鉆孔灌注樁灌注事故的預(yù)防及處理

張嘉霖,王佳音

（1.哈爾濱龍江公路勘察設(shè)計(jì)院；2.黑龍江省交通科學(xué)研究所）

1 導(dǎo)管進(jìn)水

1.1 主要原因

（1）首批混凝土儲(chǔ)量不足,或雖然混凝土儲(chǔ)量已夠,但導(dǎo)管底口距孔底的間距過(guò)大,混凝土下落后不能埋沒(méi)導(dǎo)管底口,以致泥水從底口進(jìn)入。

（2）導(dǎo)管接頭不嚴(yán),接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高壓氣囊擠開(kāi),或焊縫破裂,水從接頭或焊縫中流入。

（3）導(dǎo)管提升過(guò)猛,或測(cè)深出錯(cuò),導(dǎo)管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。

1.2 預(yù)防和處理方法

為避免發(fā)生導(dǎo)管進(jìn)水,事前要采取相應(yīng)措施加以預(yù)防。萬(wàn)一發(fā)生,要當(dāng)即查明事故原因,采取以下處理方法。

（1）若是上述第一種原因引起的,應(yīng)立即將導(dǎo)管提出,將散落在孔底的混凝土拌合物用反循環(huán)鉆機(jī)的鉆桿通過(guò)泥石泵吸出,或者用空氣吸泥機(jī)、水力吸泥機(jī)以及抓斗清出,必要時(shí)需將鋼筋籠提出采取復(fù)鉆清除。然后重新下放骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲(chǔ)量的首批混凝土,重新灌注。

（2）若是第二、三種原因引起的,應(yīng)視具體情況,拔換原管重下新管；或用原導(dǎo)管插入續(xù)灌,但灌注前均應(yīng)將進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管,必須用潛水泵將管內(nèi)的水抽干,才可繼續(xù)灌注混凝土。為防止抽水后導(dǎo)管外的泥水穿透原灌混凝土從導(dǎo)管底口翻入,導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)應(yīng)有足夠深度,一般宜大于200 cm。由于潛水泵不可能將導(dǎo)管內(nèi)的水全部抽干,續(xù)灌的混凝土配合比應(yīng)增加水泥量,提高稠度后灌入導(dǎo)管內(nèi),灌入前將導(dǎo)管進(jìn)行小幅度抖動(dòng)或掛振搗器予以振動(dòng)片刻,使原混凝土損失的流動(dòng)性得以彌補(bǔ)。以后灌注的混凝土可恢復(fù)正常的配合比。

若混凝土面在水面以下不很深,未初凝時(shí),可于導(dǎo)管底部設(shè)置防水塞（應(yīng)使用混凝土特制）,將導(dǎo)管重新插入混凝土內(nèi)（導(dǎo)管側(cè)面再加重力,以克服水的浮力）。導(dǎo)管內(nèi)裝灌混凝土后稍提導(dǎo)管,利用新混凝土自重將底塞壓出,然后繼續(xù)灌注。

若如前述混凝土面在水面以下不很深,但已初凝,導(dǎo)管不能重新插入混凝土?xí)r,可在原護(hù)筒內(nèi)面加設(shè)直徑稍小的鋼護(hù)筒,用重壓或捶擊方法壓入原混凝土面以下適當(dāng)深度,然后將護(hù)筒內(nèi)的水（泥漿）抽除,并將原混凝土頂面的泥渣和軟弱層清除干凈,再在護(hù)筒內(nèi)灌注普通混凝土至設(shè)計(jì)樁頂。

2 卡管

在灌注過(guò)程中,混凝土在導(dǎo)管中下不去,稱(chēng)為卡管?？ü苡幸韵聝煞N情況。

（1）初灌時(shí)隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因,如坍落度過(guò)小、流動(dòng)性差、夾有大卵石、拌和不均勻,以及運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、雨天運(yùn)送混凝土未遮蓋等,使混凝土中的水泥漿被沖走,粗集料集中而造成導(dǎo)管堵塞。

處理辦法可用長(zhǎng)桿沖搗管內(nèi)混凝土,用吊繩抖動(dòng)導(dǎo)管,或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落。如仍不能下落時(shí),則需將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土提出鉆孔,進(jìn)行清理修整（注意切勿使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入井孔）,然后重新吊裝導(dǎo)管,重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔,須按前述第二項(xiàng)處理方法將散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。

