钻孔灌注桩质量事故的原因分析和预防处理

2016-03-14张召方

工程技术研究 2016年11期

关键词：清孔钻杆钻机

张召方

（江苏省交通工程集团有限公司，江苏镇江 212000）

钻孔灌注桩质量事故的原因分析和预防处理

张召方

（江苏省交通工程集团有限公司，江苏镇江 212000）

钻孔灌注桩施工包括成孔和成桩两大过程。钻孔灌注桩施工难度较大，主要是因为技术要求高、工艺较复杂等，而且在水下灌注混凝土过程中，还需要短时间内完成。由于水下灌注混凝土属于隐蔽工程，容易出现质量事故。需要认真分析施工过程质量事故的产生原因，总结预防处理办法，保证施工质量。

钻孔灌注桩；质量；事故；预防；处理

1 钻孔问题

1.1 桩位偏差

桩位偏差主要是由测量放样误差或钻机就位误差造成的。可以采取适当措施预防：测量人员对桩位中心点进行放样，并且要对相邻桩位中心之间的水平距离用钢尺复测，确保桩位中心放样无误。钻机就位后，首先要用水准尺对钻机平台进行捡测，钻机平台必须保持水平。还要对钻机的对中精度进行复测，由测量人员测量钻机转盘中心坐标，转盘中心坐标和桩位中心坐标误差必须控制在5mm以内，确保钻杆中心、转盘中心在一条直线上，成孔不偏位、不倾斜。

1.2 标高控制不准

标高控制不准一般是因为孔深测量不准。所以在每根桩开钻前，都要复测钻机转盘的标高，并且对桩底标以及桩顶标高，应准确计算出来。在进行孔深测量过程中，一般情况下，丈量钻杆的方法比较适用，孔底终孔界面，采用钻头2/3长度，并对孔深进行测量，保证孔深符合要求。同时还应合理确定端承桩钻孔的终孔标高，确定的方法不应采用固定孔深的方式，一般情况下，以端桩进入持力层深度为准。

1.3 钻孔垂直度不符合规范要求

（1）主要原因：①钻孔过程中，受到场地不够平整的因素影响，会造成钻孔垂直度满足不了要求。同时在钻机过程中，不均匀沉降会造成钻孔偏斜；②钻杆的质量差，出现接头间隙大以及弯曲等问题，这样就对钻孔的垂直度造成影响。在钻进过程中，翼板受到不同的磨损，同时钻头受力不均匀，钻压超过了规定的范围，进而造成钻进方向出现偏离。

（2）预防措施：①施工场地应进行压实以及平整；②在钻机安装过程中，对钻机以及主动钻杆进行严格检查，保证其平整度以及垂直度。同时在钻进过程中，应对钻杆的垂直应定时进行检查，一旦发现出现偏差，应对其进行调整；③为保证钻头以及钻杆的质量，应进行定期检查，一旦发现钻头和钻杆出现问题，应及时的进行维修；④应选择合适的地方进行钻进，一般情况下应在软硬土层交界面，或者在倾斜岩面处，在钻进过程中，应采用低速钻压方式进行钻进，并利用回填黏土，处理偏斜钻孔；⑤应采用加设扶正器的钻杆，钻进复杂地层

1.4 缩径

缩径的主要原因有很多，包括护壁泥浆性能差、地层复杂以及钻进速度过快等。缩径的预防措施：在较厚的沙层以及砾石层施工过程中，采用钻孔灌注桩，并穿过沙层以及砾石层。在成孔过程中，应严格控制其成孔速度，一般应将其控制在2m/h以内，同时泥浆性能还应满足规范要求。密度应控制在1.3～1.4g/cm³，黏度应控制在20～30s，同时还应严格控制含砂率，一般不应在6%。若孔内自然造浆，满足不了要求，可以采用烧碱、黏土粉等添加到泥浆中，这样可以对泥浆的性能进行改善，同时对泥浆的密度以及含砂率应采用除砂的方式进行处理。

2 导管问题

2.1 导管进水

（1）主要原因：①混凝土的储量难以将导管底口封住，导管底口有水进入；②高压气囊将橡皮垫挤开，再加上导管接头不严格，导致导管进水；③在提升导管时，用力过度，对导管进行错误控制，使其超过混凝土面，造成泥水进入导管，

（2）处理方法：①当施工过程中，若遇到上述第一种情况，应将导管及时的提出来，并进行清孔，之后再对进行控制灌注，保证混凝土的储量；②当施工过程中，若遇到上述第二、三种情况，应将导管内的水抽出来，同时根据实际情况，适当增加水泥用量。

