旋挖钻灌注桩施工质量通病防治

旋挖钻灌注桩施工旋挖钻灌注桩施工概述旋挖钻机：是利用伸缩钻杆传递扭矩并带动回转钻斗、短螺旋钻头或其他作业装置进行干、湿钻进、逐次取土（岩屑）、反复循环作业成孔的一种专用机械设备。旋挖钻机钻头：起掘进作用，钻满一桶泥，提上来甩掉再钻下一桶，重复操作到达一定深度。旋挖钻机主要由主机、钻杆和钻头三部分组成。主机：主要有履带式、步履式、汽车式等，目前常见的是履带式主机。钻杆：旋挖钻机钻进时，为了使钻具摆脱拆卸和拧接的麻烦而采用伸缩式钻杆，其断面有方形和圆形两种。伸缩式钻杆可以分为摩擦式钻杆（在钻进过程中利用钻杆内、外节间的摩擦键之间的摩擦来传递钻进压力的一种钻杆）和机锁式钻杆（在钻进过程中利用钻杆上的机锁点和机锁键之间的咬合来传递钻进加压力的一种钻杆）两大类，目前国内外的旋挖钻机一般均采用内锁定式伸缩钻杆。摩擦式钻杆具有操作简便，在同一主机上使用可实现更大钻深（比机锁杆层多）的优点，但靠摩擦力向钻具传递主机提供的压力，下压力较小，不适合钻进硬地层。机锁式钻杆抗扭能力大，向钻具传递压力大，无传压损失，适合钻硬地层。钻头：可分为螺旋钻头、直螺旋钻头、筒式取芯钻头、冲击钻头、冲抓锥钻头、液压抓斗和扩底钻头。螺旋钻头根据钻进地层不同,短螺旋钻头分为嵌岩短螺旋钻头和土层短螺旋钻头两类。按其头部结构形式分，短螺旋钻头又可分为锥头短螺旋钻头和平头短螺旋钻头。一般情况，嵌岩短螺旋钻头多为锥头形式，土层短螺旋钻头多为平头形式。锥头短螺旋钻头根据锥头结构形式的不同和钻头导程的多少又可分为单锥单螺旋钻头、双锥单螺旋钻头以及双锥双螺旋钻头3种。嵌岩短螺旋钻头所用切削具为头部镶焊有钨钴硬质合金的截齿，主要用于钻进风化基岩、胶结性较好的卵砾石地层及永冻土层。土层短螺旋钻头所用切削具为耐磨合金钢斗齿或斗齿加截齿，主要用于钻进地下水位以上土层、砂土层和粒径不大的砾石层。螺旋钻头系列：2.旋挖钻斗旋挖钻斗主要用来钻进较软的第四纪地层，还可用于钻孔清渣。旋挖钻斗根据底部结构不同可分为单底板土层钻斗和双底板捞砂钻斗，进土口分为单口和双口。根据钻斗筒体直径和钻机类型及其所钻地层钻斗设计有直筒和锥筒，底板的开合机构可设计为公母钩开合机构和矛头开合机构。针对地层情况制定不同的斗齿焊接角度。钻斗的筒体及底板均采用强度高、耐磨性能好的合金Mn板制作。根据钻进不同地层，切削具可设计为耐磨合金钢铲式直斗齿和旋转斗齿、子弹头截齿以及斗齿与截齿混装3种形式。单底钻头双底钻头适合钻进粘性地层及胶结性强的地层适合钻进砂土层及胶结性差的卵砾石层3.筒式取芯钻头常见的有两种：截齿筒钻（适用于中硬基岩和卵砾石），牙轮筒钻（适用于坚硬基岩和大漂石）。在筒式取芯钻的两大类钻头中，又有带取芯装置和不带取芯装置之分，主要取决于取芯的难度。因为牙轮取芯钻头主要用于硬岩钻进，且钻取的环状面积大，如果有条件的还可以通过在钻头部分加装反循环机构进行反循环钻进，以提高钻进效率。4.扩扩底钻钻头常用的的以机机械式式为主主，有有上开开式和和下开开式的的，张张开机机构一一般为为四连连杆的的，用用于土土层、、强风风化、、中风风化地地层甚甚至坚坚硬基基岩。。旋挖成成孔灌灌注桩桩宜用用于填填土、、粘性性土、、粉土土、砂砂土、、碎石石土、、软岩岩及风风化岩岩等岩岩土层层。旋挖钻钻机常常规钻钻进工工艺静浆护护壁钻钻孔全护筒筒钻孔孔钻干孔孔造壁钻钻孔（（提前前注浆浆处理理孔壁壁）旋挖成成孔灌灌注桩桩按成成孔方方法可可分为为：干作业业旋挖挖成孔孔灌注注桩；；湿作业业旋挖挖成孔孔灌注注桩；；套管护护壁作作业旋旋挖成成孔灌灌注桩桩；复合工工艺旋旋挖成成孔灌灌注桩桩。干作业业旋挖挖成孔孔：不不使用用稳定定液护护壁，，直接接采用用旋挖挖钻具具成孔孔的一一种工工法。。