鉆孔灌注樁施工常見事故及處理對策

梁建立

摘要：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、成本適中、施工簡便、工期短等特點在我國交通、城市基礎(chǔ)設(shè)施以及房屋、水工建筑等工程領(lǐng)域當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：鉆孔 灌注樁 施工 事故 處理

0 引言

鉆孔灌注樁施工種類繁多，技術(shù)含量高，影響因素多，一旦在施工當(dāng)中稍有不甚或控制不嚴，很容易出現(xiàn)一些質(zhì)量事故，使整個工程的基礎(chǔ)受到影響，嚴重一點出現(xiàn)返工將帶來較大的損失。常見的且危害性較大的事故主要有坍孔和斷樁，此外還可能出現(xiàn)彎孔、斜孔、縮孔、梅花孔、卡鉆、埋鉆和掉鉆等現(xiàn)象，為盡量減少事故，在施工過程中，必須做到分工明確，密切配合，操作規(guī)范，措施到位。下面結(jié)合本人的施工經(jīng)驗，就常出現(xiàn)的一些事故原因進行分析，并制定出相應(yīng)的處理措施。

1 坍孔

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。

1.1 鉆孔坍孔 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。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。

針對上述原因，施工時應(yīng)盡量注意防止出現(xiàn)這些情況。如果孔口發(fā)生坍塌，致使護筒傾斜，就應(yīng)及時用粘土回填，扶正護筒，嚴重時應(yīng)挖起護筒，重新按要求埋設(shè)后再鉆孔。當(dāng)孔內(nèi)發(fā)生坍塌，如果情況不嚴重時，可用粘土回填至坍孔位置以上1-2米，并加大泥漿比重繼續(xù)鉆進，如果情況嚴重時，應(yīng)將鉆孔全部用砂夾粘土或小礫石夾粘土回填，經(jīng)3-5天稍密實后，再重新鉆孔。

為防止孔壁坍塌，施工中必須注意以下事項:在施工前應(yīng)進行地質(zhì)調(diào)查，仔細學(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題。在有地下水時，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，必須維持孔內(nèi)足夠的泥漿壓力。造孔泥漿應(yīng)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(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，要嚴格監(jiān)視漏水、跑漿的情況，與此同時還應(yīng)準備應(yīng)急用的貯水槽、大容量的給水泵等設(shè)備。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。另外對砂、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(dāng)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。另外，對于負壓流量及流速的關(guān)系，曾有報告指出，如果孔內(nèi)的水向下流速超過1.2m/min，在負壓作用下，孔壁易發(fā)生坍塌。當(dāng)孔徑不足1m的樁鉆孔時應(yīng)特別引起注意。如在上述靜態(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。因此應(yīng)認真查明原因，采取措施之后方可繼續(xù)施工。當(dāng)采取措施時，如果認為已不能排除靜態(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?；靥钽@孔一般情況下用粘土摻片、卵石。坍塌的樁孔一旦回填之后，地層將呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)適當(dāng)?shù)赝?-5日后再度施工為宜。

1.2 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(yīng)特別慎重，鋼筋籠下放速度應(yīng)緩慢，上下兩節(jié)焊接應(yīng)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(dǎo)管配合砂石泵抽出攪渾了的泥漿，此時應(yīng)注意泵壓力不能太大，以免使鉆孔破壞加劇。

1.3 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(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(yīng)將導(dǎo)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。

2 斷樁

由于混凝土凝固后不連續(xù)，中間被沖洗液等疏松體及泥渣土填充形成間斷樁。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，必須認真清孔，一般是采用沖洗液清孔，采用兩次清孔方法，沖孔時間應(yīng)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(yīng)認真進行孔徑測量，準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。在地下水活動較大的地段，導(dǎo)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(yīng)根據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定，嚴防斷裂。確保導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多過快。如果導(dǎo)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?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(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)時間，在混凝土灌注量大時還應(yīng)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(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(dǎo)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(dāng)中，如果混凝土灌注時導(dǎo)管提升過快，以致導(dǎo)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。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(dǎo)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(dǎo)管灌注混凝土。

3 彎孔、斜孔、縮孔、梅花孔

在造孔過程中，要經(jīng)常用探孔器吊入孔內(nèi)檢查。探孔器可用較粗鋼筋焊接成梭狀型，其外徑等于樁的設(shè)計直徑，長度約為直徑的4-6倍。當(dāng)探孔器不能沉到已鉆的深度，或發(fā)現(xiàn)鉆桿傾斜、吊繩偏移護筒中心，或錐頭上提困難、轉(zhuǎn)動不靈等情況，則可能發(fā)生彎孔、斜孔、縮孔、梅花孔等現(xiàn)象。造成彎孔、斜孔的原因有：鉆孔內(nèi)有探頭石，鉆進呈傾斜狀的地層以及鉆機安裝不平或支承鉆機的地面產(chǎn)生不均勻沉降等。形成縮孔和梅花孔的原因可能是鉆錐在沖擊時轉(zhuǎn)動套不夠靈活，或因泥漿太稠而影響鉆錐轉(zhuǎn)動。因此在鉆孔過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆桿和鉆孔的豎直度。對探頭石和縮孔，可用鉆錐在孔壁凸出處上下升降，把探頭石敲擊掉或修削好縮孔。當(dāng)發(fā)生嚴重彎孔、斜孔、縮孔、梅花孔時，則應(yīng)回填，重鉆修孔，必要時反復(fù)修幾次；沖擊法修孔，應(yīng)回填小片石至偏斜處以上0.5m。

4 卡鉆

鉆錐卡在鉆孔內(nèi)較難旋轉(zhuǎn)，不能提起，稱為卡鉆，出現(xiàn)這種情況，很可能是地下遇到石塊等障礙物，且深度較淺，遇此情況不得強行上提，以免掉鉆或發(fā)生坍孔，而應(yīng)放慢速度，慢速轉(zhuǎn)動上提，再反復(fù)幾次，一般較小障礙物，鉆頭即可排除，對于遇到較大較多障礙物，鉆頭無法排除，則應(yīng)停止鉆進，移開鉆機，改用沖抓或沖擊錐沖孔，然后再用反循環(huán)鉆機跟進鉆孔。如果出現(xiàn)孔內(nèi)探頭石為未鑿除或因有雜物下墜而卡鉆時，可用小鉆頭沖擊障礙物，將其打碎或壓進孔壁，也可沖擊原鉆頭使其松動，然后吊起。

5 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(yīng)用空氣吸泥機吹開埋鉆的泥砂，再提鉆錐。

從上述出現(xiàn)的事故原因分析和處理措施可見，鉆孔灌注樁在施工當(dāng)中應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視，嚴格按照規(guī)范操作，一旦出現(xiàn)施工質(zhì)量事故時應(yīng)認真分析事故原因，采取合理的技術(shù)措施，及時進行補救。對于存在問題的樁，不得隱瞞事實，應(yīng)設(shè)法進行補救，更不宜輕易放棄，造成過多的損失。經(jīng)過補救后的樁應(yīng)認真進行檢測，合格后方可使用，對補救后仍不合格的，就應(yīng)與設(shè)計部門聯(lián)系，采取補樁或其它措施。