常发生在冲击锥钻进时,冲成的孔不圆,叫做梅花孔或十字孔。 (1)形成原因

①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。 ②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。 ③操作时钢丝绳太松或冲程太小,冲锥刚提起又落下,钻头转动时间不充分或转动很小,改换不了冲击位置。

④有非匀质地层,如漂卵石层、堆积层等易出现探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。 (2)预防办法

①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。 ②选用适当粘度和相对密度的泥浆,并适时掏渣。

③用低冲程时,每冲击一段换用高一些的冲程冲击,交替冲击修整孔形。

④出现梅花孔后,可用片、卵石混合粘土回填钻孔,重新冲击。

卡锥

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。 (1)形成原因

①钻孔形成梅花形,冲锥被狭窄部位卡住。

②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。

③伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锥脚或锥顶。 ④孔口掉下石块或其他物件,卡住冲锥。

⑤在粘土层中冲击的冲程太高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住。 ⑥大绳松放太多,冲锥倾倒,顶住孔壁。 (2)处理方法

处理卡锥应先弄清情况,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。

①当为梅花卡钻时,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,使钻锥转动一个角度,有可能将钻锥提出。

②卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉入的石块落下。 ③用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,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。

④在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。

⑤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。

⑥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。 ⑦使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。

⑧用以上方法提升卡锥无效时,可试用水下爆破提锥法。将防水炸药(少于1kg)放于孔内,沿锥的滑槽放到锥底,而后引爆,震松卡锥,再用卷扬机和链滑车同时提拉,一般是能提出的。 (3)预防卡锥事故

针对发生卡锥的原因采取相应措施。

钻杆折断

钻杆折断常发生在正、反循环回转钻进时。一旦发生折杆,钻机的负荷立即减轻,驱动机械的运转噪声减小,钻进速度接近于零,即使提钻后再钻进仍无效,则证明确系发生了折杆故障。 (1)折断原因

①用水文地质或地质钻探小孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用,其强度、刚度太小,容易折断。

②钻进中选用的转速不当,使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大,因

而折断。

③钻杆使用过久,连接处有损伤或接头磨损过甚。 ④地质坚硬,进尺太快,使钻杆超负荷工作。 ⑤孔中出现异物,突然增加阻力而没有及时停钻。 (2)预防和处理

①根具不同的地质和钻深,选择适应的钻杆直径和管壁厚度。 ②不使用弯曲严重的钻杆,要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好,以螺套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。 ③钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质,应认真仔细操作。

④钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者,及时更换。

⑤在钻进中若遇异物,须经处理后再钻进。

⑥如已发生钻杆折断事故,可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因,换用新或大钻杆继续钻进。

钻孔漏浆 (1)漏浆原因

①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。

②护筒埋置太浅,回填土夯实不够,致使刃脚漏浆。 ③护筒制作不良,接缝不严密,造成漏浆。 ④水头过高,水柱压力过大,使孔壁渗浆。

(2)处理方法

①凡属于第①种情况的回转钻机应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片石、卵石反复冲击增强护壁。 ②属于护筒漏浆的,应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重,可由潜水工用棉、絮堵塞,封闭接缝。如漏水严重,应挖出护筒,修理完善后重新埋设。 14灌注事故的预防及处理

灌注水下混凝土是成桩的关键性工序,灌注过程中应分工明确,密切配合,统—指挥,做到快速、连续施工,灌注成高质量的水下混凝土,防止发生质量事故。

如出现事故时应分析原因,采取合理的技术措施,及时设法补救。对于确实存在缺点的钻孔桩,应尽可能设法补强,不宜轻易废弃,造成过多的损失。

经过补救、补强的桩须经认真的检验认为合格后方可使用。对于质量极差,确实无法存在缺点的桩,应与设计单位研究采用补桩或其它措施。

导管进水 (1)主要原因

①首批混凝土储量不足,或虽然混凝土储量已够。但导管底口距孔底的间距过大,混凝土下落后不能埋设导管底口,以致泥水从底口进入。 ②导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入。

