1前言

我國(guó)許多地區(qū)表土或軟弱土覆蓋層以下是巖層,通過理論計(jì)算,嵌巖樁一般進(jìn)入弱風(fēng)化巖層2倍樁徑深度,同時(shí)也有設(shè)計(jì)為嵌巖(摩擦)樁的。

由于沖擊鉆機(jī)在較高強(qiáng)度巖層中鉆進(jìn)比其它鉆機(jī)具有優(yōu)越性,故得到了廣泛應(yīng)用。下面以高速公路施工實(shí)例,介紹沖擊鉆施工常見問題及預(yù)防、處理措施。

2地質(zhì)情況(33#墩,Φ1.5m,K48+185,樁底標(biāo)高-43.3)

⑴地面以下2.7m為粘土(標(biāo)高4.0~1.3m);黃灰色,灰黃色,可塑,部分軟塑狀態(tài),中等~中偏高壓縮性;屬第四系全新統(tǒng)沖積、海積成因,編號(hào)1-1層表土;鉆孔樁推薦容許承載力【σ0】=100~140kpa,鉆孔樁周土極限摩阻力τ=20~30kpa。

⑵下部有10.8m淤泥質(zhì)粘土(標(biāo)高1.3~-9.5m);灰色,深灰色,流塑,部分軟塑狀態(tài),天然含水量高、空隙比高、抗剪強(qiáng)度低,壓縮性高;屬第四系全新統(tǒng)海積、沖海積成因,編號(hào)1-2層淤泥質(zhì)粘土;推薦容許承載力【σ0】=40~60kpa,樁周土極限摩阻力τ=5~10kpa。

⑶下部有3.6m粘土(標(biāo)高-9.5~-13.1m);灰黃色,硬塑~可塑狀態(tài),中等壓縮性;屬第四系上更新統(tǒng),沖洪積成因,編號(hào)3-1層粘土;推薦容許承載力【σ0】=200~240kpa,樁周土極限摩阻力τ=50~60kpa。

⑷下部有3.5m亞粘土混粉砂(標(biāo)高-13.1~-16.6m);黃色,灰黃色,中密~密實(shí)狀態(tài);屬第四系上更新統(tǒng),沖洪積成因,編號(hào)3-2層亞砂土;推薦容許承載力【σ0】=150~240kpa,樁周土極限摩阻力τ=40~50kpa。

⑸下部有4.5m中粗砂夾粘土(標(biāo)高-16.6~-21.1m);灰黃色,中密~密實(shí)狀態(tài);屬第四系上更新統(tǒng),沖洪積成因,編號(hào)3-3層粉細(xì)砂,推薦容許承載力【σ0】=220~350kpa,樁周土極限摩阻力τ=55~60kpa。

⑹下部有5.8m殘積土夾碎石(標(biāo)高-21.1~-26.9m);灰黃色,綠灰色,灰白色,亞粘土夾風(fēng)化巖碎塊,部分夾碎石,密實(shí)狀態(tài),低~中等壓縮性;中密~密實(shí)狀態(tài);屬第四系上更新統(tǒng),殘積成因,編號(hào)5-1殘積土夾碎石;推薦容許承載力【σ0】=300~350kpa,樁周土極限摩阻力τ=60~80kpa。

⑺下部有9.2m全風(fēng)化云母片麻巖(標(biāo)高-26.9~-36.1m);灰黃色,灰白色,棕灰色,淺綠色;編號(hào)8a-1層全風(fēng)化云母片麻巖,推薦容許承載力【σ0】=300~350kpa,樁周土極限摩阻力τ=75~80kpa。

⑻下部有4.3m強(qiáng)風(fēng)化云母片麻巖(標(biāo)高-36.1~-40.4m);淺灰色,褐灰色,棕灰色;編號(hào)8a-2層強(qiáng)風(fēng)化云母片麻巖,推薦容許承載力【σ0】=450~800kpa,樁周土極限摩阻力τ=80~150kpa。

⑼下部有5.7m弱風(fēng)化云母片麻巖(標(biāo)高-40.4~-46.1m);灰白色,褐灰色;編號(hào)8a-3層弱風(fēng)化云母片麻巖,推薦容許承載力【σ0】=1100~1800kpa,樁周土極限摩阻力τ=140~260kpa。

3沖擊鉆施工特點(diǎn)

沖擊鉆成孔灌注系用沖擊式鉆機(jī)或卷?yè)P(yáng)機(jī)懸吊沖擊鉆頭(又稱沖錘)上下往復(fù)沖擊,將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔,部分碎渣和泥漿擠入孔壁中,大部分成為泥渣,用淘渣筒掏出成孔,然后再灌注混凝土成樁。

