浅谈泥浆护壁施工法中灌注桩
2018-11-19 9:45:07 点击：
钻孔灌注桩施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，对环境和周边建筑物危害小，大直径钻孔灌注桩直径大、入土深，可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩等，基于这些特点，钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种基础形式，在公路施工中多应用于桥墩基础的施工。但这种类型的桩对施工人员和机械设备的要求较高，如果控制措施不到位，就会出现质量事故，其中灌注水下混凝土就是影响成桩的关键性工序，是灌注桩质量控制的一个重要环节，在灌注过程中，要做到快速、连续施工，灌注成高质量的水下混凝土，防止发生质量事故。
关键词：灌注，事故，处理措施
钻孔灌注桩施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，对环境和周边建筑物危害小，大直径钻孔灌注桩直径大、入土深，可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩等，基于这些特点，钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种基础形式，在公路施工中多应用于桥墩基础的施工。按照成桩工艺钻孔灌注桩可分为干作业法钻孔灌注桩、泥浆护壁法钻孔灌注桩、套管护壁法钻孔灌注桩。但这种类型的桩对施工人员和机械设备的要求较高，如果控制措施不到位，就会出现质量事故，其中灌注水下混凝土就是影响成桩的关键性工序，是灌注桩质量控制的一个重要环节，在灌注过程中，要做到快速、连续施工，灌注成高质量的水下混凝土，防止发生质量事故。
下面结合本人的工作经验，就泥浆护壁施工法中出现的一些常见的灌注事故进行原因分析并总结出一些处理方法。
该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。在灌注水下混凝土的施工过程中由于各种原因发生导管进水、卡管、坍孔、埋管、桩身夹泥断桩等事故，如果对这些事故处理不到位轻则影响桩基的质量重则导致断桩事故，造成严重后果。
一、灌注过程中发生导管进水事故。
发生导管进水的主要原因：一是首批混凝土的数量不足，没有满足导管首次埋置深度（至少一米）和填充导管底部的需要，导致首批混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从导管底口进入；二是导管接头或焊缝不严，在导管使用前没有严格进行水密承压和接头抗拉试验，在灌注混凝土时接头或焊缝承受不了压力，导致接口脱管或焊缝破裂，使泥水从接头或焊缝中流入；三是在灌注过程中没有时时测探井孔内混凝土面的高度，及时准确调整导管埋深，导管提升过快，使导管底口超出原混凝土埋深面，导致底口涌入泥水。
为防止发生灌注过程中导管进水，施工前要做好技术交底工作，使一线施工人员心中有数，同时还要调试好机器设备，做好应急处置准备。一旦发生导管进水事故，采取以下处理方法：如果是上述第一种原因引起的，可采取重新灌注的措施，即立刻将导管提出，将散落在孔底的混凝土利用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机清出，如果不能全部清出，必要时还需将钢筋骨架提出，进行彻底的清孔，待清孔结束后，重新灌注；如果是第二和三种原因引起的，应视具体情况停止灌注，拔出原导管重下新管，新导管插入混凝土内应有足够深度，一般应大于一米，续灌的混凝土配合比应增加水泥用量，提高流动性后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度摇动，增加原混凝土的流动性，以后灌注的混凝土恢复正常的配合比（注意：重新换管要及时，必须赶在混凝土初凝之前换管）。
二、灌注过程中发生堵管事故。
在水下混凝土灌注过程中，如果在灌注过程中混凝土在导管中灌不下去，就发生堵管事故。发生堵管多是由于以下两种情况造成：一是由于混凝土的配合比没有严格按照规范要求，灌注混凝土中存在超粒径的粗集料，而规范中要求集料的最大粒径不应超出导管内径的1/6～1/8，导致在运输和灌注过程中产生严重离析，使混凝土中的粗骨料和细骨料分层，造成混凝土在灌注过程中粗集料集中在导管的某一部位，导致混凝土混合料无法下灌，造成堵管事故。二是由于混凝土运送不及时，或施工现场机器设备如供电设施、吊车等发生故障，从而减缓灌注速度，延长了混凝土灌注时间，使混凝土在导管内停留时间超出了混凝土的初凝时间，增大了导管内混凝土下落的阻力，最终导致混凝土堵在管内。
三、灌注过程中发生坍孔事故。
在水下混凝土灌注过程中如发现孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡等，应怀疑有坍孔的可能，可用测深仪探头或测深锤探测。探深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，可证实发生坍孔。
坍孔原因可能是由于护筒埋设太浅，孔内泥浆压力低，清孔后灌注桩准备工作时间太长以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。发生坍孔后，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大注水量，附近有重物的将其移开、排除周围的振动源等，防止继续坍孔，然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土。如不继续坍孔，可恢复正常灌注，如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，应停止灌注并将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋骨架提出，再以粘土掺砂砾回填，这样就能保存孔位，避免因成孔失败，重新改变桩位，待回填土沉实时机成熟后，重新安装钻孔机钻孔成桩。
四、灌注过程中发生埋管事故。
混凝土灌注过程中导管无法拔出称为埋管，其原因是：在灌注过程中由于疏忽或其它原因没有及时探测混凝土面深度（规范中规定灌注过程中埋管深度一般保持在2～6m），而施工过程中导管埋入混凝土过深，或由于混凝土初凝时间过短，灌注和停灌时间较长，没有适当振捣，使导管内外混凝土已经初凝造成导管与混凝土间摩擦阻力过大，无法将导管顺利提升。
五、灌注过程发生桩身夹泥断桩事故。
桩身夹泥断桩大都是各种事故引起的次生结果，如由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝导致流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层而上升，会在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。