③导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出原混凝土面,底口涌入

泥水。

(2)预防和处理方法

为避免发生导管进水,事前要采取相应措施加以预防。万一发生,要当即查明事故原因,采取以下处理方法:

①若是上述第一种原因引起的,应立即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌合物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出,或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出,不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土,重新灌注。

②若是第二、三种原因引起的,应视具体情况,拔换原管重下新管;或用原导管插入续灌,但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管,必须用潜水泵将管内的水抽干,才可继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入,导管插入混凝土内应有足够深度,一般宜大于200cm。 若混凝土面在水面以下不很深,未初凝时,可于导管底部设置防水塞(应使用混凝土特制),将导管重新插入混凝土内(导管侧面再加重力,以克服水的浮力)。导管内装灌混凝土后稍提导管,利用新混凝土自重将底塞压出,然后继续灌注。

若如前述混凝土面在水面以下不很深,但已初凝,导管不能重新插入混凝土时,可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒,用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度,然后将护筒内的水(泥浆)抽除,并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净,再在护筒内灌注普通混凝

土至设计桩顶。

卡管

在灌注过程中,混凝土在导管中下不去,称为卡管。卡管有以下两种情况:

(1)初灌时隔水栓卡管;或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌合不均匀,以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等,使混凝土中的水泥浆冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。

处理办法可用长杆冲捣管内混凝土,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水拴下落。如仍不能下落时,则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔,进行清理修整(注意切勿使导管内的混凝土落入井孔),然后重新吊装导管,重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔,须按前述第二项处理方法将散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。

提管时应注意到导管上重下轻,要采取可靠措施防止翻倒伤人。 (2)机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了导管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时立即调换备用机械;同时采取措施,加速混凝土灌注速度,必要时,可在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。

当灌注时间已久,孔内首批混凝土已初凝,导管内又堵塞有混凝土,

此时应将导管拔出,重新安设钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出,用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔,待沉实后重新钻孔成桩。

坍孔

在灌注过程中如发现井孔护筒内水(泥浆)位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,应怀疑是坍孔征象,可用测深仪探头或测深锤探测。 坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水,孔内水位降低,不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等,均有可能引起坍孔。

发生坍孔后,应查明原因,采取相应的措施,如保持或加大水头、移开重物、排除振动等,防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土;如不继续坍孔,可恢复正常灌注。

如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拨出,将混凝土钻开抓出,同时将钢筋抓出,只求保存空位,在以粘土掺砂砾回填,待回填土沉实时机成熟后,重新钻孔成桩。

埋管

导管无法拔出称为埋管,其原因是:导管埋入混凝土过深,或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大,或因提管过猛将导管拉断。

预防办法:应按前述要求严格控制埋管深度,一般不得超过6m~8m;在导管上端安装附着式振捣器,拔管前或停灌时间较长时,均应适当振捣,使导管周围的混凝土不致过早地初凝;首批混凝土掺入缓凝剂,加速灌注速度;导管接头螺栓事先应检查是否稳妥;提升导管时不可

猛拔。

若埋管事故已发生,初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出,凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况,可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中,用吸泥机吸出混凝土表面泥渣;派潜水工下至混凝土表面,在水下将导管齐混凝土面切断;拔出小护筒,重新下导管灌注。此桩灌注完成后,上下断层间,应照后面所述方法予以补强。

钢筋笼上升

钢筋笼上升,除了一些显而易见的原因是由于全套管上拔、导管提升钩挂所致外,主要原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口,导管底口在钢筋笼底口以下3m至以上1m时,混凝土灌注的速度(m3/min)过快,使混凝土下落冲出导管底口向上反冲,其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。

为了防止钢筋笼上升,当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底lm之间,且混凝土表面在钢筋笼底部上下lm之间时,应放慢混凝土灌注速度,允许的最大灌注速度与桩径有关,当桩长为50m以内时可参考下表2-7。

表2-7 允许灌注速度

桩径(m) 灌注速度(m3/min) ≥250 2.5 220 200 180 150 120 100 1.9 1.55 1.25 1.0 0.55 0.4 克服钢筋笼上升,除了主要从上述改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外,还应从钢筋笼自身的结构及定位方式上加以考虑,具体措施为:①适当减少钢筋笼下端的箍筋数量,可以减少混

