钻孔灌注桩事故的预防和处理

钻孔灌注桩事故的预防和处理

宋航

宋航

（中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710600）

摘要：钻孔灌注桩是施工中最常见的施工工艺，但往往由于施工工艺不当或施工时不谨慎，致使质量问题时有发生，本文总结了钻孔灌注桩施工从钻孔到灌注过程中易出现的问题及其预防与处理措施。

关键词：钻孔灌注桩孔内事故事故预防处理措施

Drillholefillingpileaccidentpreventionandtreatment

SongAirlines

(ChinaRailwayFirstSurveyandDesignInstituteofShaanxioflimitedcompanyofgroupofXi'an710600)

Abstract:intheconstructionofboredpileisthemostcommonconstructionprocess,butoftenduetoimproperconstructiontechnologiesandconstructionisnotcareful,causequalityproblemsoccur,thispapersummarizestheconstructionofcast-in-placeboredpilefromtheboreholeintotheperfusionprocessineasyoccurrenceproblemanditspreventionandtreatmentmeasures.

Keywords:boredpileholeaccidentaccidentpreventionandtreatmentmeasures

随着社会经济发展的需要，工程中钻孔灌注桩的桩径和桩长不断加大，单桩承载力不断越来越高，对于长桩，大桩，其施工难度大，易发生质量事故，处理事故难度大，且费用较高。因此，有必要对钻孔灌注桩的质量事故加以分析，找出质量事故发生的原因，研究相应对策，尽可能防止事故发生（1）。作为一名检测人员，不仅要能发现这些质量问题，而且要能够在施工前后给予施工人员一定预防事故的意见和建议，防微杜渐，希望通过本文的观点和研究，对自身检测技术，对指导施工有所启导和借鉴意义。

1.桥梁工程检测涉及到的参数误差及其预防措施

1.1地质勘查资料和设计图纸出现的问题及预防。

对于工程人员，一般现场地质勘查方面可能存在着勘探孔间距过大，孔深不够，土工试验数量不足等问题，导致资料无法全面反映区域地质情况；设计图纸可能存在地质勘查资料没有认真消化，桩型选择不当，桩地面标高不清等问题，因此，作为施工人员和检测人员要认真核对地质勘查资料，设计图纸中的相关工程参数，当图纸中的地质情况和实际有较大出入的时候，在条件允许的情况下，可进行必要的补充勘探。

1.2钻孔深度的误差

在钻孔成孔后，孔深测量应采用丈量钻杆的方法，取钻头的三分之二长度作为孔底终孔界面，不宜采用测绳测定孔深（2）。钻孔的终孔标准应以桩端进入持力层深度为准，不宜以固定孔深的方式终孔。因此，钻孔到达桩端持力层后应及时取样鉴定，以确定钻孔是否进入桩端持力层。

1.3桩径误差

桩径误差主要是由于工人疏忽用错其他规格的钻头所致，或者是钻头陈旧，磨损后直径偏小所致。对于桩径800-1200mm的桩，钻头直径比设计桩径小30-50mm是合理的。

1.4钻孔塌孔与缩颈

钻孔灌注桩钻进过程中塌孔与缩颈产生的原因基本一致，主要是由于地层复杂，钻进进尺过快，护壁泥浆性能差，成孔后放置时间过长没有灌注硂引起的。钻孔灌注桩透过透过较厚的砂层，砾石层时，成孔速度控制在2m/s以内，含砂率小于6%，在泥浆内掺加粘土可改善泥浆的性能，通过对泥浆的除砂处理，可控制泥浆的密度和含砂率。

1.5孔底沉渣过厚或开灌前孔内泥浆含沙量过大。

孔底沉渣过厚除清孔泥浆质量差，孔底无法达到设计要求外，还有测量方法不当造成误判。要准确测量孔底沉渣厚度，需要准确测量桩的孔底深度，取孔内钻杆长度+钻头长度。在含粗砂，砾砂和卵石的地层钻孔，有条件时应优先采用泵吸反循环清孔，当采用正循环清孔时，应加大泥浆泵的流量，使砂石粒能够顺利的浮出孔口。整个过程应专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度，及时对孔内泥浆含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行分析。若出现清孔前期孔口泥浆含砂率过低，捞不到粗砂粒，或后期把孔内泥浆密度降低后，孔内沉渣厚度增大很多。则说明前期清孔时泥浆的粘度和稠度偏小，砂粒是悬浮在孔内泥浆里，没有真正达到清空的目的。

2.钻孔内事故的种类及其处理原则

2.1钻孔内事故一般按事故原因可分为人为事故和自然事故。人为事故，指事故发生的主要原因是操作人员或有关人员没有严格执行钻探操作规程，没有根据生产的具体情况采用相应的技术措施而造成的事故。例如，断脱钻具，跑钻，烧钻等事故。自然事故。指由于复杂的地质条件等客观因素所引起的事故。例如，探头石头卡钻，掉块挤压钻具，孔壁坍塌埋钻等事故。

