一、 桩基在钻孔过程中容易出现的 问题及处理措施

1、坍孔

  坍孔的 特征是孔内水位突然下降又回升,孔口冒出细密的 水泡,出渣量明显增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等.

坍孔原因：大 多数是由于泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成的 .

处理措施：发生坍孔后,应查明坍孔的 位置再进行处理.坍孔位置较深且不是很严重时,采用粘土回填至坍孔位置以上2米~3米,并采取加大 泥浆比重、改善泥浆性能、加高水头等措施,继续慢慢钻进;坍孔严重时,应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填,如果无砂类土和砾石土,可采用粘质土掺入5%~8%的 水泥进行回填,待孔内回填土稳定后重新开钻;坍孔位置不深时,可采用加深护筒的 方法,将护筒内的 填土夯实,重新开钻.

    2、斜孔 

斜孔一般多发生在采用冲击钻成孔上.

斜孔原因：通常是由于地质松软不均、岩面倾斜、钻架移位、钻架不平或钻头遇到探头石等原因造成的 .

处理措施： 钻孔时,要经常检查钻盘是否水平或钢丝绳是否垂直,孔口位置的 钻杆或钢丝绳的 平面位置是否正确,一旦发现偏差应及时调整.当出现斜孔时,一般可在偏斜处吊住钻头反复扫孔,使钻孔正直.偏斜严重时,应回填粘质土(采用回旋钻成孔)或片石(采用冲击钻成孔)到偏斜处顶面,待沉积密实、稳定后重新开钻.

3、扩孔  

    扩孔原因：扩孔大 多数是由于孔壁坍塌或钻杆摆动过大 造成的 .

    处理措施：一般是采用失水率小 的 优质泥浆护壁,改善钻机的 机械性能(减小 钻摆动)来控制扩孔率.

    4、缩孔

    缩孔原因：通常是由于地层中含有膨胀土、软塑土、泥质页岩等不良地质造成的 ,钻头磨损过大 亦能使孔径稍小 .

    处理措施：缩孔发生后,应立即查明原因,如因钻头磨损过大 造成的 缩孔现象,应对钻头及时补焊,加大 钻头.如因以上不良地质条件造成的 ,当缩孔不严重时,可采用钻头上下反复扫孔来扩大 孔径;当缩孔严重时,采取钢护筒防护,一般情况下钢护筒的 长度 要根据不良地质的 厚度 情况来确定,最好是不良地质部分全部下钢护筒.

    5、孔内漏浆 

    孔内漏浆原因：一般是钻孔钻至透水层时由于泥浆的 性能较差、或护筒周围透水、或钻孔遇到小 溶洞时发生的 .

    处理措施：当遇护筒内水头不能保持时,一般采取护筒周围回填土夯实、增加护筒埋置深度 、适当减小 护筒内水头高度 、增加泥浆相对密度 和粘度 、倒入粘土使钻头慢速转动等措施.当用冲击钻冲孔时,可往孔内回填片石、卵石及适当投入一定数量的 水泥,反复冲击,增加护壁.

    6、卡钻

    卡钻原因：常发生冲击钻冲孔时,因先形成了 梅花孔、十字孔、冲锤磨损未及时补焊、钻孔直径变小 而新钻又过大 、冲锤倾倒、遇到探头石或孔内掉入物件卡住等原因造成的 .

处理措施：卡钻锤后不宜强提,可用小 锤冲击或用边冲边吸的 办法将卡锤周围的 钻渣松动后再提出.

7、掉钻

    掉钻原因：一般是由于钻杆磨损过甚、钻锤的 钢丝绳磨损过甚或钢丝绳的 卡口螺丝松动造成的 .

    处理措施：掉钻是在桩基钻孔过程中经常发生的 故障之一,每台钻机都应配备足够的 打捞工具.掉钻后应马上用打捞叉、打捞钩、绳套等工具打捞.如果由于打捞时间过长造成钻头被埋,应先清理泥沙,然后再使用打捞工具进行打捞.特别强调指出：初次掉钻头时,钻头在孔内一般是正立的 ,如果一次打捞不成功造成第二次或者多次掉钻,那么钻头掉在孔内就不一定是正立的 ,给打捞造成更大 的 困难.

