旋挖钻在泥加石地层桩基施工中的问题及处理
2018-11-16 10:13:21 点击：
机械钻孔桩是建筑工程中一种常见的基础形式，机械成孔具有成孔速度快，效率高，安全系数高且管理起来方便。 但地质存在泥加石地层时，桩基施工容易产生钻头钻进斜岩面或半边岩时出现斜孔，孔桩坍塌出现卡钻，灌桩时混凝土大量超方等问题。本文就对旋挖钻机桩基施工遇泥加石地层时出现的问题进行探讨，提出了应对的措施。
关键词： 旋挖成孔；塌孔；化学泥浆
桩基施工中经常遇见泥加石、淤泥质黏土、粉砂、细沙、等软弱层地带。该地�ё魑�一种不良地质，容易引发孔壁坍塌、缩孔、钻头卡埋等施工问题。为解决泥加石地带桩基施工问题，结合实际工作中的试验和改进，介绍旋挖钻机在该地层桩基施工常见问题和事故，并提出预防和处理方案，以供泥加石地带桩基施工参考。
1 工程概况
在建的毕节市妇幼保健院（毕节市儿童医院、毕节市妇产医院三院合一）建设项目位于毕节市双山新区双山组团西南部瓦厂村金海湖南侧，规划总用地面积85337.60m2，总建筑面积113541.01m2。桩基施工采用机械成孔和人工成孔，其中机械成孔灌注桩个数为409根，所用机械为山河智能旋挖机，型号为SWDM42。
2 工程地质情况
①素填土：杂色，稍密，由粘土夹碎石组成。局部分布，最薄处为1.50米，最厚处为12.10米，平均厚度为5.59米；层面最高处标高为1479.21米，层面最低处标高为1473.54米，平均标高为1473.98米。②可塑红粘土：黄、褐黄色，土质较均匀，结构较密，可塑状态。局部分布，最薄处为3.10米，最厚处为28.40米，平均厚度为15.30米；层面最高处标高为1472.24米，层面最低处标高为1464.10米，平均标高为1467.99米。③基岩：场地基岩岩性为三迭系关岭组，基岩面起伏较大，岩芯呈砂状、块状、短柱状及长柱状。根据风化程度的不同，可分为强风化层、中风化层。强风化石灰岩：灰黄色，岩芯砂状、少量块状，强风化。零星分布，最薄处为1.60米，最厚处为1.60米，平均厚度为1.60米；层面最高处标高为1457.44米，层面最低处标高为1457.44米，平均标高为1457.44米；中风化石灰岩：灰、浅灰色，薄～中厚层状，微晶结构，节理裂隙较发育，见少量蚕孔状，方解石脉充填，岩芯呈长柱状及短柱状，少量块状，岩芯采取率61～89%，岩体质量指标R.Q.D值为42～59%。层面最高处标高为1467.28米，层面最低处标高为1438.25米，平均标高为1454.23米。④岩溶：共计勘察247个钻孔，有19个钻孔遇溶洞、裂隙，遇洞隙率7.7%；岩溶形态主要为溶沟、溶槽及溶洞和裂隙等。
3 施工过程中遇到的问题及措施
3.1 塌孔
塌孔是旋挖施工中最容易出现的问题，特别是雨季。钻孔过程中发生塌孔时，要查明原因并根据塌孔的程度判断采用何种方式处理。处理方法：①轻微塌孔可使用装载机向孔内回填砂和粘质土混合物或者砂砾和黄土混合物，钻机反转加压，充分压实孔壁后重新成孔；②塌孔较严重时可采用低标号商品混凝土回填，待达到一定强度后（一般过了终凝时间即可）进行二次成孔，此种方法可解决大部分塌孔问题；③非常严重的塌孔及遇到宽度深度不明的大溶洞时，可更改施工工艺，采用全钢护筒成孔控制混凝土量及确保成孔质量。
3.2 卡钻
卡埋钻具也是旋挖施工中容易发生的事故，产生卡钻的原因也有许多：①钻进疏松软弱层时，孔壁发生大面积坍塌导致卡钻；孔桩内壁收缩导致卡钻；②旋挖钻机在溶洞地层钻进时，当钻头穿越溶洞顶板后，钻头偏向溶洞一侧，提钻时可能导致卡钻。处理卡钻的方法一般是直接提起钻头，钻头反循环，清理干净钻头四周桩渣后再提起钻头；若钻头卡的不死且埋入深度不深时，可人工清理护壁沉渣后在起钻；若钻头卡得过死且埋入深度深，不易人工开凿护壁时，可借用其他器械比如挖机协助旋挖机起钻，但此时孔桩护壁已被破坏，需重新回填重新放点开钻。
3.3 桩底沉渣过厚
