正、反循環(huán)鉆孔
(1)泥漿護(hù)壁成孔時根據(jù)泥漿補給情況控制鉆進(jìn)速度;保持鉆機(jī)穩(wěn)定。
(2)鉆進(jìn)過程中如發(fā)生斜孔、塌孔和護(hù)筒周圍冒漿、失穩(wěn)等現(xiàn)象時，應(yīng)先停鉆，待采取相應(yīng)措施后再進(jìn)行鉆進(jìn)。
(3)鉆孔達(dá)到設(shè)計深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度應(yīng)符合設(shè)計要求。設(shè)計未要求時端承型樁的沉渣厚度不應(yīng)大于100mm;摩擦型樁的沉渣厚度不應(yīng)大于300mm。
1k420101掌握鉆孔灌注樁施工質(zhì)量事故預(yù)防措施.本條文簡要介紹鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制的常見措施。
一、地質(zhì)勘探資料和設(shè)計文件
(一)可能存在的問題
地質(zhì)勘探主要存在勘探孔間距太大、孔深太淺，土工試驗數(shù)量不足、土工取樣和土工試驗不規(guī)范，樁周摩阻力和樁端承載力不足等問題。設(shè)計文件主要存在對地質(zhì)勘探資料沒有認(rèn)真研究、樁型選擇不當(dāng)、地面標(biāo)高不清等問題。
(二)預(yù)防措施
在樁基開始施工前，對地質(zhì)勘探資料和設(shè)計文件進(jìn)行認(rèn)真研究。對樁基持力層厚度變化較大的場地，應(yīng)適當(dāng)加密地質(zhì)勘探孔;必要時進(jìn)行補充勘探，防止樁端落在較薄的持力層上而發(fā)生持力層剪切破壞。場地有較厚的回填層和軟土層時，設(shè)計者應(yīng)認(rèn)真校核樁基是否存在負(fù)摩擦現(xiàn)象。
二、孔口高程及鉆孔深度的誤差
【一)孔口高程的誤差
孔口高程的誤差主要有兩方面：一是由于地質(zhì)勘探完成后場地再次回填，計算孔口高程時疏忽而引起的誤差;二是由于施工場地在施工過程中廢渣的堆積，地面不斷升高，孔口高程發(fā)生變化造成的誤差。
其對策是認(rèn)真校核原始水準(zhǔn)點和各孔口的絕對高程，每根樁開孔前復(fù)測一次樁位孔口高程。
(二)鉆孔深度的誤差
有些工程在場地回填平整前就進(jìn)行工程地質(zhì)勘探，地面高程較低，當(dāng)工程地質(zhì)勘探采用相對高程時，施工應(yīng)把高程換算一致，避免出現(xiàn)鉆孔深度的誤差。另外，孔深測量應(yīng)采用丈量鉆桿的方法，取鉆頭的2/3長度處作為孔底終孔界面，不宜采用測繩測定孔深。對于端承樁鉆孔的終孔標(biāo)高應(yīng)以樁端進(jìn)入持力層深度為準(zhǔn)，不宜以固定孔深的方式終孔。因此，鉆孔到達(dá)樁端持力層后應(yīng)及時取樣鑒定，確定鉆孔是否進(jìn)入樁端持力層。
三、孔徑誤差
孔徑誤差主要是由于作業(yè)人員疏忽錯用其他規(guī)格的鉆頭，或因鉆頭陳舊，磨損后直徑偏小所致。對于直徑800---1200mm的樁，鉆頭直徑比設(shè)計樁徑小30～50mm是合理的。每根樁孔開孔時，應(yīng)驗證鉆頭規(guī)格，實行簽證手續(xù)。
四、鉆孔垂直度不符合規(guī)范要求
(一)主要原因
1.場地平整度和密實度差，鉆機(jī)安裝不平整或鉆進(jìn)過程發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致鉆孔偏斜;
2.鉆桿彎曲、鉆桿接頭間隙太大，造成鉆孔偏斜;
3.鉆頭翼板磨損不一，鉆頭受力不均，造成偏離鉆進(jìn)方向;
4.鉆進(jìn)中遇軟硬土層交界面或傾斜巖面時，鉆壓過高使鉆頭受力不均，造成偏離鉆進(jìn)方向。
(二)控制鉆孔垂直度的主要技術(shù)措施
1-壓實、平整施工場地;
