鉆孔灌注樁常見(jiàn)工程事故及預(yù)防措施

1、鉆孔灌注樁常見(jiàn)工程事故及預(yù)防措施何凱摘要-：本文主要介紹了鉆孔灌樁常見(jiàn)的工程事故，包括：地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件存在的問(wèn)題、孔口和鉆孔存在的問(wèn)題、樁端持力層判別錯(cuò)誤、孔底沉渣過(guò)厚或開(kāi)灌前孔內(nèi)泥漿含砂量大等，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，以供參考?！娟P(guān)鍵詞】：鉆孔灌注樁；工程事故；預(yù)防措施1 概述鉆孔灌注樁具有低噪音、小振動(dòng)、無(wú)擠土、對(duì)四周環(huán)境及鄰近建筑物影響小、能穿越各種困難地層和形成較大的單樁承載力、適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模建筑物等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁、房屋、水工建筑物等工程中得到廣泛應(yīng)用，已成為一種重要的樁型。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的須要，鉆孔灌注樁的樁長(zhǎng)和樁徑不斷加大，單樁承載力也越來(lái)越高，同時(shí)也使單柱的設(shè)計(jì)

2、成為可能。對(duì)于長(zhǎng)樁、大樁，其施工難度大，易發(fā)生質(zhì)量事故。而單柱設(shè)計(jì)對(duì)樁的質(zhì)量要求高，發(fā)生質(zhì)量事故后，加固處理難度大，且費(fèi)用較高。因此，有必要對(duì)鉆孔灌注樁的常見(jiàn)質(zhì)量事故加以分析，找出質(zhì)量事故發(fā)生的緣由，探討相應(yīng)對(duì)策，盡可能防止質(zhì)量事故發(fā)生。2 地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件存在的問(wèn)題地質(zhì)勘探主要存在勘探孔間距太大、孔深太淺、土工試驗(yàn)數(shù)量不足、土工取樣和土工試驗(yàn)不規(guī)范、樁周摩阻力和樁端阻力不準(zhǔn)等問(wèn)題。設(shè)計(jì)文件主要存在對(duì)地質(zhì)勘探資料沒(méi)有仔細(xì)消化、樁型選擇不當(dāng)、峻工地面標(biāo)高不清等問(wèn)題。因此，在樁基礎(chǔ)起先施工前，應(yīng)針對(duì)這些問(wèn)題對(duì)地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件進(jìn)行仔細(xì)審查。另外，對(duì)樁基礎(chǔ)持力層厚度改變較大的場(chǎng)地，應(yīng)適當(dāng)加

3、密地質(zhì)勘探孔，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充勘探，防止樁端落在較薄的持力層上而發(fā)生樁端沖切破壞。場(chǎng)地有較厚的回填層和軟土層時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)仔細(xì)校核樁基是否存在負(fù)摩擦現(xiàn)象。3 孔口和鉆孔存在的問(wèn)題3.1孔口高程的誤差孔口高程的誤差主要有兩方面，一是由于地質(zhì)勘探完成后場(chǎng)地再次回填，計(jì)算孔口高程時(shí)由于疏忽而引起的誤差。二是由于施工場(chǎng)地在施工過(guò)程中廢渣的積累，地面不斷上升，孔口高程發(fā)生改變而造成的誤差。其對(duì)策是仔細(xì)校核原始水準(zhǔn)點(diǎn)和各孔口的肯定高程，每根樁開(kāi)孔前復(fù)測(cè)1次樁位孔口高程。3.2鉆孔深度的誤差有些工程在場(chǎng)地回填平整前就勘探地面高程較低，當(dāng)工程地質(zhì)勘探采納相對(duì)高程時(shí)，施工應(yīng)把高程換算一樣，避開(kāi)出現(xiàn)鉆孔深度的誤差。另

