钻孔灌注桩施工常见事故预防及处理

钻孔灌注桩施工常见事故预防及处理 钻孔灌注桩施工常见事故预防及处理 在近年来的公路施工中.唐山市的大中型桥梁基础多采用钻孔灌注 桩.根据多年的施工，总结出一些经验供 大家参考. 钻孔灌注桩常见的质量事故有孔 斜，局部缩径，坍孔，梅花孔，沉淤过多， 断桩，钢筋笼上拱，导管内混凝土下降困 难等，现就这些事故的原因与防治叙述 如下. 孔斜 产生孔斜的原因多半是由于机械设 备安装不平，不稳，钻杆弯曲，或高压胶 管拉得过紧，地层不均,有障碍物等. 因此预防的措施是把好设备安装和 检查关，钻杆连接要直,护筒要埋正;由 于开孔钻具头重脚轻，应采用轻压，慢 转,适当泵量的规程由硬到软层可适当 加快给进速度，反之则应慢些为减少钻 杆的压应力，可在钻头上部加钻铤或包 铅加重钻杆,以防钻杆弯曲而造成孔斜； 对于旧基础要把障碍物清理干净.如发 现孔斜应立即停止钻进,检查设备和地 下障碍物，改用小规程扫孔;如发现已形 成拐弯的孔，必须用双笼式导正器于钻 头组成的组合式钻具进行反复扫孔纠 正如偏斜严重，应回填砂和粘土混合物 （地层较密实时可掺少量石灰或水泥）至 偏斜处以上1〜2m,待沉积密实后重新 钻进纠正. 桩孔局部缩径 引起缩径的原因一是土层遇水膨 胀或泥浆性能不适合二是邻桩施工 间距和时间问隔掌握不当;三是钻头 形状不佳或磨损过大（锥度愈大愈不 利于保径）. 针对上述原因应采取 的措施是根据土层采用低 失水量的浓泥浆，施工时要 跳开1〜2个桩位或邻桩已 成桩3天以上的部位;钻头 形状以阶梯单导正环和双 导正环保径为好，发现磨损 应及时修补. 例如在我市京唐港二 期工程青龙河大桥0桥台 文/刘明智 0桩施工过程中，出现钢筋笼无法到位 的情况.经实地勘测是由于距地面6.5m 位置有约0.8m厚黏土夹层，由于成孔后 孔内压力较周围土体小,形成向内侧的 拱.经现场技术及施工人员决定,在缩径 处慢给进并反复扫孔.加大护壁泥浆的 比重，直到钻头反复提升畅通无阻后立 即下钢筋笼并浇灌混凝土 .在此后的桩 基施工过程中尽量缩短成孔与混凝土浇 注的时间问隔，结果表明这一措施收到 了良好的效果. 坍孔 桩孔施工中一旦发生坍孔事故往往 表现出护筒内水位骤然下降，护筒内外 有小气泡冒出，钻杆回旋阻力增大，孔内 反出浆液大颗粒钻渣突然增多,泥浆密 度增大等.遇有以上现象,特别是钻具蹩 车，甚至有钻具难以提升的埋钻现象时, 基本可以判断为坍孔发生.产生的原因 多半是地层松散泥浆护壁性差;护筒埋 设不当;成孔速度慢.清孔，待灌及浇注 延续时问过长钻杆刚度小，敲打孔壁及 下钢筋笼时碰撞孔壁等. 预防坍孔的主要措施是尽量不用反 循环钻进护筒应下到位，搞好密封.钻 进松散层宜用护壁性能好的浓泥浆，尽 可能提高钻进速度，缩短待灌和灌注延 续时间（待灌时间一般不大于4h;浇注 延续时间一般40m桩小于6h,6070m 桩小于10h）. 例如在唐山西外环高速公路32km 处一座小桥的桩基施工中，由于地层中 出现沙砾层，致使成孔过程中不断出现 坍孔埋钻事故.后经现场研究决定，采用 加大泥浆密度，同时使用护壁性能好的 泥浆.实践证明效果不错.但是如果坍孔 比较严重，应立即停钻判明位置,回填沙 和黏土混合物到坍孔位置以上1〜2m, 待密实后方可重新钻进. 梅花孔与卡钻事故 冲击钻进出现梅花孔（钻孔断面不 圆,近似梅花状）并引起卡钻事故最为多 见.