提管時(shí)應(yīng)注意到導(dǎo)管上重下輕,要采取可靠措施防止翻倒傷人。

（2）機(jī)械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)久,或灌注時(shí)間持續(xù)過(guò)長(zhǎng),最初灌注的混凝土已經(jīng)初凝,增大了導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落的阻力,混凝土堵在管內(nèi)。其預(yù)防方法是灌注前應(yīng)仔細(xì)檢修灌注機(jī)械,并準(zhǔn)備備用機(jī)械,發(fā)生故障時(shí)立即調(diào)換備用機(jī)械；同時(shí)采取措施,加速混凝土灌注速度,必要時(shí),可在首批混凝土中摻入緩凝劑,以延緩混凝土的初凝時(shí)間。

當(dāng)灌注時(shí)間已久,孔內(nèi)首批混凝土已初凝,導(dǎo)管內(nèi)又堵塞有混凝土,此時(shí)應(yīng)將導(dǎo)管拔出,重新安設(shè)鉆機(jī),利用較小鉆頭將鋼筋籠以?xún)?nèi)的混凝土鉆挖吸出,用沖抓錐將鋼筋骨架逐一拔出。然后以粘土摻沙礫填塞井孔,待沉實(shí)后重新鉆孔成樁。

3 坍孔

在灌注過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)井孔護(hù)筒內(nèi)水（泥漿）位忽然上升溢出護(hù)筒,隨即驟降并冒出氣泡,應(yīng)懷疑是坍孔征象,可用測(cè)深儀探頭或測(cè)深錘探測(cè)。如測(cè)深錘原系停掛在混凝土表面上未取出的現(xiàn)被埋不能上提,或探深儀探頭測(cè)得的表面深度達(dá)不到原來(lái)的深坍孔原因可能是護(hù)筒底腳周?chē)┧?孔內(nèi)水位降低,或在潮汐河流中漲潮時(shí),孔內(nèi)水位差減小,不能保持原有靜水壓力,以及由于護(hù)筒周?chē)逊胖匚锘驒C(jī)械振動(dòng)等,均有可能引起坍孔。

發(fā)生坍孔后,應(yīng)查明原因,采取相應(yīng)的措施,如保持或加大水頭,移開(kāi)重物、排除振動(dòng)等,防止繼續(xù)坍孔。然后用吸泥機(jī)吸出坍入孔中的泥土；如不繼續(xù)坍孔,可恢復(fù)正常灌注。

如坍孔仍不停止,坍塌部位較深,宜將導(dǎo)管拔出,將混凝土鉆開(kāi)抓出,同時(shí)將鋼筋抓出,只求保存孔位,再以粘土摻砂礫回填,待回填土沉實(shí)時(shí)機(jī)成熟后,重新鉆孔成樁。

4 埋管

導(dǎo)管無(wú)法拔出成為埋管,其原因是：導(dǎo)管埋入混凝土過(guò)深,或?qū)Ч軆?nèi)外混凝土已初凝使導(dǎo)管與混凝土間摩擦阻力過(guò)大,或因提管過(guò)猛將導(dǎo)管拉斷。

預(yù)防辦法：應(yīng)按前述要求嚴(yán)格控制埋管深度一般不得超過(guò)6～8m；在導(dǎo)管上端安裝附著式振搗器,拔管前或停灌時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),均應(yīng)適當(dāng)振搗,使導(dǎo)管周?chē)幕炷敛恢逻^(guò)早的初凝；首批混凝土摻入緩凝劑,加速灌注速度；導(dǎo)管接頭螺栓事先應(yīng)檢查是否穩(wěn)妥；提升導(dǎo)管時(shí)不可猛拔。

若埋管事故已發(fā)生,初時(shí)可用鏈滑車(chē)、千斤頂試拔。如仍拔不出,凡屬并非因混凝土初凝流動(dòng)性損失過(guò)大的情況,可插入一直徑稍小的護(hù)筒至已灌混凝土中,用吸泥機(jī)吸出混凝土表面泥渣；派潛水工下至混凝土表面,在水下將導(dǎo)管齊混凝土面切斷；拔出小護(hù)筒,重新下導(dǎo)管灌注。此樁灌注完成后,上下斷層間,應(yīng)照下面所述方法予以補(bǔ)強(qiáng)。