2.2孔内事故大体可归纳为6大类：1卡夹钻具事故；2断脱钻具事故；3跑钻事故；埋钻事故，5烧钻事故，6其他事故，如金属物件，电测仪器和电缆掉入孔内等事故。

2.3处理原则:需要弄清楚事故发生的前后情况。对于发生事故的孔深和机上余尺，事故钻具的数量等要求记录清楚；弄清楚全孔井壁岩层情况，事故钻具上部的形状等；对事故发生前出现的预兆，孔内事故钻具的数量规格，事故发生的经过，处理情况等要交代清楚。认真分析研究事故发生的情况和孔内事故的现状，提出处理方案，订出安全措施。在恶性事故处理前，对所有使用机械设备都必须认真检查。处理方案确定后，要抓紧时间，及时排除，以免事故复杂化。在处理孔内事故的一切操作中，在快的同时还要做到稳，防止慌乱，出现疏漏。保持泥浆的良好性能，才能保持孔壁安全和不致造成泥浆沉淀。

3.处理孔内事故的基本方法。

3.1捞：用各种类型的视锥或打捞折断的事故钻具。一般情况下，用锥子或者打捞钩捞住后，用升降机提出孔口。

3.2提：在设备能力允许的情况下，通过升降机和复式滑轮采取加大提升负荷的办法，对事故钻具进行强力提拔，用以解除轻微卡，夹钻和烧钻事故。用升降机强行提拔时，用力不应过猛，操作升降机要掌握好所用的提升力，在不破损提引设备的前提下，进行有效提拔。同时，通过提拔力的大小，可了解孔内事故对钻具的阻力影响情况。

3.3冲：对埋钻，局部糊钻，悬桥卡钻，泥皮吸附等事故，应尽一切努力实施开泵强行循环，不宜轻易关泵，并强调使用优质泥浆，经强力冲洗后，再配合提拉，一般可将事故解除。

3.4炸：用烈性炸药，电雷管，金属外壳组成小炸药包，用双股胶纸电线连接，从事故钻杆内放下去，直至需要的深度，通电引爆，炸断事故钻杆或震动事故套管，然后提出孔外。这种方法在其他方法不能奏效时可考虑使用，但要注意安全。

3.5透：通过以上方法处理，当孔内仅仅剩下粗径钻具时，可采用透的方法。首先把螺丝头钻掉，打捞上来，再用比事故粗径钻具小一级或二级的小径进行透，在透的过程中通过小径钻具的震动，使事故粗径钻具周围的被卡物震动或被冲洗液冲动而掉入小孔内。钻小孔后，再采用水压捞管器进行试捞。如果仍然有劲，把公丝锥拉脱后，用钻杆在事故粗径钻具内快速旋转，用离心力敲打管壁。一般经过适当震动，即可松动。这对卡，埋，挤，烧等事故比较有效。

3.6扩：如果事故发生在上部较软地层的浅部位，通过处理仅剩下短钻杆和粗径钻具后，又考虑其周围阻力较大时，可采用比孔内事故钻具大一级的钻具进行扩孔套取。扩到孔底后，扩孔钻具可将事故钻具带上来，而不用捞取。

3.7偏：孔内事故经过多种方法处理无效时，在地质设计允许情况下可采用偏（人工斜孔）的方法处理。偏即是在事故钻具上部适当位置下一个楔子，偏过事故钻具，另外打新孔继续钻进。

在处理孔内事故的过程中，往往实际会采用单一的方法。但应根据孔内事故不断变化的实际情况，有针对性的进行处理。

4.钻孔灌注桩常见问题及防治

4.1钢筋笼上浮

一、原因分析

如导管在混凝土中埋入过深，或钢筋笼放置初始位置过高，深埋的导管下口流出混凝土，推动导管外上部混凝土整体上升，此时下半节钢筋笼的主筋，箍筋与混凝土半粘着，并由于塌落度的损失而粘着力较大，由于上升的顶托力大于钢筋笼的自重，因此推动钢筋笼与混凝土一同上浮；如在混凝土灌至钢筋笼底板附近时，混凝土的灌注却因断水，断电，机械故障等原因停止，长时间才能继续灌注，此时桩孔内顶部混凝土产生塌落度的损失或局部初凝，致使混凝土流动性变差，当重新灌注时，混凝土拖动钢筋笼整体上移；钢筋笼在制作，运输，堆放，起吊等过程中不符合规范要求，存在钢筋笼骨架内径与导管外壁间距过小，主筋搭接接头未焊平，粗骨料粒径太大问题，在提升导管过程中，法兰盘容易挂带钢筋笼形成上浮。