关键词：灌注，事故，处理措施
钻孔灌注桩施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，对环境和周边建筑物危害小，大直径钻孔灌注桩直径大、入土深，可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩等，基于这些特点，钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种基础形式，在公路施工中多应用于桥墩基础的施工。按照成桩工艺钻孔灌注桩可分为干作业法钻孔灌注桩、泥浆护壁法钻孔灌注桩、套管护壁法钻孔灌注桩。但这种类型的桩对施工人员和机械设备的要求较高，如果控制措施不到位，就会出现质量事故，其中灌注水下混凝土就是影响成桩的关键性工序，是灌注桩质量控制的一个重要环节，在灌注过程中，要做到快速、连续施工，灌注成高质量的水下混凝土，防止发生质量事故。
下面结合本人的工作经验，就泥浆护壁施工法中出现的一些常见的灌注事故进行原因分析并总结出一些处理方法。
该施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。在灌注水下混凝土的施工过程中由于各种原因发生导管进水、卡管、坍孔、埋管、桩身夹泥断桩等事故，如果对这些事故处理不到位轻则影响桩基的质量重则导致断桩事故，造成严重后果。
一、灌注过程中发生导管进水事故。
发生导管进水的主要原因：一是首批混凝土的数量不足，没有满足导管首次埋置深度（至少一米）和填充导管底部的需要，导致首批混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从导管底口进入；二是导管接头或焊缝不严，在导管使用前没有严格进行水密承压和接头抗拉试验，在灌注混凝土时接头或焊缝承受不了压力，导致接口脱管或焊缝破裂，使泥水从接头或焊缝中流入；三是在灌注过程中没有时时测探井孔内混凝土面的高度，及时准确调整导管埋深，导管提升过快，使导管底口超出原混凝土埋深面，导致底口涌入泥水。
为防止发生灌注过程中导管进水，施工前要做好技术交底工作，使一线施工人员心中有数，同时还要调试好机器设备，做好应急处置准备。一旦发生导管进水事故，采取以下处理方法：如果是上述第一种原因引起的，可采取重新灌注的措施，即立刻将导管提出，将散落在孔底的混凝土利用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机清出，如果不能全部清出，必要时还需将钢筋骨架提出，进行彻底的清孔，待清孔结束后，重新灌注；如果是第二和三种原因引起的，应视具体情况停止灌注，拔出原导管重下新管，新导管插入混凝土内应有足够深度，一般应大于一米，续灌的混凝土配合比应增加水泥用量，提高流动性后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度摇动，增加原混凝土的流动性，以后灌注的混凝土恢复正常的配合比（注意：重新换管要及时，必须赶在混凝土初凝之前换管）。
二、灌注过程中发生堵管事故。
在水下混凝土灌注过程中，如果在灌注过程中混凝土在导管中灌不下去，就发生堵管事故。发生堵管多是由于以下两种情况造成：一是由于混凝土的配合比没有严格按照规范要求，灌注混凝土中存在超粒径的粗集料，而规范中要求集料的最大粒径不应超出导管内径的1/6～1/8，导致在运输和灌注过程中产生严重离析，使混凝土中的粗骨料和细骨料分层，造成混凝土在灌注过程中粗集料集中在导管的某一部位，导致混凝土混合料无法下灌，造成堵管事故。二是由于混凝土运送不及时，或施工现场机器设备如供电设施、吊车等发生故障，从而减缓灌注速度，延长了混凝土灌注时间，使混凝土在导管内停留时间超出了混凝土的初凝时间，增大了导管内混凝土下落的阻力，最终导致混凝土堵在管内。
三、灌注过程中发生坍孔事故。
在水下混凝土灌注过程中如发现孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡等，应怀疑有坍孔的可能，可用测深仪探头或测深锤探测。探深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，可证实发生坍孔。
坍孔原因可能是由于护筒埋设太浅，孔内泥浆压力低，清孔后灌注桩准备工作时间太长以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。发生坍孔后，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大注水量，附近有重物的将其移开、排除周围的振动源等，防止继续坍孔，然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土。如不继续坍孔，可恢复正常灌注，如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，应停止灌注并将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋骨架提出，再以粘土掺砂砾回填，这样就能保存孔位，避免因成孔失败，重新改变桩位，待回填土沉实时机成熟后，重新安装钻孔机钻孔成桩。
四、灌注过程中发生埋管事故。
混凝土灌注过程中导管无法拔出称为埋管，其原因是：在灌注过程中由于疏忽或其它原因没有及时探测混凝土面深度（规范中规定灌注过程中埋管深度一般保持在2～6m），而施工过程中导管埋入混凝土过深，或由于混凝土初凝时间过短，灌注和停灌时间较长，没有适当振捣，使导管内外混凝土已经初凝造成导管与混凝土间摩擦阻力过大，无法将导管顺利提升。
五、灌注过程发生桩身夹泥断桩事故。
桩身夹泥断桩大都是各种事故引起的次生结果，如由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝导致流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层而上升，会在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。
对已发生或估计可能发生夹泥断桩的桩，应采用地质钻机，钻芯取样，做深入的探查，判明情况。有下述情况之一时，应采取压浆补强方法处理：一是对于柱桩，桩底与基岩之间的夹泥大于设计规定值；二是桩身混凝土有夹泥断桩或局部混凝土松散；三是取芯率小于95%，并有蜂窝、松散、裹浆等情况。用地质钻机钻芯取样检验钻孔桩质量方法，费时多，有时钻孔歪斜，偏出桩外，不能查得结果。目前国内外有许多非破损检验混凝土桩（包括预制桩和灌注桩）质量的方法。
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