钻孔灌注桩事故浅析及预防措施

摘 要：本文简要分析钻孔灌注桩施工过程中可能存在的几种质量问题以及相应的防范措施，旨在为类似工程提供借鉴。

关键词：钻孔灌注桩；质量事故；预防措施

钻孔灌注桩具有承载力大、噪音低、施工操作简单、设备投入不大、对相邻建筑影响小等诸多优点而在土木工程中广泛应用。由于钻孔灌注桩属于水下或地下深孔作业，其施工过程无法直接观察，不可预见因素多，易发生塌孔、缩径、卡钻、钢筋笼上浮等质量事故。下面针对常见事故原因及预防措施进行阐述。

1 塌孔

在钻孔过程中如发现井护筒内水（泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加，应怀疑是塌孔现象，可用测深仪探头或测深锤探测，工地现场一般采用测深锤。若在混凝土灌注中，原停留在孔内的测深锤不能上拔或放入测深锤，测得的孔深与原孔深相差较大，可证实属塌孔。

1.1 事故原因

（1）泥浆性能不符合要求，护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，或在潮汐河流中涨潮时，孔内外水位差减小，不能保证原有的落水压力。

（2）施工操作不当，如提钻头、下钢筋笼时碰撞孔壁。

（3）在松软沙层中钻进，进尺太快。

（4）在护筒周围堆放重物或机械振动等。

1.2 防范措施

发生塌孔后，用查明原因，采取如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，相应的措施以防继续塌孔。对少量塌孔，如不继续塌孔，可恢复正常钻进。塌孔不严重时，可回填土到塌孔位以上，并采取改善泥浆性能、加高水头、深埋护筒等措施，继续钻进；塌孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填，无上述土类时，可采用粘质土并掺入5%~8%的水泥砂浆，应等待数日待回填土沉实后，重新钻孔，此次钻进要记取上次教训，采取相应措施，如改善泥浆浓度，减缓钻进速度等。塌孔部位不深时，可采取深埋护筒法，将护筒填土夯实，重新钻孔。

2 缩径

2.1 事故原因

（1）钻锥严重磨耗，焊补或更换不及时。

（2）地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。

（3）泥浆失水量大，形成厚泥皮，在泥页岩地层造成地层软化膨胀形成缩径。

2.2 防范措施

（1）钻孔前检查钻锥，遇到问题及时修补或更换。

（2）钻进过程中注意土质变化，在易发生缩径的地层钻进时，上、下反复扫孔，扩大孔径。

（3）根据需要及时调整适用的泥浆。

3 卡钻

3.1 事故原因

常发生在冲击钻孔时，多因先形成了梅花孔，或钻锥磨损未及时焊补、钻孔直径变小，而新钻锥又过大，冲锥倾倒，遇到探头石，或孔内掉入物件卡住等。

3.2 防范措施

遇此情况不得强行上提，以免掉钻或发生坍孔，而应该放慢速度，慢速转动上提，反复几次。一般对于较小障碍物，钻头即可排除，对于遇到较大较多障碍物，钻头无法排除，则应停止钻进，移开钻机，改用冲抓或冲击锥冲孔，然后再用反循环钻机跟进钻孔。如果出现孔内探头石为未凿除或因有杂物下坠而卡钻时，可用小钻头冲击障碍物，将其打碎或压进孔壁，也可冲击原钻头使其松动，然后吊起。

4 孔底沉碴过厚

4.1 事故原因

（1）清碴工艺不当，清碴不彻底。

（2）清孔后泥浆密度过小，孔壁坍塌，或孔底泥砂漏入。

（3）清孔后，停歇时间过长，造成石屑、碎碴沉淀量增加。

（4）旋转钢筋笼、混凝土导管等碰撞孔壁。

4.2 防范措施

（1）施工中应保证灌注桩成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟，然后将锤式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣。