4、外，孔深測(cè)量應(yīng)采納丈量鉆桿的方法，取鉆頭的2/3長(zhǎng)度處作為孔底終孔界面，不宜采納測(cè)繩測(cè)定孔深。鉆孔的終孔標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以樁端進(jìn)入持力層的深度為準(zhǔn)，不宜以固定孔深的方式終孔。因此，鉆孔到達(dá)樁端持力層后應(yīng)剛好取樣鑒定，確定鉆孔是否進(jìn)入樁端持力層。3.3孔徑誤差孔徑誤差主要是由于工人疏忽用錯(cuò)其他規(guī)格的鉆頭，或因鉆頭陳舊，磨損后直徑偏小所致。一般對(duì)于樁徑8001200mm的樁，鉆頭直徑比設(shè)計(jì)樁徑小3050mm是合理的。每根樁開(kāi)孔時(shí)，合同雙方的技術(shù)人員應(yīng)驗(yàn)證鉆頭規(guī)格，以減小孔徑誤差。3.4鉆孔垂直度不符合規(guī)范要求造成鉆孔垂直度不符合規(guī)范要求的緣由：一是場(chǎng)地平整度和密實(shí)度差，鉆機(jī)安裝不平整或鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生不勻稱沉

5、降，導(dǎo)致鉆孔偏斜。二是鉆桿彎曲、鉆桿接頭間隙太大，造成鉆孔偏斜；三是鉆頭翼板磨損不一，鉆頭受力不均，造成鉆頭偏離方向；四是鉆進(jìn)遇軟硬土層交界面或傾斜巖面時(shí)鉆壓過(guò)高使鉆頭受力不均。造成鉆頭偏離方向。限制鉆孔垂直度的主要技術(shù)措施為：一是壓實(shí)、平整施工場(chǎng)地；二是安裝鉆機(jī)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢查鉆進(jìn)的平整度和主動(dòng)鉆桿的垂直度，鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)定時(shí)檢查主動(dòng)鉆桿的垂直度，發(fā)覺(jué)偏差應(yīng)馬上調(diào)整；三是定期檢查鉆頭、鉆桿、鉆桿接頭，發(fā)覺(jué)問(wèn)題剛好修理或更換；四是在軟硬土層交界面或傾斜巖面處鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)低速低鉆壓鉆進(jìn)。發(fā)覺(jué)鉆孔偏斜，應(yīng)剛好回填黏土，沖平后再低速低鉆壓鉆進(jìn)；五是在困難地層鉆進(jìn)，必要時(shí)在鉆桿上加設(shè)扶整器。3.5鉆孔塌孔和縮徑

6、鉆(沖)孔灌注樁的塌孔和縮徑從表面上看是兩個(gè)相反面，事實(shí)上產(chǎn)生的緣由卻基本相同。主要是地層困難、鉆進(jìn)進(jìn)尺過(guò)快、護(hù)壁泥漿性能差、成孔后放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)沒(méi)有灌注混凝土等緣由所造成。其對(duì)策為鉆(沖)孔灌注樁穿過(guò)較厚的砂層、礫石層時(shí)，成孔速度應(yīng)限制在2m/h以內(nèi)，泥漿性能主要限制其密度為1.31.4g/cm3、粘度為2030s、含砂率6%，若孔內(nèi)自然造漿不能滿意以上要求時(shí)可采納加黏土粉、燒堿、木質(zhì)素的方法改善泥漿的性能，通過(guò)對(duì)泥漿的除砂處理，可限制泥漿的密度和含砂率。沒(méi)有特殊緣由鋼筋籠安裝后應(yīng)馬上灌注混凝土。4樁端持力層判別錯(cuò)誤持力層判別是鉆孔樁成敗的關(guān)鍵，現(xiàn)場(chǎng)施工必需賜予足夠的重視。對(duì)于非巖石類持力層，

