探討沖孔樁施工幾種質(zhì)量事故及補(bǔ)救措施

官登南

沖孔樁施工是橋梁工程中應(yīng)用較多的一種樁基成孔施工工藝，但同時(shí)也容易發(fā)生多種質(zhì)量事故，本著以施工實(shí)踐為基礎(chǔ)，探討幾種常見(jiàn)且危害較大的質(zhì)量事故及其補(bǔ)救措施。

沖擊式鉆孔灌注樁施工是眾多鉆孔灌注樁施工方法的一種，因具備施工技術(shù)成熟、適用多種地質(zhì)條件、性價(jià)比高、操作簡(jiǎn)單等多種優(yōu)點(diǎn)，在橋梁工程中應(yīng)用最為普遍。雖然具備諸多優(yōu)點(diǎn)，然而這種施工技術(shù)容易因?yàn)楣芾聿簧?、工人操作不?dāng)、不利的地質(zhì)條件、機(jī)械故障等原因在成孔和在灌注混凝土過(guò)程中容易出現(xiàn)多種質(zhì)量事故，如沒(méi)有及時(shí)采取補(bǔ)救措施，不僅會(huì)造成經(jīng)濟(jì)損失及工期延誤，還會(huì)為樁基工程留下嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷。

一、成孔過(guò)程中出現(xiàn)塌孔、卡（埋）錐等情況

1.塌孔屬于比較常見(jiàn)的質(zhì)量事故

事故原因：（1）泥漿相對(duì)密度不夠或其他性能指標(biāo)不滿足要求，孔壁未能形成堅(jiān)實(shí)泥皮。（2）地面孔口位置堆放重物或護(hù)筒埋深不夠（未能進(jìn)入穩(wěn)定地層不少于1m）。（3）出渣后沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)漿，或孔內(nèi)水流失嚴(yán)重造成孔內(nèi)水頭不夠形成承壓水。（4）沖錐或鋼筋籠碰撞孔壁，如遇不穩(wěn)定地質(zhì)情況，可形成較大的塌孔。

補(bǔ)救措施：塌孔發(fā)生后，應(yīng)分析原因，制定具體的補(bǔ)救措施，如塌孔位置發(fā)生在孔口位置，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)拆除護(hù)筒并回填土方，重新按照要求埋置護(hù)筒。如在孔內(nèi)發(fā)生塌孔，應(yīng)判斷位置，回填黃土和砂至塌孔處，塌孔情況嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)等回填物密實(shí)后再重新成孔施工。如在孔內(nèi)發(fā)生較輕微塌孔，一般可不作特別處理。

2.卡（埋）錐

事故原因：（1）因?yàn)闃犊坠率钩觯ㄌ筋^石）或巖層突變的區(qū)域會(huì)導(dǎo)致卡錐問(wèn)題出現(xiàn)。（2）錐頭磨損嚴(yán)重，沒(méi)有及時(shí)補(bǔ)焊，造成孔身部分位置孔徑大小不一，而錐頭補(bǔ)焊（增大錐頭直徑）后，錐頭容易卡在直徑小的地方。（3）在機(jī)械故障或其他原因停止鉆進(jìn)時(shí)，沒(méi)有提起錐頭，時(shí)間一長(zhǎng)，因塌孔或泥漿沉淀，造成埋錐。

補(bǔ)救措施：（1）可放松并大幅度擺動(dòng)纜繩使錐頭擾動(dòng)或松動(dòng)再往上拉，也可使用小錐頭把探頭石沖碎或沖落，再提起錐頭。（2）也可以使用小錐頭反復(fù)沖擊直徑偏小處，修正孔身后，再提起錐頭。（3）可使用吸泥機(jī)或沖抓錐清理鉆渣，也可以使用高壓水管沖擊孔底置換泥漿加以處理。強(qiáng)力提起前須加上保護(hù)繩，防止斷繩而發(fā)生掉錐頭事故。（4）對(duì)于更為嚴(yán)重的卡錐情況，還可以采用水下爆破提錐法，引爆少量（少于1kg)的防水炸藥，震松錐頭。

二、灌注混凝土過(guò)程中出現(xiàn)串孔、堵管、鋼筋籠上浮等情況

1.串孔大部分是因?yàn)檫`規(guī)施工或遇到未探明的軟弱地層

工程案例：園博園橋梁工程2 號(hào)橋左幅橋5 號(hào)承臺(tái)樁基，地質(zhì)情況從上往下分布為：3m 的淤泥層+2m 中粗砂層+8m 砂質(zhì)粘性土層+8m 的全風(fēng)化花崗巖層+12m的弱風(fēng)化花崗巖層+18m 的強(qiáng)風(fēng)化花崗巖層。設(shè)計(jì)為2根 41m 長(zhǎng)直徑為1.6m 的摩擦樁，編號(hào)分別為L(zhǎng)5 及R5，在L5 樁基鋼筋籠安放到位并開(kāi)始灌注混凝土?xí)r，R5 樁孔已成孔30m，處于停機(jī)狀態(tài)，在L5 樁基灌注混凝土面距樁底25m 高時(shí)，發(fā)現(xiàn)R5 樁孔水位上升并浮出水泥漿，同時(shí)L5 樁孔水位下降，混凝土面上升異常緩慢。經(jīng)判斷確定發(fā)生串孔事故。