其主要原因是绳卡转动不灵活，泥浆 密度或黏度过大,冲击钻具不能灵活转 动，或者是;中程太小，冲击钻具尚未来得 及转动一个足够的角度便又落下，致使 钻刃很难改变;中击位置 ;中击钻进卡钻事故往往是由于梅花 孔的出现而发生.因为多数卡钻事故大 体上有两种情况一是钻具上头被孔壁 上的掉块卡在孔壁不规则的位置另一 种是掉块或探头石将钻具挤夹住. 防止梅花孔的措施是改善泥浆性 能，及时捞渣，减少泥浆对钻具的回旋 阻力，并经常检查绳卡的灵活性.采用 低中程钻进时应每隔一段时间改换一段 高冲程钻进，并尽量不用或少用一宇型 钻头. 卡钻事故的处理通常是采用交替紧 绳，松绳上下串动的方法,切不可硬提猛 拉,必要时可使用打捞工具辅助.处理无 效时可用小径钻头或震捣棒下入井内， 在卡钻部位轻轻中击将卡塞物捣碎或挤 入孔壁和孔底. 沉淤过多及桩底压浆 沉淤过多即沉渣太厚，会造成基桩 沉降量增加.承载力降低，因此要严格控 制沉渣指标.引起沉渣过多的原因主要 是钻进或清孔时，上反流速不够,致使孔 内钻渣排不出去;钻进中或终孔后坍塌 量大,清孔时无法清干净等.预防的措施 是保持合适的泥浆性能保证足够的上 反流速终孔后钻头提昌孔底100〜 200mm空转.以足够上反流速的泵量泵 入优质泥浆清孔.并适当延长清孔时间. 如果终孔后通过清孔还不能满足规 范要求.则应采用二次清孔法清孔，即下 钢筋笼和导管后进行清孔.清孔时间一 般为20〜40min.二次清孔后立即进行 灌注，间隔时间不得超过40min.另外对 于清孔质量难以保证的情况或为了增加 基桩的承载力，可设计桩底进行高压注 浆的钻孔灌注桩.由于唐山地区很少采 用这种桩底压浆的灌注桩，这里不再做 详细讨论. 断桩 引起断桩的原因主要是浇注混凝土 时,混凝土面测量有误或提升导管过猛 过高，使导管底都提离混凝土面，孔内泥 浆覆盖了混凝土面而形成夹层;或因导 管密封不好漏水而产生严重离析和灌注 桩中断而造成断桩;也可能是孔壁发生 坍塌或孔底沉渣过多未清好孔所致. 预防和处理断桩事故的方法是 0制订严格的责任制度和技术措施 并严格遵守，灌注前应认真复检清孔效 果，灌注中应谨慎操作，防止中途发生事 故中断灌注. .准确测量导管长度，计算好导管 下端与孔底距离，以及第一次灌注量，确 保导管在第一次灌注后的埋深符合规范 要求，保持混凝土的均匀性和连续性. .测准导管埋深，防止导管提升时 下端离开混凝土面. .一旦在灌注期间发生卡管或导管 漏水，泥沙流入等事故时则需重新清孔 灌注. .为了保证桩的质量，对有疑问的 桩要进行取芯检查.其做法是沿桩身钻 孔取样，凡有中间夹层的桩均要用高压 泵清除断桩部位杂物泥沙，直至孔底，并 重新灌水泥浆充填. 钢筋笼上拱 引起这类事故的原因主要是导管在 混凝土中埋深过大（大于6m）,钢筋笼质 量制作不佳不直.笼底主筋向内弯折. 此时若导管不居中，极易与导管法兰盘 钩挂，当导管提升时钢筋笼拱 起钢筋笼与孔口固定不牢，自 重小或机械事故等中途中断浇 筑时也易发生上拱. 预防钢筋笼上拱的措施是 经常测量混凝土面高度，严格 控制导管埋深浇注前必须使 钢筋笼与孔口固定牢制作，堆 放和吊运钢筋笼时应使其平直 不挠屈.遇有钢筋笼上拱，应立 即检查导管埋深，并将钢筋笼 下压与机架固定连接如发生 钢筋笼与导管卡挂，则应将导 管下降一些并边转动导管边移 位，直至脱挂. 导管内混凝土下降困难 主要是导管内外压差小和泥浆浓度 太大,导管内挂水泥皮没清理干净，使导 管内过混凝土截面缩小,或有大块砾石 相卡.为此应上下串动导管增大压差，单 导管埋深不应小于Im浇注前换小于 25s的稀泥浆用