冲孔灌注桩施工事故预防措施及处理方法

刘国民

（成都理工大学环境与土木工程学院，四川 成都 610059）

引言

冲孔灌注桩除适用于一般地层外，还可以穿透旧基础、建筑垃圾填土或大孤石等障碍物[2]，是大直径灌注桩施工常用工法。灌注桩造价高，工期长，施工难度大[3]，总结冲孔灌注桩常见事故进而对事故预防措施和处理办法进行分析将对以后类似工程实践提供有益的帮助。

1 常见事故的表征和危害性

冲孔灌注桩在施工过程中，各类事故的出现均有明显的征兆和表现特征[3]，各类事故的发生具有一定的关联性，对冲孔灌注桩工程的施工及桩基质量有直接的危害和影响。基于大量的生产实践和施工经验将冲孔灌注桩施工中常见事故大致可分为五种类型：I塌孔，II桩位，III施工钻进，IV灌注，V混凝土。分类以及具体表征现象以及危害性见表 1。

表1 常见事故的表征和危险性

2 常见事故的原因分析

2.1 塌孔类事故的原因

a.泥浆性能不符合要求或泥浆循环系统故障，使孔壁未形成坚实护壁泥皮，孔壁渗漏，出现孔壁垮塌；b.孔内水头高度不足，支护孔壁压力不够。在松散地层中进尺太快，钻孔后的孔壁形成自由面，地层压力平衡受到破坏，出现坍塌、掉块；c.钻孔前未埋设护筒或埋深较浅，冲洗液或地表水在循环过程中对孔口( 壁) 生产机械式的冲刷作用，造成孔口塌陷等；d.起落钻头、安放钢筋笼时碰撞孔壁。

2.2 偏孔和缩孔的原因

a.钻孔中遇有较大的孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向一方。b.在有倾斜度的软硬地层交界处，钻头受力不均。c.桩机底座未安置水平或底面未填实，产生不均匀沉陷。

2.3 施工钻进类事故发生原因

1）钢丝绳断裂、掉钻的原因：钻头被卡住后强提钻头、钻头与钢丝绳接头不牢，钢丝绳和接头长期服役未更换等；

2）卡钻的原因：塌孔缩径，操作不当，泥浆过粘导致粘钻等。3）埋钻的原因：塌孔缩径，操作不当，掉落异物等。

2.4 灌注中事故发生原因

1）钢筋笼上浮原因：a.钢筋笼变形偏斜或导管提升时触碰钩挂；b.导管埋入混凝土深度过大、发生事故或施工组织不当，前一批混凝土已初凝，在孔底形成硬盖托浮钢筋笼；c.导管底过于接近钢筋笼底口，若此时下灌速度过快，混凝土下灌的反冲力将造成浮笼。

2）堵管的原因a.初灌时隔水栓卡管；b.混凝土配合比不当，如粗骨料粒径太大，水泥浆太少，现场等候时间过长使混凝土发生离析；c.发生事故或组织不当使混凝土导管残留混凝土已过初凝时间；d. 导管接逢处漏水，混凝土灌注导管内外压力差不够。

3）导管进水的原因：a.封底混凝土量不足或导管底距离孔底的间距过大；b.导管接头不严；c.已灌混凝土标高测量有误，使导管提升高度大于已灌混凝土面。

4）埋管的原因主要是：a.导管埋入混凝土深度过大，b.发生事故或施工组织不当使施工停滞使先灌的混凝土已过初凝时间；b.未检测导管连接是否牢固或导管连接丝扣长期服役未更换；c.掉落异物，卡死后强提导管。