（2）采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。

（3）钢筋笼吊放时，应使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。在钢筋笼的加工工艺上，可选用冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，使用方法是用空气升液排渣法或空吸泵反循环法。

（4）开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40cm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。

5 钢筋笼上浮

5.1 事故原因

（1）砼初凝和终凝时间太短，使孔内砼过早结块，当砼面上升至钢筋笼底时，砼结块托起钢筋笼。

（2）清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，砼灌注过程中砂粒回沉在砼面上，形成较密实的砂层，并随孔内混凝土逐渐升高，当砂层上升至钢筋笼底部时便托起钢筋笼。

（3）砼灌注至钢筋笼底部时，灌注速度太快，造成钢筋笼上浮。

5.2 防范措施

为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底2m之间，且混凝土表面在钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度，允许的最大灌注速度与桩径有关。当混凝土面上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常的灌注速度。除上述方法外，还应从钢筋笼自身加以考虑，一般的方法是将钢筋骨架顶端焊固在护筒上，或适当减少钢筋笼下端的箍筋（指下端2m范围内），或将钢筋骨架中的4根主筋伸长至桩孔底，或在孔底设置直径不小于主筋的1-2道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部。

当钢筋笼出现上浮时，立即停止灌注混凝土，利用护筒、钻机等设施对其进行控制。当上浮高度较小时，控制住后，放慢速度继续浇注，浇注完成后，会同设计单位对该桩进行验算，对不合要求的桩按设计要求增加相应的补强措施；当上浮高度较大时，桩的要求远不能满足设计要求，就要将钢筋笼拔出，清孔，重新进行灌注混凝土。

6 断桩

6.1 事故原因

（1）灌注时间长，表层混凝土失去流动性，形成硬盖，而继续灌注的混凝土顶破硬层上升，将混有泥浆砂砾的表层覆盖包裹，该种断桩在灌注过程中不易被发现。

（2）对孔深及导管的埋置深度量测不准，使导管提出混凝土面。

（3）处理堵管时，将导管提升到最小埋置深度，猛提猛插导管，在此情况下有可能使导管内混凝土连续下落与表面的浮浆、泥土相结合，形成夹泥缩孔。

（4）当混凝土堵管或严重漏水或埋管拔出导管处理事故后，未能将已灌注的混凝土彻底清除干净。

（5）混凝土灌注过程中出现坍孔，无法进行清理或使用吸泥机清理不彻底，形成灌注中断或混凝土中夹有泥石。

（6）导管发生埋管或导管挂在钢筋骨架上，采取强制提升而造成导管脱节。

（7）施工中没有备用设备，由于机械故障而导致混凝土灌注无法进行。

（8）混凝土灌注过程中，发生了人力不可抗拒的自然灾害，迫使灌注停止。

6.2 防范措施

（1）认真清孔，及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。

（2）认真测量和计算，使初灌满足导管埋深不小于1.5m，确保导管的密封性，准确控制导管提升。

（3）严格控制混凝土的质量，注意骨料和砂率、水灰比的配比，使熟料具备良好的和易性。

（4）做好检查和准备工作，确保灌注过程连续、快速，防止绑扎水泥 隔水塞的铁丝断裂。

（5）出现卡管或堵管时，应果断采取措施，或重新清孔重新灌注，或拔出导管，更换导管后进行二次灌注。

结语

在钻孔灌注桩的施工过程中，必须做到分工明确，密切配合，操作规范，措施到位。若出现施工质量事故，应认真分析事故原因，采取合理的防范措施，及时进行补救。希望本文能对类似工程提供借鉴。

参考文献

[1]刘吉士,张俊义,陈亚军.桥梁施工百问[M],人民交通出版社,2003.

[2]代维华.浅析钻孔灌注桩常见事故及预防措施[J].科技信息.2011,(8):296.

[3]朱广恒.钻孔灌注桩常见工程事故及预防措施[J].现代农业科技.2010,(17).