2.安裝鉆機(jī)時應(yīng)嚴(yán)格檢查鉆機(jī)的平整度和主動鉆桿的垂直度，鉆進(jìn)過程中應(yīng)定時檢查主動鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差立即調(diào)整;
3.定期檢查鉆頭、鉆桿、鉆桿接頭，發(fā)現(xiàn)問題及時維修或更換;
4.在軟硬土層交界面或傾斜巖面處鉆進(jìn)，應(yīng)低速低鉆壓鉆進(jìn)。發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜，應(yīng)及時回填黏土，沖平后再低速低鉆壓鉆進(jìn);
5.在復(fù)雜地層鉆進(jìn)，必要時在鉆桿上加設(shè)扶正器。
五、塌孔與縮徑
(一)主要原因
塌孔與縮徑產(chǎn)生的原因基本相同，主要是地層復(fù)雜、鉆進(jìn)速度過快、護(hù)壁泥漿性能差、成孔后放置時間過長沒有灌注混凝土等原因所造成。
(二)預(yù)防措施
鉆(沖)孔灌注樁穿過較厚的砂層、礫石層時，成孔速度應(yīng)控制在2m/h以內(nèi)，泥漿性能主要控制其密度為1.3～1.4g/cm3、黏度為20～30s、含砂率≤6%，若孔內(nèi)自然造漿不能滿足以上要求時，可采用加黏土粉、燒堿、木質(zhì)素的方法，改善泥漿的性能，通過對泥漿的除砂處理，可控制泥漿的密度和含砂率。沒有特殊原因，鋼筋骨架安裝后應(yīng)立即灌注混凝土。
六、樁端持力層判別錯誤
持力層判別是鉆孔樁成敗的關(guān)鍵，現(xiàn)場施工必須給予足夠的重視。對于非巖石類持力層，判斷比較容易，可根據(jù)地質(zhì)資料，結(jié)合現(xiàn)場取樣進(jìn)行綜合判定。
對于樁端持力層為強風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖的樁，判定巖層界面難度較大，可采用以地質(zhì)資料的深度為基礎(chǔ)，結(jié)合鉆機(jī)的受力、主動鉆桿的抖動情況和孔口撈樣進(jìn)行綜合判定，必要時進(jìn)行原位取芯驗證。
七、孔底沉渣過厚或灌注混凝土前孔內(nèi)泥漿含砂量過大
孔底沉渣過厚除清孔泥漿質(zhì)量差，清孔無法達(dá)到設(shè)計要求外，還有測量方法不當(dāng)造成誤判。要準(zhǔn)確測量孔底沉渣厚度，首先需準(zhǔn)確測量樁的終孔深度，應(yīng)采用丈量鉆桿長度的方法測定，取孔內(nèi)鉆桿長度十鉆頭長度，鉆頭長度取至鉆尖的2/3處。
在含粗砂、礫砂和卵石的地層鉆孔，有條件時應(yīng)優(yōu)先采用泵吸反循環(huán)清孔。當(dāng)采用正循環(huán)清孔時，前階段應(yīng)采用高黏度濃漿清孔，并加大泥漿泵的流量，使砂石粒能順利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合設(shè)計要求后，應(yīng)把孔內(nèi)泥漿密度降至1.1～1.2g/cm2。清孔整個過程應(yīng)專人負(fù)責(zé)孔口撈渣和測量孔底沉渣厚度.及時對孔內(nèi)泥漿含砂率和孔底沉渣厚度的變化進(jìn)行分析，若出現(xiàn)清孔前期孔口泥漿含砂量過低，撈不到粗砂粒，或后期把孔內(nèi)泥漿密度降低后，孔底沉渣厚度增大較多，則說明前期清孔時泥漿的黏度和稠度偏小，砂粒懸浮在孔內(nèi)泥漿里，沒有真正達(dá)到清孔的目的，施工時應(yīng)特別注意這種情況。
八、水下混凝土灌注和樁身混凝土質(zhì)量問題-
混凝土質(zhì)量關(guān)系到混凝土灌注過程是否順利和樁身混凝土質(zhì)量兩大方面。要配制出高質(zhì)量的混凝土，首先要設(shè)計好配合比和做好現(xiàn)場試配工作，采用高強度水泥時，應(yīng)注意混凝土的初凝和終凝時間與單樁灌注時間的關(guān)系，必要時添加緩凝劑。施工現(xiàn)場應(yīng)嚴(yán)格控制好配合比(特別是水灰比)和攪拌時間。掌握好混凝土的和易性及其坍落度，防止混凝土在灌注過程中發(fā)生離析和堵管。