2.2 堵管

（1）主要原因：①导管底口与孔底之间的距离不符合要求；②在导管以及钢筋安装过程中，花费的时间较长，这样钻渣在孔内的越积越深，使得导管底端被泥砂等物堵塞；③砼在浇注过程中发生离析使粗集料过于集中而卡塞导管。

（2）预防措施：①应合理设置导管底口与孔底的距离，一般应控制在300～500mm范围之内，在保证灌浆设备初灌量的情况下，其距离最好选择最大值；②吊入钢筋骨架后进行第二次清孔，清孔后，应降低泥浆含砂率，使其控制在2%以下，同时还应严格控制其粘度，使其在17～20Pa·s，对于相对密度，应控制在1.03～1.10g/ml之间，且还应合理设置孔底沉淀层厚度，使其设计规定的量值的规定内。清孔后应立即开始灌注混凝土。若因故推迟，灌注前一方面应对孔内泥浆性能指标进行检查，另一方面还应对孔底沉淀层厚度进行检查，如果超出规定，重新清孔；③应按照要求，合理设计配合比，为保证配合比的科学性，还应进行现场试配工作，在试配工作中，应严格控制混凝土的初凝与终凝时间，并根据实际情况，适当的添加缓凝剂。同时还应严格控制配合比、塌落度等等，保证混凝土的质量。

（3）处理方法：①若是第一、二种情况，利用吊车吊起料斗以及导管，使混凝土的落差有所增加，促使混凝土灌注畅通，因此在灌注混凝土之前，应进行二次清孔；②若是第三种情况，则须把导管吊起，快速向井架冲击。提升导管时，先准确测量导管埋深，以指导吊起高度。避免把导管提出砼面以外。或将平板振动器固定在导管上，打开振动器振松卡管砼，疏通导管。为避免此类事故发生，将严格要求做到：导管牢固不漏水；砼和易性、坍落度符合要求。

2.3 坍孔

护筒底脚周围漏水、孔内水位降低、护筒周围堆放重物或机器振动引起坍孔。处理方法为加大水头，移开重物，排除机具振动，吸出坍入孔内泥土，如不继续坍孔，时间允许可重新灌注，否则拨出导管和钢筋笼，回填粘土，重钻。

2.4 埋管

出现埋管的主要原因是导混凝土产生的摩擦力过大、提管过猛将导管拨断等。埋管的预防措施：导管埋深应符合要求，一般应将其控制在6m以内，同时还应将缓凝剂加入混凝土中，同时对于混凝土灌注速度，应适当的加快，而且提升导管力度应适当。

2.5 钢筋笼上浮

（1）主要原因：在混凝土浇筑过程中，没有严格控制控制混凝土的速度，造成速度过快。在灌注混凝土时，混凝土从漏斗向下灌时，会产生一些势能力，这样就会钢筋骨架受到冲击，从导管流出混凝土，并向上升起，这样向下的冲击力会进行转变，使其成为向上顶托力，进而造成钢筋上浮。

（2）预防措施：①控制混凝土浇筑的速度；②导管埋深应尽量保持最大，同时导管底口与钢筋骨架底端，距离也应保持最大；③导管应适当提升，并且应高于钢筋骨架底端距离；④环形筋应在合理的设置在孔底，在钢筋笼的底部，应设置牵引筋，并严格控制牵引筋的适当的数量。

3 灌注桩故障

3.1 桩身混凝土夹渣或断桩

主要原因：①灌入到埋管的混凝土量达不到要求，造成深度太小；②在混凝土灌注过程中，没有准确控制拔管长度，使混凝土面的导管拔出；③混凝土初凝和终凝未达到规定的时间，或者在灌注过程中，持续的时间较长，在混凝土上部，会出现结块，进而造成出现混凝土夹渣；④在清孔过程中，会出现许多泥浆悬浮砂粒，并沉积在混凝土面上，对混凝土上升造成阻碍。

预防措施：严格控制导管埋置深度，一般应将其控制在2～6m，在混凝土灌注过程中，应安排专门的人员负责拔管，同时对于孔内混凝土面，进行准确计算，对于重锤实测孔内混凝土进行控制。

3.2 桩顶混凝土不密实

桩顶混凝土不密实的主要原因主要包括混凝土浮浆太多、孔内混凝土面测定不准等等。所以桩顶混凝土灌注完成后应高出设计标高0.5～1m。按照要求，对桩顶10m内混凝土的要求进行适当的调整，同时对于碎石含量应适当的增加，桩顶浮浆，应适当的减少。