二、桩基在清孔过程中容易出现的 问题及处理措施

1、清孔造成塌孔

塌孔原因：由于换浆过快、较快地降低泥浆相对密度 造成的 .

处理措施：清孔造成塌孔时,要根据塌孔的 严重程度 采取不同的 处理方法进行处理.塌孔不严重时,可采用加大 泥浆相对密度 等改善泥浆性能的 措施后继续清孔.塌孔严重时,该孔需要回填重新钻孔;

2、泥浆含砂率过大 及沉渣过大 

    形成原因：泥浆含砂率过大 及沉渣过大 都是由于清孔时加水过快、过多、换浆时不及时捞渣或捞渣不干净、没有使用二级以上沉渣池等原因造成的 .

处理措施：泥浆含砂率及沉渣过大 时都应加大 泥浆相对密度 继续清孔,边清边捞渣,等泥浆的 含砂率符合要求后再把泥浆的 相对密度 降低至符合要求.

3、声测管堵塞

形成原因：在安放桩基钢筋笼时,每节声测管连接完成后没有往管内灌水,以检测声测管是否漏水.

预防措施：声测管在每一节焊接完后,孔内要灌水,水要经过净化处理后才能灌深测管,达到预防探测管底部堵塞目的 .声测管施工时接头焊接要牢固,不得漏浆,顶、底口封闭严实,声测管与钢筋笼用粗铁丝软连接.

三、桩基在灌注混凝土过程中容易出现的 问题及处理措施

1、导管进水

形成原因：导管进水是由于多提升导管且管口超出已灌混凝土表面时发生的 .

处理措施：首批混凝土下落后导管进水,应将已灌注的 混凝土用吸泥机(可用导管作吸泥管)全部吸出,再针对导管进水的 原因改正操作工艺或增加首批混凝土储量重新灌注;在混凝土灌注的 中期,遇到导管进水时,可依次将导管拔出,用吸泥机或潜水泥浆泵将原灌注混凝土表面的 沉淀物全部吸出,将装有底塞的 导管重压插入原混凝土表面2米以下,然后在无水导管中继续灌注,将导管适当提升,继续灌注的 混凝土可冲开导管底塞流出.

2、导管堵管

 形成原因：初灌导管堵管大 多数是由于隔水硬球栓或硬柱塞被卡住而造成的 .中期导管堵塞大 多数是由于灌注时间过长,表面混凝土已初凝或者是由于混凝土的 砂石级配差造成混凝土离析或者是由于混凝土中有大 块物体或者是由于混凝土在导管内停留时间过长而发生堵塞的 .

 处理措施：发生初灌堵管时,可用长杆往管内冲捣,或用振动器振动、硬物敲打导管外侧,或提升导管迅速下落振冲,或用钻杆加配重冲击导管内混凝土.如果这些方法都无效,应将导管拔出,取出导管内物质,重新下导管灌注混凝土;发生中期导管堵塞时,处理的 方法是将导管连同堵塞物一起拔出,疏通导管.若原灌注的 混凝土表层尚未初凝,可用新导管插入原灌混凝土的 表面2米以下深度 ,用潜水泥浆泵下入导管底将管内的 泥浆抽干净,再用圆杆接长的 小 掏渣桶将管内表面混有泥浆的 混凝土掏干净后继续灌注混凝土.

 3、灌注坍孔 

 形成原因：大 的 坍孔特征与钻孔期间比较相似,可用测探仪或测锤探测,如探头达不到混凝土面高程时即可证实发生坍孔.发生灌注坍孔有以下几种原因：护筒脚漏水;潮汐区未保持所需的 水头;地下水压超过孔内水压;孔内泥浆相对密度 、粘度 过低;孔口周围堆放重物或机械振动.

