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1、2015年一级建造师执业资格考试市政实务精讲班主讲老师：胡宗强 1K420101 钻孔灌注桩施工质量事故预防措施 一、地质勘探资料和设计文件（了解内容） (一）可能存在的问题 地质勘探主要存在勘探孔间距太大、孔深太浅，土工试验数量不足、土工取样和土工试验不规范，桩周摩阻力和桩端承载力不足等问题；设计文件主要存在对地质勘探资料没有认真研究、桩型选择不当、地面标高不清等问题。 1K420100 城市桥梁工程质量检查与检验 (二）预防措施 在桩基开始施工前，对地质勘探资料和设计文件进行认真研究。对桩基持力层厚度变化较大的场地，应适当加密地质勘探孔；必要时进行补充勘探，防止桩端落在较薄的持力层上而发生
2、持力层剪切破坏。场地有较厚的回填层和软土层时，设计者应认真校核粧基是否存在负摩擦现象。 二、孔口高程及钻孔深度的误差(一）孔口高程的误差孔口高程的误差主要有两方面：一是由于地质勘探完成后场地再次回填，计算孔口高程时疏忽而引起的误差；二是由于施工场地在施工过程中废渣的堆积，地面不断升高，孔口高程发生变化造成的误差。 其对策是认真校核原始水准点和各孔口的绝对高程，每根桩开孔前复测一次桩位孔口高程。 (二) 钻孔深度的误差有些工程在场地回填平整前就进行工程地质勘探，地面高程较低，当工程地质勘探采用相对高程时，施工应把高程换算一致，避免出现钻孔深度的误差。另外，孔深测量应采用丈量钻杆的方法，取钻头的2
3、/3长度处作为孔底终孔界面，不宜采用测绳测定孔深。对于端承桩钻孔的终孔标高应以桩端进入持力层深度为准，不宜以固定孔深的方式终孔。因此，钻孔到达桩端持力层后应及时取样鉴定，确定钻孔是否进入桩端持力层。 三、孔径误差 孔径误差主要是由于作业人员疏忽错用其他规格的钻头，或因钻头陈旧，磨损后直径偏小所致。对于直径8001200mm的桩，钻头直径比设计桩径小3050mm是合理的。每根桩孔开孔时，应验证钻头规格，实行签证手续。 四、钻孔垂直度不符合规范要求(一）主要原因(1)场地平整度和密实度差，钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降，导致钻孔偏斜；(2)钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大，造成钻孔偏斜； (3)
4、 钻头翼板磨损一，钻头受力不均，造成偏离钻进方向；(4)钻进中遇软硬土层交界面或倾斜岩面时，钻压过高使钻头受力不均，造成偏离钻进方向。 垂直度不合格原因(二）控制钻孔垂直度的主要技术措施(1)压实、平整施工场地；(2)安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度，钻进过程中应定时检查主动钻杆的垂直度，发现偏差立即调整； (3)定期检查钻头、钻杆、钻杆接头，发现问题及时维修或更换；(4)在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进，应低速低钻压钻进。发现钻孔偏斜，应及时回填黏土，冲平后再低速低钻压钻进；(5)在复杂地层钻进，必要时在钻杆上加设扶正器与原因对应处理 五、塌孔与缩径 (一) 主要原因 塌孔
5、与缩径产生的原因基本相同，主要是地层复杂、钻进速度过快、护壁泥浆性能差、成孔后放置时间过长没有灌注混凝土等原因所造成。 (二)预防措施 钻（冲）孔灌注桩穿过较厚的砂层、砾石层时，成孔速度应控制在2m/h以内，泥浆性能主要控制其密度为1.31.4g/cm、黏度为2030s、含砂率不大于6% ，若孔内自然造浆不能满足以上要求时，可采用加黏土粉、烧碱、木质素的方法，改善泥浆的性能，通过对泥浆的除砂处理，可控制泥浆的密度和含砂率。没有特殊原因，钢筋骨架安装后应立即灌注混凝土。 与原因对应：慢钻进、稠泥浆、莫久放。七、孔底沉渣过厚或灌注混凝土前孔内泥浆含砂量过大孔底沉渣过厚除清孔泥浆质量差，清孔无法达到
6、设计要求外，还有测量方法不当造成误判。要准确测量孔底沉渣厚度，首先需准确测量桩的终孔深度，应采用丈量钻杆长度的方法测定，取“孔内钻杆长度+ 钻头长度”，钻头长度取至钻尖的2/3处。 在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔，有条件时应优先采用泵吸反循环清孔。当采用正循环清孔时，前阶段应采用高黏度浓浆清孔，并加大泥浆泵的流量，使砂石粒能顺利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合设计要求后，应把孔内泥浆密度降至1.11.2g/cm（应该是1.1g/cm以内，见教材65页）。 清孔整个过程应专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度，及时对孔内泥浆含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行分析，若出现清孔前期孔口泥浆含砂量过低，捞不到粗砂
7、粒，或后期把孔内泥浆密度降低后，孔底沉渣厚度增大较多，则说明前期清孔时泥浆的黏度和稠度偏小，砂粒悬浮在孔内泥浆里，没有真正达到清孔的目的，施工时应特别注意这种情况。 正循环清孔，利用泥浆稠度清孔八、水下混凝土灌注和桩身混凝土质量问题混凝土质量关系到混凝土灌注过程是否顺利和桩身混凝土质量两大方面。要配制出高质量的混凝土，首先要设计好配合比和做好现场试配工作，采用高强度水泥时，应注意混凝土的初凝和终凝时间与单桩灌注时间的关系，必要时添加缓凝剂。施工现场应严格控制好配合比（特别是水灰比）和搅拌时间。掌握好混凝土的和易性及其斜落度，防止混凝生在灌注过程中发生离析和堵管。 (一)初灌时埋管深度达不到规范