当地质条件不好时如土层为泥土层，回填区碾压不密实导致土层稀松，遇雨水天气孔壁坍塌，吊放钢筋笼带入过多泥土，或成孔孔桩放置时间过久人为导致桩底沉渣过厚等等。施工过程中应根据不同的钻孔方法、施工设备、设计要求及地层条件，来合理选用清孔方式。①对于冲击、旋挖钻进的孔桩，应先采用掏渣法进行初步清孔，待较大颗粒沉渣清理完毕后，可换用换浆法进一步清孔；②抽浆法清孔较彻底，且清孔速度快，可适用于各类土层、各种钻孔方法的摩擦桩或支承桩，尤适宜于采用反循环钻孔及孔底沉渣颗粒较大桩孔的清理。但在孔壁易坍塌的桩孔中应谨慎使用，以防塌孔。 3.4 断桩
断桩，即钻孔灌注桩在混凝土灌注环节，混凝土中混入了泥浆、砂砾，这些物质将灌注混凝土隔开并形成上下两段，导致混凝土截面积受损或变质，�M而影响了成桩质量。一般来说，断桩的成因大致有以下几点：①由于混凝土坍落度过小，或由于石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中导管被堵塞，无法在混凝土初凝前疏通号，不得不将导管提起，最终形成断桩；②由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩；③混凝土灌注过程中发生坍孔，无法清理，或使用吸泥机清理不彻底，使灌注中断造成断桩；在提拔导管时，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆层，形成断桩。出现断桩现象时，可以采用接桩方法，即凿除浮浆后露出达到设计强度的新鲜混凝土表面，并将混凝土表面凿毛并清理干净，砌筑砖模，校直桩纵筋并绑扎承台和地梁钢筋，浇注混凝土时连桩带承台和地梁同步浇注。
3.5 机器陷入软土层
在桩基施工过程中，由于是地质原因或是回填土方时碾压不密时，且又碰到雨水天气时，旋挖钻机及混凝土罐车容易陷入软土层。预防这种情况发生需要在旋挖成孔或浇注混凝土前做好准备工作，先用挖机将软泥层挖走，再用碎石平整场地并用挖机拍实，必要时可动用压路机。还需提前和混凝土供应商联系，混凝土罐车发车不宜超过10方，且必要时可用天泵浇注。
4 结束语
关键词： 旋挖成孔；塌孔；化学泥浆
桩基施工中经常遇见泥加石、淤泥质黏土、粉砂、细沙、等软弱层地带。该地�ё魑�一种不良地质，容易引发孔壁坍塌、缩孔、钻头卡埋等施工问题。为解决泥加石地带桩基施工问题，结合实际工作中的试验和改进，介绍旋挖钻机在该地层桩基施工常见问题和事故，并提出预防和处理方案，以供泥加石地带桩基施工参考。
1 工程概况
在建的毕节市妇幼保健院（毕节市儿童医院、毕节市妇产医院三院合一）建设项目位于毕节市双山新区双山组团西南部瓦厂村金海湖南侧，规划总用地面积85337.60m2，总建筑面积113541.01m2。桩基施工采用机械成孔和人工成孔，其中机械成孔灌注桩个数为409根，所用机械为山河智能旋挖机，型号为SWDM42。
2 工程地质情况
①素填土：杂色，稍密，由粘土夹碎石组成。局部分布，最薄处为1.50米，最厚处为12.10米，平均厚度为5.59米；层面最高处标高为1479.21米，层面最低处标高为1473.54米，平均标高为1473.98米。②可塑红粘土：黄、褐黄色，土质较均匀，结构较密，可塑状态。局部分布，最薄处为3.10米，最厚处为28.40米，平均厚度为15.30米；层面最高处标高为1472.24米，层面最低处标高为1464.10米，平均标高为1467.99米。③基岩：场地基岩岩性为三迭系关岭组，基岩面起伏较大，岩芯呈砂状、块状、短柱状及长柱状。根据风化程度的不同，可分为强风化层、中风化层。强风化石灰岩：灰黄色，岩芯砂状、少量块状，强风化。零星分布，最薄处为1.60米，最厚处为1.60米，平均厚度为1.60米；层面最高处标高为1457.44米，层面最低处标高为1457.44米，平均标高为1457.44米；中风化石灰岩：灰、浅灰色，薄～中厚层状，微晶结构，节理裂隙较发育，见少量蚕孔状，方解石脉充填，岩芯呈长柱状及短柱状，少量块状，岩芯采取率61～89%，岩体质量指标R.Q.D值为42～59%。层面最高处标高为1467.28米，层面最低处标高为1438.25米，平均标高为1454.23米。④岩溶：共计勘察247个钻孔，有19个钻孔遇溶洞、裂隙，遇洞隙率7.7%；岩溶形态主要为溶沟、溶槽及溶洞和裂隙等。