湿作业业旋挖挖成孔孔：采用旋旋挖钻钻具成成孔、、稳定定液（（水、、化学学浆、、膨润润土、、CMC）护壁壁的一一种工工法。。套管护护壁作作业旋旋挖成成孔：：使用用套管管跟进进对易易坍塌、、易缩缩径地地层进行护护壁，，采用用旋挖挖钻具具成孔孔的一一种工工法。。旋挖钻钻灌注注桩成成孔旋挖成成孔灌灌注桩桩作业业地面面应坚坚实平平整,作业业过程程中地地面不不得下下陷，，工作作坡度度不得得大于于3.5%；地地面不不能满满足旋旋挖钻钻机接接地比比压要要求时时，应应采取取铺设设路基基板、、硬化化地面面等措措施满满足要要求。。旋挖成成孔灌灌注桩桩护筒筒埋设设应满满足要要求；；护筒内内径宜宜大于于钻头头直径径200mm～～300mm，钢护护筒的的直径径误差差应小小于10mm。。护筒筒下端端宜设设置刃刃脚。。多节节钢护护筒连连接宜宜采用用焊接接。焊焊接接接头应应满足足强度度、刚刚度、、及防防漏的的要求求，必必要时时可焊焊接加加肋筋筋。护筒顶顶端高高出地地面不不宜小小于0.3m；钻孔孔内有有承压压水时时，护筒顶顶端应应高出出稳定定后的的承压压水位位1.5m。护筒埋埋设时时，应应确定定钢护护筒的的中心心位置置。护筒的的中心心与桩桩位中中心偏偏差不不得大大于50mm，，护筒筒倾斜斜度不不得大大于1％。护筒筒就位位后，，应在在四周周对称称、均均匀地地回填填粘土土，并并分层层夯实实，夯夯填时时应防防止护护筒偏偏斜移移位。。4.旋旋挖挖钻机机埋设设钢护护筒时时，应应先采采用稍稍大口口径的的钻头头钻至至预定定位置置，提提出钻钻头后后，再再用钻钻斗将将钢护护筒压压入到到预定定深度度。钢护筒筒驱动动工法法与装装备：：旋挖钻钻机在在钻孔孔作业业中一一般都都需要要埋设设钢护护筒（（施工工经验验：小小于1000时可不加））。国内的方方法一般是是人工埋钢护护筒，即先挖坑坑或先钻孔孔再将护筒筒埋入，采采用这种方方式，第一一施工量大大，需要挖挖掘机等施施工设备；；第二在钻钻预埋孔时时会出现塌塌孔，出现现边塌边钻钻，边钻边边塌的现象象。钢护筒驱动动装备能在在技术上解解决此问题题，这种装装备在回填填土层、浅浅层砂卵石石层、多溶溶洞石灰岩岩层可发挥挥明显优势势。作业机理：：作业时动动力头通过过驱动盘、、连接盘、、钢护筒驱驱动连接器器将转矩传传递给钢护护筒、护筒筒靴，使钢钢护筒、护护筒靴产生生旋转运动动；同时，，旋挖钻机机加压装置置下压动力力头并通过过动力头将将下压力传传递给钢护护筒、护筒筒靴。这样样边向下压压边旋转的的运动使护护筒钻入地地层，钢护护筒钻入与与钻机取土土交替进行行，保证了了在回填土土层、浅层层砂卵石层层、多溶洞洞石灰岩层层不塌空、、不漏水、、不浪费混混凝土情况况下高效作作业。成孔时应符符合下列规规定：1钻杆杆应保持垂垂直稳固，，位置准确确（操作场地地坚硬，不不出现软弱弱层，浮渣渣）。2钻进进速度应根根据地层变变化情况及及时调整；；3钻进进过程中，，应随时清清理孔口积积土，遇到到地下水、塌塌孔、缩孔孔等异常情况况时，应及及时处理。。旋挖钻灌注注桩成孔形形式：1.干作业业旋挖成孔孔干作业旋挖挖成孔适用用于地下水水位以上的的素填土、、粘性土、、粉土、砂砂土、碎石石土及风化化岩层。干作业旋挖挖成孔灌注注桩的施工工工艺流程程如下：2.湿作业业旋挖成孔孔湿作业（即即稳定液护护壁）旋挖挖成孔适用用于地下水水位以下的的粘性土、、粉土、砂土（人保保项目）、填土、碎碎石土及风风化岩层。。湿作业旋挖挖成孔灌注注桩的施工工工艺流程程如下：常用泥浆配配比表成孔钻进注注意事项不论孔内有有无地下水水和表层土土质如何，，均需设置置表层护筒筒，护筒至少需需高出地面面30cm。在表层护护筒插入到到预定深度度以前，均均需使用钻钻头的铰刀刀。