浅谈钻孔灌注桩常见事故与处理

       摘要:本文根据作者多年的从业经验,对公路桥梁施工中钻孔灌注桩常见事故产生原因进行分析、总结,并提出预防处理措施。

  关键词:钻孔灌注桩,事故分析,处理措施

  随着公路工程施工的发展,钻孔灌注桩已广泛用于公路桥梁桩基工程施工中,取得了非常好的效果。由于钻孔灌注桩在施工中受诸多因素的影响,并在一定程序上受施工人员主观因素的操控,易在施工中产生一些施工事故,因此稍有不慎,便会造成事故,处理不当,还可能给工程质量留下隐患。

  一、施工常见事故及原因

  (一)、成孔阶段容发事故分析

  1、坍孔

  坍孔原因有以下几点:

  ⑴成孔时,护壁泥浆比重或其它性能指标达不到要求,孔壁不能形成坚实泥皮,对孔身进行保护,这种情况在砂卵层较厚且不密实的地质情况下更易发生,岩层一般不会产生坍孔事故。

  ⑵采用冲击钻成孔,用掏渣法排渣时,没有及时补充水或合格的泥浆致使孔内泥浆比重变小或水头降低,出现压差造成坍塌或孔口坍陷。

  ⑶孔口周围堆积荷载过大,孔口土层受压超出了周围土层的承压能力而导致坍孔。

  ⑷开孔时,护筒埋置过浅,护筒底口不密实又未用粘土填封紧密导致漏水、坍塌,或孔口附近地面长时间受水浸泡软化发生坍塌。

  2、钻孔偏斜

  ⑴钻孔过程中遇到较大的孤石或探头石时,钻头都会较软地层偏移,造成孔身偏斜。

  ⑵在有倾斜面的软硬地层交界处、岩面倾斜处钻进或者在粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进,因钻头受阻力不均匀,使钻头钻进方向偏向受阻力小的地层造成孔身偏斜。

  ⑶钻进成孔时,钻杆接头不正或钻杆不在同一竖直面上,或主动钻杆发生弯曲,使钻杆旋转时钻杆不在同一中心轴线上造成钻头方向偏移。

  3、流砂

  造成流砂的主要原因是由孔位地质情况决定的。在钻孔过程中,由于对孔内外水头的处理不慎,是产生流砂的诱因。

  ⑴当孔外水头压力大于孔内的水压力,加上孔壁松散而使大量流砂涌塞桩底。

  ⑵钻进过程中,遇到粉砂层,泥浆密度不够,进尺又太快,孔壁不能形成泥皮,造成流砂。

  4、不进尺

  出现钻头不进尺情况,首先应排除坍孔或未给钻头施压等原因,其次主要由以下几点原因:

  ⑴钻进粘土层时糊钻,钻头粘满土块,使钻头在钻进过程中不能接触到土层而不能进尺。

  ⑵正常钻进时,未能及时排渣或排渣不畅,使钻头周围堆满渣土,钻头不能与新鲜地层相接触而不能进尺。

  ⑶钻头合金刀片安装角度不当,刀具切土过浅,刀具合金含量低,孔内掉有铁件,泥浆比重过大,钻头配锤过轻等都会造成钻进不进尺。

  5、钻孔漏浆

  在钻孔过程中或成孔后,泥浆向外漏失而造成钻孔漏浆。引起此施工事故的原因主要有:

  ⑴遇到透水性强或有地下水流动的地层,稀泥浆会向孔外漏失。

  ⑵护筒埋置过浅,回填土不密实或护筒接缝不严密,在护筒刃脚或接缝处漏浆。

  ⑶孔内水头过高,孔内静水压力过大,而使泥浆沿孔壁向外漏失。

  6、钻具掉落

  在进行桩基施工时,可能会发生钻具掉落或其它物品掉入钻孔的情况,引发事故的原因主要有:

  ⑴卡钻。卡钻时强提强扭,操作不当使钻杆疲劳裂断。

  ⑵钻杆接头不良或滑丝,马达接线错误,不得反转的钻机反转而使钻杆、钻头脱落。

  7、糊钻

  糊钻常出现在正、反循环回转钻进中。主要是:在软塑粘土层回转钻进时,进尺快,钻渣量大,出浆口堵塞造成的。

  8、扩孔与缩径

  扩孔在任何钻孔方法施工中都会发生。主要原因是孔壁坍塌造成的。缩径引起的原因主要有两种:

  ⑴钻孔时,钻锥磨耗严重,钻锥补焊不及时,钻锥成孔直径比设计的孔径要小而形成缩孔。

  ⑵在钻进时,由于遇到土层中软塑土遇水膨胀,使孔径缩小形成缩径。

  9、钻杆折断

  钻杆折断的施工事故主要发生在人力、机动推钻和正反循环回转钻进时,其主要引发的原因有:

  ⑴选用的钻机型号不对,钻杆强度、刚度太小而折断。

  ⑵在钻进过程中,由于转速不当,使钻杆扭转或弯曲折断。

  ⑶地层坚硬,进尺太快,超负荷运转钻进造成钻杆折断。

  (二)、灌注混凝土过程中出现的事故

  灌注混凝土过程中最为常见的事故就是卡管或堵管。卡管或堵管是指在灌注过程中,混凝土在导管中不能下落。主要原因有:

  1、初灌时,由于混凝土本身的原因,坍落度过小、和易性差、夹有大卵石、拌和不均匀或在运输过程中因坍落度过大离析,粗骨料集中导致卡管或隔水栓不能下落而卡管。

  2、导管接缝处漏水,雨天运送混凝土未加遮盖,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗骨料过于集中导致卡管。

  3、在灌注过程中,机械发生故障等原因使混凝土在导管内停留时间过长,或因为安排不当,混凝土灌注持续时间过久,初灌混凝土已初凝,增大了导管内混凝土下落阻力,致使混凝土堵塞在导管内造成卡管。

  4、在灌注过程由于混凝土质量不佳,坍落度时大时小,和易性时好时坏,混凝土对导管的阻力不同卡管。

  二、施工中常见事故的处理方法

  在灌注桩施工中,对发生的事故做出正确的分析、判断,采用恰当的技术措施,才能使工程质量不留隐患,减少对工程进度影响和经济上的损失,如处理不当,更会给工程形象造成难以挽回的损失,所以,必须认真对待,认真处理。

  1、坍孔

  (1)钻进过程中发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒回填钻孔,重新埋设护筒再钻。若护筒底发生塌孔时,可用袋子装粘土(粘土装袋子的三分之一)沿护筒外回填,直到没有明显的下沉,然后在袋子上层再用粘土(水泥:粘土=1:3)回填至与护筒顶平,静置4~5小时后再钻。

  (2)孔内发生坍塌,先判明坍孔位置,回填片石、砂、砂砾和黄土等混合物,到坍孔处以上1-2m。如果发生的情况较重则应全部回填,直到回填物沉积密实后再进行钻进。

  2、钻孔偏斜