化学泥浆：钻孔泥浆灌注桩砼水下浇注施工及其工程事故的预防与处理本文论述了水下浇注砼的技术要点，结合连徐A-8标的
 
    化学泥浆：钻孔泥浆灌注桩砼水下浇注施工及其工程事故的预防与处理本文论述了水下浇注砼的技术要点，结合连徐A-8标的施工实例，分

钻孔灌注桩砼水下浇注施工及其工程事故的预防与处理黄启贵[摘要]本文论述了水下浇注砼的技术要点，结合连徐A-8标的施工实例，分析了在施工中常见的工程事故及其预防和处理的技术措施。[关键词]灌注桩水下浇注坍落度缺点处理1、前言是目前桩基础中利用最广泛的1种型式，受工程地质文件及水文地质条件等各种因素的影响，大多数采取水下浇注砼的施工方法。在施工进程中，如何避免1些可以避免的工程事故，在事故出现之前予以预防，和出现事故后又该如何处理，诸如此类的问题1直是广大工程施工者亟需解决的问题。2、水下浇注砼施工水下浇注砼有多种施工方法：直升导管法、箱袋法、铺石灌浆法和泵送法等。最经常使用的直升导管法是指砼从孔底通过导管下口，进入到早期灌注的砼(作为隔水层)的下面，顶托着早期灌注的砼及其上面的水或泥浆上升，从而将孔内泥浆置换出来而成为砼桩的1种施工方法。1般使用刚性导管进行灌注，导管内径1般为25~30cm。为了便于施工，导管分节制作，1般每节为2m，最底1节长度不超过6m，上面可用1m管来调理下管长度。导管在使用前应进行必要的水密、承压和接头抗拉等实验。在施工中还必须配备料斗、隔水球、吊车、砼运输车等装备。在进行灌注之前，为确保水下浇注砼顺利进行，除要保证砼搅拌站的装备性能、拌制能力、运输能力等条件外，还必须充分斟酌施工场地内外运输车辆运行线路、卸料装备、排除孔内泥浆措施等。先将导管放入孔内，导管底端距孔底25~40cm，将隔水球放在导管内(不能留有孔隙)，然后往料斗内注入砼，砼下压隔水球将导管内水排出，如图1所示。需要注意的是，首批砼浇注后必须保证导管插入砼中的深度不得小于1m。在浇注进程中，理想的砼流体方式是最早浇注的砼总在最上部，1直与泥浆面稳定接触。在导管插入深度较小时，导管内新注入的砼是从导管4周向上活动的，有可能冲破隔水层。只有在导管插入较深时，砼才会整体上升。浇注进程中，应及时掌握井孔内砼面的位置，及时调剂导管埋深，使导管的埋深控制在2~6m之间。浇注砼必须连续进行，否则先浇灌进去的砼到达初凝，将禁止后浇灌的砼从导管中流出而造成管道阻塞。施工时，砼浇注速度应尽可能地快1些，坚持连续灌注，使灌注工作在首批砼初凝之前的时间的完成。较好的方法是将混凝土从运输车中直接投到导管的料斗中去。终止浇注前，须肯定混凝土面的真实高度，使灌注的桩顶标高比设计高出0.5~1.0m(顶面与泥浆接触有可能含泥而造成桩强度达不到设计要求)，以保证浇灌的混凝土桩的质量。(a)(b)图1砼水下浇注示意图3、常见的工程事故砼浇注中常见的事故有以下几种：①导管进水②导管梗塞，砼上返不顺畅，卡管③导管埋深不够或被拔出砼顶面④导管没法拔出、埋管⑤钢筋笼上浮以上几种事故带来的后果及造成的质量问题是：①断桩②桩身有夹渣、蜂窝③桩身配筋减少通过施工现场记录可以了解事故的产生情况，通过无破损检测的方法可以肯定存在的质量问题。由于灌注桩施工的不可逆性，其事故的处理就显得非常困难。4、工程事故的预防与处理〈1〉预防措施水下浇注砼常见质量事故预防的技术措施1般有以下几个方面：⑴、导管在使用前必须做密封实验和接头抗拉实验。使用后要及时冲洗，以便下次灌注时砼流通顺畅。⑵、灌注时导管底端距孔底高度可根据桩径、隔水球大小而定，最高不超过40cm。浇注进程中，应匀速向导管料斗内灌注，若突然灌注大量的砼使导管内空气不能马上排出，可能致使堵管或桩身出现蜂窝现象;若管内空气从导管底端急剧排出，可能带动导管拔出砼面。⑶、施工时，浇注速度应尽可能快1些，砼最好从运输搅拌车直接投到导管的漏斗中去。连徐A-8标施工早期，1直沿用老施工方法，即先把砼倒入吊斗中，再用吊车把吊斗吊到导管上方，把吊斗中的砼投入导管的漏斗中。这类方法本钱高、效力低、耗时长，特别在气温高砼初凝快的时候，不但增加拆管次数，而且还极易造成事故。后采取把砼从运输搅拌车中直接投入到料斗中的方法，效果显著，浇注1根36m(ф1500mm)的灌注桩，1般都在1~2小时左右，大大提高了效力，减少了事故的产生。⑷、砼的质量应严格控制。配合比中水灰比1般控制在0.5~0.6，砂率应在40%~50%，粗骨料中最大粒径应小于40mm。