河中钻孔灌注桩的施工流程及事故处理措施

　　【关键词】灌注桩；钻孔；护筒；泥浆 

 

　　钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点，广泛应用于桥梁及其它工程领域，本文主要根据笔者在江阴市白屈港河道上的几座桥梁的施工，对河中钻孔灌注桩的施工情况作简要概述。 

 

　　江阴市白屈港河道河水位受潮水和调水影响，水位涨落比较明显，高低水位差在1.0m左右，河水水深较大，最深处3.5米左右；地质条件较差，上层土（厚度8～12米）为近代沉积的较为松散的砂土及粉土，下部土层为粘性土和中密—密实状粉土。 

 

 

 

　　在河中，沿新建桥梁方向打入木桩，木桩小头直径不小于15cm，长度根据河中水深情况确定，横向间距1m左右，纵向间距（排距）3m左右，钻孔桩位处于两排木桩中间，木桩入土（原状土）深度不小于1.5m且用轻型锤锤击无明显下沉；木桩顶部应处于同一高度（高度不一致时，高出部分锯掉），且高出最高潮水位30cm左右，上用方木用铁扒钉联结，为了增加稳定性，排之间间隔3米左右也用同规格方木联结。在方木上原木桩位置再用木桩接高2.5m左右，上部再用方木联结，同样排间也用方木间隔3m左右联结，上铺5cm厚脚手板，同时，还需在河中打入抛撑，木桩间和排间增加剪刀撑，以保证平台牢固稳定，能承受工作时所有静、动荷载，并考虑钻机能安全进出。 

 

 

　　①护筒制作 

 

　　护筒为4mm厚钢板制作，内径128cm，单节长1.5m，为考虑护筒运输方便，护筒接长在现场进行，焊缝严密，不漏水，护筒外侧用Φ14钢筋加强。 

 

　　②护筒埋设 

 

　　护筒埋设工作是钻孔灌注桩施工的开端，护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密，不透水，对成孔、成桩的质量都有重大影响，埋设时，护筒中心轴线应对正测量标定的桩位中心，其偏差不得大于5cm；并应严格保持护筒的竖直位置。 

 

　　根据桩位处水深确定需用护筒高度（护筒高度=最高潮位时桩位处水深+120cm+入土深度。入土深度一般≥200cm）。利用钻机，钻架或其他重物，配合千斤顶进行静压护筒，使护筒先下沉一部分，然后撤除静压物，再用振动锤震动使护筒下沉到位。在护筒下沉过程中，要保持护筒位置正确、垂直，护筒中心与桩中心偏差不得大于5cm，下沉时，如护筒倾斜，要及时用牵引器校正，每振动1～2分钟要暂停，校正护筒一次。护筒埋设到位后，用4只手拉葫芦在四个方位上拉紧固定好护筒，以防万一发生塌孔时，护筒沉落或偏斜。 

 

 

　　钻孔泥浆由水、粘土和添加剂组成，泥浆作用主要是浮悬钻渣和护壁。开钻前应准备数量充足和性能合格的泥浆，泥浆数量根据地层土质决定，泥浆性能要求比重为1.20～1.40，粘度19～25，含砂率小于4%。为了回收泥浆原料和减少环境污染，应设置泥浆循环净化系统。 

 

 

　　钻机安装就位正确后，在护筒内倒入适量粘土，使护筒内水位比河水位高约80cm左右即可开钻。 

 

　　钻孔作业应分班连续进行，经常对钻孔泥浆进行检测，不符合要求时，及时改正；注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，判明土层，并与地质剖面图核对，交接班时应交待钻进情况及注意事项。 

 

　　本桥位置因受潮汐和河道调水影响，护筒内水位控制至关重要，孔内水位过低或过高容易出现问题，水位差（护筒内水位—河水位）控制在80～120cm。 

 

　　1.在上部较为松散的砂土夹粉土地层中钻进： 

 

　　①新制备的泥浆比重大于1.20，排出泥浆比重1.25～1.35，在钻进过程中，如果制备的泥浆不够循环时，需及时补充泥浆，并经常清除沉淀中砂渣。 

 

　　②在钻进过程中，勤测泥浆比重，粘度和含砂率等，时刻注意地层变化，并与地质剖面图对比。 

 

　　③控制钻进速度。因上部土质较差，钻进速度不宜过快，宜控制在每小时不超过3米，过快，孔壁未形成坚实泥皮，容易引起塌孔，且孔内钻渣量大，易造成糊钻。 

 

　　2.在下部以粘性土和中密—密实状的粉土地层中钻进： 

 

　　在该层土中钻进，泥浆可适当调稀，但泥浆比重不得低于1.10，宜控制在1.10～1.15之间，护筒口排出泥浆比重控制在1.15～1.25之间。在该层土中钻进时，可适当加快钻进速度，但不可自由进尺，以避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。 

 

 

　　清孔的目的是置换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力，其次，清孔还为灌注水下混凝土创造良好条件，使测深正确，灌注顺利。终孔检查后，应及时进行第一次清孔，将钻锥提离孔底10～20cm，并保持泥浆正常循环，注入比重为1.10～1.20的泥浆，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。换浆时间根据钻孔直径和深度及换出泥浆性能而定，换出泥浆比重在1.20左右，含砂率小于8%，粘度18～20。钢筋笼、导管下好后，用导管进行第二次清孔，第二次清孔时间一般不小于30分钟，确定孔底沉渣厚度小于设计值时时，方可停止清孔。 

 

 

　　第二次清孔检查合格后，应立即开始灌注水下混凝土。水下混凝土用刚性导管进行灌注，导管上口设置储料漏斗，导管底端至钻孔底间隙为30～40cm，首批灌注混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度≥1.0m，在开始灌注混凝土时，应在漏斗底口处设置可靠的隔水设施，在灌注混凝土期间，仍须保持井孔水头，防止塌孔。 

 

　　灌注开始后，应连续地进行，并应尽可能缩短拆除导管的间隔时间。当导管内混凝土不满时，应徐徐灌注，防止在导管内造成高压空气囊。 

 

　　在灌注过程中，应经常探测井孔内混凝土面位置，及时地调整导管埋深，导管的埋深一般不宜小于2m或大于6m。 

 

　　当井孔混凝土面接近或刚进入钢筋骨架时，宜使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减小混凝土的冲击力；当混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深。 

 

　　在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力降低，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，出现混凝土顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并人工掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行。在拔除最后一节长导管时，拔管速度要慢，以防止泥浆挤入导管下，形成泥心。灌注的桩顶混凝土标高一般应比设计高出1.0m左右，为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌注结束后，混凝土凝结前，挖除多余的一段混凝土，但应保留20cm左右，以待随后修凿，接灌承台。 

 

 

　　1.塌孔：应仔细分析，查明原因和位置，刚开钻在上部时一般可用粘土回填至塌孔位置以上，下部采取改善泥浆性能，加高水头，埋深护筒和控制进尺速度等措施。2.扩孔：应采取防止钻锥摆动过大的措施。3.缩孔：采用失水率小的优质泥浆护壁，同时在缩孔处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。4.偏孔：检查钻杆导架是否垂直、钻杆是否顺直等，回填粘土，控制钻速。5.护筒底漏浆：宜采取增加护筒沉埋深度，适当减小水头高度或采取加稠泥浆、倒入粘土慢速转动等措施。