浅谈灌注桩钻孔偏斜、断桩的分析及预防

浅谈灌注桩钻孔偏斜、断桩的分析及预防

游长沛

游长沛

华东送变电工程公司上海201803

摘要：在输电线路工程中，基础工程经常使用钻孔灌注桩基础，而钻孔灌注桩施工工艺与大开挖基础施工不同，其施工中容易出现偏斜、断桩等情况，如何预防将成为各施工人员要需克服的重点。

关键词：灌注桩；偏斜；断桩；预防

1.概述

在输电线路工程中，基础工程经常使用钻孔灌注桩基础，而钻孔灌注桩施工工艺与大开挖基础施工不同。现就灌注桩钻孔偏斜和灌注桩断桩作技术性论述。

2.灌注桩钻孔偏斜分析及预防措施

2.1偏斜原因：

①钻机底座未安置成水平或产生不均匀沉陷。

②操作时对钻杆加压过大或转速过高等，使钻杆产生大弯曲，或钻具连接后不垂直。

③有倾斜软硬地层，钻头阻力不均。

④在流砂层钻进时，由于流砂较易流动，扩孔较大，孔壁不能约束钻头，钻头偏向一方。

2.2预防方法：

①安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮中心、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在同一竖线上，并应经常检查校正。

②钻杆、接头应逐个检查并及时调整，主动转杆弯曲要用千斤顶调直。

③在倾斜的软硬地层中钻进时，应吊住钻杆控制尺寸，低速进，或回填片石、卵石冲平后再钻进。

2.3处理方法：查明钻孔偏斜位置和程度。一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时，回填砂粒土到偏斜处，待沉密实后再钻。

3.工艺要求

3.1一般要求

①旋转钻机成孔一般有两种方法，线路施工常采用正循环钻进成孔的方法

②钻机定位与安装，钻机定位应准确、水平、稳固，钻机中心与桩基中心偏差不得大于50mm，钻杆中心偏差应控制在20mm以内。钻机底座下方用道木垫实，钻杆用扶正器固定，确保钻机找正后不再发生移动。安装钻机时和成孔过程中，应将机台调平，钻机回转盘中心应与钻架上吊的滑车（滑车组）在同一铅垂线上。

③成孔施工应一次不间断地完成，不得无故停钻。施工过程应及时做好施工原始记录，成孔、护孔完毕至浇灌混凝土的间隔时间不应大于24小时。

3.2正循环成孔钻进操作要点：

①开机钻进时应先轻压、慢转并控制泵水量，进入正常工作状态后，逐渐加大转速和钻压；

②正常钻进时，应合理控制钻进速度，操作时应掌握好起重滑轮组钢丝绳和水龙带的松紧度，并注意减少晃动；

③钻速应严格控制，保证及时排渣；

④在易塌地层中钻进时，应适当加大泥浆比重；

⑤加接钻杆应先将钻具稍提离孔底，待泥浆循环2－3分钟后再拧卸加接钻杆。

3.3成孔技术措施

①泥浆的性能和技术指标由比重、粘度、含砂量、胶体率等四项指标来确定。

②泥浆粘度太小则钻渣易沉淀，携带钻渣能力较差；粘度过大，携带钻渣能力强，但不易被泥浆泵抽吸，不易被钻头上下搅动，亦不容易沉淀净化后再重复使用。

③含砂量大使机械磨损加剧，泥浆循环停止，易埋钻，故正循环旋转钻进时，对泥浆含砂率指标要求较严，对冲击钻进该指标可放松些。

④泥浆胶体率高，则粘土颗粒保持悬浮状态的能力就好。

⑤调制钻孔泥浆时，应根据钻孔方法和地质情况采用不同的性能指标。

3.4埋设护筒

①钢护筒用4-8mm钢板制作，内径比设计桩径大10cm（冲击钻机时，宜大于钻头直径20cm），高2.0m，埋护筒时，其周围用粘土分层回填夯实。并要保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。

