第七节 旋挖钻机施工中出现的问题分析及处理措施
1 、超径
旋挖钻机在软塑地层和松散地层钻孔过程中常遇到超径问题。钻孔超径不但浪费材料,影响成桩质量,严重会造成孔内事故,所以在成孔过程中,必须有效控制超径,才能高质量、高效率的完成桩基施工。
1)造成成孔超径的原因
①操作原因。在软塑地层,由于钻感不明显,钻头往往是压入而不是钻入该地层,使钻头和四周的泥土粘连,形成泥包钻头现象,当提钻时出现活塞效应,使钻头周边的部分泥土吸到钻头下部,造成超径。
②地层原因。在软塑地层,由于钻具的搅动使该层趋于液化,使地层失去原有的稳定状态,孔壁部分泥土流入孔内造成超径。
③钻头和钻杆的连接问题。由于钻头和钻杆的连接卡方长时间的使用磨损,钻杆的公方磨损变小,而钻头上的母方磨损变大,使连接间隙变大,当旋转进时,钻头和钻杆形成一定的角度,使钻头的回转直径大于钻头直径,成孔大于设计成孔直径,造成超径。
2)预防成孔超径的措施
①保持钻头外表光滑,避兔或减少糊钻。在软塑地层,每次提钻时,钻头与周围经常附着一些粘性土,要及时清除掉,减少钻头与周围粘性土的粘连,以免造成糊钻。
②减少钻头和钻杆的连接间隙,要经常检查钻头和钻杆的连接卡方,有磨损及时修补,减少连接间隙。
2 、斜孔
1)原因分析
钻杆不垂直,护筒中心和桩位中心不重合,操作手不熟练等。若遇到石芽时旋挖强行成孔,钻头被挤偏。很多岩面都呈现斜面,钻进不注意就很容易造成斜孔。有溶洞时,溶洞侧壁岩面凹凸不平也容易造成斜孔。
2)预防、处理措施
开孔前首先保证旋挖钻机摆放平整,钻杆垂直,下护筒前用十字交叉定位,设定开挖中心为标准;遇石芽、斜面岩层时减缓钻进压力,平稳钻进;遇溶洞时,埋设护筒或填入素混凝土,然后正常钻进。
3)特殊地质状况处理
根据地勘资料显示,本场地地质条件复杂,施工过程必然会遇到溶洞, 在钻进过程中遇到溶洞时,及时通知建设单位和监理单位现场查看。为了确保施工安全,采取用C20素混凝土填充至溶洞顶面1米高的方法对溶洞进行处理,待混凝土达到一定强度时,重新钻进。
3、塌孔
旋挖钻孔由于没有护壁,孔壁容易塌方,特别是有水孔或被雨水冲刷时易造成塌孔,因此应每钻完一个孔,及时清理,及时验收,及时浇灌砼。
第八节 旋挖钻机施工安全、环保措施
钻孔现场各类施工设备很多,因此在施工组织中必须有明确的施工场地规划和现场布局,避免出现施工障碍和相互干扰,提高施工进度,保证施工安全。
1 、旋挖钻机施工前必须对地下、地面及空中的管线、杆线、障碍物进行详细勘察,除在作业范围内并对施工构成安全隐患或无法施工的应进行改移或拆除。
2 、施工现场的孔口应设置安全围栏并设置明显警示标志,夜间施工要有设置警示红灯。避免工作人员意外跌入造成人员伤害。
3、施工期间要设置专职安全员在现场进行安全巡查,监督安全防护用品的使用、杜绝瞎指挥、违章作业,保证施工现场施工安全。
4、进场作业人员必须经三级教育及安全技术交底后方可上岗作业,特种作业人员必须持证上岗。
5、拆装钻头时必须注意作人员之间的配合,以防造成机械伤害。
6、钻机、钻具和吊钻头的钢丝绳,均应符合设计要求,使用时应有专人检查维修。
7、工作平台及钻机平台上不能堆积杂务,在钻孔施工中应随时清除杂物。
8、施工现场内的渣土及时清运出施工范围。
人工开挖孔桩与旋挖钻机施工成孔综合对比
对比 | 人工成孔 | 旋挖钻机成孔 |
工期 | 人工原始开挖,速度慢,达不到工期要求。 | 工作效率高,是冲击钻机成孔的30~50倍,是人工开挖成孔的80~150倍。 |
精准度 | 成孔数据偏差大 | 全液压驱动,电脑控制,能精确定位钻孔、自动校正钻孔垂直度和自动测量钻孔深度,成孔非常规范。 |
地质掌控 | 对各类地质情况无法知晓 | 地质剖面可视,利于直观处理。 |
作业适应性 | 深孔施工,空气稀薄,环境恶劣,对人体健康不利,易患职业病,该工种已引起劳动保障部门的重视。 | 驾驶操作,无污染,利于身心健康,。 |
气候影响 | 易受天气影响,容易停工,拖延工期 | 可全天候作业,不受雨雪等天气情况影响。 |