砼的坍落度应控制在18~20cm，要具有良好的和易性、活动性。用料上优先采取中粗沙和级配较好的卵石，砂率小、粗骨料级配不好，搅拌出的砼极易离析，影响水下浇注砼的质量。砼配合比还应斟酌运输距离和气温等多种因素的影响，在夏季或运输进程中时间较长时，应加砼缓凝剂。⑸、浇注进程中，必须不断测定混凝土面上升高度，并根据砼的供应情况来肯定拆卸导管的时间及长度，以避免产生断桩、桩身夹渣或“埋管”事故。例如：连徐A-8标浇注主线桥15#右B桩(ф1500mm)时，灌注第1车(6m3)时，依照理论或经验计算，此车砼灌注下去砼面应上升约3.4m，但实测上升高度仅为1.8m，第2车灌注下去也只上升了2.3m，实际上，这根桩在此处已扩径，如果仅凭经验判断，不及时实测，就会造成误判，拆卸导管太长而致使导管被拔出砼面，造成工程事故。⑹、导管插入砼中的深度应根据搅拌砼的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态等来决定，1般情况下以2~6m为好。如果导管插入砼中的深度较大，供应砼间隔时间较长，且混凝土和易性稍差，就极易产生“埋管”事故。如果预感到不能及时供应砼(超过1小时)，砼运输距离远等因素时，除砼加缓凝剂外，导管插入砼中的深度要适中，不宜太小，以5~6m为佳。中间每隔10几分钟，应将导管上下活动几次，以避免使砼产生初凝假象，避免导管埋入砼中没法拔出。⑺、非通长配筋的灌注桩，当砼坍落度偏小、浇注速度较快时，容易将钢筋笼顶托上升，所以在浇注进程中当井孔砼面接近和初进入钢筋骨架时，宜使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力，并注意控制坍落度。当井孔内砼进入钢筋骨架1~2米以后，应适当提升导管，减小导管埋深，以增加骨架在导管底口以下的埋置深度，从而增加砼对钢筋骨架的握裹力。避免钢筋笼上浮的办法很多，连徐A-8标采取的是把钢筋笼顶的主筋与钢护筒点焊在1起。其他方法还有用重物固定笼子吊环、在钢筋笼主筋上焊“倒刺”(“倒刺”焊在主筋外侧斜向上，稍1上浮就插入孔壁禁止钢筋笼继续上浮)等方法。〈2〉工程事故处理灌注中途产生事故时,在可能的条件下应及时处理。当时不能处理的，必须依照有关规定和程序，会同有关单位研究协商补救措施。(1)断桩因各种缘由造成的断桩，1般只能采取补桩或接桩的方法加以弥补。补桩是指在断桩的附近重新开钻浇注1至两根桩来代替原来的那根桩。接桩1般用人工孔的办法处理，清除桩顶残渣，接钢筋笼，浇注砼至设计标高。连徐A-8标主线桥6#右A桩就是采取接桩法。浇注时由于大雨滂沱，路面泥泞不堪，砼运输车没法把砼运送进去，造成该桩在地面以下7米左右停止浇注构成断桩。具体处理方法是用10mm厚的钢板，制作1个内径ф1800mm、长8.0m的钢筒，利用锤击法把钢筒在桩位上打入，使护筒底脚沉到已灌注的砼面以下。钢筒比设计桩径适当大1些，既能保证桩的质量又方便施工;钢筒略长1些才能保证打入到已灌注的砼面以下。用潜水泵抽干井孔内的泥浆，然后人工凿除桩顶的浮渣见到中粗骨料。放入钢筋笼和原浇注桩的钢筋笼对接焊上，干孔浇注砼至设计桩顶标高，如图2所示。图26#桩处理示意图图3毛病操作图如果在水下浇注砼进程中，误将导管拔出砼面，必须及时处理。孔内砼面高度较小时，应及时将导管拔出，将已灌注的砼吸出，并把钢筋笼抽出，然后重新清孔，吊装钢筋骨架和灌注砼。当孔内砼面高度较高或桩径较大时，可以采取2次导管插入的方法处理：即拔掉原管重下新管或用原管插入继续浇灌。此时特别应当注意的是，导管重新插入时里面不能进水，必须在导管底口处设置底盖阀门或隔水球，插入的进程中水的反作用力不能把阀门或隔水球挤入导管。如图3所示的操作就是毛病的，具体操作示意图见图4。(a)(b)(c)(d)图42次导管插入接桩法操作示意图操作步骤为：先测定砼面的位置，据此来重下导管。用铁丝系上隔水球(必须能承受1定压力)放入导管，在导管上的料斗内注入1定数量的砼(以0.1~0.2m3为好)，缓慢将隔水球放在导管底端，把铁丝固定在料斗上。然后在导管上面外加1定压力来克服水的浮力，将导管插入砼面以下约1.0m处，在料斗内注满砼。剪断铁丝后，就可继续浇注。在使用此方法时，砼面的实际位置、下管长度、铁丝长度等均须事前正确肯定。(2)桩身缺点处理若清孔不完全，或灌注时导管埋深不够致使浇灌的砼冲破顶层而上升，就容易在两层砼中夹有泥浆渣土。