沖擊鉆施工特點(diǎn):設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單,適用范圍廣,操作方便,所成孔壁較堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定,塌孔少,不受施工場(chǎng)地限制,無(wú)噪聲和振動(dòng)影響等;適用于黃土、粘性土、粉質(zhì)粘土、人工雜填土、堅(jiān)硬土層、含有孤石的砂礫石層、漂石層、巖層,因此被廣泛地采用。弱風(fēng)化云母片麻巖中每小時(shí)可鉆進(jìn)7~10cm。

4存在問題

4.1護(hù)筒下陷、移位。

鋼絲繩斷裂。鉆頭銷子斷裂。

卡鉆。

孔壁坍塌。孔壁傾斜。

4.2樁端持力層判別錯(cuò)誤

4.3終孔后發(fā)現(xiàn)孔深不夠。

探孔器不能順利到達(dá)孔底。

4.4鋼筋籠焊接質(zhì)量不高,速度慢,中心定位不準(zhǔn),個(gè)別上浮,掉入孔中。

4.5首盤砼沒封住底,導(dǎo)管中進(jìn)入泥漿,斷樁,樁身夾泥。

導(dǎo)管堵管或下料困難、掉入孔中。

4.6砼超方。

5原因分析、預(yù)防處理措施

5.1護(hù)筒下陷、移位

(1)原因分析

直徑太小,埋設(shè)不密實(shí)。埋設(shè)護(hù)筒時(shí)挖除全部土,開鉆進(jìn)尺過快。鉆孔時(shí)提升鉆頭時(shí)觸動(dòng)護(hù)筒。孔中頂部泥漿比重較小,造成護(hù)筒底部孔壁坍塌。

(2)預(yù)防、處理措施

Φ1.5m鉆孔樁,最好使用Φ1.8m以上護(hù)筒。埋設(shè)護(hù)筒時(shí),保留樁位處土體,護(hù)筒外側(cè)用黃土夯填密實(shí)。小沖程、低速開鉆,開孔時(shí)拋入黃土、片石,把護(hù)筒底部擠密實(shí)。提升鉆頭時(shí),避免砸碰護(hù)筒。適當(dāng)加大泥漿比重,持續(xù)循環(huán)泥漿。必要時(shí),把護(hù)筒固定在鉆機(jī)上。

5.2鋼絲繩斷裂、鉆頭銷子斷裂

(1)原因分析

產(chǎn)品質(zhì)量差。作業(yè)人員粗心,沒經(jīng)常檢查。有空錘現(xiàn)象。

(2)預(yù)防、處理措施

購(gòu)買質(zhì)量好的鋼絲繩、銷子,準(zhǔn)備備用的鋼絲繩、銷子。施工時(shí)勤檢查鋼絲繩、銷子,避免打空錘現(xiàn)象。

鉆頭掉下后,不停泥漿循環(huán),防止被沉淀埋住。先探測(cè)鉆頭位置、傾斜方向,用打撈錨鉤反復(fù)打撈,如卡住鉆頭腰帶撈不起,可以再下打撈錨鉤掛住,用吊車配合鉆機(jī)提吊。

根據(jù)鉆頭傾斜位置,對(duì)打撈鋼絲繩施加拉力,使鉆頭松動(dòng)。可請(qǐng)專業(yè)爆破打撈人員進(jìn)行井下爆破,炸藥放置深度、數(shù)量須適當(dāng),打撈鋼絲繩須吃勁,爆破時(shí)同時(shí)上拉。必要時(shí),請(qǐng)潛水員下潛后把鋼絲繩套入鉆頭銷孔后提吊。

5.3卡鉆

(1)原因分析

鉆進(jìn)速度太快,地質(zhì)情況不明,巖面傾斜、存在孤石(探頭石)、溶洞或被坍孔落下的石塊卡住,土層縮頸,梅花孔。

(2)預(yù)防、處理措施

應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行鉆孔作業(yè)。卡錘后不宜強(qiáng)提,只宜輕提,采用沖、吸等方法將錘周圍松動(dòng)后再提出。

觀察鋼絲繩偏移情況,判定孔壁傾斜、孤石(探頭石)、縮頸、梅花孔深度,不停循環(huán)泥漿,防止鉆頭被沉淀埋住。

先探測(cè)鉆頭位置、傾斜方向,可以對(duì)打撈鋼絲繩施加拉力,使鉆頭松動(dòng)。可以用打撈錨鉤反復(fù)打撈,卡住鉆頭腰帶后用吊車配合鉆機(jī)提吊。如提不起,可以再下打撈錨鉤掛住,用大噸位吊車配合鉆機(jī)提吊。

可請(qǐng)專業(yè)爆破打撈人員井下爆破,炸藥放置深度、數(shù)量須適當(dāng),鋼絲繩須吃勁,爆破時(shí)同時(shí)上拉,使鉆頭松動(dòng)。

