旋挖鉆機(jī)成孔、成樁過程中常見的問題以及解決方案
1、護(hù)筒冒水
護(hù)筒外壁冒水,嚴(yán)重的會引起地基下沉、護(hù)筒傾斜和位移,造成樁孔偏斜,甚至無法施工。
病因分析:埋設(shè)護(hù)筒時周圍土不密實,或護(hù)筒水位差太大,或鉆頭起落時碰撞。
防治措施:埋護(hù)筒時坑底與四周要選用最佳含水量的粘土分層夯實;在護(hù)筒適當(dāng)高度開孔,使護(hù)筒內(nèi)保持有1-1.5m的水頭高度;起落鉆頭時防止碰撞護(hù)筒;初發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水時可用粘土在四周填實加固,如護(hù)筒嚴(yán)重下沉或位移則應(yīng)返工重埋。
2、鉆進(jìn)極慢或不進(jìn)尺
在硬可塑粘土層中鉆進(jìn)極慢,一般為8-10h,占單樁鉆進(jìn)進(jìn)間的60%-70%.
病因分析:鉆頭選型不當(dāng),合金刀具安裝角度欠妥,刀具切土過淺,鉆頭配重過輕,鉆頭被粘土糊滿。
防治措施:更換或改造鉆頭,重新安排刀具角度、形狀、排列方向,加大配重、加強(qiáng)排渣、降低泥漿比重或改用鉆進(jìn)方式,采取反循環(huán)鉆進(jìn)方式。
3、樁孔孔壁坍塌
成孔中或成孔后,孔壁不同程度塌落。成孔中排出的泥漿不斷出現(xiàn)氣泡,有時護(hù)筒內(nèi)的水位突然下降,均為塌孔的兆頭。
病因分析:主要是由于土質(zhì)松散,加之泥漿護(hù)壁不好;護(hù)筒埋設(shè)不好,筒內(nèi)水位不高;提住鉆頭鉆進(jìn);鉆頭鉆速過快或空轉(zhuǎn)時間太長都易引起鉆孔下部坍塌;成孔后待灌時間和灌注時間過長。
防治措施:在松散易坍土層中適當(dāng)深埋護(hù)筒,密實回填土,使用優(yōu)質(zhì)泥漿,提高泥漿比重和粘度,升高護(hù)筒,終孔后補(bǔ)給泥漿,保持要求的水頭高度,保證鋼筋籠制作質(zhì)量,防止變形;吊設(shè)時要對準(zhǔn)孔位,吊直扶穩(wěn),緩緩下沉,防止碰撞孔壁;成孔后待灌時間一般不超過3h,并盡可能加快灌注速度、縮短灌注時間;在鋼筋籠未下孔內(nèi)的情況下,漿砂、粘土混合物回填至坍塌孔深以上1-2m,或全孔回填并密實后再用原鉆頭和優(yōu)質(zhì)泥漿掃孔;在鋼筋籠碰孔壁而引起輕微坍塌的情況下,用直徑小于鋼筋籠內(nèi)徑的鉆頭以優(yōu)質(zhì)泥漿掃孔或用導(dǎo)管清孔。
4、樁孔局部縮頸
局部縮頸是指局部孔徑小于設(shè)計孔徑。
病因分析:泥漿性能欠佳,失水量大。引起塑性,土層吸水膨脹,或形成疏松,蜂窩狀厚層泥皮;鄰樁施工間距不當(dāng),土層中應(yīng)力尚未消散,新孔孔壁軟土流變;鉆頭直徑磨損過大。
防治措施:采用優(yōu)質(zhì)泥漿,控制泥漿比重和粘度,降低失水量;當(dāng)設(shè)計樁距<4D時應(yīng)跳隔1~2根樁施工;新樁盡可能在鄰樁成樁36h后開鉆;用泥漿和足尺寸鉆頭掃孔;掃通清孔后盡快灌注砼。
5、樁孔偏移傾斜
成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。
病因分析:鉆機(jī)安裝不平或鉆臺下有虛土產(chǎn)生不均勻沉陷;樁架不穩(wěn),鉆桿導(dǎo)架垂直,鉆機(jī)磨損,部件松動;護(hù)筒埋設(shè)偏斜,鉆桿彎曲,主動鉆桿傾斜;遇舊基礎(chǔ)或大石等地下障礙物,土層軟硬不均或基巖傾斜。