7、推斷比較簡(jiǎn)單，可依據(jù)地質(zhì)資料的深度，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行綜合判定。對(duì)于樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖的樁，判定巖層界面難度較大，可采納以地質(zhì)資料的深度為基礎(chǔ)，結(jié)合鉆機(jī)的受力、主動(dòng)鉆桿的抖動(dòng)狀況和孔口撈樣進(jìn)行綜合判定，必要時(shí)進(jìn)行原位取芯驗(yàn)證。5孔底沉渣過(guò)厚或開(kāi)灌前孔內(nèi)泥漿含砂量過(guò)大孔底沉渣過(guò)厚的緣由除清孔泥漿質(zhì)量差、清孔無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求外，還有測(cè)量方法不當(dāng)?shù)?。要精確測(cè)量孔底沉渣厚度，首先需精確測(cè)量樁的終孔深度，應(yīng)采納丈量鉆桿長(zhǎng)度的方法測(cè)定，取孔內(nèi)鉆桿長(zhǎng)度+鉆頭長(zhǎng)度，鉆頭長(zhǎng)度取至鉆尖的2/3處。在含粗砂、礫砂和卵石的地層鉆孔，有條件時(shí)應(yīng)優(yōu)先采納泵吸反循環(huán)清孔。當(dāng)采納正循環(huán)清孔時(shí)，前階段應(yīng)采納高粘度濃漿

8、清孔，并加大泥漿泵的流量，使砂石粒能順當(dāng)?shù)馗〕隹卓??？椎壮猎穸确显O(shè)計(jì)要求后應(yīng)把孔內(nèi)泥漿密度降至1.11.2g/cm3。清孔整個(gè)過(guò)程應(yīng)專人負(fù)責(zé)孔口撈渣和測(cè)量孔底沉渣厚度，剛好對(duì)孔內(nèi)泥漿含砂率和孔底沉渣厚度的改變進(jìn)行分析。若出現(xiàn)清孔前期孔口泥漿含砂量過(guò)低，撈不到粗砂粒，或后期把孔內(nèi)泥漿密度降低后，孔底沉渣厚度增大較多，則說(shuō)明前期清孔時(shí)泥漿的粘度和稠度偏小，砂粒懸浮在孔內(nèi)泥漿里，沒(méi)有真正達(dá)到清孔的目的，施工時(shí)應(yīng)特殊留意這種狀況。6水下混凝土灌注和樁身混凝土質(zhì)量問(wèn)題混凝土配制質(zhì)量關(guān)系到混凝土灌注過(guò)程是否順當(dāng)和樁身混凝土質(zhì)量?jī)纱蠓矫妫渲瞥龈哔|(zhì)量的混凝土，首先要設(shè)計(jì)好協(xié)作比和做好現(xiàn)場(chǎng)試配工作，采納

9、高強(qiáng)度等級(jí)水泥時(shí)應(yīng)留意混凝土的初凝和終凝時(shí)間和單樁灌注時(shí)間的關(guān)系，必要時(shí)添加混凝土緩凝劑。施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)嚴(yán)格限制好協(xié)作比(特殊是水灰比)和攪拌時(shí)間。駕馭好混凝土的和易性及坍落度，防止混凝土在灌注過(guò)程發(fā)生離析和堵管。6.1初灌時(shí)埋管深度達(dá)不到規(guī)范值我國(guó)JTG/TF50-2011規(guī)范規(guī)定，灌注導(dǎo)管底端至孔底的距離應(yīng)為300400mm，初灌時(shí)導(dǎo)管埋深應(yīng)1000mm。在計(jì)算混凝土的初灌量時(shí)個(gè)別施工單位只計(jì)算了1.4m樁長(zhǎng)所需的混凝土量,漏算導(dǎo)管內(nèi)積存的混凝土量，使初灌量不足造成埋管深度達(dá)不到規(guī)范值。同時(shí)施工單位打算的導(dǎo)管長(zhǎng)度規(guī)格太少，安裝導(dǎo)管時(shí)配管困難，有時(shí)導(dǎo)管至孔底的距離偏大，而導(dǎo)管安裝人員沒(méi)有剛好把實(shí)

