浅论钻孔灌注桩施工事故及处理对策

浅谈钻孔灌注桩施工常见事故

及处理对策

随着社会经济迅速发展，钻孔灌注桩作为桩基础中常见的一种基础形式，以其适应性强、成本适中、施工简便、噪音小等特点在我国交通、房建、水工等建设领域当中得到广泛的应用，处于首选的地位。

虽然钻孔桩基础是桥梁常用的基础形式之一，但是钻孔灌注桩在成桩过程中是在桩位处的地面下或水下完成的，因其隐蔽性强、工序多、控制难度大，屡屡发生质量事故，常见质量问题和原因及解决方式有以下几方面：

桩基施工流程图上一张下一张主页退出一、斜孔事故

1、斜孔事故的原因

a)钻孔中遇到较大的孤石或探头石。

b)在有倾斜度的软硬地层交界处、岩面倾斜处或粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进时，钻头受力不均匀；

C)扩孔较大处，钻头摆动偏向一方：

d)钻机安装不合要求，钻进过程钻机产生不均匀沉陷或运转过程震动过大引起孔斜：

e)钻具弯曲或插接式连接钻杆磨损。间隙过大受压后钻杆发生弯曲而导致孔斜。

2、斜孔事故的预防可采取如下措施：

a)安装钻机时，机座应安放在平稳坚固的地基上，使转盘和底座水平，重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护简中心三者应在一条直线上。且钻进中应经常检查校正：

b)钻具入孔前要仔细检查．弯曲的钻具严禁入孔内，且插接式连接钻杆接头磨损严重、间隙过大时要及时修复或更换：

c)在开孔、换层界面处或有倾斜的软、硬地层时，应采用轻压慢转的操作规程，钻机遇到地下障碍物时应及时处理，严禁盲目加压。

d)要经常用检孔器进行检查，发现偏斜及时纠正。3、斜孔事故的处理3.1孔斜不严重时，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔修直。3.2孔斜严重或纠斜无效时，采用回填片、卵石到偏斜部位上部冲平后再重新钻进成孔。二、桩孔出现裂隙漏浆的事故

1、出现裂隙漏浆原因主要是由于土质的节理和裂隙引起的，原生节理是不可避免的，次生节理主要是施工中扰动造成的裂隙，钻孔时，泥浆沿着裂隙或者地下水渗透而流失就是漏浆，砂砾层的漏浆主要是护壁不牢固，地下水渗透引起的；漏浆是引起塌孔的主要原因。2、裂隙漏浆的处理方案2.1、当发现护筒内水面冒出气泡或浑水时，孔内水头高度开始下降，但是下降速度缓慢，表示轻微漏浆，可以适当地加入粘土或用袋装粘土直接投入，从而改善泥浆质量，继续钻进。2.2、当气泡或浑水大量涌出，漏浆速度较快，加入粘土钻至原标高处仍不能防止漏浆时，需慢速钻进，必要时倒入适量水泥进行护壁，并加强注意保持孔内外水位差，以免造成坍孔。2.3、当有坍孔预兆时，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，继续钻进，片石不宜太大，钻进过程中速度不宜太快，待钻至原漏浆处标高以下时，再以正常速度钻进。2.4、当采用单一的处理办法不行时，可以采用全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进，在维持孔内外水位差的同时，向孔内先投入水泥和片石，经小冲程冲砸后，再加入粘土，慢速钻进，待孔内水位稳定后，正常速度钻进。下一张主页退出上一张反循环钻进工艺原理图3、漏浆的注意事项：在处理泥浆时，首先必须先维持孔内水位，再根据钻孔的原始记录及相关资料，判别本处的地质情况，决定什么材料进行回填，如漏浆轻微，但岩层为软弱夹层时，就不能采用单一的回填粘土，因为在软弱夹层中钻进时，极易发生斜孔，故在回填粘土的同时，施工时必须回填一定数量的片石，施工时必须综合考虑施工环境及现场资料，处理的办法也相应变动。三、断桩事故1、混凝土灌注桩断桩的原因，a)有浇筑时，拔管过高，超出混凝土顶面。b)孔壁坍塌，造成夹渣。c)灌注时间过长，拔管困难。d)桩浇筑完成后，受侧向外力挤推。2、断桩事故的预防应采取如下措施：a)灌注前做好一切准备工作，保证灌注操作连续地进行；采用Φ250法兰式导管灌注混凝土。导管联结要平直，密封可靠；导管下口距孔底30cm～50cm为宜。b)灌注前注意天气预报，合理安排灌注时间；混凝土灌注在二次清孔结束后30分钟内立即进行。c)首盘浇筑：初灌量必须保证导管底部埋入混凝土中

