沖孔灌注樁施工事故預(yù)防措施及處理方法

劉國民

（成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，四川 成都 610059）

引言

沖孔灌注樁除適用于一般地層外，還可以穿透舊基礎(chǔ)、建筑垃圾填土或大孤石等障礙物[2]，是大直徑灌注樁施工常用工法。灌注樁造價高，工期長，施工難度大[3]，總結(jié)沖孔灌注樁常見事故進而對事故預(yù)防措施和處理辦法進行分析將對以后類似工程實踐提供有益的幫助。

1 常見事故的表征和危害性

沖孔灌注樁在施工過程中，各類事故的出現(xiàn)均有明顯的征兆和表現(xiàn)特征[3]，各類事故的發(fā)生具有一定的關(guān)聯(lián)性，對沖孔灌注樁工程的施工及樁基質(zhì)量有直接的危害和影響。基于大量的生產(chǎn)實踐和施工經(jīng)驗將沖孔灌注樁施工中常見事故大致可分為五種類型：I塌孔，II樁位，III施工鉆進，IV灌注，V混凝土。分類以及具體表征現(xiàn)象以及危害性見表 1。

表1 常見事故的表征和危險性

2 常見事故的原因分析

2.1 塌孔類事故的原因

a.泥漿性能不符合要求或泥漿循環(huán)系統(tǒng)故障，使孔壁未形成堅實護壁泥皮，孔壁滲漏，出現(xiàn)孔壁垮塌；b.孔內(nèi)水頭高度不足，支護孔壁壓力不夠。在松散地層中進尺太快，鉆孔后的孔壁形成自由面，地層壓力平衡受到破壞，出現(xiàn)坍塌、掉塊；c.鉆孔前未埋設(shè)護筒或埋深較淺，沖洗液或地表水在循環(huán)過程中對孔口( 壁) 生產(chǎn)機械式的沖刷作用，造成孔口塌陷等；d.起落鉆頭、安放鋼筋籠時碰撞孔壁。

2.2 偏孔和縮孔的原因

a.鉆孔中遇有較大的孤石或探頭石，擴孔較大處鉆頭擺動偏向一方。b.在有傾斜度的軟硬地層交界處，鉆頭受力不均。c.樁機底座未安置水平或底面未填實，產(chǎn)生不均勻沉陷。

2.3 施工鉆進類事故發(fā)生原因

1）鋼絲繩斷裂、掉鉆的原因：鉆頭被卡住后強提鉆頭、鉆頭與鋼絲繩接頭不牢，鋼絲繩和接頭長期服役未更換等；

2）卡鉆的原因：塌孔縮徑，操作不當，泥漿過粘導(dǎo)致粘鉆等。3）埋鉆的原因：塌孔縮徑，操作不當，掉落異物等。

2.4 灌注中事故發(fā)生原因

1）鋼筋籠上浮原因：a.鋼筋籠變形偏斜或?qū)Ч芴嵘龝r觸碰鉤掛；b.導(dǎo)管埋入混凝土深度過大、發(fā)生事故或施工組織不當，前一批混凝土已初凝，在孔底形成硬蓋托浮鋼筋籠；c.導(dǎo)管底過于接近鋼筋籠底口，若此時下灌速度過快，混凝土下灌的反沖力將造成浮籠。

2）堵管的原因a.初灌時隔水栓卡管；b.混凝土配合比不當，如粗骨料粒徑太大，水泥漿太少，現(xiàn)場等候時間過長使混凝土發(fā)生離析；c.發(fā)生事故或組織不當使混凝土導(dǎo)管殘留混凝土已過初凝時間；d. 導(dǎo)管接逢處漏水，混凝土灌注導(dǎo)管內(nèi)外壓力差不夠。

3）導(dǎo)管進水的原因：a.封底混凝土量不足或?qū)Ч艿拙嚯x孔底的間距過大；b.導(dǎo)管接頭不嚴；c.已灌混凝土標高測量有誤，使導(dǎo)管提升高度大于已灌混凝土面。

4）埋管的原因主要是：a.導(dǎo)管埋入混凝土深度過大，b.發(fā)生事故或施工組織不當使施工停滯使先灌的混凝土已過初凝時間；b.未檢測導(dǎo)管連接是否牢固或?qū)Ч苓B接絲扣長期服役未更換；c.掉落異物，卡死后強提導(dǎo)管。