为防止钻斗斗内的土砂砂掉落到孔孔内而使稳稳定液性质质变坏或沉沉淀到孔底底，斗底活活门在钻进进过程中始始终应保持持关闭状态态。必须控制钻钻斗在孔内内的升降速速度。因为如果果快速地上上下移动钻钻斗，那么么水流将以以较快的速速度由钻斗斗外侧和孔孔壁之间的的空隙中流流过，导致致冲刷孔壁壁；有时还还会在上提提钻斗时在在其下方产产生负压而而导致孔壁坍塌，，缩颈。按照钻孔阻阻力大小，，考虑必要要的扭矩，，来决定钻钻斗合适转转数。钻斗转速参参考值在桩端持力力层中钻进进时，需考虑由由于钻斗的的吸引现象象使桩端持持力层松驰驰，为此上上提钻斗时应应缓慢。如果桩端端持力层倾倾斜时，为为防止钻斗斗倾斜，应应稍加压钻钻进。为防止孔壁壁坍塌，应应确保孔内内水位高出出地下水位位2m以上上（降水井施施工例子））。在钻进或或提升钻头头过程中始始终保持同同一液面，，特别是不不应缺浆，，否则将造造成钻孔坍坍塌的危险险。旋挖钻钻机泥浆补补充一般采采用泵送方方式。清孔。钻斗斗的刀刃是是倾斜的，，会扰动孔孔底土层；；钻进时钻钻渣和回落落土多少会会沉淀于孔孔底，因此此清渣工作作很重要。。第一次孔底底处理：在钢筋笼笼安放前进进行，一般般用捞渣钻钻斗来排除除沉渣；如如果沉淀时时间较长，，则应采用用水泵进行行循环处理理。第二次孔底底处理：在混凝土土灌注前进进行，通常常采用泵吸或气举举法进行。清孔清孔方法选选择表钢筋笼制作作及安装钢筋笼制作作与安装允允许偏差钢筋笼的吊吊放应对准准孔中心，，避免碰撞撞孔壁，应应缓慢垂直直自由下放放，两节钢钢筋笼孔孔口对接时时应从垂直直两个方向向校正钢筋筋笼垂直度度，对接接接头宜采用用帮条焊或或搭接焊，，钢筋笼就就位后应立立即固定。。混凝凝土土制制备备及及灌灌注注对于于干干作作业业成成孔孔，灌灌注注混混凝凝土土前前应应再再次次检检查查孔孔底底，，确确保保孔孔底底干干净净无无虚虚土土等等杂杂物物。。灌注注混混凝凝土土应应采采用用串串筒筒或或导导管管，，串串筒筒或或导导管管下下口口距距孔孔底底不不宜宜大大于于2.0m；扩扩底底桩桩灌灌注注混混凝凝土土时时，，第第一一次次应应灌灌到到扩扩底底部部位位的的顶顶面面，，随随即即振振捣捣密密实实；；灌灌注注桩桩顶顶以以下下5m范范围围内内混混凝凝土土时时，，应应随随灌灌注注随随利利用用插插入入式式振振动动器器捣捣密密实实，，每每次次灌灌注注高高度度不不得得大大于于1.5m。。桩桩顶顶宜宜超超灌灌0.3m以以上上，，确确保保桩桩顶顶质质量量。。对于于湿湿作作业业成成孔孔，，灌灌注注混混凝凝土土前前应应再再次次检检查查孔孔底底，，若若沉沉渣渣厚厚度度超超标标应应二二次次清清孔孔，，合合格格后后应应立立即即灌灌注注混混凝凝土土。。水下灌注混凝凝土应符合下下列规定：水下灌注混凝凝土配合比应应通过试验确确定，混凝土土必须具备良良好的和易性性；坍落度宜为180～220mm；水水泥用量不应应少于360kg/m3，当掺入粉粉煤灰时水泥泥用量可不受受此限。水下灌注混凝凝土的含砂率率宜为40％％～50％，，并宜选用中中粗砂；粗骨骨料可选用碎碎石或卵石，，粗骨料的最最大粒径应小小于40mm，且不得大于钢钢筋间距最小小净距的1/3。水下灌注混凝凝土宜掺缓凝剂、、减水剂等外外加剂。导管使用应符符合下列规定定：导管接头宜采采用双螺纹方方扣快速接头头，导管接头头处外径应至至少比钢筋笼笼内径小100mm以上上；对于直径径大于1.0m的桩，导导管直径不宜宜小于250mm；接头头导管的分节节长度可视工工艺要求确定定，宜配备长度0.5m～1.0m短节节，底管长度度不宜小于4m（埋深2m-6m）。整套导管在使使用前应进行行试压试验，试试水压力可取取为0.6～～1.0MPa。导管应居中下下放，两节导导管连接应安装密封橡胶胶圈。每次灌注后应应对导管内外外清洗干净，，并宜对接头头涂抹黄油进进行养护。