大直径钻孔混凝土灌注桩施工中应注意的问题

 大直径钻孔混凝土灌注桩施工中应注意的问题

大直径钻孔混凝土灌注桩施工工程中应着重注意以下几个问题：钻头的选择、护壁泥浆比重选择、钻进速度选择、清孔和混凝土浇灌。

一、  钻头的选择

大直径钻孔灌注桩是在泥浆护壁下，利用旋转台盘带动底部装有钻头的钻杆旋转进行挖土钻进的，所以，根据土层的地质情况选择合适的钻头是非常重要的。如果钻头选择不当，就可能无法顺利进行挖掘，从而影响工程的进度。钻孔混凝土灌注桩使用的钻头有多种形式，其中最常用的是多瓣式钻头，适用与多种土质，如粉砂、粘土、砂和砂砾层，挖掘效率也较高。不过多瓣式钻头吸泥口的直径只有150~200mm，在挖掘过程中如果遇到较大的石块或卵石，钻孔就难以进行，需要停钻，用抓斗挖出大的石块或卵石后，再进行钻孔，如大的石块或卵石很多，则钻进效率就会大大降低。对于基数超过40 以上的硬土层，因为一般钻头的刃口会打滑，故要采用三翼式钻头才有效。对于更硬的土层及特别坚硬的砂砾层，则需采用四翼式钻头才有效。这种四翼式钻头在刃尖部分为阶梯式圆筒形，挖掘时先挖一个小圆孔，然后呈阶梯形扩大，起导向作用，钻头摇动很小，孔壁不会扩大，因此可以顺利的进行挖掘。对于特别硬的粘土和砂砾层，还可以选用滚轮式钻头，这种钻头有50~200kN 的压力加到钻头上，因而需要大功率的旋转台盘。此外，还有扩大桩底用的扩底钻头这种钻头可将桩孔底部扩大，从而提高桩的承载能力。

二、  护壁泥浆比重选择

大直径桩成孔时，由于桩孔的直径比较大，很容易出现塌孔等事故，要保证大直径桩孔不塌陷，除了要保持泥浆有20kpa静水压力之外，还要根据土层的地质情况，选用一定比例的泥浆进行护壁。根据国外经验，泥浆比重大于1.08 时会降低挖掘的效率，但对于大直径钻孔桩来说，由于其护壁作用加强了，从而减少了塌孔事故的发生，有利于顺利成孔。当然了，产生塌孔的原因是多方面的，所以我们还应了解塌孔产生的原因是，以便采取有效的措施加以防治。产生塌孔的主要原因有：

(一)护筒周围未用粘土填封紧密而漏水，或护筒埋置太浅；

(二)未及时向孔内加泥浆，造成孔内泥浆面底于孔外水位，或孔内出现呈压水降低了静水压力；

(三)在流砂、软淤泥、破碎地层、松散砂层中钻进，进尺太快或停在一处空转时间太长，转速太快。了解了产生塌孔的主要原因后，在施工过程中我们就可以采取相应的防治措施进行解决：在护筒周围用粘土填封紧密，或升高护筒，增大水头；钻进中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位，遇流砂、松散土层时，应适当加大泥浆比重，或选用较大粘度、胶体率的优质泥浆，或投入粘土掺片，并控制进尺，不要使进尺过快或空转时间过长。一旦发生塌孔，应立即采取相应有效措施加以补救：对于轻度塌孔，应加大泥浆比重和提高水位。对于严重塌孔，应用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后采用低速钻进。在钻孔过程中，应随时注意测量泥浆的比重，及时掌握泥浆比重的变化，并认真做好记录。

三、钻进速度选择

钻进速度的选择也是很重要的，我们知道，钻进速度太快或停在一处空转时间太长，转速太快，都有可能造成桩孔坍塌，因此，应根据不同的地质情况，控制不同的钻进速度。在淤泥层一般应快速钻进穿过，如发生缩径，则提升钻头至缩径处反复旋转，使其达到设计要求。在细砂、粉砂层，由于这类砂土较松散，钻进时速度太快可能产生埋钻，太慢或停在一处空转时间太长转速太快又会产生塌孔，所以在松散砂土中钻进，应注意合理控制进尺。对于粘土层，在钻进时由于粘性大及可塑性强，不宜发生塌孔，但由于粘性强，泥团不宜打散，故更应严格慢速钻进，钻进速度应控制在1m/min 左右，以确保桩壁完好和钻机正常工作。在粘土层钻进时，有时会出现不进土现象，产生的主要原因有：