(一)初灌時埋管深度達(dá)不到規(guī)范要求
規(guī)范規(guī)定，灌注導(dǎo)管底端至孔底的距離應(yīng)為0.3～0.5m，初灌時導(dǎo)管首次埋深應(yīng)不小于1.om。在計算混凝土的初灌量時，除計算樁長所需的混凝土量外，還應(yīng)計算導(dǎo)管內(nèi)積存的混凝土量。
首批灌注混凝土所需數(shù)量可按下式計算：
v≥h17rd2/4+丁cdz(hi+hz)/4(1k420101-1)式中v--灌注首批混凝土所需數(shù)量(1113);
d-樁孔直徑(m);
h.——樁孔底至導(dǎo)管底端間距，一般為0.4m;
h2-導(dǎo)管初次埋入混凝土的深度，不小于1.om;
d-導(dǎo)管內(nèi)徑(m);.
hi-樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度h2時，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)
壓力所需的高度(m)：^1=llwyw/ye;
hw——樁孔內(nèi)水或泥漿的深度(m);
凡——樁孔內(nèi)水或泥漿的重度(kn/rrr3);
k-混凝土板和物的重度(kn/rrl'3)。
(二)灌注混凝土?xí)r堵管
1.灌注混凝土?xí)r發(fā)生堵管主要由灌注導(dǎo)管破漏、灌注導(dǎo)管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注混凝土的準(zhǔn)備時間太長、隔水栓不規(guī)范、混凝土配制質(zhì)量差、灌注過程中灌注導(dǎo)管埋深過大等原因引起。
2.灌注導(dǎo)管在安裝前應(yīng)有專人負(fù)責(zé)檢查，可采用肉眼觀察和敲打聽聲相結(jié)合的方法進(jìn)行檢查，檢查項目主要有灌注導(dǎo)管是否存在孔洞和裂縫、接頭是否密封、厚度是否合格。
3.灌注導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗，嚴(yán)禁用氣壓。進(jìn)行水密試驗的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓力p的1.3倍。
р=γchc-γwhw(1k420101-2)
式中 γc-混凝土拌合物的重力密度(kn/m³);
hc—導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱最大高度(m)，以導(dǎo)管全長或預(yù)計的最大高度計;
γw—樁孔內(nèi)水或泥漿的重度(kn/m³);
hw—樁孔內(nèi)水或泥漿的深庋(m)。
4.灌注導(dǎo)管底部至孔底的距離應(yīng)為300～500mm，在灌漿設(shè)備的初灌量足夠的條件下，應(yīng)盡可能取大值。隔水栓應(yīng)認(rèn)真細(xì)致制作，其直徑和橢圓度應(yīng)符合使用要求，其長度應(yīng)≤200mm。
5。完成第二次清孔后，應(yīng)立即開始灌注混凝土，若因故推遲灌注混凝土，應(yīng)重新進(jìn)行清孔。否則，可能造成孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒下沉而使孔底沉渣過厚，并導(dǎo)致隔水栓無法正常工作而發(fā)生堵管事故。
(三)灌注混凝土過程中鋼筋骨架上浮
1.主要原因：
(1)混凝土初凝和終凝時間太短，使孔內(nèi)混凝土過早結(jié)塊，當(dāng)混凝土面上升至鋼筋骨架底時，結(jié)塊的混凝土托起鋼筋骨架;
