钻孔灌注桩基础施工中常见事故与处理

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　　[摘要]：笔者主要阐述了钻孔灌注桩在钻孔与成桩过程中常出现的事故,具体分析了造成事故的原因并且提出有效的处理措施。
　　[关键词]：钻孔灌注桩；坍孔；钢筋笼；断桩；事故处理
　　0．前言
　　对于大部分的桥梁建设，基础施工尤其是钻孔灌注桩的施工，工艺非常成熟，但是在具体的施工当中钻孔灌注桩出现的质量事故，仍旧频频发生。根据本人多年对钻孔灌注桩施工的实践，结合苏锡高速三标望虞河大桥的桩基施工，对施工中常见问题的产生原因分析，提出解决的措施。
　　苏锡高速三标望虞河大桥位于苏州与无锡交界处，离太湖入口处仅200米，河宽150米。望虞河大桥全长560米，桥宽33.5米，其中主桥为四跨预应力混凝土悬浇变截面连续箱梁，主桥长260米。引桥长300米，基础全部采用钻孔灌注桩，桩基直径为1.2米、1.5米、1.8米，桩长从40米到60米不等，钻孔桩总计为156根。
　　1．钻孔过程中的事故及处理措施
　　钻孔过程中常见的事故有坍孔、钻孔偏斜、卡钻、掉钻、扩孔及缩孔、护筒脱落等。
　　1．1坍孔
　　坍孔表现为孔内水位突然上升溢出护筒随即骤然下降,并且孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻进负荷显著增加等。护桶埋置过浅,周围封填不密漏水;泥浆稠度小,起不到护壁作用;泥浆水位高度不够,对孔壁压力小;向孔内加水时流速过大,直接冲刷孔壁;在松软砂层中钻进,进尺太快;操作不当(如提升钻头、放钢筋骨架时碰撞孔壁等)都会导致坍孔。
　　坍孔部位不深时,可改用深埋护桶;轻度坍孔,可加大泥浆相对密度和提高水位;严重坍孔,用粘土泥膏投入,待孔壁稳定后采用低速钻进;汛潮或潮汐地区水位变化过大时,应采用升高护桶,增加水头或用倒虹吸管等措施保证水头相对稳定;提升钻头、下放钢筋骨架应保持垂直,尽量不要碰撞孔壁;在松软砂层钻进时,应控制进尺速度,并用较好的泥浆护壁。
　　1．2钻孔偏斜
　　钻孔偏斜主要表现为钻进过程中或成孔后经检测发现桩孔斜度大于设计要求。钻机安装不水平或钻进过程中钻井平台不均匀下沉;钻机磨损,部件松动;钻杆弯曲,接头不正;土层软硬不匀,钻头受力不均;钻孔中遇有较大弧石、探头石或旧基础等地下障碍物等都可能导致钻孔偏斜。
　　为了预防钻孔偏斜,施工中应保证钻机定位准确,安装水平、稳固。因钻机倾斜造成的应先移开钻机,检查钻孔壁情况,如果钻孔壁比较稳定,则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积,而后重新安装钻机恢复施工,如果钻孔壁随时有坍塌的可能,则将钻孔回填至原地面标高,待地层静置稳定后重新开始钻孔;如果是地层结构不均匀引起的,先分析清楚岩层的走向,而后再用适当的回填料,回填至计算确定的高程处,静置一段时间后恢复施工。
　　1．3扩孔与缩孔
　　扩孔是因孔壁坍塌或钻锥摆动过大所致;缩孔的原因是钻锥磨损过甚,焊补不及时或因地层中有软塑土,遇水膨胀后使孔径缩小。
　　为了预防扩孔,施工中应采取防止坍孔和钻锥摆动过大的措施;为了预防缩孔,应注意及时焊补钻锥,并在软塑地层采用失水率小的优质泥浆护壁。已发生缩孔时,宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。
　　1．4卡钻
　　卡钻的原因主要有以下几种:钻头尺寸不统一,焊补的钻头过大;孔内出现梅花孔、探头石、缩孔未及时处理;钻头被坍孔落下的石块或误落入大工具卡住;入孔较深的钢护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形;下钻头太猛使钻头卡在孔壁上。
　　为了防止卡钻,施工中应注意保持护筒垂直、钻头尺寸统一并严格控制钻进速度。卡钻后不宜强提,只宜轻提。轻提不动时,可用小冲击钻锥冲或用冲、吸的方法将周围的钻渣松动后再提出。对于向下能活动的上卡,可用上下提升法,即上、下提动钻头,并配钢丝绳左右拔移、旋转。
　　1．5掉钻
　　掉钻的原因主要有:卡钻时强提强拉、操作不当,使钢丝绳或钻杆疲劳断裂;钻杆接头不良或滑丝;马达接线错误,使不应反转的钻机反转,钻杆松脱。
　　为了防止掉钻,施工中应经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。掉钻落物时宜迅速用叉、钩、绳套等工具打捞,若落体已被泥沙埋住,则应用冲、吸的方法,先清除泥沙,使打捞工具接触落体后再打捞。
　　1．6护筒脱落
　　护筒背后填土质量不好或地面水流的浸泡都会能引起护筒失去稳定,导致护筒脱落。发现护筒脱落应立即停止钻孔,将钻机移开,采取相应措施处理。由地面流水引起的,可先排除流水,在原地面上填一层粘土,使地面干燥、不渗漏,而后重新安装护筒恢复钻孔施工;由填土质量引起的,最好重新埋设护筒,保证护筒稳定。
　　2．成桩过程中的事故及处理措施
　　成桩过程中常见的事故有钢筋笼上浮、气塞、导管进水、卡管、埋管、断桩等。
　　2．1钢筋笼上浮
　　钢筋笼上浮的原因有两种:一是非全桩式(一般指摩擦桩)的钢筋笼,在灌注过程中下部的混凝土到达钢筋笼底部能把钢筋笼向上拱;二是导管不正,在提升导管时法兰盘挂住钢筋笼,把钢筋笼朝上提。对于前者,可在钢筋笼就位前,算准深度,在钢筋笼下面用8号铁丝吊3~5块较大的片石块或同等标号混凝土块,当钢筋笼到位时,石块或混凝土块压住起牵制作用。对于后者,就是在提升导管时,尽量保持导管在孔中心处,避免法兰盘挂住钢筋笼,把钢筋笼朝上提。
　　2．2气塞
　　在灌注混凝土过程时,尤其是用吊车提升大斗灌注时,犹如一个密不透风的活塞朝导管内压下,管内的空气被压缩到一定程度成为气包顶住了混凝土灌注不下形成所谓的“气塞”现象。
　　为了预防“气塞”现象的发生,吊车的混凝土料斗在放料时,不要太对正导管中心,可以朝储料斗一旁靠,这样使混凝土进入导管可以有一个前后错开的过程;也可以在导管内挂一根长约3~5m有筛眼的钢管,弯成钩形,吊在储料斗上,防止掉入管内。这根钢管既可以让混凝土错开下入,又起透气作用。
　　2．3导管进水
　　导管进水的原因主要有三种,一是首批混凝土储量不足,或虽然混凝土储量已够,但导管底口的间距过大,混凝土下落后不能埋没导管底口,以致泥水从底口进入;二是导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气浪挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入;三是导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。