80cm以上，且连续灌注。正常灌注混凝土时，导管底部埋于砼中深度宜为2～6m之间。d)预先在砼导管上套装一个用3mm厚钢板制成的锥形活动护罩，以护住管法兰，挂住钢筋骨架，护罩底部与法兰大小一致。e)在灌注时，边灌注边拔导管，指定专人勤测砼顶面上升的高度，以决定导管上拔速度，提升匀速，平稳，慢慢起升，并随时掌握导管埋入深度，避免导管埋入过深或导管脱离砼面。f)砼的拌制要严格按照规范要求控制水灰比，坍落度，保证砼的和易性，以防砼的和易性差，造成导管堵塞，不得不拔出导管而造成断桩。g）一次拆卸导管不得超过6m，每次拆卸导管前均要测量砼面高度，计算出导管埋深，然后拆卸。不要盲目提升、拆卸导管。

四、桩身砼离析、缩孔事故造成原因及防治措施如下：①施工中若发生导管底端距孔底过远，则混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与持力层之间被不凝固的混凝土填充。为避免这一质量事故的发生，桩孔钻成后，要认真清孔，必须实施两次清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。这就要求在灌注混凝土前，应认真进行孔径测量，沉渣测定，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。②导管密封不良，冲洗液浸入使混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝固。在地下水活动较大的地段，导管事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多过快。如果导管提升过快，以致其下口拔离孔中的混凝土面时，易使桩中形成泥浆夹层。③在灌注混凝土时，因停电、待料等原因停灌混凝土而造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。施工中应明确规定，混凝土浇注过程中，一旦开始进行浇筑，一定要连续完成作业，确保在混凝土初凝时间内连续浇注，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水，应备足混凝土料，并合理安排好施工人员作业时间，在混凝土灌注量大时还应做到作业人员分班作业。④施工中还会发生灌注时混凝土没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段混凝土夹有泥浆而出现疏松、空洞的现象。因此，施工中要严格确定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流动性，坍落度亦满足灌注要求。灌注混凝土必须从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要有足够量，避免埋下质量事故的隐患。断桩主要出现在水下混凝土灌注过程当中，如果混凝土灌注时导管提升过快，以致导管下口拔离孔中的混凝土面时，易使桩身混凝土中形成泥浆夹层而断桩。5、如果一个桩孔的混凝土未能连续浇注，两次浇注时间相隔较长时，由于孔中已浇混凝土表面凝固，而使桩身在该处出现断裂。对于这些事故，事实上只要施工人员能严格按操作规程办事，不疏忽大意，不急于求成，是完全可以避免的。一旦发生这类事故，可采取拔起导管，在已灌注的混凝土中，钻一个较小直径的钻孔，并另插一个较小的钢筋笼，然后再用导管灌注混凝土。

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五、坍孔事故坍孔主要出现在钻孔、下放钢筋笼和灌注混凝土三道工序当中，并且以钻孔中出现的坍孔为多见。钻孔坍孔是在粉性、砂性土等松散地基中进行钻孔时，很容易发生坍孔。坍孔主要表现为在施工过程中出现孔内水位骤然降落，并冒出细密的水泡，钻杆较难钻进，钻机负荷显著增加，甚至钻头运转不起来。

