淺論鉆孔灌注樁施工事故及處理對(duì)策

淺談鉆孔灌注樁施工常見事故

及處理對(duì)策

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便、噪音小等特點(diǎn)在我國(guó)交通、房建、水工等建設(shè)領(lǐng)域當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)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(guò)程中是在樁位處的地面下或水下完成的，因其隱蔽性強(qiáng)、工序多、控制難度大，屢屢發(fā)生質(zhì)量事故，常見質(zhì)量問(wèn)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(yè)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(jìn)時(shí)，鉆頭受力不均勻；

C)擴(kuò)孔較大處，鉆頭擺動(dòng)偏向一方：

d)鉆機(jī)安裝不合要求，鉆進(jìn)過(guò)程鉆機(jī)產(chǎn)生不均勻沉陷或運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程震動(dòng)過(guò)大引起孔斜：

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

2、斜孔事故的預(yù)防可采取如下措施：

a)安裝鉆機(jī)時(shí)，機(jī)座應(yīng)安放在平穩(wěn)堅(jiān)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(hù)簡(jiǎn)中心三者應(yīng)在一條直線上。且鉆進(jìn)中應(yīng)經(jīng)常檢查校正：

b)鉆具入孔前要仔細(xì)檢查．彎曲的鉆具嚴(yán)禁入孔內(nèi)，且插接式連接鉆桿接頭磨損嚴(yán)重、間隙過(guò)大時(shí)要及時(shí)修復(fù)或更換：

c)在開孔、換層界面處或有傾斜的軟、硬地層時(shí)，應(yīng)采用輕壓慢轉(zhuǎn)的操作規(guī)程，鉆機(jī)遇到地下障礙物時(shí)應(yīng)及時(shí)處理，嚴(yán)禁盲目加壓。