如果摩擦樁孔底卡鉆無(wú)法取出,潛水員亦無(wú)法作業(yè)時(shí),可以申請(qǐng)變更。

5.4孔壁坍塌

(1)原因分析

護(hù)筒埋深不夠,鉆進(jìn)速度不合理,孔內(nèi)泥漿水位高度不夠、泥漿比重小,性能差,在地質(zhì)不好的情況下處理不及時(shí)。

(2)預(yù)防處理措施

確保護(hù)筒埋設(shè)已穿過軟土、粉沙層。在松散砂土鉆進(jìn)時(shí),控制進(jìn)尺速度。適當(dāng)加大泥漿比重,持續(xù)循環(huán)泥漿。必要時(shí),加入粘土等材料造漿。泥漿性能好,在長(zhǎng)期停鉆的情況下,沉積物很少,還可使孔壁形成一層粘性好、密度大、滲透性差的泥皮,可防止孔內(nèi)泥漿外滲,減緩孔內(nèi)水頭降低速度,使孔壁穩(wěn)定。鉆進(jìn)時(shí)及時(shí)補(bǔ)充孔內(nèi)泥漿,保證孔內(nèi)水頭相對(duì)穩(wěn)定。下鋼筋籠時(shí),泥漿比重1.2,灌注時(shí)泥漿比重1.15~1.18。如坍塌嚴(yán)重,需要回填靜置,重新開鉆。

5.5孔壁傾斜

(1)原因分析

當(dāng)遇到巖面傾斜、大孤石、探頭石或地層變化,地面松軟導(dǎo)致鉆機(jī)沉陷,稍不注意就會(huì)造成斜孔。

(2)預(yù)防、處理措施

沖錐的鋼絲繩同鋼護(hù)筒中心位置偏差不大于2cm。鉆進(jìn)時(shí)檢查鋼絲繩偏移,隨時(shí)調(diào)整。如有探頭石、大孤石,低速打碎;當(dāng)遇到巖面傾斜,根據(jù)鋼絲繩偏移判定情況,放慢鉆進(jìn)速度,必要時(shí)拋填片石填平后再?zèng)_擊;遇到土層軟硬不勻,致使錘頭受力不均時(shí),往孔內(nèi)填入底標(biāo)號(hào)混凝土,待混凝土凝固到一定強(qiáng)度再用錘低速打進(jìn)。

積水、松軟地面提前挖溝排水,鉆機(jī)就位時(shí)采取換填、多鋪墊枕木加大承載面積等措施,避免鉆機(jī)沉陷。

5.6樁端持力層判別錯(cuò)誤

(1)原因分析

施工經(jīng)驗(yàn)局限,沒有進(jìn)行綜合判斷。

(2)預(yù)防、處理措施

對(duì)于非巖石類持力層,判斷比較容易,可根據(jù)地質(zhì)資料的深度,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行綜合判定。

對(duì)于樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖的樁,判定巖層界面難度較大,可以地勘孔資料為基礎(chǔ),結(jié)合鉆機(jī)的受力、主動(dòng)鉆桿的抖動(dòng)情況、鉆進(jìn)速率和孔口撈取渣樣進(jìn)行綜合判定,必要時(shí)進(jìn)行原位取芯驗(yàn)證。嵌巖樁一般進(jìn)入弱風(fēng)化巖層2倍樁徑深度,正確判斷巖層后,對(duì)于確定終孔標(biāo)高十分重要。

5.7終孔后發(fā)現(xiàn)孔深不夠、探孔器不能順利到達(dá)孔底

(1)原因分析

作業(yè)人員粗心大意。探孔器自重輕,孔壁傾斜,存在孤石(探頭石),土層中縮頸存在梅花孔。

(2)預(yù)防、處理措施

即將終孔時(shí),用鋼尺檢查測(cè)繩長(zhǎng)度,勤測(cè)孔深。技術(shù)復(fù)查孔深滿足要求后方可提鉆。

探孔器(比鋼筋籠直徑大10cm)下不去,鋼筋籠很可能下不去。探孔器可以配重200kg后重新下。如果還下不去,觀察鋼絲繩偏移情況,判定孔壁傾斜、孤石(探頭石)、縮頸、梅花孔位置深度,鉆頭周邊加焊厚鋼板進(jìn)行掃孔,必要時(shí)回填片石。

5.8鋼筋籠焊接質(zhì)量有待提高,中心定位不準(zhǔn),個(gè)別上浮,掉入孔中

(1)原因分析

鋼筋工技術(shù)不高,責(zé)任心不強(qiáng)。灌注砼速度太快。砼初凝和終凝時(shí)間太短,使孔內(nèi)砼過早結(jié)塊,當(dāng)砼面上升至鋼筋籠底時(shí),托起鋼筋籠。清孔時(shí)孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多,砂粒回沉在砼面上,并隨孔內(nèi)砼逐漸升高,當(dāng)砼上升至鋼筋籠底部時(shí)使鋼筋籠上浮。提升導(dǎo)管時(shí)掛住鋼筋籠。吊筋不符合要求。

