淺論鉆孔灌注樁施工事故及處理對策

淺談鉆孔灌注樁施工常見事故

及處理對策

隨著社會經(jīng)濟迅速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為樁基礎(chǔ)中常見的一種基礎(chǔ)形式，以其適應性強、成本適中、施工簡便、噪音小等特點在我國交通、房建、水工等建設(shè)領(lǐng)域當中得到廣泛的應用，處于首選的地位。

雖然鉆孔樁基礎(chǔ)是橋梁常用的基礎(chǔ)形式之一，但是鉆孔灌注樁在成樁過程中是在樁位處的地面下或水下完成的，因其隱蔽性強、工序多、控制難度大，屢屢發(fā)生質(zhì)量事故，常見質(zhì)量問題和原因及解決方式有以下幾方面：

樁基施工流程圖上一張下一張主頁退出一、斜孔事故

1、斜孔事故的原因

a)鉆孔中遇到較大的孤石或探頭石。

b)在有傾斜度的軟硬地層交界處、巖面傾斜處或粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進時，鉆頭受力不均勻；

C)擴孔較大處，鉆頭擺動偏向一方：

d)鉆機安裝不合要求，鉆進過程鉆機產(chǎn)生不均勻沉陷或運轉(zhuǎn)過程震動過大引起孔斜：

e)鉆具彎曲或插接式連接鉆桿磨損。間隙過大受壓后鉆桿發(fā)生彎曲而導致孔斜。

2、斜孔事故的預防可采取如下措施：

a)安裝鉆機時，機座應安放在平穩(wěn)堅固的地基上，使轉(zhuǎn)盤和底座水平，重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護簡中心三者應在一條直線上。且鉆進中應經(jīng)常檢查校正：

b)鉆具入孔前要仔細檢查．彎曲的鉆具嚴禁入孔內(nèi)，且插接式連接鉆桿接頭磨損嚴重、間隙過大時要及時修復或更換：

c)在開孔、換層界面處或有傾斜的軟、硬地層時，應采用輕壓慢轉(zhuǎn)的操作規(guī)程，鉆機遇到地下障礙物時應及時處理，嚴禁盲目加壓。

d)要經(jīng)常用檢孔器進行檢查，發(fā)現(xiàn)偏斜及時糾正。3、斜孔事故的處理3.1孔斜不嚴重時，一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復掃孔，使鉆孔修直。3.2孔斜嚴重或糾斜無效時，采用回填片、卵石到偏斜部位上部沖平后再重新鉆進成孔。二、樁孔出現(xiàn)裂隙漏漿的事故

1、出現(xiàn)裂隙漏漿原因主要是由于土質(zhì)的節(jié)理和裂隙引起的，原生節(jié)理是不可避免的，次生節(jié)理主要是施工中擾動造成的裂隙，鉆孔時，泥漿沿著裂隙或者地下水滲透而流失就是漏漿，砂礫層的漏漿主要是護壁不牢固，地下水滲透引起的；漏漿是引起塌孔的主要原因。2、裂隙漏漿的處理方案2.1、當發(fā)現(xiàn)護筒內(nèi)水面冒出氣泡或渾水時，孔內(nèi)水頭高度開始下降，但是下降速度緩慢，表示輕微漏漿，可以適當?shù)丶尤胝惩粱蛴么b粘土直接投入，從而改善泥漿質(zhì)量，繼續(xù)鉆進。2.2、當氣泡或渾水大量涌出，漏漿速度較快，加入粘土鉆至原標高處仍不能防止漏漿時，需慢速鉆進，必要時倒入適量水泥進行護壁，并加強注意保持孔內(nèi)外水位差，以免造成坍孔。2.3、當有坍孔預兆時，判明坍孔位置，回填片石和粘土混合物到坍孔位置以上1-2米，繼續(xù)鉆進，片石不宜太大，鉆進過程中速度不宜太快，待鉆至原漏漿處標高以下時，再以正常速度鉆進。2.4、當采用單一的處理辦法不行時，可以采用全部回填，待回填物沉積密實后再行鉆進，在維持孔內(nèi)外水位差的同時，向孔內(nèi)先投入水泥和片石，經(jīng)小沖程沖砸后，再加入粘土，慢速鉆進，待孔內(nèi)水位穩(wěn)定后，正常速度鉆進。下一張主頁退出上一張反循環(huán)鉆進工藝原理圖3、漏漿的注意事項：在處理泥漿時，首先必須先維持孔內(nèi)水位，再根據(jù)鉆孔的原始記錄及相關(guān)資料，判別本處的地質(zhì)情況，決定什么材料進行回填，如漏漿輕微，但巖層為軟弱夾層時，就不能采用單一的回填粘土，因為在軟弱夾層中鉆進時，極易發(fā)生斜孔，故在回填粘土的同時，施工時必須回填一定數(shù)量的片石，施工時必須綜合考慮施工環(huán)境及現(xiàn)場資料，處理的辦法也相應變動。三、斷樁事故1、混凝土灌注樁斷樁的原因，a)有澆筑時，拔管過高，超出混凝土頂面。b)孔壁坍塌，造成夾渣。c)灌注時間過長，拔管困難。d)樁澆筑完成后，受側(cè)向外力擠推。2、斷樁事故的預防應采取如下措施：a)灌注前做好一切準備工作，保證灌注操作連續(xù)地進行；采用Φ250法蘭式導管灌注混凝土。導管聯(lián)結(jié)要平直，密封可靠；導管下口距孔底30cm～50cm為宜。b)灌注前注意天氣預報，合理安排灌注時間；混凝土灌注在二次清孔結(jié)束后30分鐘內(nèi)立即進行。c)首盤澆筑：初灌量必須保證導管底部埋入混凝土中

