CFG桩标准化施工堵管问题分析与解决思路

CFG桩标准化施工堵管问题分析与解决思路CFG桩成桩期间，砼阻塞于输料管或钻杆芯管等部位，砼不能沿输送通道运动，称为堵管。堵管是长螺旋钻孔管内泵压CFG桩成桩混合材料工艺中经常遇到的问题，几乎每一个工地都有这类问题发生。它直接影响工程施工进度，造成材料浪费，增加施工人员的劳动强度。若是故障排除不彻底，使已搅拌的CFG桩混合料失水或硬结，还会增加再次堵管的可能性，给施工带来更大困难。如果处理不当，还会引起断桩，造成工程质量事故。分析堵管的原因，对制定预防措施具有重要的现实意义。根据现场经验，砼堵管的常见原因主要有以下几个方面：1、砼泵送量与提钻速度不协调当提钻速度远小于砼泵送量时，造成钻头阀门出口阻力增大，这时钻杆内和输送管路上砼输送压力增大，在泵送压力的作用下，砼容易发生泌水离析。对于失水失浆后的砂、碎石而言，管道或钻杆芯管接缝、弯道和糙面都会使它的传输受阻，并很快挤压密实，导致堵管。克服由于提钻速度和砼泵送量不协调匹配而造成堵管的措施，就是想法使提钻速度和砼泵送量达到动态平衡，即实现钻头同桩孔中砼料面相对位置的动态平衡（图2），也就是说对于M米高的桩体，其等体积的砼需泵送时间应该等于钻杆提拔M米需要的提拔时间结合施工机理，不难得出下面公式：该工艺中提钻速度和泵送量一般均可调节。首先限定一个变量，然后根据式(1)或式(2)，经过简单的数学运算，即可求得与之协调匹配的另一个变量，从而实现了对上述平衡的动态控制。其次要掌握提钻时机，当钻头进入土层预定标高后停止钻进，开始泵送砼，待输送管及钻杆芯管充满砼后，应及时提钻，否则在泵送压力作用下容易将钻头处水泥浆液挤出，同样可使钻头阀处产生干硬性砼塞体，使管路堵塞。2、管道接口处密封不严漏水、漏浆砼在管道中的输送靠的是泵送压力，而泵送压力靠其中的液相物质传递。如果管道接缝处密封不严就会漏水或漏浆，从而使砼失水、失浆而使输送阻力增大，导致堵管。所以在施工前和施工过程中要随时检査管道连接处的密封情况，发现问题及时解决。3、钻头阀门设计不合理或类型选择不当有些厂家生产的钻头其阀门密封不严，当在饱和砂土或粉土层中施工的螺旋叶片剪切液化形成的超孔隙水压力，会使泥砂通过阀门接触缝隙进入钻头，形成一定厚度的砂塞，使砼无法正常下落，造成堵管。有的钻头阀门的长度和开启角设计不合理，造成阀门不能打开到正常位置，也是造成诸管的原因之一。还有的钻头阀门不灵活，摩阻力过大，砼泵入钻杆后因压力小而无法打开，造成堵管。所以购买钻头时要检查钻头阀门的密封性、灵活性和阀门长度，开启角度的合理性。目前长螺旋钻孔管内泵压CFG桩成桩混合材料工艺所用钻头，按其阀门的设置和开启方向分为两种，一种为侧开门，另一种为底开门。前者在钻头两边设计两个抛物线型阀门，在钻进过程中两阀门关闭，防止泥砂进入钻杆内，造成钻杆堵塞。当泵送砼到达钻头底部时两阀门打开，由此将砼灌入孔内。后者就是钻头阀门和钻尖为一整体，向下钻进时密封，提钻时阀门在砼挤压下向下开启。与侧开门钻头相比，底开门钻头的特点就是阀门在钻头底部，避免侧向挤压钻头使之打不开的弊端。当施工地层为饱和粉+或砂+时,如果使用侧向阀门钻头，此时阀门外侧除了承受土的侧向压力外，还要承受超孔隙水的侧压力，当阀门内侧的混凝土侧压力小于阀门外侧压力时，就会导致阀门打不开而堵管，遇到这种地层时应选用底开门钻头。4、弯头排气阀不能正常开启砼泵送前和泵送过程中管内充有空气。为了使空气排出，在导向弯头与内腔管的接合部位设置排气阀，以排出砼输送过程中管内空气。当排气阀损坏或被砼堵塞时，则因其不能正常工作而造成堵管。5、输送泵工作参数调整不当以C30型号的砼输送泵为例，一般泵压可调到16MPa，砼出口泵送压力可达4MPa，如果输送泵液压系统压力调设太低，就会造成堵管，另外，换向阀处零件磨损卸压、液压元件发生故障，压力达不到要求，过大过小都会造成堵管。6、砼原材料和砼配合比选择不当1)砼原材料选择不当实验表明，粗骨料粒径过大容易堵管，但粒径过小，砼强度较低。结合施工经验，建议混合料中粗骨料采用卵石时，最大粒径为25mm，采用碎石时，最大粒径为20mm。水泥应具有良好的保水性能，使砼在泵送过程中不易泌水。CFG桩砼强度等级一般为C15〜C25，普通硅酸盐水泥或矿渣水泥都能满足要求。其水泥强度等级一般选用P.032.5，如用髙标号水泥配制，则会使水泥用量偏少，影响其密实度，容易堵管。2)砼配合比选择不当在正确选择砼原料后，砼的配合比合适与否显得至关重要，往往由于砼配合使用不当造成堵管。主要是水泥用量少，砂粒不适当。造成这种现象的原因主要是实验室给出的配合比例不合理，或者原料计量不准没有按照正确的配合比配制砼。所以按照合适的配合比配制砼是保证砼顺利输送的重要环节之一。3)砼坍落度控制不当在CFG桩施工中砼坍落度过小或过大都会造成砼泵送困难和堵管。混凝土的输送阻力随坍落度降低而增大，所以坍落度过小，则可能使混合料的可泵性明显降低，即不易泵送。但并不是坍落度越大越容易泵送，因为坍落度过大会造