流砂層是旋挖鑽機施工中常見的一種不良工況,其塑性極低或無塑性,透水性強,壓縮性低且壓縮過程很快,接近於流體狀態。 打樁時如遇到流砂層,會發生潛蝕,塌孔等現象,輕則造成擴徑、超方、泥漿含砂量高等施工質量問題,嚴重的會發生區域性坍塌或樁孔整體坍塌、埋鑽等後果。 在該地層施工最安全的方法是採用全護筒,但因代價昂貴,很難在國內使用。在國內目前條件下,一般透過以下方式處理: 1、事前預防:採取合理的施工程式,防止初始塌孔的形成、並防止發生連續塌孔的惡性迴圈。包括: (1) 合理選擇鑽具。 深樁厚砂層樁孔鑽進時宜選擇錐形鑽具,適當減小筒底直徑,略微增加外側保徑條的厚度,最大限度降低鑽具提升和下放過程對側壁的擾動;鑽具流水口設定在靠近筒壁頂部位置,以儘量減小筒內砂土在提升鑽具過程中的流失。 (2)合理調配泥漿。 針對流塑地層的特點,需要配置高粘度,中等容重的泥漿進行護壁。初始配置泥漿時就應根據地層特點控制好泥漿的比重及粘度等指標,並選擇優質膨潤土。一般砂土地層泥漿池內泥漿比重要控制在1.1左右,粘度控制在18s左右。砂土地層不可避免有砂土進入泥漿,需要著重加強泥漿的管理。可在迴流泥漿口設定除砂裝置,減小回流泥漿對池內泥漿的影響;避免將灌注混凝土最後部分含砂率大的泥漿流向孔內;及時檢測泥漿池內泥漿的含砂率.比重和粘度,及時補充新泥漿。 (3)調整鑽進方法。 在鑽頭上設定通氣孔,保證提鑽過程中鑽頭上下泥漿流動,防止出現提鑽過程中的真空現象; 保持泥漿液麵高出地下水水面2~3m,可以透過加高護筒或在孔周圍設定粘土壩來實現。 單次鑽進進尺要控制在鬥內土在流水口以下的水平,以避免進入鬥內的砂土自流水口進入泥漿中;鑽進完成後,關閉斗門時儘量減少擾動孔底土,減少孔底渣土懸浮量;提升過程中,在易塌方地層對應的高程要適當降低提升速率,減少側壁流水沖刷造成砂土進入泥漿。 操作方法嚴格遵循“三慢”原則:即提、放鑽及鑽進轉速慢,透過嚴格控制鑽具的運動速度,來減少泥漿對孔壁的擾動,併為泥皮形成留足時間。 (4)二次清孔 在孔深檢驗前用特製的清孔鑽鬥清孔。清渣頭清孔鑽頭的特點:外徑適當減少;孔底不布齒而採用刮板;筒體、底板間嚴密配合減少漏砂等。端承樁要求灌注混凝土前孔底沉渣厚度在50mm以內。為達到該標準,可藉助灌注混凝土用的導管,利用空壓機裝置進行氣舉反迴圈清孔。因其直接將孔底沉渣自導管排出且返流速度快,不僅用時短,而且可以清除顆粒較大的沉渣。 (5)緊湊的施工組織 孔底沉渣厚度與孔內泥漿靜置時間是正相關的,靜置時間越長,沉渣越厚,越容易出現塌方等事故,所以要加快鋼筋籠搭接焊和下導管的速度。鋼筋籠搭接焊可以增加人手,能用新工藝(如螺紋連線)的可以優先採用;下導管前事先連線每兩節導管,做好導管長度搭配的設計,檢查好導管間的螺紋連線可靠性;使用得力的作業平臺等。 (6)灌注混凝土措施 為減少二次清孔到混凝土灌注前這段時間孔底沉渣對成樁質量的影響,可採取如下兩點措施:第一、使用球閥閉水,減少導管內前端混凝土在灌注過程中遇水離析而增大孔底混凝土泛起阻力;第二、在鬥內混凝土達到一半左右時提升閥門灌注混凝土,同時要開足混凝土攪拌車馬力向漏斗內灌注混凝土,以保證一定的混凝土高度和連續性,確保將孔底沉渣壓返到混凝土面以上。 2、區域性塌方事故處理: 地面觀察:時刻關注泥漿液麵,當發現泥漿液麵突然下降且大量泡沬湧出時,可判斷出現區域性塌方,應立即停止鑽進並保證在鑽鬥鬥底開啟的情況下,緩慢地提升鑽頭,防止因擾動而引起二次塌方。 當發現有區域性塌方時,繼續向孔內注入泥漿,同時提出鑽頭,用挖掘機向孔內傾倒足量粘土,然後下放鑽頭反轉壓實粘土,邊壓邊反轉,待穩定後再用前文所述方法鑽進。 在鑽進過程中時刻注意泥漿液麵,若發現有塌方跡象時應儘快採取相應措施;保持泥漿液麵高度,勤加泥漿;在整個鑽進過程中,提、放鑽頭一定要非常緩慢;注意鑽機沉降情況,發現危急情況立刻安排鑽機離場,現場人員及時撤離。
