桩基施工质量控制办法
一、桩基施工
(一)钻孔过程控制
1、技术放线准备
为了能够控制好墩中心和钻孔桩中心桩位,布置了平面导线控制网。每个墩至少有两个导线点来控制,各个墩中心和钻孔桩中心复核检查无误后,利用十字线或经纬仪辅助把墩中心桩用砼护好。保证钻孔过程中线路中心桩位的稳定。钻孔桩的中心放好后,按井字形放线护桩,以备钻完一个孔后移至另一孔前桩位丢失,恢复困难。这样护桩,可以在不用经纬仪或全站仪的情况下快速恢复钻孔桩中心。
2、钻机就位对中保证
钻孔桩中心、墩中心检查无误后,埋设护筒,钻机就位。埋设护筒时,护筒中心与桩位中心一致,就位偏差不超过5cm。护筒埋设时要埋设牢固。软泥或砂层应用水泥砂浆浇筑,防止钻进过程下移或倾斜。
护筒埋设好后,钻机就位。对位时,用3.5kg重的或稍轻的垂球悬挂在钻机上。
用“十字”交叉线对桩位,将交叉线的四点用红油漆在护筒上作上标记,并按顺序进行编号,便于记录。
悬挂在钻机上的垂球,对中交叉线的交点。对中合格后,量测并记录四点到线路中心的距离和四个点的高程。复核交叉点到墩中心间的距离无误后,请监理检查合格后方可开钻。
3、钻机钻进的控制
钻机钻进过程中,要防止冲击钻头磕碰护筒,防止钻机移位。如何控制呢?前面介绍的护筒上的四个点到中心的距离就是核对护筒是否被磕碰挤压而变形;核对钻绳是否在中心位置,是否发生倾斜。若护筒受到明显的挤压、磕碰变形,就不能用原来的数据来控制钻机绳的倾斜。应用“井”字形护桩返出钻孔桩中心。核对偏差要重新记录四点到中心位置的距离,便于控制成孔倾斜度。钻进过程中要不断的检查钻孔对中情况。
钻进过程中还要做好泥浆比重测试。若泥浆过重,孔壁上的泥皮增厚给清孔和灌注砼造成困难;若泥浆过轻,则护壁效果不好,可能出现坍孔。因此,在钻进过程中就必须掌握各层土质情况。开钻前,技术员下交底到机长手中,要求各机长熟悉各层土质情况。为了能有效、准确的了解地质情况,我们要求技术人员在钻进过程中每班取样两次,装袋做好标记。根据取样结果,掌握各层土质,调整泥浆质量。主要从以下三个方面控制:
(1)泥浆比重:可用婆美氏重表或1002型比重计测定。本地区冲击成孔采用比重1.3-1.6为宜。
(2)泥浆粘度:用1006型野外粘度计测定,其测定方法即以500ml泥浆通过5mm的漏斗孔所需的时间(s)来表示;在没有仪器时,一般用手指插入泥浆中,拔出后手指上附有均匀泥皮不见肉纹,可认为粘度合适,本地区地层以16-22S为宜。
(3)泥浆含砂率:用1004型含砂率测定器测定,其步骤是把调好的泥浆50ml倒进测定器,然后倒进清水使总体积为500 ml,把测量仪器塞紧摇晃均匀后静置3min,3min内沉淀下来的沉淀物体积乘以2就是含砂率,新制泥浆不宜 大于4%。
4、钻孔过程记录
钻进中要做好详细记录,无论什么原因出现的停钻时间,必须记录清楚,长时间停钻,泥浆沉碴可能形成塌孔,因此,要保证4小时内使钻头在孔内上下反复冲拉几次,循环泥浆增加护壁静压力,防止塌孔。还自行设计桩基检查记录表来加强控制。
5、漏水现象及处理
如发现有失水现象,护筒内水位缓慢下降,应补水投粘土。如泥浆太稠,进尺缓慢时,应抽碴换浆。开孔时,为了使钻碴泥浆尽量挤如孔壁,一般不抽碴。待冲砸至护筒下3~4m时(钻头顶在护筒下超过1m时),方可加高冲程正常冲进。4~5m后,方勤抽碴。钻进过程中应随时注意,保持孔位正确。
6、少松绳 勤松绳
钻孔时要查看钢丝绳回弹和回转情况。耳听冲击声音,借以判别孔底情况。要掌握少松绳的原则。松多了会减低冲程,过于松少了犹如落空锤,损坏机具。松软地层夹有较多石块时,一般每次松绳3-5cm,均匀密实地层5-8cm.