这些夹泥、夹渣或有蜂窝、裹浆、局部砼疏松的缺点桩应采取压浆补强的方法来处理，使桩身到达设计强度要求。具体操作步骤以下：①在桩顶取芯钻孔两个，1个用作进浆孔，1个用作出浆孔。孔深要求到达补强位置以下最少1.0m处。②用高压水泵向其中1个孔内压入清水，将夹泥和疏松的砼碎渣从另1个孔中冲洗出来，直到排出清水为止。③用压浆泵注素水泥浆，进浆管最少插入钻孔1.0m以上(条件允许可从孔底开始注浆为最好)，直到两个孔内均返出合格的浓浆为止。素水泥浆的水灰比1般在0.4~0.5之间。5、结束语砼水下浇注的施工应依照正常的程序进行，作好充分的准备，在施工进程中采取各种措施减少人为的过失来预防质量事故的产生。另外加强管理，严把质量关，提高施工人员的素质和操作水平也是减少质量事故产生的1种有效途径。如出现事故，应分析缘由，采取公道的技术措施，及时补救。连徐A-8标共浇注了426根，无损检测良好率主线桥到达97%，匝道桥到达100%，合格率全桥到达100%。这些数据表明，连徐A-8标水下浇注砼的施工方法和工程事故的预防技术措施是行之有效、切实可行的。参考资料1、《公路桥涵施工技术规范》JTJ-041-89人民交通出版社1989.北京2、彭至浩《建筑工程质量通病预防手册》中国建筑工业出版社3、《公路施工手册<桥涵>》(上册)人民交通出版社1985.北京砼水下浇注施工及其工程事故的预防与处理黄启贵路桥团体第1公路工程局3公司连徐高速公路A-8项目2零零零年102月钻孔桩在施工进程中遇到的1些问题及处理措施钻孔桩施工中相干问题的处理措施[摘要]钻孔桩是最普遍的基础情势，本文通过对桥梁工程施工中出现的钻孔桩事故的分析，介绍了1些钻孔桩事故和质量缺点的处理方法。[关键词]钻孔桩;施工对策;缺点处理;1概述钻孔桩基础施工简便、操作易掌握、装备投入1般不是很大。因此，不管在铁路、公路、水利水电等大型建设，还是在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛利用。钻孔桩是在泥浆护壁条件下，利用机械钻进构成桩孔，采取导管法灌注水下混凝土的施工方法。钻孔、灌注混凝土都是在水下进行，工程质量只能通过科学的进程控制和完工后的仪器检测来确认。因此，对作业人员的操作熟练程度、工艺水平都有较高的要求。如何有效地避免钻孔进程中出现钻头掉落和灌注水下混凝土进程中产生断桩等现象，杜绝混凝土夹碴、不均匀的质量弊端，产生施工质量问题后如何恰如其分地处理以保证全部工程的质量是工程界1直在研究而又未能完全解决的问题。2钻孔进程中出现的相干问题的处理2.1偏斜孔钻机安装时，支持不好、桩孔地质构造不均匀等因素引发钻机整体或钻头在钻孔进程中产生偏斜，致使出现偏孔。2.1.1因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支持面积，而后，重新安装钻机恢复施工;钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。2.1.2地质构造不均匀引发的，先分析清楚岩层的走向，尔后采取适当的回填材料(回填材料1般为片石加粘土、纯碱、锯末等组成的混合物)将钻孔回填至计算肯定的高程处，静置1段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的，静置1～2h后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的，应根据情况静置2h乃至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层进程中，应采取自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。2.2护筒脱落由于护筒背后回填质量不好受地面流的浸泡等因素引发的护筒失去稳定、脱落。出现护筒脱落应立即停止钻孔，将钻机移开，采取相应措施处理。由于地面流水引发的可先排除流水，在原地面上填1层粘土使地面干燥、不渗漏，而后，重新安装护筒(作好护筒背后填筑)恢复钻孔施工。2.3卡钻钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调剂钻头的行程等缘由引发“卡钻”现象。