灌注水下混凝凝土的质量控控制应满足下下列要求：开始灌注混凝凝土时，导管管下口至孔底底的距离宜为为300～500mm。。导管埋入混凝土深度宜为2～6m。严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制提拔导管速度，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土灌注面的高差，填写水下混凝土灌注记录。灌注水下混凝土必须连续无中断（断桩，夹渣），每根桩的灌注时间应按初盘混凝土的初凝时间（初凝2-4小时、终凝8-12小时）控制，对灌注过程中的故障应记录备案。提出导管前应对孔内混凝土灌注面高度进行测量，桩顶超灌高度应不小于0.8m，凿除浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计强度等级。混凝土试块应现场留置，留置数量应符合现行国家标准《建筑桩基技术规范》JGJ94的要求。钻孔灌注桩施施工事故与预预防钻孔灌注桩施施工中常遇到到的事故如下下：塌孔吸钻钻孔倾斜缩径超方卡钻钻不进断钻杆塌孔泥浆塌孔：①泥浆比重（粘粘稠度）过低低，孔壁支撑撑压不足塌孔孔；②泥浆比重过大大，扩散速度度快，地层遇遇水松散、剥剥落塌孔；③泥浆PH值大大于11，泥泥浆胶体变为为悬浮液而分分层起不到护护臂作用塌孔孔；④泥浆位偏低塌塌孔；⑤泥浆材料不对对塌孔；⑥护臂周边土松松动漏浆塌孔孔；⑦地下洞穴造成成漏浆塌孔；；⑧底层漏浆严重重而塌孔；⑨泥浆补充不及及时而塌孔。。涌水塌孔：①承压水压力被被释放而造成成涌水塌孔；；②涨潮造成涌水水塌孔。支撑破坏塌孔孔：地下河冲塌孔孔壁大型机械对有有振动流动性性地层的振动动造成塌孔操作塌孔：①提放钻速度过过快塌孔；②钻进速度过快快塌孔；③钻机转速过高高塌孔；④泥浆扰动塌孔塌孔预防措施施正确选择泥浆浆比重正确选择泥浆浆PH值预测并保证泥泥浆位预测并观察漏漏浆，及时补补充泥浆针对性选择不不同层深的护护壁方法预测承压水和和涨潮，采取合理的钻钻进工艺预测朽木和漂漂石，采取相相应的钻具和和钻进速度有地下河时选选好钻进工艺艺避开与大型机机械同时作业业，钻孔灌注注后桩孔5米米内8小时内内不准大型机机械通过针对土质选择择合理的操作作方法吸钻吸钻的种类：：①流塑粘土吸吸钻；②膨胀胀土吸钻；③③钻孔冒钻吸吸钻；④钻斗斗在粘土中静静止时间太长长吸钻；⑤钻钻具结构不合合理吸钻。预防措施：①①选好或改造造钻具；②扫扫孔；③不准准冒钻，不准准在粘土中停停留时间太长长；④有流塑塑粘土和膨胀胀土时，提钻钻速度不宜过过快。钻孔倾斜产生原因：①钻杆竖直度度不够；②软软硬互层钻具具选择不合理理；③没有预预测和处理地地下洞穴；④④没有清除孔孔壁探头石预防措施：①常常观察水水平仪，纠正正钻杆倾斜；；②在软硬互互层选择平头头钻具、双进进土口钻斗，，避免产生钻钻孔导向倾斜斜；③有地下下溶洞时要采采取填充溶洞洞或加设护筒筒等防止钻孔孔倾斜的措施施；④有探头头石要采取两两步钻进法，，即先松动再再取土。缩径产生原因：①在流塑粘土土层钻孔未采采取相应的措措施②在膨胀土层层钻孔未采取取相应的措施施③钻头提升过过快，产生负负压力预防措施：①扫孔②不要提钻过过快③预防吸钻④保证钻具流流水畅通超方产生原因：①主机晃动严严重；②钻具具选用不合理理；③泥浆配配比与土质不不符造成孔壁壁泥皮脱落；；④泥浆比重重过大造成局局部塌孔；⑤操作原因：：a、提放钻钻速度过快水水流冲掉泥皮皮；b、钻速速过快，破坏坏了泥皮与孔孔壁土的结合合而脱落；c、没有采取取减少泥浆对对孔壁扰动的的措施而使泥泥皮脱落。能能造成超方的的原因都能造造成塌孔。预防措施：①①选择稳定的的主机；②在在砂性大的土土质，要增