事故原因：施工人員根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告判定，兩個(gè)樁基位置地質(zhì)情況較好，為了搶工程進(jìn)度，違規(guī)安排兩根相鄰樁基同時(shí)開(kāi)孔施工。

補(bǔ)救措施：因不能確定串孔具體位置，只能采用間歇式澆注混凝土，首先要保證L5 樁混凝土面不下降（滿足導(dǎo)管的埋管深度），同時(shí)安排機(jī)械回填土方至R5 樁孔，待R5 樁孔土方回填了5m 左右，R5 樁孔水位停止上升并停止浮漿，L5 號(hào)樁混凝土面正常上升，直至混凝土澆筑完成。待L5 樁基混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的75%以后，對(duì)R5 樁重新成孔。成樁后對(duì)L5 樁身進(jìn)行了超聲波及取芯檢測(cè)，均滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，成功處理了串孔的突發(fā)事故。

事故分析：首先施工方違規(guī)在相鄰的樁基同時(shí)開(kāi)孔施工，沒(méi)有滿足完成混凝土灌注后36 個(gè)小時(shí)或4 倍直徑的距離要求。其次，初步判斷，串孔位置最有可能發(fā)生在距樁底11m-16m 高之間，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告，該區(qū)域?qū)儆谌躏L(fēng)化花崗巖層，屬于穩(wěn)定地層區(qū)域，可能該區(qū)域有局部地層突變的情況，存在軟弱地層，沒(méi)有被勘測(cè)出來(lái)。

2.堵管

事故原因：（1）首灌的時(shí)候，不合格的隔水栓卡在導(dǎo)管導(dǎo)致堵管。（2）導(dǎo)管接口處進(jìn)水或混凝土的流動(dòng)性、和易性差造成混凝土離析，或混凝土中粗骨料直徑太大。（3）機(jī)械故障或其他原因?qū)е聺沧⒒炷林袛?，或澆注混凝土?xí)r間持續(xù)過(guò)長(zhǎng)，混凝土在到導(dǎo)管中已初凝導(dǎo)致堵管。

補(bǔ)救措施：采用抖動(dòng)導(dǎo)管或在導(dǎo)管上附著振動(dòng)器振動(dòng)的方式，還可以使用加長(zhǎng)鋼筋伸入導(dǎo)管沖搗混凝土的方式使混凝土下落。如一系列辦法都沒(méi)有效果，而已澆注混凝土量不大時(shí)，只能提起導(dǎo)管、鋼筋籠，重新清孔。如已澆注的混凝土量較大時(shí)，可采用更換導(dǎo)管在導(dǎo)管底端設(shè)置隔水栓，并將導(dǎo)管插入混凝土面以下不少于2m 的位置，重新灌注混凝土，但這種辦法發(fā)生斷樁的風(fēng)險(xiǎn)較高，對(duì)導(dǎo)管底部隔水栓的設(shè)置和工人的操作熟練程度有較高的要求。

3.鋼筋籠上浮

事故原因：（1）混凝土灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，先灌注的混凝土已經(jīng)初凝，產(chǎn)生與鋼筋籠較大的摩擦力，從而導(dǎo)致鋼筋籠上升。（2）混凝土表面接近鋼筋籠底部時(shí)，而混凝土灌注速度過(guò)快，混凝土下落沖出形成向上的反沖力大于鋼筋籠的重量時(shí)，有可能發(fā)生抬升鋼筋籠情況。（3）導(dǎo)管和鋼筋籠發(fā)生溝掛情況。

補(bǔ)救措施：如發(fā)生鋼筋籠上浮情況，應(yīng)及時(shí)停止灌注混凝土，觀察鋼筋籠是否有緩慢下落，如沒(méi)有，可以采用施加重力使鋼筋籠下落至設(shè)計(jì)位置后，把鋼筋籠用焊接方式固定在護(hù)筒上。同時(shí)判斷鋼筋籠上浮原因，加快或放慢混凝土灌注速度，或移動(dòng)導(dǎo)管使其與鋼筋籠脫離鉤掛情況。

