海上钻孔桩施工质量通病及防治措施

第第页共38页海上钻孔桩施工质量通病及防治措施斜孔（1）现象：钻孔垂直度超出误差控制范围（2）形成原因：①钻机底座不平；②地质情况变化时，未及时采取小冲程进行钻进；③钻进过程未有效控制钻孔垂直度。（3）防治措施：①钻机就位时，将钻机底座调整至水平状态，底座应与钻孔平台牢固连接，钻机架要稳定，钻进过程中经常对钻机底座进行检测调平。②钻机顶部的起重滑轮槽、钻头和桩位中心在同一垂直线上，并在钻进过程中防止钻机移位或出现过大的摆动。③当岩层的层理倾斜，桩孔范围内岩层强度不一时，钻孔易顺着层理面倾斜；在岩性交错的岩层处，桩孔范围内岩层强度差别大时，钻孔易形成斜孔。根据地质情况，在斜岩面段或岩层交接段采用小冲程低锤密击，防止钻头受力不均而造成斜孔。④钻进过程中，采用大、小冲程交替冲击，小冲程冲击一段后换用中、高冲程冲击，交替冲击修整孔径。⑤钻孔的垂直度偏差控制在1/200之内，钻进过程中密切关注钻头起重钢丝绳的摆动情况，摆动异常时说明已出现斜孔。⑥发现斜孔后，对斜孔段及时回填片石，采用小冲程重新冲孔纠偏。钻孔桩偏位（1）现象：表现为实测桩中心坐标与设计值偏差超出允许范围。（2）形成原因：①施工放样不准确；②钻孔机械定位不准确；③钢筋笼定位不准确或不牢靠；④钻机型号选用不当（3）防治措施：①增强施工人员责任心，加强施工管理，确保放样精度；②保证钻进定位准确；③钢筋笼定位要准确、牢靠；④选用合适型号的钻机。钢筋笼上浮（1）现象：钻孔灌注桩灌注过程中钢筋笼上浮现象时有发生，轻者上浮几厘米到几十厘米，重者上浮数米，甚至全部浮起，对于工程质量有很大危害。（2）形成原因：①钢筋笼的上端吊筋在孔口未固定牢，当提升导管时容易被导管挂住而一同提起，从而导致钢筋笼上浮；②在混凝土灌注过程中，当混凝土面上返到达钢筋笼底端时，由于导管埋深较浅，混凝土灌注量相对过大，导致混凝土上返速度过大，产生很大的上冲力，从而托起导管和钢筋笼上浮。③当混凝土面和导管底端都进入钢筋笼内之后，如果导管埋深过大，将很容易造成钢筋笼上浮。④由于初灌混凝土一直处于钻孔内已灌注混凝土的上部，一旦混凝土出现易离析、初凝时间短、坍落度损失大等质量问题，时间稍长就会导致混凝土流动性变差，使上部的初灌混凝土出现凝固的趋势。当流动性差甚至凝结的混凝土面接触钢筋笼底端时，极易托起钢筋笼上浮。⑤当地层中存在粉细砂层时，若泥浆密度偏小，塌落的粉细砂则会铺在混凝土面上，从而形成具有一定厚度的垫层，垫住钢筋笼。随着混凝土面的上升，同样会托起钢筋笼一起上浮。（3）防治措施：①在浇筑桩基混凝土时格外注意观察悬吊钢筋笼子的吊筋变化情况，如果看到吊筋有一点儿向上“撺”时，就已经表明钢筋笼子已经上浮了，此时要立即采取措施，放慢混凝土的浇筑速度，反复的用钻机上的卷扬机“慢提快落”导管，即慢慢的将浮出的钢筋笼子带回浇筑的混凝土中。②加大吊筋直径及根数，并在井口加配重，并可焊在护筒上。③当混凝土进入钢筋笼时，放缓浇筑速度，严格控制导管与钢筋笼的埋深，导管埋深最深不超过9m。当导管底端提到安全距离以上时要适当控制导管埋深，这时只要混凝土流动性好，钢筋笼一般不会上浮。④灌注混凝土时随时测量孔内混凝土面高度，严格控制混凝土灌注速度，以控制混凝土上返的速度，减小其对钢筋笼的携带能力。⑤调整好混凝土的塌落度。一般浇注水下混凝土塌落度应控制在18～22cm，浇筑桩基的混凝土都要求有很好的和易性与流动性，以此来保证混凝土在浇注的过程中能有很好的“泛浆”。否则混凝土的和易性和流动性不好，浇筑桩基将是十分困难的，先浇筑的混凝土已经快要凝固成整体，而将钢筋笼子整体托起，从而引起其上浮。⑥灌注混凝土时把泥浆比重控制在1～1.1左右。比重过大，对钢筋笼所产生的浮力增大，而且还会在混凝土面上形成较厚的浮浆，混凝土面上升时，浮浆就裹着钢筋笼向上浮。根据现场的实际情况，采用优质膨润土造浆。⑦由于钢筋笼弯曲或搭接不正对钢筋笼上浮也有一定影响，因此，施工人员应予以严格把关，消除此类影响。⑧可在钢筋笼子上焊接一根钢筋标杆漏出泥浆表面，当发现标杆上浮时，也说明钢筋笼子上浮了，此时要立即采取措施，将上浮的钢筋笼恢复回原位。塌孔（1）出现塌孔的原因主要有以下几种：1）钻孔时，由于护壁泥浆比重达不到规范要求或其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁不能形成坚实泥皮，对孔身不能起到护壁的作用。