80cm以上，且連續(xù)灌注。正常灌注混凝土時，導管底部埋于砼中深度宜為2～6m之間。d)預先在砼導管上套裝一個用3mm厚鋼板制成的錐形活動護罩，以護住管法蘭，掛住鋼筋骨架，護罩底部與法蘭大小一致。e)在灌注時，邊灌注邊拔導管，指定專人勤測砼頂面上升的高度，以決定導管上拔速度，提升勻速，平穩(wěn)，慢慢起升，并隨時掌握導管埋入深度，避免導管埋入過深或?qū)Ч苊撾x砼面。f)砼的拌制要嚴格按照規(guī)范要求控制水灰比，坍落度，保證砼的和易性，以防砼的和易性差，造成導管堵塞，不得不拔出導管而造成斷樁。g）一次拆卸導管不得超過6m，每次拆卸導管前均要測量砼面高度，計算出導管埋深，然后拆卸。不要盲目提升、拆卸導管。

四、樁身砼離析、縮孔事故造成原因及防治措施如下：①施工中若發(fā)生導管底端距孔底過遠，則混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與持力層之間被不凝固的混凝土填充。為避免這一質(zhì)量事故的發(fā)生，樁孔鉆成后，要認真清孔，必須實施兩次清孔，沖孔時間應根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。這就要求在灌注混凝土前，應認真進行孔徑測量，沉渣測定，準確算出全孔及首次混凝土灌注量。②導管密封不良，沖洗液浸入使混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝固。在地下水活動較大的地段，導管事先要用套管或水泥進行處理，止水成功后方可灌注混凝土。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應根據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定，嚴防斷裂。確保導管的密封性，導管的拆卸長度應根據(jù)導管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多過快。如果導管提升過快，以致其下口拔離孔中的混凝土面時，易使樁中形成泥漿夾層。③在灌注混凝土時，因停電、待料等原因停灌混凝土而造成夾渣，出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象。施工中應明確規(guī)定，混凝土澆注過程中，一旦開始進行澆筑，一定要連續(xù)完成作業(yè)，確保在混凝土初凝時間內(nèi)連續(xù)澆注，在灌注混凝土過程中應避免停電、停水，應備足混凝土料，并合理安排好施工人員作業(yè)時間，在混凝土灌注量大時還應做到作業(yè)人員分班作業(yè)。④施工中還會發(fā)生灌注時混凝土沒有從導管內(nèi)灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，產(chǎn)生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬，個別孔段混凝土夾有泥漿而出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。因此，施工中要嚴格確定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流動性，坍落度亦滿足灌注要求。灌注混凝土必須從導管內(nèi)灌入，要求灌注過程連續(xù)、快速，準備灌注的混凝土要有足夠量，避免埋下質(zhì)量事故的隱患。斷樁主要出現(xiàn)在水下混凝土灌注過程當中，如果混凝土灌注時導管提升過快，以致導管下口拔離孔中的混凝土面時，易使樁身混凝土中形成泥漿夾層而斷樁。5、如果一個樁孔的混凝土未能連續(xù)澆注，兩次澆注時間相隔較長時，由于孔中已澆混凝土表面凝固，而使樁身在該處出現(xiàn)斷裂。對于這些事故，事實上只要施工人員能嚴格按操作規(guī)程辦事，不疏忽大意，不急于求成，是完全可以避免的。一旦發(fā)生這類事故，可采取拔起導管，在已灌注的混凝土中，鉆一個較小直徑的鉆孔，并另插一個較小的鋼筋籠，然后再用導管灌注混凝土。

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五、坍孔事故坍孔主要出現(xiàn)在鉆孔、下放鋼筋籠和灌注混凝土三道工序當中，并且以鉆孔中出現(xiàn)的坍孔為多見。鉆孔坍孔是在粉性、砂性土等松散地基中進行鉆孔時，很容易發(fā)生坍孔。坍孔主要表現(xiàn)為在施工過程中出現(xiàn)孔內(nèi)水位驟然降落，并冒出細密的水泡，鉆桿較難鉆進，鉆機負荷顯著增加，甚至鉆頭運轉(zhuǎn)不起來。