5）鋼筋籠變形斷裂原因：a.鋼筋籠捆扎、焊接質(zhì)量不過關(guān)，特別是搭接位置不符合規(guī)范要求；b.吊裝鋼筋籠時起吊點不當，籠身受力變形；c.放入鋼筋籠時強行壓入等。

2.5 混凝土類事故發(fā)生原因

1）沉渣過厚發(fā)生的原因：a.泥漿性能不符合要求，b.清孔不徹底，首批混凝土量不夠沉渣不能隨泥漿循環(huán)到孔外。

2）發(fā)生夾泥的原因是：混凝土被污染或灌注時，導(dǎo)管提升到已罐混凝土標高之上，導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)深度不足，泥漿壓力使孔內(nèi)浮漿和淤泥等進入導(dǎo)管。

3）混凝土離析、蜂窩麻面發(fā)生的原因：a.混凝土配合比不當；b.由于施工安排和事故等原因混凝土放置時間過長等。

3 常見事故防治措施

事故的發(fā)生將直接導(dǎo)致后期工程質(zhì)量問題，針對上述各類事故的發(fā)生原因，對其中危害性較大的事故的預(yù)防和處治措施進行總結(jié)。

3.1 塌孔類事故預(yù)防及處理：

a.保證鉆孔時泥漿質(zhì)量的各項指標滿足規(guī)范要求。b.保證鉆孔時有足夠的水頭差，不同土層選用不同的沖程和速度。c.起落鉆頭時對準鉆孔中心插入。d.回填原位土到坍孔處以上1-2m，壓實靜置一段時間后重鉆。

3.2 偏孔類事故的預(yù)防及處理：

a.精密測量，布設(shè)副樁，樁機就位時找平樁周地面，起重滑輪、鉆頭中心與孔位中心三點一線，并定期檢查校正。b.軟硬地層鉆進時，采取小沖程鉆進。c.遇有斜孔、偏孔時，一般可采用上下反復(fù)掃孔。偏孔、縮孔嚴重時回填原位土壓實靜置一段時間后重新鉆孔。d.發(fā)現(xiàn)偏離樁位，可根據(jù)實際情況在樁機基座前后左右墊設(shè)鋼板使鉆頭回到樁中心位置。

3.3 施工鉆進中事故預(yù)防和處理：

根據(jù)不同的原因?qū)ㄣ@，掉鉆、埋鉆等采取不同的處理措施：a.鉤掛法：電磁鐵打撈或普通鉤掛，在可以保證安全前提下還可采用人工打撈；b.擴大直徑法；c.套環(huán)法；d.爆破法。

3.4 灌注事故預(yù)防和處理措施：

1）浮籠的預(yù)防和處理：a.正確計算和控制好吊筋長度；b.當發(fā)生料斗下料緩慢或停滯時，及時提升導(dǎo)管，必要時可低沖程反復(fù)拉降循環(huán)，直至料斗可以正常下料為止。封底是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，避免中斷灌注的混凝土表面停留在鋼筋籠底部以下1-3 m之間[2-4]，不可避免時，應(yīng)放慢灌注速度。C.一旦發(fā)現(xiàn)鋼筋籠有上浮征兆，必須停止灌注，測量、準確計算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土標高后盡提升導(dǎo)管再進行灌注。

2）埋管的預(yù)防和處理：定期檢查導(dǎo)管接頭是否牢固，提升導(dǎo)管時不可猛拔。經(jīng)常測量、準確計算混凝土標高和導(dǎo)管埋深。

3）堵管的預(yù)防和處理：準確計算配合比，改善混凝土的力學(xué)性能；針對可能出現(xiàn)機械事故做好預(yù)防和后備工作。堵管后必須拔管、吸渣、重灌。如造成斷樁，按相關(guān)規(guī)定制定專項處理方案。

4 結(jié)語

1) 通過對沖孔灌注樁在施工過程中所發(fā)生的事故類型及特征進行分析和歸納，將其總結(jié)歸類為5 大類型，19 種事故現(xiàn)象。各種事故相互關(guān)聯(lián)，不同類型的事故，有其特有的征兆，在施工過程中應(yīng)該始終堅持預(yù)防為主、處理為輔的指導(dǎo)方針。

2)總結(jié)沖孔灌注樁施工中常見事故發(fā)生的原因，人工操作不當是直接或間接造成事故發(fā)生的主要因素。嚴格按照各項規(guī)程施工，對各事故易發(fā)節(jié)點進行定期密集觀測及提前處理，不但有利于保證基礎(chǔ)灌注樁的施工質(zhì)量，同時也可節(jié)約生產(chǎn)費用，降底生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。

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