五、穿孔原因分析及处理
穿孔是北汊桥钻孔施工中出现较多的事故,穿孔实际上是一种管涌现象,现分析如下:
设L为护简埋深,h1为泥浆顶至护简底深度,h2为水深,Δh为水头高度。穿孔时泥浆从护筒底垂直向上穿出。切取护筒底至
河床的一段垂直立柱体ab,将柱体内的水作为脱离休,考虑作用在水上的力系。因为水流速度变化很小,其惯性力可以略去不计。这样可求得这些力在垂直方向的分力分别为:
采取压入水泥浆方法,水泥浆从钻杆灌入,边灌浆边徐徐提升钻头,如灌注水下混凝土,水泥浆灌至超过漏浆处2m即可,这时水泥浆在静压作用下会流人穿孔处,硬化后可将穿孔堵住,且会形成一层较坚硬的水泥皮护壁,也减少了塌孔的危险,压入水泥浆24h后即可重新开始。此法对处理穿孔漏浆还是比较有效的。在处理穿孔漏浆事故中,也采用了在漏浆护筒周围回填碎石以增加护筒埋深的方法。根据对穿孔原因分析可知,合理地控制水头高度,是防止穿孔的重要措施均护筒埋深较大时,水头可以高一点档护筒埋深较浅时,可以没有水头或负水头,要根据具体情况具体分析,不能死搬硬套。
护筒裂缝:主墩护筒,由于下沉后不垂直,用160t振动锤强行纠偏时,致使河床位置处焊缝出现了一条长约10cm、高2~3cm的裂口,在钻孔时泥浆从此孔泄漏。先是潜水员水下焊接,但效果不理想,后采用在原护简处再下沉一个直径比原护筒大20cm和大护筒,埋入土中约2m,内外护筒间用粘土填实,堵住裂口,效果很好。
打捞钻头:采用滑决式打捞器。其工作原理是:打捞器进入钻头中心管时,滑块上移,使打捞器头能插入中心管,上拨时滑块下移涨紧,利用摩擦力将钻头提起,捞出后再松动滑块,通过沿块上的连接绳将滑决收紧,拨出中心管即可,但在打捞前首先要确定钻头在孔底位置,可将一薄板用螺栓紧围在钻杆底,将钻杆落到孔底,压到钻头上,等待片刻后提出,通过观察钻头中心管在木板上留下的压痕来确定孔底钻头与钻机转盘中心的相对位置,再移动钻机或转盘,使转盘中心正对伤头中心管,则可保证打捞器能准确插入中心管。
六、质量控制
成孔后通过钻杆用测斜仪检测孔的垂直度,再用井径仪控制孔径和孔壁情况。在所有主墩钻孔中,孔深、孔径、垂直度、孔轴线和孔壁质量均符合《施工规范》要求,扩孔一般在10%左右。每根桩身全部预埋三根通长的声测管,采用超声波检测,并按比例取芯检测与其对照,所有桩合格率100%,优良率90%以上。
七、结束语
大直径深水钻孔桩的施工因其难度较高、风险大而存在其特殊性的一面,但只要具体问题具体分析,做到早预防早处理,是能够顺利地保质保量完成施工任务的。通过严格控制泥浆指标、钻进速度,合理控制水头高度,是可以防止和避免塌孔事故的;通过对穿孔洞浆等事故的处理,探索和积累经验,培养和锻炼了队伍,提高了队伍整体素质。