1、其主要原因可能是：①護筒埋深較淺，或周圍回填的粘土夯實不夠，致使孔口土坍落；②護筒變形或形狀不合適；③孔內(nèi)水位高度不夠，無足夠的水頭壓力；④地下水位有較高的承壓力；⑤在礫石層等處有滲流水或者沒水，孔中出現(xiàn)跑水現(xiàn)象；⑥泥漿的稠度不夠；⑦成孔速度太快，在孔壁中來不及形成泥膜；⑧用造孔機械在護筒底部造孔時觸動了孔周圍的土壤；⑨造孔機械的機械力過大，致使護筒與土層之間的粘著力減弱；⑩向孔內(nèi)補水時，水流對孔壁有沖刷。

2、為防止孔壁坍塌，施工中必須注意以下事項:

a、在施工前應進行地質(zhì)調(diào)查，仔細學習地質(zhì)資料，并搞清楚地下土層的分布情況、地下水的壓力、出水量、水流方向以及是否存在流砂等問題。在有地下水時，還應特別注意鉆孔地層中是否夾有不透水層。當下層的承壓地下水的水頭比上層的地下水位高時，必須維持孔內(nèi)足夠的泥漿壓力，同時孔內(nèi)水位高度應高于地下水位1米以上。b、造孔泥漿應選用優(yōu)質(zhì)粘土，有條件時，可選用膨潤土造漿，成孔時泥漿的相對密度以1.1～1.25左右為宜。施工時不間斷地檢測泥漿的比重，同時要根據(jù)不同土質(zhì)調(diào)整泥漿相對密度，在成孔時，如果遇到礫石層等土層產(chǎn)生大量的漏漿時，應考慮是否改成其它施工方法(如加套管施工)。當中斷成孔作業(yè)時，要嚴格監(jiān)視漏水、跑漿的情況，與此同時還應準備應急用的貯水槽、大容量的給水泵等設(shè)備。c、在反循環(huán)鉆孔法中的成孔階段，如果成孔速度太快，在孔壁上來不及形成泥膜，就容易使孔壁坍塌。成孔速度視地質(zhì)情況而異，對于淤泥質(zhì)等非常軟弱的地質(zhì)，如果成孔太快，有時成孔后的樁孔將很不規(guī)則。

d、對砂、砂礫等土層必須注意轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)不可過快，如過快有時將產(chǎn)生徑向擺動，而當樁孔較深，又在孔底處遇到硬土層時，要注意有可能因鉆桿自重過大產(chǎn)生彎曲而碰撞孔壁發(fā)生塌孔。

5、靜態(tài)條件下產(chǎn)生的孔壁坍塌事故，若不及時處理而繼續(xù)強行施工，就有可能使塌孔加劇。當采取措施時，如果認為已不能排除靜態(tài)因素所導致的塌孔事故，就應迅速將孔回填，否則嚴重點就有可能使地表產(chǎn)生坍塌或發(fā)生機械傾覆等重大的惡性事故，等地表層處理夯實后再施工。

6、下鋼筋籠坍孔

在沉放鋼筋骨架后也會產(chǎn)生孔壁坍塌，造成坍塌的原因可能是鋼筋籠下放時用力過猛或鋼筋骨架的垂直度不好或產(chǎn)生彎曲所致。所以，在沉放鋼筋骨架時應特別慎重，鋼筋籠下放速度應緩慢，上下兩節(jié)連接應處在同一軸線位置，并隨時觀察孔內(nèi)水位情況。一旦出現(xiàn)孔壁坍塌，孔內(nèi)水位就會發(fā)生變化。對沉放鋼筋骨架之后的坍塌，一般可用澆注混凝土用的導管配合砂石泵抽出攪渾了的泥漿，此時應注意泵壓力

不能太大，以免使鉆孔破壞加劇。

g、灌注混凝土坍孔

在混凝土灌注過程中如果發(fā)現(xiàn)護筒內(nèi)的泥漿水位突然上升并溢出護筒，隨即下降并冒出氣泡的現(xiàn)象，則估計是出現(xiàn)了坍孔，可用測探儀探頭探測，如果探頭測得的表面深度達不到原來的深度，則可斷定是發(fā)生坍孔。坍孔原因可能是護筒底部周圍出現(xiàn)漏水，孔內(nèi)水位下降或是河流中水位上漲時，孔內(nèi)水位差減小，不能保持原有靜水壓力，以及護筒周圍堆放重物或機械振動等。一旦發(fā)生坍孔，應立即查明原因，采取相應的措施，如保持或加大水頭，移開重物、排除振動等，然后用吸泥機吸出孔中坍落的泥土，如果坍孔停止，就可繼續(xù)灌注混凝土，如果繼續(xù)坍孔，且坍孔部位較深時，應將導管拔出，將混凝土鉆開抓出，同時鋼筋籠吊出，再用粘土摻砂礫回填。待回填土沉實穩(wěn)定后，重新鉆孔、下鋼筋籠，再灌注混凝土。六、埋鉆和掉鉆

埋鉆通常是由坍孔或鉆錐沖進土層太深所引起的。掉鉆主要是由于鉆桿與鉆錐松脫或鉆桿斷裂所致。一般可用套繩、打撈鉤或小型沖抓錐抓取。如落體已被泥砂埋設(shè)，應用空氣吸泥機吹開埋鉆的泥砂，提起鉆頭。

從上述出現(xiàn)的事故原因分析和處理措施可