(2)預(yù)防、處理措施

對(duì)鋼筋工加強(qiáng)培訓(xùn),立焊接頭現(xiàn)場(chǎng)逐根檢查。最后一節(jié)鋼筋籠用工字鋼扁擔(dān)起吊,鋼筋籠中心和復(fù)核無(wú)誤的護(hù)樁十字線交點(diǎn)重合。

鋼筋籠安裝后應(yīng)立即灌注砼,若推遲灌注砼,應(yīng)重新進(jìn)行清孔。否則,可能造成孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒下沉而使孔底沉渣過厚,并導(dǎo)致隔水栓無(wú)法排出導(dǎo)管外而發(fā)生堵管事故。灌注砼接近鋼筋籠底面時(shí),放慢速度。同時(shí)采用機(jī)械下壓,防止繼續(xù)上浮。提升導(dǎo)管時(shí),應(yīng)輕提輕放,并盡量居中,垂直,以免掛籠。鋼筋籠放至孔內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高后將骨架吊環(huán)通過扁擔(dān)掛在孔口,扁擔(dān)下墊方木,不得放在護(hù)筒上。

5.9首盤砼沒封住底,導(dǎo)管中進(jìn)入泥漿

(1)原因分析

工人技術(shù)不高,責(zé)任心不強(qiáng)。

隔水閥與儲(chǔ)料斗接觸不夠緊密,存在間隙,出現(xiàn)漏漿,造成儲(chǔ)料斗底部混凝土集料過多、離析,致使管內(nèi)混凝土流動(dòng)性差。提拔時(shí)吊繩斷裂,造成混凝土未能連續(xù)下灌。儲(chǔ)料斗和導(dǎo)管不密封。導(dǎo)管懸空過大。

罐車性能不好,首盤砼隔水閥提起后,沒有連續(xù)放砼,或罐車放砼速度太慢。

混凝土下灌困難上下提升導(dǎo)管時(shí),導(dǎo)管下口脫空。

(2)預(yù)防、處理措施

加強(qiáng)培訓(xùn),固定人員。灌注砼時(shí),隊(duì)長(zhǎng)必須在場(chǎng)。

兩罐車砼到場(chǎng)后方可停止二清、安裝儲(chǔ)料斗。采用軟木塞、覆蓋橡膠板制作隔水閥,采用鋼絲繩吊繩。儲(chǔ)料斗和導(dǎo)管密封連接好。導(dǎo)管懸空保持50cm。

選好罐車送前兩車砼(12m3),首盤砼隔水閥提起后,立即連續(xù)放砼,罐車放砼速度要快。

混凝土下灌困難上下提升導(dǎo)管時(shí),測(cè)量埋深,防止脫空。

發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管里進(jìn)入泥漿后,立即測(cè)量孔深,如有埋深,可以用污水泵抽出泥漿后繼續(xù)灌注。也可采用二次封底技術(shù)灌注砼,導(dǎo)管底口應(yīng)高出砼面20cm。

無(wú)法保證質(zhì)量時(shí),可以立即用大吊車配合鉆機(jī)拔出鋼筋籠,困難時(shí)可以逐根拔出。無(wú)法拔出時(shí),用Φ0.6m小錘沖擊砼,也可沖擊后進(jìn)行爆破。可以水下切割鋼筋籠。也可采用二次封底方法灌注砼,待四天后回填片石重新下鉆,邊鉆邊用磁鐵打撈鋼筋頭,至少撈出一半,同時(shí)反復(fù)回填片石沖擊鉆進(jìn),防止鋼筋籠卡鉆。

5.10導(dǎo)管堵管或下料困難、掉入孔中

(1)原因分析

導(dǎo)管密封圈安裝不平、密封圈質(zhì)量差、不配套、緊固不到位,造成導(dǎo)管沁水,灌注時(shí)降低管內(nèi)壓力,形成塞管。

儲(chǔ)料斗和導(dǎo)管不密封;提拔隔水閥時(shí)吊繩斷裂,砼未能連續(xù)下灌;首盤砼隔水閥提起后,沒有連續(xù)放砼,導(dǎo)管里進(jìn)入泥漿,灌注時(shí)泥漿洗砼造成離析堵管。導(dǎo)管懸空過小。

罐車下料平臺(tái)填筑高度不足,造成混凝土儲(chǔ)料斗高度降低,更換小料斗后沖擊力更小,壓力差過小,砼下料困難。灌注結(jié)束時(shí),導(dǎo)管內(nèi)砼柱高度減小,超壓力降低,而泥漿及所含渣土稠度增加,比重增大。