3 施工过程中遇到的问题及措施
3.1 塌孔
塌孔是旋挖施工中最容易出现的问题，特别是雨季。钻孔过程中发生塌孔时，要查明原因并根据塌孔的程度判断采用何种方式处理。处理方法：①轻微塌孔可使用装载机向孔内回填砂和粘质土混合物或者砂砾和黄土混合物，钻机反转加压，充分压实孔壁后重新成孔；②塌孔较严重时可采用低标号商品混凝土回填，待达到一定强度后（一般过了终凝时间即可）进行二次成孔，此种方法可解决大部分塌孔问题；③非常严重的塌孔及遇到宽度深度不明的大溶洞时，可更改施工工艺，采用全钢护筒成孔控制混凝土量及确保成孔质量。
3.2 卡钻
卡埋钻具也是旋挖施工中容易发生的事故，产生卡钻的原因也有许多：①钻进疏松软弱层时，孔壁发生大面积坍塌导致卡钻；孔桩内壁收缩导致卡钻；②旋挖钻机在溶洞地层钻进时，当钻头穿越溶洞顶板后，钻头偏向溶洞一侧，提钻时可能导致卡钻。处理卡钻的方法一般是直接提起钻头，钻头反循环，清理干净钻头四周桩渣后再提起钻头；若钻头卡的不死且埋入深度不深时，可人工清理护壁沉渣后在起钻；若钻头卡得过死且埋入深度深，不易人工开凿护壁时，可借用其他器械比如挖机协助旋挖机起钻，但此时孔桩护壁已被破坏，需重新回填重新放点开钻。
3.3 桩底沉渣过厚
当地质条件不好时如土层为泥土层，回填区碾压不密实导致土层稀松，遇雨水天气孔壁坍塌，吊放钢筋笼带入过多泥土，或成孔孔桩放置时间过久人为导致桩底沉渣过厚等等。施工过程中应根据不同的钻孔方法、施工设备、设计要求及地层条件，来合理选用清孔方式。①对于冲击、旋挖钻进的孔桩，应先采用掏渣法进行初步清孔，待较大颗粒沉渣清理完毕后，可换用换浆法进一步清孔；②抽浆法清孔较彻底，且清孔速度快，可适用于各类土层、各种钻孔方法的摩擦桩或支承桩，尤适宜于采用反循环钻孔及孔底沉渣颗粒较大桩孔的清理。但在孔壁易坍塌的桩孔中应谨慎使用，以防塌孔。 3.4 断桩
断桩，即钻孔灌注桩在混凝土灌注环节，混凝土中混入了泥浆、砂砾，这些物质将灌注混凝土隔开并形成上下两段，导致混凝土截面积受损或变质，�M而影响了成桩质量。一般来说，断桩的成因大致有以下几点：①由于混凝土坍落度过小，或由于石料粒径过大、导管直径较小，在灌注过程中导管被堵塞，无法在混凝土初凝前疏通号，不得不将导管提起，最终形成断桩；②由于运输或等待时间过长等原因使混凝土发生离析，又没有进行二次搅拌，灌注时大量骨料卡在导管内，不得不提出导管进行清理，引起断桩；③混凝土灌注过程中发生坍孔，无法清理，或使用吸泥机清理不彻底，使灌注中断造成断桩；在提拔导管时，将导管提拔过量，使导管底口拔出混凝土面，或使导管口处于泥浆层，形成断桩。出现断桩现象时，可以采用接桩方法，即凿除浮浆后露出达到设计强度的新鲜混凝土表面，并将混凝土表面凿毛并清理干净，砌筑砖模，校直桩纵筋并绑扎承台和地梁钢筋，浇注混凝土时连桩带承台和地梁同步浇注。
3.5 机器陷入软土层
在桩基施工过程中，由于是地质原因或是回填土方时碾压不密时，且又碰到雨水天气时，旋挖钻机及混凝土罐车容易陷入软土层。预防这种情况发生需要在旋挖成孔或浇注混凝土前做好准备工作，先用挖机将软泥层挖走，再用碎石平整场地并用挖机拍实，必要时可动用压路机。还需提前和混凝土供应商联系，混凝土罐车发车不宜超过10方，且必要时可用天泵浇注。
4 结束语
泥加石地层土质稀松、地基承载力不足等特点给桩基施工造成了一系列困难，如果处理不当不仅会影响工程质量，也会造成较大的财产损失。因此需要现场施工人员不仅要发现问题，还要有解决问题的能力。在遇到泥加石等软弱地层时，根据实际情况，综合考虑各种因素，选用安全、经济、有效的处理方式，做到提前预防，措施到位，解决及时，效果明显，从而保证桩基施工质量。
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