三、成樁后出現(xiàn)樁身夾渣或斷樁

夾渣或斷樁屬于比較嚴(yán)重的質(zhì)量事故，甚至能造成樁基報(bào)廢。如檢測(cè)出缺陷問(wèn)題，應(yīng)根據(jù)客觀情況，會(huì)同相關(guān)單位共同研究，考慮各種辦法的可行性、經(jīng)濟(jì)成本、效果和工期等原因來(lái)選擇最為合適的處理辦法。

事故原因：（1）沒(méi)有達(dá)到規(guī)范要求的清孔質(zhì)量或下放鋼筋籠時(shí)與孔壁碰撞造成沉渣太厚。（2）封底失敗,首灌混凝土沒(méi)有達(dá)到導(dǎo)管的埋深要求。（3）灌注過(guò)程中，混凝土表面標(biāo)高測(cè)量失誤,出現(xiàn)導(dǎo)管拔離混凝土情況。（4）導(dǎo)管密封不良導(dǎo)致進(jìn)水、坍落度過(guò)大造成混凝土離析。（5）樁基混凝土強(qiáng)度不夠。（6）混凝土灌注時(shí)間太長(zhǎng)，先灌注的混凝土已初凝，后灌的混凝土沖破上層已初凝的混凝土，在兩層混凝土之間夾有泥漿。

補(bǔ)救措施：對(duì)于經(jīng)聲波透射檢測(cè)確認(rèn)有質(zhì)量問(wèn)題的樁基，會(huì)再采用“取芯法”鉆2 個(gè)孔取出“芯樣”加以鑒定，要根據(jù)具體的情況和條件，及時(shí)采取合理經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)救措施。常用的補(bǔ)救措施包含以下幾種。

（1）灌漿法,針對(duì)樁身混凝土局部性的缺陷問(wèn)題，如部分位置出現(xiàn)蜂窩、離散或局部輕微夾渣等情況，可使用灌漿法處理，利用取芯留下的2 個(gè)孔（孔深達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)位置以下1m，嵌巖樁則要求達(dá)到基巖），一個(gè)作為壓漿口，一個(gè)作為出漿口，先用高壓水泵壓入清水，清理雜質(zhì)，再用壓漿泵壓入水灰比為0.8 的純水泥漿（宜用425 號(hào)水泥），待孔內(nèi)清水壓出來(lái)后，再用水灰比0.5 的濃水泥漿壓入，直至排出的水泥漿和壓入的水泥漿稠度相同，保持壓漿壓力0.7 ～0.8MPa,穩(wěn)壓保持至少20min 以上，保證水泥漿液充分有效滲透擴(kuò)散。待水泥漿試塊達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，應(yīng)對(duì)樁基再一次取芯檢測(cè)，如缺陷問(wèn)題已處理合格，可交付使用。

（2）挖樁補(bǔ)強(qiáng)法，樁身混凝土存在嚴(yán)重夾渣、斷樁等情況，且缺陷位置不深，經(jīng)過(guò)成本測(cè)算，如合理，可使用人工在樁身鉆孔至缺陷位置再重新灌注同強(qiáng)度混凝土處理。

（3）補(bǔ)加樁法，對(duì)于樁基有嚴(yán)重缺陷且位置比較深時(shí)，同時(shí)場(chǎng)地允許的情況下，經(jīng)設(shè)計(jì)變更，可采用在樁基邊上補(bǔ)加樁的一種處理辦法。

（4）重新成樁法，對(duì)于有嚴(yán)重缺陷且缺陷位置較深的樁基，又不能用補(bǔ)樁法或其他辦法處理時(shí)，只能讓這根樁基報(bào)廢，在原位置重新成孔灌注混凝土。

工程案例：草龍路改建工程，為公路工程項(xiàng)目，含橋梁一座，其0 號(hào)橋臺(tái)T3 號(hào)樁基為直徑1.2m 的摩擦樁，成樁后做超聲波檢測(cè)時(shí)，底部至1m 高位置，存在聲速增大、波幅衰落、波形畸變的情況，判斷T3 號(hào)樁基底部混凝土質(zhì)量較差，進(jìn)一步對(duì)該樁基做取芯檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該位置存在夾渣狀況，會(huì)同業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、地勘等單位研究后，決定對(duì)該樁基采用以上的灌漿法處理。待處理完畢水泥漿硬化后，對(duì)該樁基再一次做取芯檢測(cè)，夾渣情況已經(jīng)排除，經(jīng)相關(guān)單位驗(yàn)收認(rèn)定合格。

四、結(jié)語(yǔ)

沖孔樁施工中發(fā)生質(zhì)量事故的原因有很多，如果能?chē)?yán)格按照規(guī)范施工，加強(qiáng)作業(yè)人員的技能培訓(xùn)，掌握相關(guān)事故的應(yīng)急補(bǔ)救措施，不僅可以減少很多的質(zhì)量事故，能為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是能為社會(huì)交付優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)工程，為社會(huì)基建發(fā)展夯實(shí)根基。