（一）钻头粘满粘土块，排渣不畅，钻头周围堆积土块；

（二）钻头合金刀具安装角度不适当，刀具切土过浅，泥浆比重过大，钻头配重过轻。解决办法：加强排渣，重新安装刀具角度、形状、排列方向；降低泥浆比重，加大钻头配重。糊钻头时，可提出钻头，清除泥块后，再施钻。在较硬土层中钻进则以钻机无跳动、电机不超负荷为准。对于岩层，入岩后必须轻压、慢转。在钻进的过程中，为了能够及时了解不同土层的具体地质情况，应加强取样分析，以便正确选择钻进参数。

四、清孔

钻进深度达到设计要求并符合终孔条件后，应进行清孔。清孔一般分两次进行，第一次清孔可用循环换浆法。桩端持力层为粉砂层时,宜采用正循环清孔,因为反循环清孔排碴速度较高,较大的抽吸作用反使桩端附近的粉砂层应力松弛,使桩端阻力降低;桩端持力层为碎石、卵砾石层、岩层时,应选用反循环清孔。即让钻头继续在原位放慢速度空钻，同时注水，用清水换浆，是泥浆比重控制在1：1 左右，如孔壁土质较差，宜用泥浆循环清孔，使泥浆比重控制在1.15~1.25，清孔过程中应及时及时补给稀泥浆，并保持浆面稳定。第一次清孔时间不少于30 分钟。第二次清孔采用导管清孔，由于桩孔较大，故要利用电动葫芦左、右移动导管及前后移动平台，使清孔比较彻底。清孔后沉碴厚度的测量方法,有吊锤测量、超声波、电阻检测等,其中简便常用的是吊锤测量法。方法是: 用吊锤吊至孔底,轻触沉碴面,并记录深度;再牵绳使吊锤抖击孔底沉碴,使其液化,直至坚硬岩面(或其它坚硬土层) ,再次记录深度。2次记录深度的差值即为沉碴厚度。当沉碴厚度较小时,可通过吊锤感触到孔底坚硬清爽的状况,并应立即进行检查验收合格后，应立即进行下一道工序的施工，以免渣土重新沉淀，造成沉渣过厚而影响桩的承载力。

五、混凝土浇灌

对于大直径钻孔灌注桩来说，水下灌注混凝土是很关键的工序，因为大直径孔桩的灌注时间长、难度大，很容易发生堵管、顶管、顶面混凝土初凝等问题。在混凝土上升后，阻力逐渐增大，灌注事故多，因此大直径钻孔混凝土灌注桩在浇灌混凝土时应特别注意以下几点：

(一)由于大直径桩孔浇灌时所需混凝土用量比较大，所以施工前应备足材料，采用现场搅混凝土的，搅拌设备应满足需要，而且必须准备1~2 台备用搅拌机，以防万一。

(二)现场应备用灌注平台一套及吊车，以防机电设备发生故障时，能及时替用，确保混凝土灌注的连续进行。

(三)灌注时，随着下灌混凝土的上升，要经常提动导管，提升范围在50~100cm 以内，上下倒插，促使混凝土有较好的密实度。特别是孔口返浆不好或不返浆时，必须立即提动导管，以先下后上的顺序操作，必要时可利用振动器通过导管传递，迫使管内混凝土畅通，如发生严重堵管现象，应立即报告有关部门处理。

(四)水下混凝土的灌注应连续进行，不得中断，并应力争缩短灌注时间。桩头灌至接近设计桩顶标高时，应注意调整好最后一次的灌入量，防止超灌。随着桩基础工程在我厂应用的日趋广泛，我们对桩基工程的了解也越来越多，而如何掌握它们各自的性质、用途，使其更好的为我厂的建筑施工服务这是关键问题，更重要的是要学会怎样解决它们中存在的问题，合理利用。