在砼下灌困難時(shí),多次上下提升導(dǎo)管,造成導(dǎo)管下口附近砼被振搗密實(shí),管內(nèi)砼離析,形成堵管或下料困難。

混凝土坍落度太小,骨料粒徑太大,和易性、粘聚性差。混凝土供應(yīng)不及時(shí),間歇時(shí)間過長(zhǎng)。料倉(cāng)內(nèi)有雜物,砂石料受到污染硬化或水泥受潮硬化。罐車內(nèi)存雜物或水,造成砼離析或雜物堵管。

提吊導(dǎo)管鋼絲繩斷裂、上下抖動(dòng)時(shí)大料斗和導(dǎo)管斷裂,孔口平臺(tái)卡板失效。

?(2)預(yù)防、處理措施

固定指揮、操作人員。灌注砼時(shí),隊(duì)長(zhǎng)必須在場(chǎng)。

先做導(dǎo)管密水試驗(yàn)。下導(dǎo)管時(shí)裝好密封圈、緊固到位。導(dǎo)管懸空保持50cm。

兩罐車砼(12m3)到場(chǎng)后方可停止二清、安裝儲(chǔ)料斗,儲(chǔ)料斗和導(dǎo)管密封連接好。采用軟木塞、覆蓋橡膠板制作隔水閥,采用鋼絲繩吊繩。選好罐車送前兩車砼,首盤砼隔水閥提起后,立即連續(xù)放砼,罐車放砼速度要快。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)砼不滿含有空氣時(shí),后續(xù)砼要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和導(dǎo)管,以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊,擠出管節(jié)間的橡皮墊,使導(dǎo)管漏水。

適當(dāng)加高罐車下料平臺(tái)填筑高度,連續(xù)灌注兩車砼后,再更換小料斗。灌注結(jié)束時(shí)可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿,并掏出部分沉淀物。

砼下灌困難上下提升導(dǎo)管時(shí),先測(cè)量埋深,下插速度要慢,避免反復(fù)上下提升,防止導(dǎo)管導(dǎo)管下口砼被搗實(shí)、管內(nèi)混凝土離析。可以換上大料斗,或泵送砼,增加砼壓力。

清理干凈料倉(cāng)內(nèi)雜物、砂石料、水泥硬化結(jié)塊。在拌和站料倉(cāng)、儲(chǔ)料斗、小料斗頂部加設(shè)φ12@10×10cm鋼筋網(wǎng)片,防止大塊堵住導(dǎo)管。對(duì)罐車清理情況進(jìn)行認(rèn)真檢查,清除罐車內(nèi)存儲(chǔ)雜物或水。

試驗(yàn)室、拌和站抽走拌合機(jī)料斗積水,控制好配合比、拌和時(shí)間,使各盤砼塌落度、流動(dòng)性穩(wěn)定,罐車須自轉(zhuǎn)。鐵路南灌注時(shí)增設(shè)一道檢查。砼在現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)合格后,方可下灌。

堵管后,可采用二次封底技術(shù)灌注砼,檢測(cè)不合格時(shí)重新沖鉆。無(wú)法保證質(zhì)量時(shí),可以立即用大吊車配合鉆機(jī)拔出鋼筋籠,困難時(shí)可以逐根拔出。無(wú)法拔出時(shí),可以進(jìn)行水下切割鋼筋籠。

如堵管位置距地面12m左右,也可拔除導(dǎo)管后,下護(hù)筒(設(shè)4根導(dǎo)向工字鋼,設(shè)加強(qiáng)肋、接頭滿焊,不能偏移)至斷樁位置,循環(huán)、抽除泥漿后,人工鑿毛后,進(jìn)行樁基灌注。

也可以回填片石后重新下鉆,邊鉆邊用磁鐵打撈沖斷的鋼筋頭,至少撈出一半多,同時(shí)反復(fù)回填片石沖擊鉆進(jìn),防止鋼筋籠卡鉆(盡量少用)。

如發(fā)生卡鉆,不停循環(huán)泥漿,防止鉆頭被沉淀埋住。觀察鋼絲繩偏移情況,進(jìn)行提吊,判定卡鉆位置、傾斜方向、原因。可以對(duì)打撈鋼絲繩施加拉力,使鉆頭松動(dòng)。可以用打撈錨鉤反復(fù)打撈,卡住鉆頭腰帶后用吊車配合鉆機(jī)提吊。如提不起,可再下打撈錨鉤掛住,用大噸位吊車配合鉆機(jī)提吊。

必要時(shí)可以請(qǐng)專業(yè)爆破打撈人員進(jìn)行井下爆破、打撈鋼絲繩同時(shí)上拉,使鉆頭松動(dòng)。可以讓潛水員水下加掛鋼絲繩或切割鋼筋。