d)要經(jīng)常用檢孔器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)糾正。3、斜孔事故的處理3.1孔斜不嚴(yán)重時(shí)，一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復(fù)掃孔，使鉆孔修直。3.2孔斜嚴(yán)重或糾斜無(wú)效時(shí)，采用回填片、卵石到偏斜部位上部沖平后再重新鉆進(jìn)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(dòng)造成的裂隙，鉆孔時(shí)，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(hù)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(dāng)發(fā)現(xiàn)護(hù)筒內(nèi)水面冒出氣泡或渾水時(shí)，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(dāng)?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(jìn)。2.2、當(dāng)氣泡或渾水大量涌出，漏漿速度較快，加入粘土鉆至原標(biāo)高處仍不能防止漏漿時(shí)，需慢速鉆進(jìn)，必要時(shí)倒入適量水泥進(jìn)行護(hù)壁，并加強(qiáng)注意保持孔內(nèi)外水位差，以免造成坍孔。2.3、當(dāng)有坍孔預(yù)兆時(shí)，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(jìn)，片石不宜太大，鉆進(jìn)過(guò)程中速度不宜太快，待鉆至原漏漿處標(biāo)高以下時(shí)，再以正常速度鉆進(jìn)。2.4、當(dāng)采用單一的處理辦法不行時(shí)，可以采用全部回填，待回填物沉積密實(shí)后再行鉆進(jìn)，在維持孔內(nèi)外水位差的同時(shí)，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(jìn)，待孔內(nèi)水位穩(wěn)定后，正常速度鉆進(jìn)。下一張主頁(yè)退出上一張反循環(huán)鉆進(jìn)工藝原理圖3、漏漿的注意事項(xiàng)：在處理泥漿時(shí)，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(jìn)行回填，如漏漿輕微，但巖層為軟弱夾層時(shí)，就不能采用單一的回填粘土，因?yàn)樵谲浫鯅A層中鉆進(jìn)時(shí)，極易發(fā)生斜孔，故在回填粘土的同時(shí)，施工時(shí)必須回填一定數(shù)量的片石，施工時(shí)必須綜合考慮施工環(huán)境及現(xiàn)場(chǎng)資料，處理的辦法也相應(yīng)變動(dòng)。三、斷樁事故1、混凝土灌注樁斷樁的原因，a)有澆筑時(shí)，拔管過(guò)高，超出混凝土頂面。b)孔壁坍塌，造成夾渣。c)灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，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(yù)防應(yīng)采取如下措施：a)灌注前做好一切準(zhǔn)備工作，保證灌注操作連續(xù)地進(jìn)行；采用Φ250法蘭式導(dǎo)管灌注混凝土。導(dǎo)管聯(lián)結(jié)要平直，密封可靠；導(dǎo)管下口距孔底30cm～50cm為宜。b)灌注前注意天氣預(yù)報(bào)，合理安排灌注時(shí)間；混凝土灌注在二次清孔結(jié)束后30分鐘內(nèi)立即進(jìn)行。c)首盤澆筑：初灌量必須保證導(dǎo)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?xí)r，導(dǎo)管底部埋于砼中深度宜為2～6m之間。d)預(yù)先在砼導(dǎo)管上套裝一個(gè)用3mm厚鋼板制成的錐形活動(dòng)護(hù)罩，以護(hù)住管法蘭，掛住鋼筋骨架，護(hù)罩底部與法蘭大小一致。e)在灌注時(shí)，邊灌注邊拔導(dǎo)管，指定專人勤測(cè)砼頂面上升的高度，以決定導(dǎo)管上拔速度，提升勻速，平穩(wěn)，慢慢起升，并隨時(shí)掌握導(dǎo)管埋入深度，避免導(dǎo)管埋入過(guò)深或?qū)Ч苊撾x砼面。f)砼的拌制要嚴(yán)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(dǎo)管堵塞，不得不拔出導(dǎo)管而造成斷樁。g）一次拆卸導(dǎo)管不得超過(guò)6m，每次拆卸導(dǎo)管前均要測(cè)量砼面高度，計(jì)算出導(dǎo)管埋深，然后拆卸。不要盲目提升、拆卸導(dǎo)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(dǎo)管底端距孔底過(guò)遠(yuǎn)，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(rèn)真清孔，必須實(shí)施兩次清孔，沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時(shí)灌注混凝土，避免孔底沉渣超過(guò)規(guī)范規(guī)定。這就要求在灌注混凝土前，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量，沉渣測(cè)定，準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量。②導(dǎo)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(dòng)較大的地段，導(dǎo)管事先要用套管或水泥進(jìn)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(yīng)根據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定，嚴(yán)防斷裂。確保導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管的拆卸長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過(guò)多過(guò)快。如果導(dǎo)管提升過(guò)快，以致其下口拔離孔中的混凝土面時(shí)，易使樁中形成泥漿夾層。③在灌注混凝土?xí)r，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(yīng)明確規(guī)定，混凝土澆注過(guò)程中，一旦開始進(jìn)行澆筑，一定要連續(xù)完成作業(yè)，確保在混凝土初凝時(shí)間內(nèi)連續(xù)澆注，在灌注混凝土過(guò)程中應(yīng)避免停電、停水，應(yīng)備足混凝土料，并合理安排好施工人員作業(yè)時(shí)間，在混凝土灌注量大時(shí)還應(yīng)做到作業(yè)人員分班作業(yè)。④施工中還會(huì)發(fā)生灌注時(shí)混凝土沒(méi)有從導(dǎo)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(shí)堅(jiān)硬，個(gè)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(yán)格確定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流動(dòng)性，坍落度亦滿足灌注要求。灌注混凝土必須從導(dǎo)管內(nèi)灌入，要求灌注過(guò)程連續(xù)、快速，準(zhǔn)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(guò)程當(dāng)中，如果混凝土灌注時(shí)導(dǎo)管提升過(guò)快，以致導(dǎo)管下口拔離孔中的混凝土面時(shí)，易使樁身混凝土中形成泥漿夾層而斷樁。5、如果一個(gè)樁孔的混凝土未能連續(xù)澆注，兩次澆注時(shí)間相隔較長(zhǎng)時(shí)，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(duì)于這些事故，事實(shí)上只要施工人員能嚴(yán)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(dǎo)管，在已灌注的混凝土中，鉆一個(gè)較小直徑的鉆孔，并另插一個(gè)較小的鋼筋籠，然后再用導(dǎo)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(dāng)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(jìn)行鉆孔時(shí)，很容易發(fā)生坍孔。坍孔主要表現(xiàn)為在施工過(guò)程中出現(xiàn)孔內(nèi)水位驟然降落，并冒出細(xì)密的水泡，鉆桿較難鉆進(jìn)，鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加，甚至鉆頭運(yùn)轉(zhuǎn)不起來(lái)。