2）在开孔时，护筒埋置太浅，护筒底口与下端接触处因接触不密实未用粘土填封紧密而导致此处漏水、坍塌或孔口附近地面受水长期浸湿泡软而发生坍塌。3）钻进过程中没有控制进尺，使进尺过快，孔身泥浆护壁不能形成坚实的泥皮，起不到护壁作用而造成坍孔。4）在吊放钢筋骨架时因不能保证垂直上下而使其碰撞孔壁，同样也可能会造成坍孔。5）成孔后待灌注和灌注时间过长。（2）预防措施①在钻孔过程中采用优质泥浆护壁，保证泥浆的比重及其它性能指标。开钻之前先调浆并且必须保证泥浆性能，泥浆性能达不到要求不准开钻；开钻后现场技术人员及实验员必须严格按要求控制泥浆的各项指标，防止钻孔过程中由于泥浆性能不好造成塌孔事件。②在涨落潮时随时调整孔内水头，保证孔内外水头差在2米以上，防止塌孔。③在钻进过程中，应控制钻孔进尺。④钻机钻进过程中，现场应备足足够的膨润土、锯沫、水泥及CMC纤维素等堵漏材料。设立专人观察孔内泥浆面的情况，一但发生液面下降，应立即采取应急措施，在孔内投入锯沫及CMC，增加投入膨润土，改善泥浆性能，增强泥浆护壁效果。如孔内水头急剧下降，应立即提出钻头防止埋钻，并马上补浆，投入堵漏材料。⑤成孔检验合格后应立即下放钢筋笼及二次清孔，优化混凝土浇筑工艺，防止出现混凝土灌注时间过长的情况发生。（3）处理方法出现塌孔后，应立即把钻具提到护筒底口以上，分析塌孔原因，采取相对措施，若出现严重塌孔时，应立即回填粘土，至塌孔位置以上2m左右，静置一段时间，待孔壁稳定，回填沉积密实后，再进行重新钻进。掉钻、落物（1）掉钻、落物的原因主要有以下几种：①钢丝绳断裂；②现场管理混乱，孔口附近堆物太多，滑入孔内；③操作不慎，落入板手、套筒等物。（2）预防措施①开钻前将护筒边平台上的杂物清除干净，并将护筒口用盖板盖住；②在开钻前和钻孔过程中时常检查钢丝绳状态，如有异常情况应立即更换处理，再进行钻孔；③加强现场施工管理，孔口附近严禁乱放东西。（3）处理方法掉钻后应及时查清情况，若钻头被沉淀物或塌孔土体掩埋，应首先进行清孔，使打捞工具能接触钻头，并将其提住打捞出护筒。其他小铁件等落物利用电磁铁将其打捞。钻孔渗、漏浆（1）产生原因①水位上涨或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，钻进速度未能及时调整，导致未能及时形成泥皮护壁；②护筒底口穿孔；③地层有断裂层。（2）预防及处理措施：①增大泥浆比重和粘度，停止除砂，停钻进行泥浆循环，补浆保证浆面高度，观察浆面至不再下降时方可钻进。②如果漏浆得不到控制，则需在浆液里加锯末等，经过循环堵塞孔隙，使渗、漏浆得以控制。③如果发现在钢护筒底口漏浆，在采用上述措施得不到控制后，将钢护筒接长跟进。④在采用上述措施后，若漏浆得不到控制，要停机提钻，填充粘土，放置一段时间后，再进行施钻。卡锤（1）产生原因①多发生于基岩成孔阶段；②在基岩段成孔时由于桩锤的磨损造成桩锤底部上大下小；③在冲击时发生掉物、掉石；④钢丝绳放绳过多，致桩锤倾倒顶住孔壁（2）预防措施：①及时修补桩锤，严禁桩锤底部上大下小时仍继续使用；②冲孔时尽量避免发生掉物、掉石等情况；③放绳不可太多（3）处理措施：①加大提升能力；②爆破法取锤；③确实无法取锤时请设计单位提出桩基修改方案。导管堵管（1）产生原因①导管密封性差、导管连接处未加密封圈、密封圈破损、导管连接处变形、导管老化出现沙眼等造成漏浆，使泥浆进入导管内；导管垂直度差，导管放置过程中底节导管插入孔壁被堵；导管使用后冲洗不干净，致使混凝土在导管内壁凝结，导管内径变小。②成孔过程中，孔底大颗粒沉渣过多无法清返干净；清孔时间短，孔底沉渣清返不彻底。③导管埋深过大，导管内混凝土无法向上回顶；导管埋深过小，提导管时使底节导管提出混凝土面，造成泥浆压入底节导管内，使底节导管内混凝土离析。④骨料级配不合理造成混凝土和易性差,混凝土搅拌时间过短，有生料团存在，混凝土坍落度过大或过小；泥浆比重过大、粘度过高、含沙量过大；泥浆比重过小、粘度过低造成孔壁坍塌或沙砾快速沉淀。⑤在高温季节，混凝土送到施工现场容易出现速凝，导致混凝土的坍落度出现变化，间接增加堵管的风险。（2）预防及处理措施：①下导管前认真检查其各部位并做水密性试验。②用吊车快速上下提动导管，使导管内混凝土在其自身重力下强制下沉，常使用此方法处理一般轻微堵管事故。③计算出孔内导管长度，将大于导管长度的钢筋插入导管内，上下拉动钢筋或用重物冲击钢筋，使导管内堵物松动或向下运动。④严格控制砼拌制质量，试验人员全程监测砼质量。