10、際距離通知混凝土灌注班組，形成初灌量不足，導(dǎo)致埋管深度達(dá)不到規(guī)范值。初灌混凝土量V應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)樁徑、導(dǎo)管管徑、導(dǎo)管安裝長(zhǎng)度、孔內(nèi)泥漿密度進(jìn)行計(jì)算，且VV0+V1。V0為1.4m樁長(zhǎng)的砼量，V0=1.21.4D2/4(單位:m3)；1.2為樁的理論充盈系數(shù)；D為設(shè)計(jì)樁徑(m)。V1為初灌時(shí)導(dǎo)管內(nèi)積存的混凝土V1=(hd2/4)(+0.55d)/2.4(單位:m3)；h為導(dǎo)管安裝長(zhǎng)度(m)；d為導(dǎo)管直徑(m)；為孔內(nèi)泥漿密度(t/m3)；0.55為導(dǎo)管內(nèi)壁的摩阻力系數(shù)；2.4為混凝土的密度(t/m3)。6.2灌注混凝土?xí)r堵管灌注混凝土?xí)r發(fā)生堵管主要由灌注導(dǎo)管破漏、灌注導(dǎo)管底距孔底深度太小、完成二次清

11、孔后灌注混凝土的打算時(shí)間太長(zhǎng)、隔水栓不規(guī)范、混凝土配制質(zhì)量差、灌注過(guò)程中灌注導(dǎo)管埋深過(guò)大等緣由引起。灌注導(dǎo)管在安裝前應(yīng)有專人負(fù)責(zé)檢查，可采納肉眼視察和敲打聽(tīng)聲相結(jié)合的方法進(jìn)行檢查，檢查項(xiàng)目主要有灌注導(dǎo)管是否存在小孔洞和裂縫、灌注導(dǎo)管的接頭是否密封、灌注導(dǎo)管的厚度是否合格。必要時(shí)采納試拼裝壓水的方法檢查導(dǎo)管是否破漏。灌注導(dǎo)管底部至孔底的距離應(yīng)為300400mm，在灌漿設(shè)備的初灌量足夠的條件下，應(yīng)盡可能取大值。隔水栓應(yīng)仔細(xì)細(xì)致制作，其直徑和圓度應(yīng)符合運(yùn)用要求，其長(zhǎng)度應(yīng)200mm。完成第2次清孔后，應(yīng)馬上起先灌注混凝土，若因故推遲灌注混凝土，應(yīng)重新進(jìn)行清孔。否則，可能造成孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒下沉而使孔

12、底沉渣過(guò)厚，并導(dǎo)致隔水栓無(wú)法排出導(dǎo)管外而發(fā)生堵管事故。6.3灌注混凝土過(guò)程鋼筋籠上浮若發(fā)生鋼筋籠上浮，應(yīng)馬上查明緣由，實(shí)行相應(yīng)措施，防止事故重復(fù)出現(xiàn)。引起灌注砼過(guò)程鋼筋籠上浮的主要緣由：一是混凝土初凝和終凝時(shí)間太短，使孔內(nèi)混凝土過(guò)早結(jié)塊，當(dāng)混凝土面上升至鋼筋籠底時(shí)，混凝土結(jié)塊托起鋼筋籠。二是清孔時(shí)孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，混凝土灌注過(guò)程中砂粒回沉在混凝土面上，形成較密實(shí)的砂層，并隨孔內(nèi)混凝土漸漸上升，當(dāng)砂層上升至鋼筋籠底部時(shí)便托起鋼筋籠。三是混凝土灌注至鋼筋籠底部時(shí)，灌注速度太快，造成鋼筋籠上浮。6.4樁身混凝土強(qiáng)度低或混凝土離析發(fā)生樁身混凝土強(qiáng)度低或混凝土離析的主要緣由是施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土協(xié)作比限

13、制不嚴(yán)、攪拌時(shí)間不夠和水泥質(zhì)量差。因此，嚴(yán)格把好進(jìn)庫(kù)水泥的質(zhì)量關(guān)，限制好施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土協(xié)作比，駕馭好攪拌時(shí)間和混凝土的和易性，是防止樁身混凝土離析和強(qiáng)度偏低的有效措施。6.5樁身混凝土夾渣或斷樁引起樁身混凝土夾泥或斷樁的主要緣由：一是初灌混凝土量不夠，造成初灌后埋管深度太小或?qū)Ч芨揪蜎](méi)有入混凝土內(nèi)。二是混凝土灌注過(guò)程拔管長(zhǎng)度限制不準(zhǔn)，導(dǎo)管拔出混凝土面。三是混凝土初凝和終凝時(shí)間太短，或灌注時(shí)間太長(zhǎng)，使混凝土上部結(jié)塊，造成樁身混凝土夾渣。四是清孔時(shí)孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，混凝土灌注過(guò)程中砂?；爻猎诨炷撩嫔?，形成沉積砂層，阻礙混凝土的正常上升，當(dāng)混凝土沖破沉積砂層時(shí)部分砂粒及浮渣被包入混凝土內(nèi)。