1、其主要原因可能是：①护筒埋深较浅，或周围回填的粘土夯实不够，致使孔口土坍落；②护筒变形或形状不合适；③孔内水位高度不够，无足够的水头压力；④地下水位有较高的承压力；⑤在砾石层等处有渗流水或者没水，孔中出现跑水现象；⑥泥浆的稠度不够；⑦成孔速度太快，在孔壁中来不及形成泥膜；⑧用造孔机械在护筒底部造孔时触动了孔周围的土壤；⑨造孔机械的机械力过大，致使护筒与土层之间的粘着力减弱；⑩向孔内补水时，水流对孔壁有冲刷。

2、为防止孔壁坍塌，施工中必须注意以下事项:

a、在施工前应进行地质调查，仔细学习地质资料，并搞清楚地下土层的分布情况、地下水的压力、出水量、水流方向以及是否存在流砂等问题。在有地下水时，还应特别注意钻孔地层中是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比上层的地下水位高时，必须维持孔内足够的泥浆压力，同时孔内水位高度应高于地下水位1米以上。b、造孔泥浆应选用优质粘土，有条件时，可选用膨润土造浆，成孔时泥浆的相对密度以1.1～1.25左右为宜。施工时不间断地检测泥浆的比重，同时要根据不同土质调整泥浆相对密度，在成孔时，如果遇到砾石层等土层产生大量的漏浆时，应考虑是否改成其它施工方法(如加套管施工)。当中断成孔作业时，要严格监视漏水、跑浆的情况，与此同时还应准备应急用的贮水槽、大容量的给水泵等设备。c、在反循环钻孔法中的成孔阶段，如果成孔速度太快，在孔壁上来不及形成泥膜，就容易使孔壁坍塌。成孔速度视地质情况而异，对于淤泥质等非常软弱的地质，如果成孔太快，有时成孔后的桩孔将很不规则。

d、对砂、砂砾等土层必须注意转台旋转不可过快，如过快有时将产生径向摆动，而当桩孔较深，又在孔底处遇到硬土层时，要注意有可能因钻杆自重过大产生弯曲而碰撞孔壁发生塌孔。

5、静态条件下产生的孔壁坍塌事故，若不及时处理而继续强行施工，就有可能使塌孔加剧。当采取措施时，如果认为已不能排除静态因素所导致的塌孔事故，就应迅速将孔回填，否则严重点就有可能使地表产生坍塌或发生机械倾覆等重大的恶性事故，等地表层处理夯实后再施工。

6、下钢筋笼坍孔

在沉放钢筋骨架后也会产生孔壁坍塌，造成坍塌的原因可能是钢筋笼下放时用力过猛或钢筋骨架的垂直度不好或产生弯曲所致。所以，在沉放钢筋骨架时应特别慎重，钢筋笼下放速度应缓慢，上下两节连接应处在同一轴线位置，并随时观察孔内水位情况。一旦出现孔壁坍塌，孔内水位就会发生变化。对沉放钢筋骨架之后的坍塌，一般可用浇注混凝土用的导管配合砂石泵抽出搅浑了的泥浆，此时应注意泵压力

不能太大，以免使钻孔破坏加剧。

g、灌注混凝土坍孔

在混凝土灌注过程中如果发现护筒内的泥浆水位突然上升并溢出护筒，随即下降并冒出气泡的现象，则估计是出现了坍孔，可用测探仪探头探测，如果探头测得的表面深度达不到原来的深度，则可断定是发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底部周围出现漏水，孔内水位下降或是河流中水位上涨时，孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及护筒周围堆放重物或机械振动等。一旦发生坍孔，应立即查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头，移开重物、排除振动等，然后用吸泥机吸出孔中坍落的泥土，如果坍孔停止，就可继续灌注混凝土，如果继续坍孔，且坍孔部位较深时，应将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时钢筋笼吊出，再用粘土掺砂砾回填。待回填土沉实稳定后，重新钻孔、下钢筋笼，再灌注混凝土。六、埋钻和掉钻

埋钻通常是由坍孔或钻锥冲进土层太深所引起的。掉钻主要是由于钻杆与钻锥松脱或钻杆断裂所致。一般可用套绳、打捞钩或小型冲抓锥抓取。如落体已被泥砂埋设，应用空气吸泥机吹开埋钻的泥砂，提起钻头。

从上述出现的事故原因分析和处理措施可