⑤在高温天气施工时，若存在混凝土坍落度变化迅速的现象时，可通过采用冷水搅拌混凝土或混凝土内加冰的方式解决。导管进水（1）产生原因：①首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入；②导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入；③导管提升过猛，或探测出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。（2）预防措施和处理方法：为避免发生导管进水，事前要采取相应措施加以预防。导管必须采用双密封圈导管，严禁使用单密封圈导管。万一发生，要当即查明事故原因，采取以下处理方法：①若是上述第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土用钻杆通过泥石泵吸出，或者用空压吸泥机、水泥吸泥机清出，不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注；②若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管，或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够深度，一般宜大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。若混凝土面在水面以下不很深，未初凝时，可于导管底部设置防水塞（应使用混凝土特制），将导管重新插入混凝土内（导管侧面再加以重力，以克服水的浮力）。导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。若如前述混凝土面在水面以下不很深，但已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的泥浆抽出，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。导管埋管（1）产生原因：导管埋入混凝土过深，挂钢筋笼或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。（2）预防措施和处理方法：首批混凝土不可加速灌注导管应居中布置，在混凝土灌注过程中控制埋管深度不超过9m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早地初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头丝口接头+橡胶密封圈事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。声测管堵塞（1）产生原因：①下放钢筋笼时声测管灌水未使用清水②声测管管壁有沙眼、声测管接头连接不牢固导致泥浆进入声测管（2）预防措施和处理方法：①灌入声测管内的水必须用清水或者净化处理过的水，防止泥沙沉淀到探测管底部，导致声测管堵塞、超声波探头下放不到位。②声测管施工时接头必须连接牢固，不得漏浆。每节声测管连接完成后，灌入清水，观察管内水面有无下降，若水面下降则需重新起吊钢筋笼，查找漏水位置。③顶、底口封闭严实，声测管与钢筋笼主筋用U型圆钢焊接，确保声测管垂直，超声波探头能够下放到底。断桩（1）现象：表现为桩基两层混凝土间夹泥浆渣土，或混凝土灌筑间隔时间长，前一批混凝土已初凝乃至硬化。（2）形成原因：①集料级配差，混凝土和易性差而造成离析卡管。②泥浆指标未达到要求、钻机基础不平稳、钻架摆幅过大、钻杆上端无导向设备、基底土质差甚至出现流沙层而导致扩孔或塌孔而引起的浇筑时间过长。③搅拌设备故障而无备用设备引起混凝土浇筑时间过长。④混凝土浇筑间歇时间超过混凝土初凝时间。⑤混凝土浇筑过程中导管埋置深度偏小，则管内压力过小。⑥导管埋深过大，管口的混凝土已凝固。（3）防治措施：①确保良好的集料级配和混凝土和易性。②应坚持清孔确保泥浆的粘度、比重、砂率指标达到要求。③钻孔前钻机平台应进行操平。④钻机平台基础应垫实。⑤钻杆上端应设导向设备。⑥对于有流沙层的桩基掺加膨润土、羟基纤维素、铬铁木质素磺酸钠盐、煤碱剂、碳酸钠等比重低、粘度好、固壁能力强的外加剂以加强泥浆的粘结性能。⑦搅拌设备工作状态良好，应配有备用设备。⑧导管必须采用双密封圈导管，严禁使用单密封