必要時(shí)可以用振動(dòng)錘下壓15mm厚φ2.5m鋼護(hù)筒(樁基φ1.5m,設(shè)4根導(dǎo)向工字鋼,設(shè)加強(qiáng)肋、接頭滿焊,不能偏移)至隔水層。沒有沉降要求時(shí),循環(huán)、抽除泥漿,存在涌水時(shí)打管井降水或定向封堵,在護(hù)筒內(nèi)加設(shè)支撐、人工挖出鉆頭。須控制沉降時(shí),可以在護(hù)筒底部四周注漿阻水(須計(jì)算好參數(shù))或采用水下砼阻水。

經(jīng)常檢查提吊導(dǎo)管鋼絲繩、導(dǎo)管卡箍、大料斗和導(dǎo)管接口,提升導(dǎo)管后,立即蓋住孔口平臺(tái)卡板。

導(dǎo)管掉下后,迅速測(cè)定管頂口位置并打撈。離井口5m并在砼面以上時(shí),可以抽水后直接打撈,用潛水泵抽出導(dǎo)管里的泥漿后繼續(xù)灌注。較深無(wú)法打撈時(shí),可以采用二次封底技術(shù)灌注砼。如不滿足質(zhì)量要求,較淺時(shí)可下護(hù)筒人工鑿除并灌注砼,較深時(shí)可以重新沖擊。

5.11成樁檢測(cè)出斷樁、夾泥層、泥心

⑴原因分析:

首盤砼沒封住底,導(dǎo)管中進(jìn)入泥漿,灌注時(shí)未及時(shí)提升導(dǎo)管、下料困難造成堵管,導(dǎo)管掉入孔中后二次封底。提升導(dǎo)管時(shí)碰撞鋼筋籠,使孔壁土體混入混凝土中。砼初凝和終凝時(shí)間太短,或灌注時(shí)間太長(zhǎng),使砼上部結(jié)塊,造成樁身砼夾渣。灌注結(jié)束拆除最后一節(jié)導(dǎo)管時(shí)拔除速度過快。

⑵處理措施

在拔出最后一段長(zhǎng)導(dǎo)管時(shí),拔管速度要慢,以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導(dǎo)管,形成泥心。

可以用沖擊鉆硬沖,將鋼筋籠及樁底砼砸入樁四壁及樁底。斷樁、夾泥層位置較淺時(shí),可以下護(hù)筒(設(shè)導(dǎo)向工字鋼,設(shè)加強(qiáng)肋、接頭滿焊,不能偏移)至缺陷位置,鑿除上部砼后,進(jìn)行樁基灌注。

以上措施造價(jià)昂貴,耗時(shí)過長(zhǎng)。還可以采用高壓噴射注漿法處理。在樁頂設(shè)3個(gè)鉆芯孔,取芯至缺陷部位以下50cm,查明缺陷位置和范圍。用泵壓大于20Mpa的高壓水流對(duì)缺陷段自下而上沖洗,噴射時(shí)噴管提升速度為10cm/min,旋進(jìn)速度為20轉(zhuǎn)/min,噴射處理長(zhǎng)度上下各延長(zhǎng)50cm,另一孔有清水溢出時(shí)可認(rèn)為已沖通,換另外二孔,至3個(gè)孔全部沖通。壓入清水循環(huán)排出廢渣,直至所有孔都為清水時(shí),清渣工作結(jié)束,進(jìn)行高壓噴射注漿。

5.12砼超方

(1)原因分析

鉆機(jī)、鉆頭類型不同造成。工人操作水平不一致。土層、砂層里擴(kuò)孔較大。沉淀池偏小,與循環(huán)池沒有分開,造成泥漿含砂率降低過慢。清孔時(shí)間過長(zhǎng)。

(2)預(yù)防、處理措施

選用直徑比樁徑小4~6cm的沖擊鉆頭;巖層較軟時(shí),可以選用沃卡斯鉆機(jī),選用厚壁定向空心鉆頭;巖層較硬時(shí),選用手拉式鉆機(jī)。選用合適沖程,避免打空錘擴(kuò)孔。

適當(dāng)加大沉淀池。下鉆最后2米時(shí),邊鉆進(jìn),邊循環(huán)泥漿。終孔后連續(xù)循環(huán)泥漿浮出鉆渣,泥漿中只有細(xì)沙后及時(shí)安裝濾砂器,逐步降低比重、砂率,縮短一清、二清時(shí)間。清孔時(shí)水管應(yīng)下至孔底。清孔時(shí)不得提前降低泥漿比重,或采取清水稀釋泥漿過快,盲目降低含砂率,造成孔內(nèi)中下部泥漿比重較大,懸浮物過多,泥漿黏度不足。

篇2:鉆孔灌注樁施工常見問題控制措施

通過地鐵車站基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)鉆孔樁施工實(shí)例,簡(jiǎn)要介紹了在鉆孔灌注樁施工中的常見問題、成因及控制措施。