二、预防和处理办法

要准确定位钢筋笼的初始位置并与孔口固定，导管下放时应确保导管在在孔位的中心之上，混凝土接近笼时，将导管埋深控制在1.5-2m，同时注意导管的出口与钢筋骨架的底端不得平齐灌注混凝土，并随时掌握导管的埋深及及混凝土灌注的标高，控制导管的底口与钢筋骨架底端不小于1m，保持和改善混凝土的流动性是混凝土施工的基本原则，同时改进灌注工艺及把握好初凝时间也是施工控制的重要环节，配置混凝土要按配合比严格控制，灌注要保持快速连续进行状态，缩短灌注时间，也可适当的惨加缓凝剂，防止进入钢筋笼时混凝土的流动性变小。做好灌注前各项准备工作，检查保证水电供给正常，机具正常使用，开始灌注后，就必须保证灌注混凝土的连续性，最大限度避免中途停顿。如因导管埋置过深导致钢筋笼上浮情况时，立即停止灌注，如检查出埋深超过9m，立即拆除多出部分导管把埋深控制在3-8m之间，改善混凝土的和易性，在适当提高塌落度后方可重新灌注。

4.2护桶冒水

在埋设护桶时，护桶周围的原装土压实度不够。埋设时护桶内外的水位差过大。钻头起落时不慎挂破护桶。

预防和处理办法：在埋设护筒之前，根据地层条件，选用最佳含水量的粘土将四周土壁分层夯实。开孔时选好护筒适当的高度，护桶水头高度应保持在1.0-1.5m如发现护桶冒水事故，不可继续施工，应立即停钻，以含水量适当的粘土将四周坑壁夯实。如出现护桶严重位移或下沉情况，则停止安装并重新安装护桶。

4.3缩颈问题

塑性土膨胀，使孔径小于设计尺寸，一般选用密度，粘度较大的泥浆，尽可能降低失水量。成孔时加大泵量，提高成孔的速度，这样孔壁在成孔一段时间内会形成膜，孔壁则不会渗水和引起膨胀（6）。

4.4桩底沉渣量过多

一、分析原因

未对准孔位，吊放钢筋笼时碰撞孔壁泥土塌落孔底。泥浆注入量不足或泥浆比重过小难以托浮沉渣。未进行二次清空，清空不干净，或清孔待灌时间过长泥浆沉积。

二、防范及处理

吊放钢筋笼，钢筋笼与桩中心要保持一致，吊装速度不宜过快，应控制好不碰触孔壁，建议使用钢筋笼冷压工艺，加快钢筋对接速度，减少空孔时间从而减少沉渣。钢筋笼放置完毕，最好进行二次清孔，直到符合规范要求。泥浆的质量要选好并控制好泥浆的粘度和比重，不能用清水代替，混凝土灌注时，导管底部至孔底距离最好控制在30-40mm，（5）混凝土储备充足，以利用混凝土的巨大冲击力清楚孔底残渣；

引起钻孔灌注桩质量事故的原因较多，各个环节都可能引起工程质量事故。因此，在桩基工程质量开工前应做好各项准备，认真审查地质勘探资料和设计文件，做好技术交底和现场试桩工作。施工过程中抓好泥浆和硂质量，详细做好各项施工记录，牢牢把握好钻孔，清孔和硂灌注等关键环节的质量关，是防止质量事故发生的有效措施。在铁路交通基础设施快速发展的今天，铁路建设行业的施工技术和施工设备也得到了提高和改进，施工中常用的钻孔灌注桩因其具有单桩承载力高，无挤压土，无振动，对周围环境影响小，适应力强，成本适中，施工工艺简单等众多优点已经在铁路，公路桥梁等大型建筑物上得到广泛应用。钻孔灌注桩灌注过程多有在水下进行，成桩后不能进行开挖验收，工程质量只能通过科学的过程控制和完工后的仪器检测来确认。因此，在施工过程中的任何一个环节出现问题，都会对整个工程质量和进度产生影响，造成巨大的经济损失。因此必须高度重视并且严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免或减少事故造成的损失，以利于工程的顺利发展。

参考文献：

（1）徐日庆.《桩基事故质量综述》[期刊论文]-岩土工程技术2008(4)

（2）孔向军.魏建华.黎良杰《某工程施工桩基中的问题及其处理和预防》[期刊论文]-岩土工程技术2006(2)

（3）《跨海大桥超长钻孔桩堵管原因分析》[期刊论文]石家庄铁道学院学报-2005,18(z1)

（4）宋云财《钻孔灌注桩施工中质量缺陷的预防与处理》[期刊论文]-铁道建筑2006(08)

（5）中国铁路工程总公司客运专线铁路桥涵工程施工技术指南2005（7）

（6）刘屠梅赵竹占吴慧明《基桩检测技术与实例》北京中国建筑工业出版社，1995（25）