5 灌短樁頭

灌短樁頭亦稱(chēng)短樁。產(chǎn)生原因：灌注將近結(jié)束時(shí),漿渣過(guò)稠,用測(cè)深錘探測(cè)難于判斷漿渣或混凝土面,或由于測(cè)深錘太輕,沉不到混凝土表面,發(fā)生誤測(cè),以致拔出導(dǎo)管終止灌注而造成短樁頭事故。還有些是灌注混凝土?xí)r,發(fā)生孔壁坍方,未被發(fā)覺(jué),測(cè)深錘或測(cè)深儀探頭達(dá)不到混凝土表面,這種情況最危險(xiǎn),有時(shí)會(huì)灌短數(shù)米。

預(yù)防辦法是以下幾種。

（1）在灌注過(guò)程中必須注意是否發(fā)生坍孔的征象,如有坍孔,應(yīng)按前述辦法處理后再續(xù)灌。

（2）測(cè)深錘不得低于規(guī)范規(guī)定的重力及形狀,如系泥漿相對(duì)密度較大的灌注樁必須取測(cè)深錘重力規(guī)定值。重錘即使在混凝土坍落度尚大時(shí)也可能沉入混凝土數(shù)十厘米,測(cè)深錯(cuò)誤造成的后果只是導(dǎo)管埋入混凝土面的深度較實(shí)際的多數(shù)十厘米；而首批混凝土的坍落度到灌注后期會(huì)越來(lái)越小,重錘沉入混凝土的深度也會(huì)越來(lái)越小,測(cè)深還是能夠準(zhǔn)確的。

（3）灌注將近結(jié)束時(shí)加清水稀釋泥漿并掏出部分沉淀土。

處理辦法可按具體情況參照前述接長(zhǎng)護(hù)筒；或在原護(hù)筒里面或外面加設(shè)護(hù)筒,壓入已灌注的混凝土內(nèi),然后抽水、除渣,接澆普通混凝土；或用高壓水將泥渣和松軟層沖松,再用吸泥機(jī)將混凝土表面上的泥漿沉渣吸除干凈,重新下導(dǎo)管灌注水下混凝土。

6 樁身夾泥斷樁

大都是以上各種事故引起的次生結(jié)果。此外,由于清孔不徹底,或灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng),首批混凝土已初凝,流動(dòng)性降低,而續(xù)灌的混凝土沖破頂層而上升,因而也會(huì)在兩層混凝土中夾有泥漿渣土,甚至全樁夾有泥漿渣土形成斷樁。

對(duì)已發(fā)生或估計(jì)可能發(fā)生夾泥斷樁的樁,應(yīng)采用地質(zhì)鉆機(jī),鉆芯取樣,做深入的探查,判明情況。有下述情況之一時(shí),應(yīng)采取壓漿補(bǔ)強(qiáng)方法處理。

（1）對(duì)于柱樁,樁底與基巖之間的夾泥大于設(shè)計(jì)規(guī)定值。

（2）樁身混凝土有夾泥斷樁或局部混凝土松散。

（3）取芯率小于95％,并有蜂窩、松散、裹漿等情況。

用地質(zhì)鉆機(jī)鉆芯取樣檢驗(yàn)鉆孔樁質(zhì)量方法,費(fèi)時(shí)多,有時(shí)鉆孔歪斜,偏出樁外,不能查得結(jié)果。目前國(guó)內(nèi)外有許多非破損檢驗(yàn)混凝土樁質(zhì)量的方法。

從以上常見(jiàn)灌注事故的原因分析和處理方法可以看出：灌注樁施工應(yīng)嚴(yán)格控制施工過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié),若有質(zhì)量事故出現(xiàn)時(shí),應(yīng)分析原因,采取合理的技術(shù)措施,及時(shí)設(shè)法補(bǔ)救。對(duì)于確實(shí)存在缺點(diǎn)的鉆孔樁,應(yīng)盡可能設(shè)法補(bǔ)強(qiáng),不宜輕易廢棄,造成過(guò)多的損失。經(jīng)過(guò)補(bǔ)救、補(bǔ)強(qiáng)的樁須經(jīng)認(rèn)真的檢驗(yàn)認(rèn)為合格后方可使用。對(duì)于質(zhì)量極差,確實(shí)無(wú)法利用的樁,應(yīng)與設(shè)計(jì)單位研究采用補(bǔ)樁或其他措施。