开工条件 | 孔内施工,需配备用电 | 柴油动力,无需用电 |
适用范围 | 必须做护壁 | 无需护壁。 |
安全隐患 | 施工点多、面宽、风险大、管理难,引发安全事故的隐患隐蔽性强而不容易被发现和及时消除 | 施工点集中、范围窄、危害性小,引发安全事故的隐患容易被发现和解决。 |
附加费用 | 若遇雨天或地下渗水,需增加排水费用 | 无附加费 |
地质环保 | 遇岩石必须放炮,成本高,风险大,破坏地质结构 | 通过钻头旋挖,再通过凯式伸缩钻杆将钻头提出桩孔再卸土石。无需放炮,不破坏地质结构。 |
安全成本 | 人力风险大,安全成本高 | 大大降低安全成本,基本为零风险作业 |
第一节 钻孔灌注桩遇到质量问题的预防及处理措施
1、成孔质量问题
①塌孔
预防措施:根据不同地层,控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时,严格控制速度。地下水位过高,应升高护筒,加大水头。地下障碍物处理时,一定要将残留的砼块处理清除。孔壁坍塌严重时,应探明坍塌位置,用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处,捣实后重新钻进。
②缩径
预防措施:选用带保径装置钻头,钻头直径应满足成孔直径要求,并应经常检查,及时修复。易缩径孔段钻进时,可适当提高泥浆的粘度。对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。
③桩孔偏斜
预防措施:保证施工场地平整,钻机安装平稳,机架垂直,并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正,不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强行加压,应吊住钻杆,控制钻进速度,用低速度进尺。对地下障碍行预先处理干净。对已偏斜的钻孔,控制钻速,慢速提升,下降往复扫孔纠偏。
2、钢筋笼安装质量问题
① 钢筋笼安装与设计标高不符
预防措施:钢筋笼制作完成后,注意防止其扭曲变形,钢筋笼入孔安装时要保持垂直,砼保护层垫块设置间距不宜过大,吊筋长度精确计算,并在安装时反复核对检查。
② 钢筋笼的上浮
钢筋笼上浮的预防措施:严格控制砼质量,坍落度控制在18±3cm,砼和易性要好。砼进入钢筋笼后,砼上升不宜过快,导管在砼内埋深不宜过大, 严格控制在10m以下,提升导管时,不宜过快,防止导管钩钢筋笼,将其带上等。
3、水下砼灌注问题
① 堵管
预防措施:商品砼必须由具有资质,质量保证有信誉的厂家供应,砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求,现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直,内壁光滑不漏水。
② 桩顶部位疏松
预防措施:首先保证一定高度的桩顶留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响,极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测,只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时,才能确认终灌标高已经达到。
③ 桩身砼夹泥或断桩
预防措施:成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤,第一次清孔必须彻底清除泥块,砼灌注过程中导管提升要缓慢,特别到桩顶时,严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深,单桩砼灌注时,严禁中途断料。拔导管时,必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深,严禁凭经验拔管。