1、工程概況

北京地鐵某車站為地下雙層三跨島式車站,車站主體采用明挖順作法施工,基坑長(zhǎng)178.4m,標(biāo)準(zhǔn)段寬20.9m,端頭井寬26.6m。基坑開挖深度標(biāo)準(zhǔn)段為17.05m,端頭井為18.03m。車站主體采用鉆孔灌注樁及旋噴樁圍護(hù)結(jié)構(gòu),鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)樁徑800mm,沿車站結(jié)構(gòu)外墻布置,樁間間距1200mm.基坑中部為1#樁,樁長(zhǎng)21.05m,共計(jì)229根;東、西端頭井為2#樁,樁長(zhǎng)22.03m,共計(jì)125根。鉆孔灌注樁采用C25混凝土澆筑;鋼筋籠主筋為3028(雙層),內(nèi)加強(qiáng)筋為20,外螺旋筋為12。

2、工程地質(zhì)及水文

2.1工程地質(zhì)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告,車站的地層自上而下依次為:

(1)人工堆積層:粉質(zhì)粘土填土、雜填土,層底標(biāo)高45.43~42.61m。

(2)新近沉積層:粉土、粉粘土、粉細(xì)砂及粒徑為10~20mm的圓礫,D大=200mm,分布在標(biāo)高38.09~35.28m之間。

(3)一般第四紀(jì)沉積層:粉土、粉質(zhì)粘土,層底標(biāo)高36.37~32.08m;粉細(xì)砂,層底標(biāo)高35.07~30.88m;粉質(zhì)粘土、粘土層、粉土層、細(xì)中砂層,層底標(biāo)高24.69~20.88m;卵石、粉細(xì)砂,層底標(biāo)高22.09~10.52m;粉質(zhì)粘土、粘土、粉土、細(xì)中砂,層底標(biāo)高10.79~7.63m;粉細(xì)砂、粉質(zhì)粘土,層底標(biāo)高8.38~7.03m.

2.2水文地質(zhì)

(1)潛水:含水層主要為圓礫、粉細(xì)砂,透水性好,水位標(biāo)高為39.51~41.59m,水位埋深為4.50~6.50m,處于車站結(jié)構(gòu)站廳層中。此層地下水與地表水系聯(lián)系密切,由于受附近水塘、湖滲漏影響,本層地下水直接接受地表水補(bǔ)給。

(2)第一層承壓水。含水層主要為粉土、粉細(xì)砂,透水性一般,水位標(biāo)高為32.41~35.88m,水位埋深為10.10~13.50m,處于車站結(jié)構(gòu)站臺(tái)層上部,水頭高度1~4m.第一層承壓水與地表水及潛水聯(lián)系極密切。

(3)第二層承壓水。含水層主要為卵石及粉細(xì)砂層、滲透系數(shù)大,為強(qiáng)透水層,水位標(biāo)高為29.33~33.13m,水位埋深為13.00~16.40m,處于車站結(jié)構(gòu)站臺(tái)層下部,水頭高度7~9m.。

3、施工安排

根據(jù)工期要求,為加快工程進(jìn)度,提高工作效率,結(jié)合場(chǎng)地及地質(zhì)水文條件,采用旋挖鉆機(jī)施工,直升導(dǎo)管灌注混凝土成樁的施工方法。另外配備一臺(tái)沖擊鉆機(jī)(只做為輔助使用,當(dāng)旋挖鉆機(jī)難以通過卵石、圓礫地層時(shí),可采用沖擊鉆機(jī)通過)配合施工。為防止鉆孔時(shí)兩樁相距太近或時(shí)間間隔太短,造成塌孔,采取按每間隔兩孔分批跳孔施作的順序。

4、施工工藝流程圖

5、鉆孔灌注樁在施工中常見問題及過程控制措施

5.1孔壁坍落

(1)原因分析:

①護(hù)壁泥漿密度和濃度不足,起不到可靠的護(hù)壁作用;

②護(hù)筒埋深位置不合適,埋設(shè)在砂或粗砂層中;

③成孔速度太快,在孔壁上來(lái)不及形成泥膜;

④孔內(nèi)水頭高度不夠或出現(xiàn)承壓水,降低了靜水壓力;

⑤掏除鉆渣或下放鋼筋籠時(shí),撞擊孔壁;

⑥排除較大障礙物形成較大空洞而漏水致使孔壁坍塌。

(2)控制措施:

①在松散砂土中鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)控制進(jìn)尺,對(duì)泥漿的密度、粘度和膠體率進(jìn)行調(diào)整;

②將護(hù)筒底部貫入粘土中0.5m以上;

③根據(jù)地質(zhì)情況合理選取成孔速度;

④如地下水位變化大,應(yīng)采取升高護(hù)筒、增大水頭,或用虹吸管連接等措施;

⑤從鋼筋籠的綁扎、吊插以及定位墊塊設(shè)置等環(huán)節(jié)均予以充分注意;