5）钢筋笼变形断裂原因：a.钢筋笼捆扎、焊接质量不过关，特别是搭接位置不符合规范要求；b.吊装钢筋笼时起吊点不当，笼身受力变形；c.放入钢筋笼时强行压入等。

2.5 混凝土类事故发生原因

1）沉渣过厚发生的原因：a.泥浆性能不符合要求，b.清孔不彻底，首批混凝土量不够沉渣不能随泥浆循环到孔外。

2）发生夹泥的原因是：混凝土被污染或灌注时，导管提升到已罐混凝土标高之上，导管埋入混凝土内深度不足，泥浆压力使孔内浮浆和淤泥等进入导管。

3）混凝土离析、蜂窝麻面发生的原因：a.混凝土配合比不当；b.由于施工安排和事故等原因混凝土放置时间过长等。

3 常见事故防治措施

事故的发生将直接导致后期工程质量问题，针对上述各类事故的发生原因，对其中危害性较大的事故的预防和处治措施进行总结。

3.1 塌孔类事故预防及处理：

a.保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求。b.保证钻孔时有足够的水头差，不同土层选用不同的冲程和速度。c.起落钻头时对准钻孔中心插入。d.回填原位土到坍孔处以上1-2m，压实静置一段时间后重钻。

3.2 偏孔类事故的预防及处理：

a.精密测量，布设副桩，桩机就位时找平桩周地面，起重滑轮、钻头中心与孔位中心三点一线，并定期检查校正。b.软硬地层钻进时，采取小冲程钻进。c.遇有斜孔、偏孔时，一般可采用上下反复扫孔。偏孔、缩孔严重时回填原位土压实静置一段时间后重新钻孔。d.发现偏离桩位，可根据实际情况在桩机基座前后左右垫设钢板使钻头回到桩中心位置。

3.3 施工钻进中事故预防和处理：

根据不同的原因对卡钻，掉钻、埋钻等采取不同的处理措施：a.钩挂法：电磁铁打捞或普通钩挂，在可以保证安全前提下还可采用人工打捞；b.扩大直径法；c.套环法；d.爆破法。

3.4 灌注事故预防和处理措施：

1）浮笼的预防和处理：a.正确计算和控制好吊筋长度；b.当发生料斗下料缓慢或停滞时，及时提升导管，必要时可低冲程反复拉降循环，直至料斗可以正常下料为止。封底是至关重要的环节，避免中断灌注的混凝土表面停留在钢筋笼底部以下1-3 m之间[2-4]，不可避免时，应放慢灌注速度。C.一旦发现钢筋笼有上浮征兆，必须停止灌注，测量、准确计算导管埋深和已浇混凝土标高后尽提升导管再进行灌注。

2）埋管的预防和处理：定期检查导管接头是否牢固，提升导管时不可猛拔。经常测量、准确计算混凝土标高和导管埋深。

3）堵管的预防和处理：准确计算配合比，改善混凝土的力学性能；针对可能出现机械事故做好预防和后备工作。堵管后必须拔管、吸渣、重灌。如造成断桩，按相关规定制定专项处理方案。

4 结语

1) 通过对冲孔灌注桩在施工过程中所发生的事故类型及特征进行分析和归纳，将其总结归类为5 大类型，19 种事故现象。各种事故相互关联，不同类型的事故，有其特有的征兆，在施工过程中应该始终坚持预防为主、处理为辅的指导方针。

2)总结冲孔灌注桩施工中常见事故发生的原因，人工操作不当是直接或间接造成事故发生的主要因素。严格按照各项规程施工，对各事故易发节点进行定期密集观测及提前处理，不但有利于保证基础灌注桩的施工质量，同时也可节约生产费用，降底生产成本，提高经济效益。

[1] GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2] JGJ94-2008 建筑桩基技术规程[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2008.

[3] 焦映辉，赵应朝. 钻孔灌注桩常见事故原因分析及预防措施[J].施工技术，2011，344（40）:51-53.

[4] 李照中. 钻孔灌注桩质量事故成因及处理[J].铁道建筑，2007，10:70-71.

[5] 王建军，彭振斌，刘睦峰等.复杂岩层钻孔灌注桩泥浆选型试验研究[J]. 中南大学学报（自然科学版），2010，41（2）:673-678.

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