探讨冲孔桩施工几种质量事故及补救措施

官登南

冲孔桩施工是桥梁工程中应用较多的一种桩基成孔施工工艺，但同时也容易发生多种质量事故，本着以施工实践为基础，探讨几种常见且危害较大的质量事故及其补救措施。

冲击式钻孔灌注桩施工是众多钻孔灌注桩施工方法的一种，因具备施工技术成熟、适用多种地质条件、性价比高、操作简单等多种优点，在桥梁工程中应用最为普遍。虽然具备诸多优点，然而这种施工技术容易因为管理不善、工人操作不当、不利的地质条件、机械故障等原因在成孔和在灌注混凝土过程中容易出现多种质量事故，如没有及时采取补救措施，不仅会造成经济损失及工期延误，还会为桩基工程留下严重的质量缺陷。

一、成孔过程中出现塌孔、卡（埋）锥等情况

1.塌孔属于比较常见的质量事故

事故原因：（1）泥浆相对密度不够或其他性能指标不满足要求，孔壁未能形成坚实泥皮。（2）地面孔口位置堆放重物或护筒埋深不够（未能进入稳定地层不少于1m）。（3）出渣后没有及时补浆，或孔内水流失严重造成孔内水头不够形成承压水。（4）冲锥或钢筋笼碰撞孔壁，如遇不稳定地质情况，可形成较大的塌孔。

补救措施：塌孔发生后，应分析原因，制定具体的补救措施，如塌孔位置发生在孔口位置，严重时应拆除护筒并回填土方，重新按照要求埋置护筒。如在孔内发生塌孔，应判断位置，回填黄土和砂至塌孔处，塌孔情况严重时，应等回填物密实后再重新成孔施工。如在孔内发生较轻微塌孔，一般可不作特别处理。

2.卡（埋）锥

事故原因：（1）因为桩孔孤石凸出（探头石）或岩层突变的区域会导致卡锥问题出现。（2）锥头磨损严重，没有及时补焊，造成孔身部分位置孔径大小不一，而锥头补焊（增大锥头直径）后，锥头容易卡在直径小的地方。（3）在机械故障或其他原因停止钻进时，没有提起锥头，时间一长，因塌孔或泥浆沉淀，造成埋锥。

补救措施：（1）可放松并大幅度摆动缆绳使锥头扰动或松动再往上拉，也可使用小锥头把探头石冲碎或冲落，再提起锥头。（2）也可以使用小锥头反复冲击直径偏小处，修正孔身后，再提起锥头。（3）可使用吸泥机或冲抓锥清理钻渣，也可以使用高压水管冲击孔底置换泥浆加以处理。强力提起前须加上保护绳，防止断绳而发生掉锥头事故。（4）对于更为严重的卡锥情况，还可以采用水下爆破提锥法，引爆少量（少于1kg)的防水炸药，震松锥头。

二、灌注混凝土过程中出现串孔、堵管、钢筋笼上浮等情况

1.串孔大部分是因为违规施工或遇到未探明的软弱地层

工程案例：园博园桥梁工程2 号桥左幅桥5 号承台桩基，地质情况从上往下分布为：3m 的淤泥层+2m 中粗砂层+8m 砂质粘性土层+8m 的全风化花岗岩层+12m的弱风化花岗岩层+18m 的强风化花岗岩层。设计为2根 41m 长直径为1.6m 的摩擦桩，编号分别为L5 及R5，在L5 桩基钢筋笼安放到位并开始灌注混凝土时，R5 桩孔已成孔30m，处于停机状态，在L5 桩基灌注混凝土面距桩底25m 高时，发现R5 桩孔水位上升并浮出水泥浆，同时L5 桩孔水位下降，混凝土面上升异常缓慢。经判断确定发生串孔事故。

事故原因：施工人员根据地质勘察报告判定，两个桩基位置地质情况较好，为了抢工程进度，违规安排两根相邻桩基同时开孔施工。

补救措施：因不能确定串孔具体位置，只能采用间歇式浇注混凝土，首先要保证L5 桩混凝土面不下降（满足导管的埋管深度），同时安排机械回填土方至R5 桩孔，待R5 桩孔土方回填了5m 左右，R5 桩孔水位停止上升并停止浮浆，L5 号桩混凝土面正常上升，直至混凝土浇筑完成。待L5 桩基混凝土强度达到设计要求的75%以后，对R5 桩重新成孔。成桩后对L5 桩身进行了超声波及取芯检测，均满足设计标准要求，成功处理了串孔的突发事故。

事故分析：首先施工方违规在相邻的桩基同时开孔施工，没有满足完成混凝土灌注后36 个小时或4 倍直径的距离要求。其次，初步判断，串孔位置最有可能发生在距桩底11m-16m 高之间，根据地质勘查报告，该区域属于弱风化花岗岩层，属于稳定地层区域，可能该区域有局部地层突变的情况，存在软弱地层，没有被勘测出来。

2.堵管

事故原因：（1）首灌的时候，不合格的隔水栓卡在导管导致堵管。（2）导管接口处进水或混凝土的流动性、和易性差造成混凝土离析，或混凝土中粗骨料直径太大。（3）机械故障或其他原因导致浇注混凝土中断，或浇注混凝土时间持续过长，混凝土在到导管中已初凝导致堵管。