针对产生“卡钻”的缘由采取相应的方法处理：2.3.1由于“探头石”引发的卡钻现象，可以适当往下放钻头，而后，强力快速往上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回，从而顺利提起钻头。2.3.2因钻头穿过岩层突变处致使的卡钻，优先采取水下爆破的方法进行处理。在整体岩层中此方法容易见效，砂土地层中不宜采取此方法处理。2.3.3由于机械故障致使钻头在浓泥浆中滞留时间太长造成的钻头没法提升现象，应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。2.4缩孔缩孔是在饱和性粘土、淤泥质粘土，特别是IL>1.0处于流塑性状态的土层中出现的特有现象，其缘由是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而致使钻孔的直径小于设计的桩直径。针对产生缩孔的缘由，采取块、卵石土回填，而后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理;或采取在导正器外侧焊接1定数量的合金叶片进行旋转清算的办法。2.5掉钻由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。产生“掉钻”后，应及时采取恰当的方法实行打捞。2.5.1钻孔壁稳定的情况，直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。。打捞前，先用“探针”探明钻头在孔中的位置为制定打捞方案提供根据。打捞装备和打捞操作方法必须保证在捉住钻头后尽可能1次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的现象产生。2.5.2钻孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部份钻孔壁处于稳定时，应先加大孔内泥浆的浓度，将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁，而后，采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实行钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌可能时，先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护、帷幕法等方法加固钻孔壁，而后打捞钻头。3水下混凝土灌注中出现问题的对策3.1封底失败由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等缘由致使首批混凝土灌注入孔后，未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清算。3.1.1地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行2次清孔的方法将已灌注的混凝土清算干净，重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。3.1.2地层稳定性差或高压清孔的方法不能见效则应及时撤除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注混凝土部份钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，到达孔底设计标高后，请示监理单位检查合格后进行水下混凝土灌注。3.2卡管因混凝土和易性差、混凝土中含有大块度骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等缘由致使水下混凝土灌注进程中没法继续进行的现象统称为“卡管”。3.2.1由于混凝土质量造成的导管梗塞，可以少许(根据堵管前丈量及计算的导管埋深结果在保证导管最小安全埋深肯定)提升导管而后快速着落的方法或加大1次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。3.2.2由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以1次性较大量混凝土冲击灌注到达疏通导管的目的。