防治措施:鉆機(jī)安裝周正、水平、穩(wěn)固、無束前緣切點,轉(zhuǎn)盤中心和護(hù)筒中心三點面一線;護(hù)筒不偏斜,鉆桿不彎曲,主動鉆桿保持垂直,增添導(dǎo)向架,控制提引水龍頭,盡可能采用鉆挺加壓;清除地下障礙物;除軟硬互層采用輕壓慢轉(zhuǎn)技術(shù)參數(shù)外,從軟塑粘土層,尤其流塑粘土層和砂層進(jìn)入硬塑粘土層或從粘土層進(jìn)入基巖時,籠裝鉆下端的錐形導(dǎo)向小鉆頭需改用平底導(dǎo)向小鉆頭,或者直接用不帶導(dǎo)向小鉆頭的平底鉆頭鉆進(jìn);采用沉井、控孔樁等方式清除地下障礙物;在硬塑料粘土層發(fā)生偏斜時,用砂、料土混合物回填偏斜以上1-2m,待密實后用平度合金鉆頭輕壓慢轉(zhuǎn)傾斜;在基巖面發(fā)生偏斜時,可投入20-40mm粒徑碎石,略高于偏斜處,沖擊密實后用平底合金鉆頭、牙輪滾刀鉆或平底鋼粒鉆頭糾斜。
6、孔底沉渣過多
孔底沉淤,殘留泥砂過厚或孔壁泥土塌落在孔底。
病因分析:清孔未凈,清孔泥漿比重過小或清水置換;鋼筋籠吊放未垂直對中,碰刮孔壁泥土坍落孔底;清孔后待灌時間過長,泥漿沉淀;沉渣厚度測量的孔底標(biāo)高不統(tǒng)一。
防治措施:終孔后鉆頭提高孔底10-20cm,保持慢速空轉(zhuǎn),維持循環(huán)清孔時間不少于30min;清孔采用優(yōu)質(zhì)泥漿,控制泥漿比重和粘度不要直接用清水置換,鋼筋籠垂直緩放入孔;用平底鉆頭時沉渣厚度從鉆頭底部所達(dá)到的孔底平面算起;用底部帶圓錘的籠頭鉆頭時沉渣厚度從鉆頭底部所達(dá)到的孔底平面算起;或采用導(dǎo)管二次清水,沖孔時間以導(dǎo)管內(nèi)測量的孔底沉渣厚度達(dá)到規(guī)范要求為準(zhǔn);提高砼初灌時對孔底的沖擊力,導(dǎo)管底端距孔底控制在30-40cm,初灌砼量須滿足導(dǎo)管底端能埋入砼中1.0m以上的要求,利用隔水塞和砼沖刷殘留沉渣。
7、導(dǎo)管堵塞
灌注過程中,砼在導(dǎo)管中不能下落,影響灌注工作順利進(jìn)行。
病因分析:初灌時隔水塞堵管;粗骨粒徑過大;砼坍落度不合要求,和易性、流動性差,拌合不均勻產(chǎn)生離析;導(dǎo)管連接部位和焊縫不密時,發(fā)生漏水,管內(nèi)形成水塞;當(dāng)管內(nèi)砼不滿而含有空氣時,砼整斗傾入導(dǎo)管,導(dǎo)致管內(nèi)形成高壓氣塞,或氣塞擠破管節(jié)間密封墊繼而導(dǎo)致導(dǎo)管漏水;機(jī)械發(fā)生故障,導(dǎo)管內(nèi)砼已初凝,增大下落阻力。
防治措施:隔水塞直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑匹配,能從管內(nèi)順利排出,隔水膠墊應(yīng)安裝在隔水塞的頂面,先儲灌0.2-0.3m3水泥砂漿,后灌注砼,防止骨粒長阻水塞,選用粒徑小于25mm的粗骨料,其最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4;嚴(yán)格砼配合比,坍落度控制在16-22cm,坍落度降低至15cm的時間一般不宜小于1h;砼拌合均勻,攪拌機(jī)拌合時間大于90s;確保導(dǎo)管連接部位和焊縫的密封性,導(dǎo)管應(yīng)在大于0.5-0.7MPa下試壓,時間大于15min而不泄漏,以免在導(dǎo)管內(nèi)形成水塞;澆灌過程中砼宜徐徐倒入漏斗的導(dǎo)管,避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞;為確保機