(2)清孔時孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，混凝土灌注過程中砂粒回沉在混凝土面上，形成較密實的砂層，并隨孔內(nèi)混凝土逐漸升高，當(dāng)砂層上升至鋼筋骨架底部時托起鋼筋骨架;
(3)混凝土灌注至鋼筋骨架底部時，灌注速度太快，造成鋼筋骨架上浮。
2.預(yù)防措施：
除認(rèn)真清孔外，當(dāng)灌注的混凝土面距鋼筋骨架底部1m左右時，應(yīng)降低灌注速度。當(dāng)混凝土面上升到骨架底口4m以上時，提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底口高于骨架底部2m以上，然后恢復(fù)正常灌注速度。
(四)樁身混凝土強度低或混凝土離析
主要原因是施工現(xiàn)場混凝土配合比控制不嚴(yán)、攪拌時間不夠和水泥質(zhì)量差。預(yù)防措施：嚴(yán)格把好進(jìn)廠水泥的質(zhì)量關(guān)，控制好施工現(xiàn)場混凝土配合比，掌握好攪拌時間和混凝土的和易性。
(五)樁身混凝土夾渣或斷樁
1.主要原因：
(1)初灌混凝土量不夠，造成初灌后埋管深度太小或?qū)Ч芨揪蜎]有進(jìn)入混凝土;
(2)混凝土灌注過程拔管長度控制不準(zhǔn)，導(dǎo)管拔出混凝土面;
(3)混凝土初凝和終凝時間太短，或灌注時間太長，使混凝土上部結(jié)塊，造成樁身混凝土夾渣;
(4)清孔時孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，混凝土灌注過程中砂?；爻猎诨炷撩嫔希纬沙练e砂層，阻礙混凝土的正常上升，當(dāng)混凝土沖破沉積砂層時，部分砂粒及浮渣被包人混凝土內(nèi)。嚴(yán)重時可能造成堵管事故，導(dǎo)致混凝土灌注中斷。
2.預(yù)防辦法：
導(dǎo)管的埋置深度宜控制在2～6m之間。混凝土灌注過程中拔管應(yīng)有專人負(fù)責(zé)指揮，并分別采用理論灌入量計算孔內(nèi)混凝土面和重錘實測孔內(nèi)混凝土面，取兩者的低值來控制拔管長度，確保導(dǎo)管的埋置深度≥2m。單樁混凝土灌注時間宜控制在1.5倍混凝土初凝時間內(nèi)。
(六)樁頂混凝土不密實或強度達(dá)不到設(shè)計要求
主要原因是超灌高度不夠、混凝土浮漿太多、孔內(nèi)混凝土面測定不準(zhǔn)。
對于樁徑≤looomm的樁，超灌高度不小于樁長的4%;對于樁徑>looomm的樁，超灌高度不小干樁長的5%。對于大體積混凝土的樁，樁頂lom內(nèi)的混凝土應(yīng)適當(dāng)調(diào)整配合比，增大碎石含量，減少樁頂浮漿。在灌注最后階段，孔內(nèi)混凝土面測定應(yīng)采用硬桿簡-式取樣法測定。
九、混凝土灌注過程因故中斷
混凝土灌注過程中斷的原因較多，在采取搶救措施后仍無法恢復(fù)正常灌注的情況下，
可采用如下方法進(jìn)行處理：
(一)若剛開灌不久，孔內(nèi)混凝土較少，可拔起導(dǎo)管和吊起鋼筋骨架，重新鉆孔至原孔底，安裝鋼筋骨架和清孔后再開始灌注混凝土。
(二)迅速拔出導(dǎo)管，清理導(dǎo)管內(nèi)積存混凝土和檢查導(dǎo)管后，重新安裝導(dǎo)管和隔水栓，
然后按初灌的方法灌注混凝土，待隔水栓完全排出導(dǎo)管后，立即將導(dǎo)管插入原混凝土內(nèi)，
此后便可按正常的灌注方法繼續(xù)灌注混凝土。此法的處理過程必須在混凝土的初凝時間內(nèi)完成。
(三)混凝土灌注過程因故中斷后拔除鋼筋骨架，待已灌混凝土強度達(dá)到c15后，先
用同級鉆頭重新鉆孔，并鉆除原灌混凝土的浮漿，再用lt500鉆頭在樁中心鉆進(jìn)300～
500mm深，這樣就完成了接口的處理工作，然后便可按新樁的灌注程序灌注混凝土。