8、要求规范规定，灌注导管底端至孔底的距离应为0.30.5m，初灌时导管首次埋深应不小于1.0m。在计算混凝土的初灌量时，除计算桩长所需的混凝土量外，还应计算导管内积存的混凝土量。首批灌注混凝土所需数量可按下式计算: 公式不要求Vh1d2 /4+D2 (H1 +H2) /4 (lK420101-1)式中V灌注首批混凝土所需数量 (m3 ) ；D桩孔直径 (m) ；Hl桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；H2导管初次埋入混凝土的深度，不小于1.0m；d导管内径 (m) ；h1桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度 (m)： h1 = Hww/cHw桩孔内水
9、或泥浆的深度 (m) ；w桩孔内水或泥浆的重度 (kN/m3 ) ；c混凝土板和物的重度 (kN/m3 )。 (二）灌注混凝土时堵管 ( 1 )灌注混凝土时发生堵管主要是由灌注导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注混凝土的准备时间太长、隔水栓不规范、混凝土配制质量差、灌注过程中灌注导管埋深过大等原因引起。 ( 2 )灌注导管在安装前应有专人负责检査，可采用肉眼观察和敲打听声相结合的方法进行，检查项目主要有灌注导管是否存在孔洞和裂缝、接头是否密封、厚度是否合格。(3)灌注导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用气压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.5倍的压力，也不应小
10、于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.5倍。p=c hc-wHw (lK420101-2) 式中c混凝土拌合物的重力密度 (kN/m3 ) ；hc导管内混凝土柱最大高度 (m)，以导管全长或预计的最大高度计；w桩孔内水或泥浆的重度 (kN/m3) ；Hw桩孔内水或泥浆的深度 (m)。( 4 )灌注导管底部至孔底的距离应为300500mm，在灌浆设备初灌量足够的条件下，应尽可能取大值。隔水栓应认真细致制作，其直径和椭圆度应符合使用要求，其长度应不大于200mm。 ( 5 )完成第二次清孔后，应立即开始灌注混凝土，若因故推迟灌注混凝土，应重新进行清孔。否则，可能造成孔内泥浆悬浮的砂粒
11、下沉而使孔底沉渣过厚，并导隔水栓无法正常工作而发生堵管事故。 (三）灌注混凝土过程中钢筋骨架上浮1. 主要原因( 1 )混凝土初凝和终凝时间太短，使孔内混凝土过早结块，当混凝土面上升至钢筋骨架底时，结块的混凝土托起钢筋骨架； ( 2 )清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成较密实的砂层，并随孔内混凝土逐渐升高，当砂层上升至钢筋骨架底部时托起钢筋骨架；( 3 )混凝土灌注至钢筋骨架底部时，灌注速度太快，造成钢筋骨架上浮。 2. 预防措施除认真清孔外，当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低灌注速度。当混凝土面上升到骨架底口 4m 以上时，提升导管，使导管
12、底口髙于骨架底部2m 以上，然后恢复正常灌注速度。 混凝土坍落度保持在180220，取上限；合理安排尽量在混凝土初凝前灌注完成；钢筋笼吊环与护筒固定等(四）桩身混凝土强度低或混凝土离析主要原因是施工现场混凝土配合比控制不严、搅拌时间不够和水泥质量差。预防措施：严格把好进厂水泥的质量关，控制好施工现场混凝土配合比，掌握好搅拌时间和混凝土的和易性。 (五）桩身混凝土夹渣或断粧1. 主要原因(1)初灌混凝土量不够，造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有进入混凝土；(2)混凝土灌注过程拔管长度控制不准，导管拔出混凝土面；(3)混凝土初凝和终凝时间太短，或灌注时间太长，使混凝土上部结块，造成桩身混凝土夹
13、渣； (4)清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上，形成沉积砂层，阻碍混凝土的正常上升，当混凝土冲破沉积砂层时，部分砂粒及浮渣被包入混凝土内。严重时可能造成堵管事故，导致混凝土灌注中断。 2. 预防办法导管的埋置深度宜控制在26m 之间。混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥，并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面，取两者的低值来控制拔管长度，确保导管的埋置深度不小于1.0 m。单粧混凝土灌注时间宜控制在1. 5 倍混凝土初凝时间内。 (六）桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求主要原因是超灌高度不够、混凝土浮浆太多、孔内混凝土面测定不准。根据城市桥
14、梁施工与质量验收规范CJJ2-2008中相关规定，桩顶混凝土灌注完成后应高出设计标高0.51m。对于大体积混凝土的桩，桩顶10m 内的混凝土还应适当调整配合比，增大碎石含量，减少桩顶浮浆。在灌注最后阶段，孔内混凝土面测定应采用硬杆筒式取样法测定。九、混凝土灌注过程因故中断混凝土灌注过程中断的原因较多，在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情况下，可采用如下方法进行处理：(1)若刚开灌不久，孔内混凝土较少，可拔起导管和吊解钢筋骨架，重新钻孔至原孔底，安装钢筋骨架和清孔后再开始灌注混凝土。 (2)迅速拔出导管，清理导管内积存混凝土和检查导管后，重新安装导管和隔水栓，然后按初灌的方法灌注混凝土，待隔水栓完全排出导管后，立即将导管插入原混凝土内，此后便可按正常的灌注方法继续灌注混凝土。此法的处理过程必须在混凝土的初凝时间内完成。(3)混凝土灌注过程因故中断后拔除钢筋骨架，待已灌混凝土强度达到C15后，先用同级钻头重新钻孔，并钻除原灌混凝土的浮浆，再用邦500钻头在桩中心钻进300500mm深，这样就完成了接口的处理工作，然后便可按新桩的灌注程序灌注混凝土。