补救措施：采用抖动导管或在导管上附着振动器振动的方式，还可以使用加长钢筋伸入导管冲捣混凝土的方式使混凝土下落。如一系列办法都没有效果，而已浇注混凝土量不大时，只能提起导管、钢筋笼，重新清孔。如已浇注的混凝土量较大时，可采用更换导管在导管底端设置隔水栓，并将导管插入混凝土面以下不少于2m 的位置，重新灌注混凝土，但这种办法发生断桩的风险较高，对导管底部隔水栓的设置和工人的操作熟练程度有较高的要求。

3.钢筋笼上浮

事故原因：（1）混凝土灌注时间过长，先灌注的混凝土已经初凝，产生与钢筋笼较大的摩擦力，从而导致钢筋笼上升。（2）混凝土表面接近钢筋笼底部时，而混凝土灌注速度过快，混凝土下落冲出形成向上的反冲力大于钢筋笼的重量时，有可能发生抬升钢筋笼情况。（3）导管和钢筋笼发生沟挂情况。

补救措施：如发生钢筋笼上浮情况，应及时停止灌注混凝土，观察钢筋笼是否有缓慢下落，如没有，可以采用施加重力使钢筋笼下落至设计位置后，把钢筋笼用焊接方式固定在护筒上。同时判断钢筋笼上浮原因，加快或放慢混凝土灌注速度，或移动导管使其与钢筋笼脱离钩挂情况。

三、成桩后出现桩身夹渣或断桩

夹渣或断桩属于比较严重的质量事故，甚至能造成桩基报废。如检测出缺陷问题，应根据客观情况，会同相关单位共同研究，考虑各种办法的可行性、经济成本、效果和工期等原因来选择最为合适的处理办法。

事故原因：（1）没有达到规范要求的清孔质量或下放钢筋笼时与孔壁碰撞造成沉渣太厚。（2）封底失败,首灌混凝土没有达到导管的埋深要求。（3）灌注过程中，混凝土表面标高测量失误,出现导管拔离混凝土情况。（4）导管密封不良导致进水、坍落度过大造成混凝土离析。（5）桩基混凝土强度不够。（6）混凝土灌注时间太长，先灌注的混凝土已初凝，后灌的混凝土冲破上层已初凝的混凝土，在两层混凝土之间夹有泥浆。

补救措施：对于经声波透射检测确认有质量问题的桩基，会再采用“取芯法”钻2 个孔取出“芯样”加以鉴定，要根据具体的情况和条件，及时采取合理经济的补救措施。常用的补救措施包含以下几种。

（1）灌浆法,针对桩身混凝土局部性的缺陷问题，如部分位置出现蜂窝、离散或局部轻微夹渣等情况，可使用灌浆法处理，利用取芯留下的2 个孔（孔深达到补强位置以下1m，嵌岩桩则要求达到基岩），一个作为压浆口，一个作为出浆口，先用高压水泵压入清水，清理杂质，再用压浆泵压入水灰比为0.8 的纯水泥浆（宜用425 号水泥），待孔内清水压出来后，再用水灰比0.5 的浓水泥浆压入，直至排出的水泥浆和压入的水泥浆稠度相同，保持压浆压力0.7 ～0.8MPa,稳压保持至少20min 以上，保证水泥浆液充分有效渗透扩散。待水泥浆试块达到设计强度后，应对桩基再一次取芯检测，如缺陷问题已处理合格，可交付使用。

（2）挖桩补强法，桩身混凝土存在严重夹渣、断桩等情况，且缺陷位置不深，经过成本测算，如合理，可使用人工在桩身钻孔至缺陷位置再重新灌注同强度混凝土处理。

（3）补加桩法，对于桩基有严重缺陷且位置比较深时，同时场地允许的情况下，经设计变更，可采用在桩基边上补加桩的一种处理办法。

（4）重新成桩法，对于有严重缺陷且缺陷位置较深的桩基，又不能用补桩法或其他办法处理时，只能让这根桩基报废，在原位置重新成孔灌注混凝土。

工程案例：草龙路改建工程，为公路工程项目，含桥梁一座，其0 号桥台T3 号桩基为直径1.2m 的摩擦桩，成桩后做超声波检测时，底部至1m 高位置，存在声速增大、波幅衰落、波形畸变的情况，判断T3 号桩基底部混凝土质量较差，进一步对该桩基做取芯检测，发现该位置存在夹渣状况，会同业主、监理、设计、地勘等单位研究后，决定对该桩基采用以上的灌浆法处理。待处理完毕水泥浆硬化后，对该桩基再一次做取芯检测，夹渣情况已经排除，经相关单位验收认定合格。

四、结语

冲孔桩施工中发生质量事故的原因有很多，如果能严格按照规范施工，加强作业人员的技能培训，掌握相关事故的应急补救措施，不仅可以减少很多的质量事故，能为企业带来经济效益，更重要的是能为社会交付优质的基础工程，为社会基建发展夯实根基。