7、勤抽碴 勤检查
冲击过程中,要勤抽碴,当孔内泥浆含碴量增大,钻进速度减慢,每小时进尺卵石层小于5~10cm,松软土层小于15~30cm时,应进行抽碴。一般每进尺1.5~1.0m,抽碴一次,每次抽4~5筒或抽至泥浆内钻碴明显减少,无粗颗粒,比重降至正常为止。抽碴时应注意:
(1)及时向孔内补浆或补水。如系投粘土自行造浆,不宜一次到进,以防粘钻。
(2)抽碴筒放到孔底后,要在孔底上下提放几次,多进些钻碴,然后提出。
(3)采取空口放细筛子或承碴盘等办法,使过筛后的泥浆流回孔内。
勤检查钢丝绳和钻头磨损情况,及转向装置是否灵活,预防发生安全质量事故。钻头直径磨耗不应超过1.5cm。超过时,及时用耐磨焊条补焊。并常备用两个钻头轮换、修补。为防止卡钻,一次补焊不宜过多,且补焊后在原孔使用时宜先用低冲程冲击一段时间,方可用较高冲程钻进。
8、坚持取样 查探地质
为控制泥浆比重和抽碴次数,需及时用取样罐放到需测深度,取泥浆进行检查,及时向孔内灌注泥浆或投碎粘土。冲击钻进,孔底泥浆比重以1.4~1.6为宜。抽碴后,应测深一次,再分批投碎粘土,直到泥浆比重达到正常为止。冲孔时,每隔3~4h,将钻头或抽碴筒在孔底上下提放几次,把下面的泥浆拉上来,以护孔壁。
9、终孔检查
钻孔成孔后,检查成孔质量,从以下几方面检查:
(1)成孔垂直度
钻机钻完孔后,要重新对中钻机,其步骤方法同开钻前相同。挂十字线核墩中心到钻孔桩中心距离;核护筒是否偏移。钻机对中完成后换上钻头,将钻头放到孔底,稍微悬起一点即可。丈量钻绳到中心距离L。如钻机顶部边缘距护筒顶的高度是7m,则成孔倾斜度η=L/7。
(2)泥浆比重、粘度
潍河2号特大桥大部分桥墩基础地质条件较好。泥浆比重终孔时按1.1~1.3控制。粘度控制在18~20s。这样灌注的砼质量易于保证。
(3)清孔
清孔标准:摩擦桩的沉碴厚度不大于30cm;柱桩不大于10cm。
抽碴法清孔简易检查是用手触摸泥浆。直到泥浆中没有粒径大于2~3mm的颗粒且其比重在规定的范围之内时为止。清孔不能用加深孔身来代替清孔。
(4)孔深检查
钻孔中孔深是通过测钻绳和钻头长度来定的;灌注前孔深是通过测绳测的(测锤尺寸形状:圆锥形垂锭,钢板焊,砂填心,底面直径为14cm,高度为20cm,重量3.6kg);沉碴厚度为终孔时通过测钻绳所得的读数与垂锭测绳所测得的读数之差。
(5)孔径检查
用4~6倍孔直径长的钢筋焊接成探孔器来检测孔径。保证钻孔的孔径满足要求。钢筋不能太细,使用中防止弯曲;钻孔过程中,孔径检查是通过量钻头直径来完成的。
二、钻孔事故的预防及处理
由于复杂地质情况及其他因素的影响,钻孔过程中容易出现一些质量问题,在此,列举几种钻孔过程中常见的事故的预防及处理方案:
(一)坍孔
孔口坍塌容易发现,而孔内坍塌则需要仔细观察,如孔内水位突然下降;孔口水面冒细密的水泡;出土量显著的增加;没有进尺或进尺很小;孔深突然变浅,钻头达不到原来的孔深;钻头负荷显著增加等等,均表明孔内已坍塌。
1、坍孔原因
(1)泥浆比重或粘度太小,未形成坚实的护壁。
(2)施工场地夯填土质量不良。
(3)钻机和钻架未支承好,支承面受过大的压力。
(4)埋置护筒不符合要求,护筒周围或底部未用优质粘土分层夯实填筑。护筒高度不够,孔内涌出承压水,降低水的静压力。护筒埋置太浅。
(5)开孔时,护筒脚下2~3m范围内未作好造壁处理。
(6)护筒直径过小或护筒埋置不够平正垂直,开孔时钻头左右晃动冲击护筒,钻进中钻头或抽碴筒碰撞护筒。
(7)孔内规定的水位高度不够或未保持好规定的水位。
(8)在松软的砂层中进尺太快。
(9)遇易坍孔的流砂层,未及时采取措施。
(10)清孔方法不当。
(11)补水时水流冲塌孔壁。补水量过大,经常溢出孔口,或抽碴筒泥浆未及时排出,浸泡孔口土壤,以至松软坍塌。
(12)从终孔至灌注水下砼延误时间太长等。
2、坍孔的预防和处理
(1)在松散粉砂土,淤泥层或流砂中钻进时,应控制进
尺,选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆(或投入粘土、片石低锤冲击使粘土膏、片石等挤入孔壁)。
(2)入孔口坍塌,可回填重新埋设护筒再钻。或下钢护
筒至未坍处以下至少1m。
(3)孔内坍塌不严重者,可加大泥浆比重继续钻进。较
严重者,可回填砂石和粘土混合物到坍塌位置以上1~2m,甚至全部回填再钻。若坍塌埋住钻头,应先清孔,后提起钻头。
(二)钻孔漏浆
在透水性强或有地下水流动的地层中,稀泥浆会向孔外漏失,一般有护筒底漏浆和护筒接缝漏浆两种情况,严重漏浆为坍孔先兆,应及时处理。漏浆的主要原因是:护筒埋设太浅,回填土不密实或护筒接缝不严密;或水头过高等等。补救的办法是:加稠泥浆或倒入粘土慢速转动;或回填土掺卵石、片石反复冲击增加护壁;护筒本身漏浆则可用棉絮堵塞。此外护筒内有掉落物也会造成漏浆。
(三)弯孔
在钻孔时,由于钻孔方向偏斜产生弯孔,严重者影响钢筋笼的安装和桩的质量。
1、弯孔原因
(1)、钻机坐落在软硬不同的土层上,钻进中发生位移和偏沉。
(2)旋转钻机钻杆弯曲或钻杆接头不直,钻头摆动偏向一边。
(3)钻孔时遇到较大孤石、探头石或倾斜的岩层。
(4)在有倾斜度的软硬地层交界处,