(jī)械運轉(zhuǎn)正常必須有備用攪拌機(jī),必要時可在砼中摻加緩凝劑;采用長桿沖搗,強(qiáng)力抖動導(dǎo)管,或在導(dǎo)管上端安裝震動器等方法迫使隔水塞或砼下落,如上述方法處理無效,應(yīng)立即提出導(dǎo)管進(jìn)行清理,視孔內(nèi)砼情況重新澆灌或接樁處理;當(dāng)隔水塞堵塞導(dǎo)管時可將提管時散落在孔底的砼拌合物清除,重新下隔水塞澆灌;當(dāng)孔內(nèi)砼尚未初凝時盡快清理導(dǎo)管,重新下至砼面,開泵沖冼浮漿后重新下隔水塞澆灌,隔水塞沖出后盡可能將導(dǎo)管向下插入原先澆灌的砼內(nèi),原位上下穿插導(dǎo)管,使砼混合密實,再繼續(xù)澆灌;砼初凝后可用較鋼筋籠直徑稍小的鉆頭鉆進(jìn)至原先導(dǎo)管的底端埋置深度重新清孔,最好增加一節(jié)較小直徑的鋼筋籠埋入新孔,按正常程序澆灌砼。
8、鋼筋籠上浮或下沉
系指鋼筋籠的位置高于或低于設(shè)計位置的現(xiàn)象。上浮較大時降低了樁體抗水平剪切能力;下沉過多給土建施工帶來麻煩和損失。
病因分析:鋼筋籠放置初始位置過高或過低,砼流動性過小,導(dǎo)管在砼中埋置深度過大(6m以上),鋼筋籠被砼頂托上;導(dǎo)管掩埋過長,提升時易搖晃,難以對準(zhǔn)籠的中心,易發(fā)生掛籠現(xiàn)象;導(dǎo)管提升過程砼下沉太快,瞬時反沖力使鋼筋籠上;鋼筋籠制作質(zhì)量不佳或吊裝不當(dāng)而變形;或樁孔傾斜,鋼筋籠隨之而變形,增加了砼上升力;籠底鋼筋向內(nèi)彎折鉤掛導(dǎo)管;鋼筋籠與孔口固定不變,在自重及受壓時將鐵絲拉長而沉;或鋼筋籠自重太輕,被砼頂起。
防治措施:鋼筋籠旋轉(zhuǎn)初始位置準(zhǔn)確無誤并與孔口固定牢固。為防止鐵絲拉長下沉或頂住上升力,可采用吊裝加套管等方法頂住鋼筋籠上口;加快灌注速度,縮短澆灌時間或添加緩凝劑,防止砼頂層進(jìn)入鋼筋籠時流動性變小,砼接近籠底時控制導(dǎo)管埋深在1.5-2m,盡量減少穿插導(dǎo)管,改用轉(zhuǎn)動導(dǎo)管密實砼;每澆灌一斗砼,檢查一次埋深,勤測深,勤拆管,直到鋼筋籠埋牢后恢復(fù)正常埋置深度,一般控制在2-4m,最大不超過6m,便于轉(zhuǎn)動移位;鋼筋籠上升時停止?jié)补囗牛瑱z查埋管深度,拆除部分導(dǎo)管,保持埋管1.5-2m,導(dǎo)管鉤掛筋籠時要下降導(dǎo)管,轉(zhuǎn)動移位脫鉤后上提。
9、斷樁
砼凝固后不連續(xù),中間被沖洗液等疏松體及泥土充填的間斷樁,影響了樁本身的整體性,降低了樁體強(qiáng)度和承載力,以至不滿足設(shè)計要求。
病因分析:坍落度損失大的配方和澆灌過程不連續(xù)是造成斷樁的重要原因,灌注過程中發(fā)生埋管、卡管以及其他一些情況都將造成斷樁:①埋管:導(dǎo)管在砼中掩埋過長,鋼筋籠變形,灌注時間過長,砼已初凝,內(nèi)阻力成倍增長,導(dǎo)管被卡死在砼內(nèi);法蘭盤頂住鋼筋籠下端,由于孔斜大,籠與孔壁摩擦阻力過大,加上籠內(nèi)已有一定高的砼使導(dǎo)管無法提升;②卡管:骨料級配不合理,含有大粒徑的卵石、漂礫;砼出拌和機(jī)時間或運輸路程過長,已產(chǎn)生離析局部初凝現(xiàn)象而直接用于灌注,導(dǎo)管密封不良,局部漏水。
防治措施:按有關(guān)規(guī)范要求,通過計算機(jī)和試配確定砼配合比,砼應(yīng)具良好的和易和流動度,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求,初凝時間應(yīng)為正常灌注時間的2倍,要求灌注過程連續(xù)、快速,防止出現(xiàn)上述埋管、卡管及其它情況。