14、嚴(yán)峻時(shí)可能造成堵管事故，導(dǎo)致混凝土灌注中斷。導(dǎo)管的埋管深度宜限制在26m，若灌注順當(dāng)，孔口泥漿返出正常，則可適當(dāng)增大埋管深度，以提高灌注速度，縮短單樁的混凝土灌注時(shí)間?；炷凉嘧⑦^(guò)程中拔管應(yīng)有專人負(fù)責(zé)指揮，并分別采納理論灌入量計(jì)算孔內(nèi)混凝土面和重錘實(shí)測(cè)孔內(nèi)混凝土面，取兩者的低值來(lái)限制拔管長(zhǎng)度，確保導(dǎo)管的埋管深度2m。單樁混凝土灌注時(shí)間宜限制在混凝土初凝時(shí)間的1.5倍以內(nèi)。6.6樁頂混凝土不密實(shí)或強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求樁頂混凝土不密實(shí)或強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，其主要緣由是超灌高度不夠、混凝土浮漿太多、孔內(nèi)混凝土面測(cè)定不準(zhǔn)。對(duì)于樁徑1000mm的樁，超灌高度不小于樁長(zhǎng)的4%。對(duì)于樁徑1000mm的樁，超灌

15、高度不小于樁長(zhǎng)的5%。對(duì)于大體積混凝土的樁，樁頂10m內(nèi)的混凝土應(yīng)適當(dāng)調(diào)整協(xié)作比，增大碎石含量，削減樁頂浮漿。在灌注最終階段，孔內(nèi)混凝土面測(cè)定應(yīng)采納硬桿筒式取樣法測(cè)定。7混凝土灌注過(guò)程因故中斷的處理方法混凝土灌注過(guò)程中斷的緣由較多，在實(shí)行搶救措施后仍無(wú)法復(fù)原正常灌注的狀況下，可采納如下方法進(jìn)行處理：一是若剛開(kāi)灌不久，孔內(nèi)混凝土較少，可拔起導(dǎo)管和吊起鋼筋籠，重新鉆孔至原孔底，安裝鋼筋籠和清孔后再起先灌注混凝土。二是快速拔出導(dǎo)管，清理導(dǎo)管內(nèi)積存混凝土和檢查導(dǎo)管后，重新安裝導(dǎo)管和隔水栓，然后按初灌的方法灌注混凝土，待隔水栓完全排出導(dǎo)管后，馬上將導(dǎo)管插入原混凝土內(nèi)，此后便可按正常的灌注方法接著灌注混凝土。此法的處理過(guò)程必需在混凝土的初凝時(shí)間內(nèi)完成。三是混凝土灌注過(guò)程因故中斷后拔除鋼筋籠，待已灌混凝土強(qiáng)度達(dá)到C15后，先用同級(jí)鉆頭重新鉆孔，并鉆除原灌混凝土的浮漿，再用500鉆頭在樁中心鉆進(jìn)300500mm深，這樣就完成了接口的處理工作，然后便可按新樁的灌注程序灌注混凝土。8結(jié)束語(yǔ)引起鉆孔灌注樁質(zhì)量事故的緣由較多，各個(gè)環(huán)節(jié)都可能會(huì)出現(xiàn)重大質(zhì)量事故。因此，在樁基工程開(kāi)工前應(yīng)做好各項(xiàng)打算工作，仔細(xì)審查地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件，實(shí)行會(huì)審和技術(shù)交底制度，做好現(xiàn)場(chǎng)試樁工作。施工過(guò)程抓好泥漿和混凝土質(zhì)量，具