流砂層是旋挖鑽機施工中常見的一種不良工況,其塑性極低或無塑性,透水性強,壓縮性低且壓縮過程很快,接近於流體狀態。 打樁時如遇到流砂層,會發生潛蝕,塌孔等現象,輕則造成擴徑、超方、泥漿含砂量高等施工質量問題,嚴重的會發生區域性坍塌或樁孔整體坍塌、埋鑽等後果。 在該地層施工最安全的方法是採用全護筒,但因代價昂貴,很難在國內使用。在國內目前條件下,一般透過以下方式處理: 1、事前預防:採取合理的施工程式,防止初始塌孔的形成、並防止發生連續塌孔的惡性迴圈。包括: (1) 合理選擇鑽具。 深樁厚砂層樁孔鑽進時宜選擇錐形鑽具,適當減小筒底直徑,略微增加外側保徑條的厚度,最大限度降低鑽具提升和下放過程對側壁的擾動;鑽具流水口設定在靠近筒壁頂部位置,以儘量減小筒內砂土在提升鑽具過程中的流失。 (2)合理調配泥漿。 針對流塑地層的特點,需要配置高粘度,中等容重的泥漿進行護壁。初始配置泥漿時就應根據地層特點控制好泥漿的比重及粘度等指標,並選擇優質膨潤土。一般砂土地層泥漿池內泥漿比重要控制在1.1左右,粘度控制在18s左右。砂土地層不可避免有砂土進入泥漿,需要著重加強泥漿的管理。可在迴流泥漿口設定除砂裝置,減小回流泥漿對池內泥漿的影響;避免將灌注混凝土最後部分含砂率大的泥漿流向孔內;及時檢測泥漿池內泥漿的含砂率.比重和粘度,及時補充新泥漿。 (3)調整鑽進方法。 在鑽頭上設定通氣孔,保證提鑽過程中鑽頭上下泥漿流動,防止出現提鑽過程中的真空現象; 保持泥漿液麵高出地下水水面2~3m,可以透過加高護筒或在孔周圍設定粘土壩來實現。 單次鑽進進尺要控制在鬥內土在流水口以下的水平,以避免進入鬥內的砂土自流水口進入泥漿中;鑽進完成後,關閉斗門時儘量減少擾動孔底土,減少孔底渣土懸浮量;提升過程中,在易塌方地層對應的高程要適當降低提升速率,減少側壁流水沖刷造成砂土進入泥漿。 操作方法嚴格遵循“三慢”原則:即提、放鑽及鑽進轉速慢,透過嚴格控制鑽具的運動速度,來減少泥漿對孔壁的擾動,併為泥皮形成留足時間。 (4)二次清孔 在孔深檢驗前用特製的清孔鑽鬥清孔。清渣頭清孔鑽頭的特點:外徑適當減少;孔底不布齒而採用刮板;筒體、底板間嚴密配合減少漏砂等。端承樁要求灌注混凝土前孔底沉渣厚度在50mm以內。為達到該標準,可藉助灌注混凝土用的導管,利用空壓機裝置進行氣舉反迴圈清孔。因其直接將孔底沉渣自導管排出且返流速度快,不僅用時短,而且可以清除顆粒較大的沉渣。 (5)緊湊的施工組織 孔底沉渣厚度與孔內泥漿靜置時間是正相關的,靜置時間越長,沉渣越厚,越容易出現塌方等事故,所以要加快鋼筋籠搭接焊和下導管的速度。鋼筋籠搭接焊可以增加人手,能用新工藝(如螺紋連線)的可以優先採用;下導管前事先連線每兩節導管,做好導管長度搭配的設計,檢查好導管間的螺紋連線可靠性;使用得力的作業平臺等。 (6)灌注混凝土措施 為減少二次清孔到混凝土灌注前這段時間孔底沉渣對成樁質量的影響,可採取如下兩點措施:第一、使用球閥閉水,減少導管內前端混凝土在灌注過程中遇水離析而增大孔底混凝土泛起阻力;第二、在鬥內混凝土達到一半左右時提升閥門灌注混凝土,同時要開足混凝土攪拌車馬力向漏斗內灌注混凝土,以保證一定的混凝土高度和連續性,確保將孔底沉渣壓返到混凝土面以上。 2、區域性塌方事故處理: 地面觀察:時刻關注泥漿液麵,當發現泥漿液麵突然下降且大量泡沬湧出時,可判斷出現區域性塌方,應立即停止鑽進並保證在鑽鬥鬥底開啟的情況下,緩慢地提升鑽頭,防止因擾動而引起二次塌方。 當發現有區域性塌方時,繼續向孔內注入泥漿,同時提出鑽頭,用挖掘機向孔內傾倒足量粘土,然後下放鑽頭反轉壓實粘土,邊壓邊反轉,待穩定後再用前文所述方法鑽進。 在鑽進過程中時刻注意泥漿液麵,若發現有塌方跡象時應儘快採取相應措施;保持泥漿液麵高度,勤加泥漿;在整個鑽進過程中,提、放鑽頭一定要非常緩慢;注意鑽機沉降情況,發現危急情況立刻安排鑽機離場,現場人員及時撤離。