3.沖擊鉆成孔
(1)沖擊鉆開孔時，應(yīng)低錘密擊，反復(fù)沖擊造壁，保持孔內(nèi)泥漿面穩(wěn)定。
(2)應(yīng)采取有效的技術(shù)措施防止擾動孔壁、塌孔、擴(kuò)孔、卡鉆和掉鉆及泥漿流失等事故。
(3)每鉆進(jìn)4～5m應(yīng)驗孔一次，在更換鉆頭前或容易縮孔處，均應(yīng)驗孔并應(yīng)做記錄。
(4)排渣過程中應(yīng)及時補給泥漿。
(5)沖孔中遇到斜孔、梅花孔、塌孔等情況時，應(yīng)采取措施后方可繼續(xù)施工。
(6)穩(wěn)定性差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)或抽渣筒排渣，清孔后灌注混凝土之前的泥漿指標(biāo)符合要求。
4.旋挖成孔
(1)旋挖鉆成孔灌注樁應(yīng)根據(jù)不同的地層情況及地下水位埋深，采用不同的成孔工藝。
(2)泥漿制備的能力應(yīng)大于鉆孔時的泥漿需求量，每臺套鉆機(jī)的泥漿儲備量不少于單樁體積。
(3)成孔前和每次提出鉆斗時，應(yīng)檢查鉆斗和鉆桿連接銷子、鉆斗門連接銷子以及鋼絲繩的狀況，并應(yīng)清除鉆斗上的渣土。
(4)旋挖鉆機(jī)成孔應(yīng)采用跳挖方式，并根據(jù)鉆進(jìn)速度同步補充泥漿，保持所需的泥漿面高度不變。
(5)孔底沉渣厚度控制指標(biāo)符合要求。
(四)干作業(yè)成孔
1.長螺旋鉆孔
(1)鉆機(jī)定位后，應(yīng)進(jìn)行復(fù)檢，鉆頭與樁位點偏差不得大于20mm，開孔時下鉆速度應(yīng)緩慢;鉆進(jìn)過程中，不宜反轉(zhuǎn)或提升鉆桿。
(2)在鉆進(jìn)過程中遇到卡鉆、鉆機(jī)搖晃、偏斜或發(fā)生異常聲響時，應(yīng)立即停鉆，查明原因，采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)作業(yè)。
(3)鉆至設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)先泵入混凝土并停頓10～20s，再緩慢提升鉆桿。提鉆速度應(yīng)根據(jù)土層情況確定，并保證管內(nèi)有一定高度的混凝土。
(4)混凝土壓灌結(jié)束后，應(yīng)立即將鋼筋籠插至設(shè)計深度，并及時清除鉆桿及泵(軟)管內(nèi)殘留混凝土。
2.鉆孔擴(kuò)底
(1)鉆桿應(yīng)保持垂直穩(wěn)固，位置準(zhǔn)確，防止因鉆桿晃動引起擴(kuò)大孔徑。
(2)鉆孔擴(kuò)底樁施工擴(kuò)底孔部分虛土厚度應(yīng)符合設(shè)計要求。
(3)灌注混凝土?xí)r，第一次應(yīng)灌到擴(kuò)底部位的頂面，隨即振搗密實;灌注樁頂以下5m范圍內(nèi)混凝土?xí)r，應(yīng)隨灌注隨振動，每次灌注高度不大于1.5m。
3.人工挖孔
(1)人工挖孔樁必須在保證施工安全前提下選用。
(2)挖孔樁截面一般為圓形，也有方形樁;孔徑1200～2000mm，最大可達(dá)3500mm;挖孔深度不宜超過25m。
(3)采用混凝土或鋼筋混凝土支護(hù)孔壁技術(shù)，護(hù)壁的厚度、拉接鋼筋、配筋、混凝土強度等級均應(yīng)符合設(shè)計要求;井圈中心線與設(shè)計軸線的偏差不得大于20mm;上下節(jié)護(hù)壁混凝土的搭接長度不得小于50mm;每節(jié)護(hù)壁必須保證振搗密實，并應(yīng)當(dāng)日施工完畢;應(yīng)根據(jù)土層滲水情況使用速凝劑;模板拆除應(yīng)在混凝土強度大于2.5mpa后進(jìn)行。’
(4)挖孔達(dá)到設(shè)計深度后，應(yīng)進(jìn)行孔底處理。必須做到孔底表面無松渣、泥、沉淀土。