②护筒埋设位置应准确，其中心线与桩中心线的允许偏差不大于20mm，单桩基础护筒偏差应满足验收规范中整基基础尺寸允许偏差的规定。

3.5钻孔

①在一般粘土、亚粘土、淤泥和砂土层可用双裙笼式合金钻头，配合泵吸反循环钻进排碴。进入基岩时，可换用牙轮合金钻头，同时也配合泵吸反循环钻进排碴。

②在钻进中为使成孔正直，扩孔率较小，成孔质量优良，务使钻头旋转平稳，力求钻杆垂直无偏晃地钻进，即钻杆尽量在受拉状况下工作。

③在松软土层中钻进时，应根据泥浆补给情况控制钻进速度；在硬土层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。

④当一节钻杆钻完时，应先停止回转转盘转动，然后吊起钻头至孔底200-300mm，并继续用循环系统将孔底沉渣排净，接钻杆继续钻进。钻杆连接应拧紧牢靠，防止螺栓、螺母、拧卸工具等和杂物掉入钻孔中。

⑤控制钻进速度，放松起吊钢丝绳使钻杆和钻头逐渐进尺，进尺快慢同钻进速度的高低有密切的关系，但并非愈快愈好。在松软地层钻进时，虽可很快钻进，但应控制，以免因过快钻进影响护壁和出现钻孔偏斜。在坚实地层钻进时，如钻进太快，则钻头对孔底的压力太大，会使钻机超负荷，加大钻杆的摆动和钻头偏斜，甚至造成钻机不能转动而损坏或扭断钻杆等事故，但也非愈慢愈好。

⑥在硬粘土层钻进时，用一档速度，放松起吊钢丝绳，自由进尺；在普通粘土和砂粘土层中，用二、三档速度，自由进尺；在砂土或含少量卵石中，宜用一、二档转速，并控制进尺，以免陷没钻头或抽吸钻渣速度跟不上；遇地下水丰富易塌孔的粉砂土层，宜用低档慢速钻进，减少钻头对粉砂土的搅动，在加大泥浆比重和提高水头情况下，钻进可稍快，以期较快通过粉砂土层；淤泥层中，转速为二、三档，但应控制进尺，以免抽吸钻碴速度跟不上出现糊钻。在开孔和钻进至岩土分层时，要特别注意合理选择成孔工艺参数，即“低速”、“控制进尺”等。当一节钻杆钻完时，先停止转盘转动，然后吊起钻头使其距底20～30cm，并继续钻进。

⑦钻进过程中应及时校正钻机钻杆，确保不斜孔。泥浆的黏度应符合设计要求，钻孔内的水位必须高出地下水位1.5m以上。如果发生斜孔、塌孔、护筒周围冒浆时，应先停钻并采取措施后再继续钻进。

⑧成孔后及时测量孔深、垂直度，并记录。

4.灌注桩断桩分析及预防措施

4.1断桩的原因：

①混凝土坍落度太小，骨料粒径太大；

②未及时提升导管及导管倾斜，使导管堵塞，形成桩身混凝土中断；

③搅拌机发生故障，使混凝土浇注中断时间过长；

④提升导管时碰撞钢筋笼，使孔壁土壤整块混入混凝土中，形成混凝土桩身的土隔层。

4.2预防措施及处理方法：

①混凝土的坍落度经检查符合设计要求。粗骨料必须按规范要求进行控制；

②边浇注混凝土边拔导管，并测定混凝土的顶面高度，随时掌握导管埋入混凝土内的深度，确保导管始终被混凝土埋住；

③当导管堵塞，混凝土尚未初凝时，可吊起一节钢轨或其他重物往导管内冲击，将堵塞的混凝土冲开，然后再继续浇注混凝土；

④混凝土在地下水位以下中断，可用比原桩径稍小的钻头在原桩位钻孔，至断桩以下适当深度，重新清孔；在断桩部位增加一节钢筋笼，其下部埋入新钻孔中，然后继续浇注混凝土。

5.灌注桩基础施工总结

灌注桩成孔、清孔、桩测试和隐蔽工程验收是灌注桩基础施工主要步骤。而灌注桩成孔又是灌注桩基础关键步骤，严格控制灌注桩钻孔偏斜和灌注桩断桩，才能保证灌注桩施工质量。

参考文献：

[1]《架空输电线路施工手册》李庆林