⑥如孔口發(fā)生坍塌,應(yīng)先探明坍塌位置,將砂和粘土混合物回填到坍孔位置以上1~2m,如坍孔嚴(yán)重,應(yīng)全部回填,等回填物沉積密實(shí)后再進(jìn)行鉆孔。

5.2護(hù)筒冒水、漏漿

(1)原因分析:①埋設(shè)護(hù)筒時(shí)周圍填土不密實(shí);②起落鉆頭時(shí)碰動(dòng)了護(hù)筒。

(2)控制措施:①埋設(shè)護(hù)筒時(shí),四周的土要分層夯實(shí),發(fā)生冒水、漏漿時(shí)重新選用含水量適當(dāng)?shù)恼惩撂钪?②起落鉆頭時(shí)要防止碰撞護(hù)筒;③開始發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水,可用粘土在四周填實(shí)加固,如護(hù)筒嚴(yán)重下沉或位移,則應(yīng)返工重埋。

5.3縮孔

(1)原因分析:塑性土膨脹。

(2)控制措施:上下反復(fù)掃孔,以擴(kuò)大孔徑。

5.4鋼筋籠安裝不符合設(shè)計(jì)要求

(1)原因分析:①鋼筋籠堆放、起吊、搬運(yùn)沒有嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范要求,支墊數(shù)量不夠或位置不當(dāng),造成籠體變形;②鋼筋籠安放入孔時(shí)不是垂直緩慢放下;③清孔時(shí)孔底沉渣或泥漿沒有清理干凈,造成實(shí)際孔深與設(shè)計(jì)要求不符,鋼筋籠放不到設(shè)計(jì)深度。

(2)控制措施:①在制作過程中,每隔2.0m設(shè)置加勁箍一道,并在籠內(nèi)每隔4m裝一個(gè)臨時(shí)十字形加勁架,在鋼筋籠安放入孔后拆除;②對(duì)已發(fā)生變形的鋼筋籠,進(jìn)行修復(fù)后再使用;③鋼筋籠應(yīng)垂直緩慢放入孔內(nèi),防止碰撞孔壁,加強(qiáng)入孔后的固定措施;④清孔時(shí)應(yīng)把沉渣清理干凈,保證實(shí)際有效孔深滿足設(shè)計(jì)要求。

5.5斷樁

(1)原因分析:①混凝土坍落度太小,骨料粒徑太大,未及時(shí)提升導(dǎo)管或?qū)Ч軆A斜,使導(dǎo)管堵塞,形成樁身混凝土中斷;②混凝土供應(yīng)跟不上,使混凝土澆注中斷時(shí)間過長(zhǎng);③提升導(dǎo)管時(shí)碰撞鋼筋籠,使孔壁土體混入混凝土中;④導(dǎo)管沒扶正,接頭法蘭掛住鋼筋籠;⑤異常惡劣天氣原因?qū)е禄炷凉嘧⒈黄戎袛唷?/p>

(2)控制措施:①嚴(yán)格控制商品混凝土的質(zhì)量,其塌落度及粗骨料粒徑符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求;②拔管時(shí)掌握導(dǎo)管埋深,避免導(dǎo)管脫離混凝土面;③當(dāng)導(dǎo)管堵塞,混凝土尚未初凝時(shí),可吊起一節(jié)鋼軌或其它重物在導(dǎo)管內(nèi)沖擊,把堵塞的混凝土沖開,使混凝土繼續(xù)澆注;④如果混凝土發(fā)生斷樁,可用比原樁稍小的鉆頭,在原樁位鉆孔,至斷樁部位以下適當(dāng)深度時(shí),重新清孔,在斷樁部位增加一節(jié)鋼筋籠,其下部埋入新鉆孔中,然后繼續(xù)澆注混凝土;⑤如果導(dǎo)管接頭法蘭掛住鋼筋籠,鋼筋籠埋入混凝土又不深,則可提起鋼筋籠,轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管,使導(dǎo)管與鋼筋籠脫離;⑥施工期間密切注意天氣變化情況,盡量避開異常惡劣天氣影響。

6、施工總結(jié)

實(shí)踐證明,通過對(duì)以上常見問題原因深入分析,制定詳細(xì)的安全、質(zhì)量、環(huán)保等措施,并經(jīng)過嚴(yán)格的過程控制,加強(qiáng)施工過程動(dòng)態(tài)管理,在本工程鉆孔灌注樁施工過程中,及時(shí)有效的解決了出現(xiàn)的相關(guān)問題,確保了安全生產(chǎn),按期完成車站圍護(hù)樁施工任務(wù),經(jīng)低應(yīng)變動(dòng)力檢測(cè)樁身完整性抽檢,Ⅰ類樁占被檢測(cè)樁數(shù)的99.6%。