 处理措施：发生灌注坍塌时,如坍塌数量不大 ,可采用吸泥机吸出混凝土表面坍塌的 泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注.如坍孔仍在继续且有扩大 之势,应将导管及钢筋骨架一起拔出,用粘土或掺入5%~8%的 水泥将孔填满,待孔位周围地层稳定后再重新钻孔施工.

    4、钢筋笼上升

形成原因：灌注混凝土时钢筋笼上升的 主要原因是由于混凝土冲出导管底口后向上的 顶托力把钢筋笼上浮.

处理措施：为防止混凝土灌注过程中钢筋笼上浮,灌注混凝土前,应将钢筋笼的 顶端焊接在护筒或其他牢固的 物体上.在灌注混凝土过程中,当灌注混凝土顶面距钢筋笼底部约1米时,应降低混凝土的 灌注速度 ;当混凝土面上升到钢筋笼底4米以上时,提升导管使导管底口高出钢筋笼底2米以上后即可恢复正常速度 灌注混凝土.

5、埋管

形成原因：埋管一般是由于导管埋置深度 过大 所造成的 .

预防措施：为了 避免造成埋管事故,在混凝土灌注过程中应严格控制埋管深度 在2米~6米之间;若已造成埋管事故,即要对该桩基进行处理.

6、断桩

    断桩是由于桩基混凝土的 某一部分和全部端面段泥浆浸入,破坏了 桩的 整体性受力形态, 形成废桩.

  (1)常见的 断桩形式一般有以下四种:

   ①、混凝上桩体与基岩之间不凝固.由于导管下孔距孔底过远或混凝上被冲洗液稀释,使水灰比增大 ,造成混凝土不凝固而出现断桩现象.

   ②、桩身中段出现混凝土不凝体.受地下水活动的 影响或管密封不良,冲洗液浸入使局部混凝土水灰比增大 ,也能产生断桩现象.

   ③、桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开.在浇注混凝上时,导管提升过多,露出了 混凝土面, 或因停电、待料等原因造成夹渣, 这些问题也是产生断桩现象的 重要原因.

   ④、桩身出现空洞体.原因是未采用“回顶”法灌注, 而是从孔口直接倾倒的 办法灌注混凝土,产生离析,造成凝固后不密实,个别区段产生疏松、空洞现象.

  (2)影响断桩的 因素

   ①、水泥初凝时间过短;

   ②、骨料粒径偏太,砂粒中有大 卵石;

   ③、水泥混凝土的 和易性差,流动性差;

   ④、清孔工作不彻底;

   ⑤、导管埋得过深或过浅;

   ⑥、导管进水、导管堵管;

   ⑦、由于机械故障、施工机具配置、劳动力组织不合理,致使灌注时间过长;

  (3)产生断桩的 原因

   ①、在灌注混凝土过程中

    由于测定已灌混凝土表面标高错误,导致导管埋深过小 ,出现拔脱提漏现象,形成夹层断桩.特别是钻孔灌注桩后期,超压力不大 或探测仪器不精确时,易将泥浆中混合的 坍土层误认为是混凝土表面.因此,必须严格按照规程规定的 测深锤测量孔内混凝土表面高度 ,并认真核对,保证提升导管不出现失误.

   ②、在灌注过程脱管

    导管的 埋置深度 是一个重要的 施工指标.由于导管埋深过大 ,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大 混凝土与导管壁的 摩擦力,加上导管采用已很落后且提升阻力很大 的 法兰盘连接的 导管, 在提升时, 因为连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩.

   ③、在灌注过程卡管

    由于人工配料的 随意性较大 ,如果责任心差, 造成混凝土配合比在执行过程中的 误差大 , 使坍落度 波动大 , 拌出的 混合料时稀时干.坍落度 过大 时会产生离析现象, 使粗骨料相互挤压阻塞导管;由于坍落度 过小 或灌注时间过长,使混凝土的 初凝时间缩短,加大 混凝土下落阻力而阻塞导管, 都会导致卡管事故,造成断桩.