3.2.3采取“2次砍球法”进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌注混凝土中0.5～0.8m，而后依照水下封底的操作方法实行2次封底。以上几种方法处理不能见效应立即停止，认为已断桩。3.3断桩由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断(下雨、停电、机械故障等)或导管漏水等缘由致使导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断，没法继续灌注的现象通称为断桩。在灌注进程中认定产生断桩事故后，应立即停止继续灌注，提拔导管和钢筋笼，尽可能将损失下降到最小。并采取以下办法处理：3.3.1断桩截面位置处于设计桩全长的3分之1以下时，1般采取冲击钻清除已灌注部份，再实行原位恢复。3.3.2断桩截面位置处于设计桩全长的3分之2以上且距离孔口深度不大于10m时，先进行钻孔壁加固，而后进行钻孔桩的接长比较经济。3.3.3断桩截面位置处于设计桩全长的3分之1与3分之2之间的，应对各种处理方法进行对照，选择经济、可行的处理方法。墩(台)桩布置有条件变更，桩布置改变造成的损失较小的，应积极与设计单位联系争取变更设计;桩布置没法改变但可以增加桩的，最好由设计单位提供增加桩方案，实行增加基桩;不具有以上两类情况的1般应及时采取冲击钻处理后原位恢复。3.3.4桩长大于50m的桩出现的断桩情况，应对处理方案详细论证后着手，切勿盲目操作以避免带来较大的损失。3.4钢筋笼上浮由于钢筋笼的加固不可靠或灌注进程中操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位现象统称钢筋笼上浮。发现钢筋笼上浮，应立即暂停灌注，采取以下措施进行处理。3.4.1对钢筋笼上浮在1倍直径以下的可以在采取有效避免上浮的措施后继续灌注。悬吊钢筋焊缝脱落的，应及时补焊;悬吊钢筋曲折的情况应增加钢管支持。3.4.2钢筋笼上浮比较严重的必须拔出钢筋笼，对照断桩进行处理。4灌注成桩后发现的质量缺点的处理4.1桩全长小于设计要求这类缺点可分为两类：处理桩头后，混凝土顶面高程小于设计要求、钻孔底部沉积的虚碴在清孔时未清算干净致使桩全长小于设计、嵌入基岩深度小于设计。针对具体情况分别采取相应措施处理。4.1.1桩顶高程小于设计要求的缘由是混凝土灌注终孔时控制失误。基坑开挖后进行钻孔桩的接长。接长施工前，先清算干净混凝土以上的浮碴和疏松混凝土等，将顶面人工凿修平整。尔后，在护筒防护下开挖接长部份的桩孔。接长部份桩孔直径应大于设计钻孔桩直径40cm，深度从平整后混凝土面向下不小于接长部份桩孔直径的1倍。开挖后，将原灌注的混凝土表面清算干净，灌注混凝土至设计位置。接长部份混凝土的强度应比原设计提高1个等级4.1.2因钻孔桩底部沉积物未清算干净造成的桩全长小于设计现象处理的难度较大。1般可以在征得设计单位同意的条件下，采取钻孔桩底部压浆或高压注浆处理。4.2桩体混凝土不连续由于灌注进程中，产生的孔壁局部坍塌的杂物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体构成夹层致使钻孔桩混凝土不连续。对此类问题，应积极与设计单位调和采取公道措施处理。4.2.1对钻孔桩底部混凝土夹碴的情况，采取桩底部压浆或高压注浆方法处理。4.2.2桩体的少许夹层或不连续，用小型冲击钻钻1系列小直径的孔进行置换清算泥浆和杂物(钻孔直径60～75mm，桩中心1个孔，其余3～4个孔散布在以桩中心为圆心，直径为450mm左右的圆周上)。清算后，进行高压注浆处理。4.2.3对夹层较严重的，在钻孔桩中心处钻1个直径75mm孔探明缺点范围。而后，以钻孔桩中心为圆心，采取冲击钻钻直径80～100cm的孔，而后人工入孔清算，清算结束后，灌注高强混凝土。综上所述，钻孔桩事故处理的方法很多，难度也较大，不管采取甚么先进的办法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来不可忽视的影响。因此，在钻孔桩施工中必须作到每一个工序严格依照规范操作，水下混凝土灌注统1指挥、紧张而有序，对可能出现的问题制定切实有效的防范措施，尽最大努力杜绝事故的产生。5钻孔桩发展展望随着施工工艺的更新，相继出现了钻孔后灌浆桩、钻孔扩底桩等新工艺、新技术，为钻孔桩基础的利用拓展了更广阔的空间。