1、其主要原因可能是：①護(hù)筒埋深較淺，或周圍回填的粘土夯實(shí)不夠，致使孔口土坍落；②護(hù)筒變形或形狀不合適；③孔內(nèi)水位高度不夠，無(wú)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(méi)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(lái)不及形成泥膜；⑧用造孔機(jī)械在護(hù)筒底部造孔時(shí)觸動(dòng)了孔周圍的土壤；⑨造孔機(jī)械的機(jī)械力過(guò)大，致使護(hù)筒與土層之間的粘著力減弱；⑩向孔內(nèi)補(bǔ)水時(shí)，水流對(duì)孔壁有沖刷。

2、為防止孔壁坍塌，施工中必須注意以下事項(xiàng):

a、在施工前應(yīng)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，仔細(xì)學(xué)習(xí)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(wèn)題。在有地下水時(shí)，還應(yīng)特別注意鉆孔地層中是否夾有不透水層。當(dāng)下層的承壓地下水的水頭比上層的地下水位高時(shí)，必須維持孔內(nèi)足夠的泥漿壓力，同時(shí)孔內(nèi)水位高度應(yīng)高于地下水位1米以上。b、造孔泥漿應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)粘土，有條件時(shí)，可選用膨潤(rùn)土造漿，成孔時(shí)泥漿的相對(duì)密度以1.1～1.25左右為宜。施工時(shí)不間斷地檢測(cè)泥漿的比重，同時(shí)要根據(jù)不同土質(zhì)調(diào)整泥漿相對(duì)密度，在成孔時(shí)，如果遇到礫石層等土層產(chǎn)生大量的漏漿時(shí)，應(yīng)考慮是否改成其它施工方法(如加套管施工)。當(dāng)中斷成孔作業(yè)時(shí)，要嚴(yán)格監(jiān)視漏水、跑漿的情況，與此同時(shí)還應(yīng)準(zhǔn)備應(yīng)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(lái)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(duì)于淤泥質(zhì)等非常軟弱的地質(zhì)，如果成孔太快，有時(shí)成孔后的樁孔將很不規(guī)則。

d、對(duì)砂、砂礫等土層必須注意轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)不可過(guò)快，如過(guò)快有時(shí)將產(chǎn)生徑向擺動(dòng)，而當(dāng)樁孔較深，又在孔底處遇到硬土層時(shí)，要注意有可能因鉆桿自重過(guò)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(shí)處理而繼續(xù)強(qiáng)行施工，就有可能使塌孔加劇。當(dāng)采取措施時(shí)，如果認(rèn)為已不能排除靜態(tài)因素所導(dǎo)致的塌孔事故，就應(yīng)迅速將孔回填，否則嚴(yán)重點(diǎn)就有可能使地表產(chǎn)生坍塌或發(fā)生機(jī)械傾覆等重大的惡性事故，等地表層處理夯實(shí)后再施工。

6、下鋼筋籠坍孔

在沉放鋼筋骨架后也會(huì)產(chǎn)生孔壁坍塌，造成坍塌的原因可能是鋼筋籠下放時(shí)用力過(guò)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(shí)應(yīng)特別慎重，鋼筋籠下放速度應(yīng)緩慢，上下兩節(jié)連接應(yīng)處在同一軸線位置，并隨時(shí)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(huì)發(fā)生變化。對(duì)沉放鋼筋骨架之后的坍塌，一般可用澆注混凝土用的導(dǎo)管配合砂石泵抽出攪渾了的泥漿，此時(shí)應(yīng)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(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)護(hù)筒內(nèi)的泥漿水位突然上升并溢出護(hù)筒，隨即下降并冒出氣泡的現(xiàn)象，則估計(jì)是出現(xiàn)了坍孔，可用測(cè)探儀探頭探測(cè)，如果探頭測(cè)得的表面深度達(dá)不到原來(lái)的深度，則可斷定是發(fā)生坍孔。坍孔原因可能是護(hù)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(shí)，孔內(nèi)水位差減小，不能保持原有靜水壓力，以及護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)械振動(dòng)等。一旦發(fā)生坍孔，應(yīng)立即查明原因，采取相應(yīng)的措施，如保持或加大水頭，移開重物、排除振動(dòng)等，然后用吸泥機(jī)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(shí)，應(yīng)將導(dǎo)管拔出，將混凝土鉆開抓出，同時(shí)鋼筋籠吊出，再用粘土摻砂礫回填。待回填土沉實(shí)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(jìn)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(yīng)用空氣吸泥機(jī)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