   ④、在灌注过程坍塌

    由于工程地质情况较差,施工单位组织施工时重视不够,有甚者分包或转包,施工者没有经验,在灌注过程中,井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等, 造成类泥砂性断桩.

   ⑤、特殊原因

    由于导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行,井中水位突然下降等因素,都可能造成断桩.

（4）断桩的 预防措施

   ①、要选用初凝时间不早于2.5h 的 水泥,对于桩较长,桩径大 ,灌注时间较长者,可在首批混凝土中掺入缓凝剂;

   ②、严格把好材料关,严格控制粗骨料最大 粒径不大 于导管内径的 1/6 — 1/8 和钢筋最小 净距的 1/4,细骨料的 级配选择良好的 中砂,同时注意剔除细骨料中的 大 卵石;

   ③、最大 限度 地降低实际生产与试验之间的 偏差,施工过程中要及时做好材料含水量的 检测,应该做到每车集料都要过秤,采取重量比控制,保证用水量和含砂率不至产生较大 偏差,保证混凝土的 和易性和流动性,其坍落度 控制在18厘米-20厘米 之间;

   ④、要严格按规范要求进行清孔.由于孔内沉淀层厚度 对于摩擦桩不大 于0.5 倍的 桩径,对于柱桩不大 于设计规定;泥浆的 比重在1.05-1.20 之间,含砂率小 于4%,粘度 17s —20s.灌注前,必须对孔底沉淀层厚度 再进行一次测定,如厚度 超过规定,需再次清孔,可用灌注导管做吸泥管用空气吸泥机清孔,或对孔底高压射水或射风3米in-5米in,使沉渣悬浮,然后立即灌注混凝土;

   ⑤、灌注即将结束时,如出现混凝土顶升困难时, 除按规范保证漏斗底口高出井孔水面4米=6米 外, 应在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土.在拔出最后一段导管时,拔管速度 应较慢些,以防泥浆挤入桩内.

  (5)断桩的 处理措施

   ①、灌注初期的 断桩

在开盘后,仅仅灌注了 数米就因故中止,而且确实不能在短时间内恢复灌注,则应立即拔出导管,用气举法吸渣将孔内尚未凝结的 混凝土清除干净,不宜采用二次剪球的 方法,因为这样处理易造成夹泥的 缺陷.如断桩时,孔内混凝土已有相当数量,气举法难以吸除而混凝土面离护筒底还有一定距离.这种情况下可考虑割除部分钢筋笼,趁混凝土强度 低时用冲击钻将混凝土连同钢筋全部冲碎清除.钢筋碎断后可用电磁铁吸除.

②、内套钢护筒,清水接桩

 在灌注中止时, 混凝土面离孔口不足20米, 可采用一个比钢筋笼直径稍小 的 牙轮钻,从混凝土面钻入1 米以清除表层混凝土,然后制作一条比现有护筒稍小 而比钢筋笼直径稍大 ,尽量接近设计桩径的 钢护筒,从外护筒与钢筋笼之间放入孔内, 可直至混凝土面.

③、旋喷帷幕法

 要在桩身周围连续钻孔后旋喷灌浆,浆与砂土固结后形成一帷幕,然后用小 钻头扫除桩经内1 米后混凝土表层,将泥浆置换为清水,由潜水员下去将余渣清除干净,最后在清水中第二次灌注水下混凝土.如果钻孔间距20～60 米不等, 依具体地质情况而定.为稳妥期间,要防止液窜入孔内,还应向孔内回填土才能保证质量.

④、冻结法

 要用人工制冷技术,在桩外周钻孔,放置冷混凝土,将混凝土以上护筒以下的 孔壁土体中的 水冻结,形成强度 约为5~10米Pa 的 冻土帷幕,达到人工处理断面并在干处浇注混凝土的 目的 .在冷冻孔内宜采取降低水化热措施,并搀加防冻早强剂,从而以免混凝土遭冻害及产生温度 裂纹.下载本文