凝土向上的顶托力;②钢筋笼上端焊固在护筒上,可以承受部分顶托力,具有防止其上升的作用;③在孔底设置直径不小于主筋的1~2道加强环形筋,并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部,实践证明对于克服钢筋笼上升是行之有效的。

灌短桩头

灌短桩头亦称短桩。产生原因:灌注将近结束时,浆渣过稠,用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面,或由于测深锤太轻,沉不到混凝土表面,发生误测,以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还有些是灌注混凝土时,发生孔壁坍方,未被发觉,测深锤或测深仪探头达不到混凝土表面,这种情况最危险,有时会灌短数米。 预防办法是:

(1)在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象,如有坍孔,应按前述办法处理后再续灌。

(2)测深锤不得低于规范规定的重力及形状,如系泥浆相对密度较大的灌注桩必须取测探锤重力规定值。

(3)灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。 (4)采用热敏电阻仪或感应探头测探仪。 (5)采用铁盒取样器插入可疑层位取样判别。

处理办法可按具体情况接长护筒;或在原护筒里面或外面加设护筒,压入已灌注的混凝土内,然后抽水、清渣,接浇普通混凝土;或用高压水将泥渣和松软层冲松,再用吸泥机将混凝土表面上的泥浆吸除干净,重新下导管灌注水下混凝土。

桩身夹泥断桩

大都是以上各种事故引起的次生结果。此外,由于清孔不彻底,或灌注时间过长,首批混凝土初凝,流动性降低,而续灌的混凝土冲破顶层而上升,因而也会在两层混凝土中夹有泥浆渣土,甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。

对已发生或估计可能发生夹泥断桩的桩,应采用地质钻机,钻芯取样,作深入的探查,判明情况。有下述情况之一时,应采取压浆补强方法处理。

(1)对于柱桩,桩底与基岩之间的夹泥大于设计规定值。 (2)桩身混凝土有夹泥断桩或局部混凝土松散。 (3)取芯率小于95%,并有蜂窝、松散、裹浆等情况。

用地质钻机钻芯取样检验钻孔桩质量方法,费时多,有时钻孔歪斜,偏出桩外,不能查得结果。目前国内外有多种非破损检验混凝土桩(包括预制桩和灌注桩)质量的方法。

灌注桩补强方法

灌注桩的各种质量事故,其后果均会导致桩身强度的降低,不能满足设计的受力要求,因此需要作补强处理。事前,应会同主管部门、设计单位、工程监理以及施工单位的上级领导单位,共同研究,提出切实可行的处理办法。据以往的经验,一般采用压入水泥浆补强的方法,其施工要点如下:

(1)对需补强的桩,除用地质钻机已钻一个取芯孔外(用无破损深测法探测的桩要钻两个孔),应再钻一个孔。一个用做进浆孔,另一个用作出浆孔。孔深要求达到补强位置以下lm,柱桩则应达到基岩。

(2)用高压水泵向一个孔内压入清水,压力不宜小于0.5MPa一0.7MPa,将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来,直到排出清水为止。

(3)用压浆泵压浆,第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆(宜用425号水泥),进浆管应插入钻孔l.Om以上,用麻絮填塞进浆管周围,防止水泥浆从进浆口冒出。待孔内原有清水从出浆口压出来以后,再用水灰比0.5的浓水泥浆压入。

(4)为使浆液得到充分扩散,应压一阵停一阵,当浓浆从出浆口冒出后,停止压浆,用碎石将出浆口封填,并用麻袋堵实。

(5)最后用水灰比为0.4的水泥浆压入,并增大灌浆压力至0.7MPa~0.8MPa关闭进浆闸,稳压闷浆20min~25 min,压浆工作即可结束。

压浆工作结束,水泥浆硬化以后,应再作一次钻芯,检查补强效果:如断桩夹泥情况已排除,认为合格后,可交付使用;否则,应重钻补桩或会同有关单位研究其它补救措施。

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