10、坍孔
在灌注過程中如發(fā)現(xiàn)井孔護(hù)筒漿內(nèi)泥漿位忽然上升溢出護(hù)筒,隨即驟降并冒出氣泡,應(yīng)懷疑是坍孔征象,可用測深錘探測。如測深錘原系停掛在砼表面未取出的現(xiàn)被埋不能上提,或測深錘探測砼面時達(dá)不到原來深度,相差很多,均可證實確為坍孔。
坍孔原因可能是護(hù)筒底腳周圍漏水,孔內(nèi)水位降低或在潮汐河流中,當(dāng)漲潮時孔內(nèi)水位差減小,不能保持原有靜水壓力,以及由于護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)器振動等均可引起坍孔。
發(fā)生坍孔后應(yīng)查明原因,采取相應(yīng)的措施,如保持或加大水頭、移開重物、排除振動等,防止繼續(xù)坍孔,然后用吸泥機(jī)吸出坍入孔中的泥土,如不繼續(xù)坍孔可恢復(fù)正常灌注。坍孔不嚴(yán)重時可回填至坍孔位置以上,并采取改善泥漿性能、加高水頭、埋深護(hù)筒等措施,繼續(xù)鉆進(jìn)。坍孔嚴(yán)重時應(yīng)立即將鉆孔全部用砂或小礫石夾粘土回填,暫停一段時間后查明坍孔原因,采取相應(yīng)措施重鉆。坍孔部位不深時可采取深埋護(hù)筒法,將護(hù)筒周圍土夯實重新鉆孔。
11、孔身偏斜
遇有孔身偏斜、彎曲時應(yīng)分析原因,進(jìn)行處理。一般可在偏斜處吊住鉆錐反復(fù)掃孔,使鉆孔正直;偏斜嚴(yán)重時應(yīng)回填粘性土到偏斜處,待沉積密實后再鉆進(jìn)。
12、擴(kuò)孔、縮孔
遇有擴(kuò)孔、縮孔時應(yīng)采取防止坍孔和防止鉆錐擺動過大的措施?s孔是鉆錐磨損過甚、焊補(bǔ)不及時或因地層中有遇水膨脹的軟土、粘土泥巖造成的,前者應(yīng)注意及時焊補(bǔ)鉆錐,后者應(yīng)采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁。已發(fā)生縮孔時宜在該處用鉆錐上下反復(fù)掃孔以擴(kuò)大孔徑。
13、糊鉆、埋鉆
糊鉆、埋鉆常出現(xiàn)于正循環(huán)(含潛水鉆機(jī))內(nèi)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)和沖擊鉆進(jìn)中。遇此應(yīng)對泥漿稠度、鉆渣進(jìn)出口、鉆桿內(nèi)徑大小、排渣設(shè)備進(jìn)行檢查計算,并控制適當(dāng)?shù)倪M(jìn)尺;若已嚴(yán)重糊鉆,應(yīng)停鉆提出鉆錐,清除鉆渣。
14、卡鉆
卡鉆常發(fā)生在沖擊鉆孔?ㄣ@后不宜強(qiáng)提只宜輕提,輕提不動時可用小沖擊鉆錐沖擊或用沖、吸的方法將鉆錐周圍的鉆渣松動后再提出。
15、掉鉆落物
掉鉆落物時宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈,若落體已被泥沙埋住,應(yīng)按前述各條,先清除泥砂,使打撈工具接觸落體后再打撈。
在任何情況下,嚴(yán)禁施工人員進(jìn)入沒有護(hù)筒或其它防護(hù)設(shè)施的鉆孔中處理故障。當(dāng)必須下護(hù)筒或其它防護(hù)設(shè)施的鉆孔時,應(yīng)檢查孔內(nèi)無有害氣體,并備齊防毒、防溺、防坍埋等安全設(shè)施后方可行動。