公路桥梁桩基施工常见事故及其处理方法

公路桥梁桩基施工常见事故及其处理方法

随着我国交通基础设施建设需求的增大，公路桥梁建设工程也快速发展，有关工程质量问题也成为人们关注的焦点。公路桥梁桩基施工是水下、地下工程，因此出现断桩、废桩以致修改变更设计的事例屡见不鲜，且引起的后果较严重，使工期延误，造成不必要的经济损失。文中总结了公路桥梁桩基施工中经常发生的质量事故，剖析了事故发生的原因，提出了相对应的处理及预防措施。

一、常见的质量事故及原因

（一）缩颈或孔斜事故

若在施工过程中均出现了钢筋笼放不下去的问题，最可能的情况就是出现了缩孔或孔斜，经下放检孔器，即可判定是否出现了缩颈或孔斜。尽管表面上看，这种质量事故可以在施工过程中及时发现，不至于引起严重的质量隐患。事实上，孔斜事件不仅造成工期延长，浪费人力、物力，对桩基承载力的影响也是令人担忧的。出现缩颈可能是由于地质情况不良，孔口附近堆积砂石料，产生较大的土压力后，一种高塑料粘土带孤石橡胶土同时挤入孔内所致。孔斜事故则主要有以下原因：（1）钻孔中遇到较大的孤石或探头石；（2）在有倾斜度的软硬地层交界处、岩面倾斜处或粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进时，钻头受力不均匀；（3）扩孔较大处，钻头摆动偏向一方；（4）钻机安装不合要求，钻进过程钻机产生不均匀沉陷或运转过程震动过大引起孔斜；（5）钻具弯曲或插接式连接钻杆磨损，间隙过大受压后钻杆发生弯曲而导致孔斜。

（二）塌孔

在陆地桩基施工中，坍孔事故较多。究其原因，主要有以下几个方面：（1）护筒埋量太浅，加之周围回填土不密实而造成漏水；（2）操作不当，提升钻头过猛，因故停钻时间过长或放钢筋笼时碰撞孔壁；（3）泥浆稠度小，起不到护壁的作用；（4）泥浆水位高度不够，对孔壁压力小；（5）向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；（6）在松软砂层钻进时，进尺太快。

（三）钢护筒变形

相对于前两种质量事故，钢护筒变形事故更易发生，每个步骤的不规范操作都可能会引起钢护筒变形。如设计中不区分不同的桩基直径、深度，采用同样材质和壁厚的钢护筒；制作钢护筒时，焊缝不合格；在插打钢护筒时，振动过快，碰撞地下障碍物等。

（四）卡管与埋管

卡管事故又分为剪球时卡管与灌注中卡管，它们的原因稍有不同。剪球时卡管的情况较多，造成此类情况的主要原因有：（1）剪球制作不合理，塞球直径与导管直径差过小，剪球前由于砂浆或细石料渗入导管与球壁之间而堵塞；（2）混凝土配比不合格，用于封底的混凝土坍落度过小或拌和不均匀，加上累积混凝土过程中粗骨料下沉，可能导致漏斗口处粗骨料相互挤压密实而堵塞漏斗口，致使剪球后混凝土难以下落。在灌注过程中也会出现卡管现象主要是由于混凝土过早凝固造成堵塞而引起的。如果机械故障或混凝土中的粗骨料直径过大，就会使混凝土在导管内停留时间过长，或者使灌注时间过久，部分混凝土就会初凝而使下落阻力增大留在导管内。

在浇注水下混凝土过程中，由于不可抗拒的自然灾害，象突下暴雨、洪水淹没孔口，致使浇注中断，造成埋管。钢筋笼制作质量差，部分钢筋焊缝不牢脱离主筋后插入导管吊环内，也会造成埋管。导管埋深过大或混凝土初凝使导管内外摩擦力增大，同样会发生埋管。

（五）导管漏水

造成导管漏水的主要原因是导管材质不良引起的，使用不合格或未经充水试验的导管往往会发生漏水甚至断管。

（六）钢筋笼偏位

关于钢筋笼可能会出现偏位、变形或上浮，原因主要有：（1）钢筋笼过长，箍筋未起到作用，使得钢筋笼的刚度不够，吊入孔内后钢筋笼发生变形。钢筋笼上未设垫块或耳环控制保护层厚度，或桩孔本身偏斜或偏位；（2）钢筋笼吊装时未垂直缓慢下放，而斜插孔内使保护层厚度不够而使钢筋笼偏位。钢筋笼放置初始位置过高，而所灌注的混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土托顶上升。孔底沉渣未清理干净，使钢筋笼不能下放到设计深度，其位置不符合设计要求；（3）当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底部距离钢筋笼很近，由于灌注的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼的上浮；（4）当灌注的混凝土超过钢筋笼且导管埋深较大时，若其上层混凝土因浇注时间过长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼之间产生一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上浮。

二、处理方法及预防措施

（一）缩颈或孔斜的处理及预防

对于缩颈事故，通常应保持孔口附近的无堆积物，减少土压力的影响；采用加长钢护筒的措施来加以解决，或改装“正孔器”。正孔器用10mm厚钢板卷制成与钻头同直径，高1.5m 的十字架钢护筒中心通过钻杆与钻头连接，增加钻头的自重，即可钻孔成桩。对于孔斜事故，若孔斜不严重，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔修直。孔斜严重或纠斜无效时，采用回填片、卵石到偏斜部位上部冲平后再重新钻进成孔。

对孔斜事故的预防可采取如下措施：（1）安装钻机时，机座应安放在平稳坚固的地基上，使转盘和底座水平，重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条直线上，且钻进中应经常检查校正；（2）钻具入孔前要仔细检查，弯曲的钻具严禁入孔内，且插接式连接钻杆接头磨损严重、间隙过大时要及时修复或更换；（3）在开孔、换层界面处或有倾斜的软、硬地层钻进时，应采用轻压慢转的操作规程，钻机遇到地下障碍物时应及时处理，严禁盲目加压；（4）要经常用检孔器进行检查，发现偏斜及时纠正。

（二）塌孔的处理

塌孔分为孔口坍塌和孔内坍塌，要根据事故状态采取相应的措施。孔口坍塌时，可立即拆除护筒，将护筒周围回填夯实，加长护筒并重新埋设后再钻进。用冲击钻机成孔时，可以填入片石或卵石，反复冲击，以增强护壁。当发生孔内坍塌时，要先判明坍塌的位置再分析具体原因。坍孔不严重时，可回填砂和粘土混合物到坍孔处以上，采取措施后继续钻进。坍孔严重时，应使用砂和粘土混合物全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

（三）钢护筒变形的防治

对于钢护筒变形，可采取如下措施：（1）对不同规格的桩基所需的钢护筒要仔细验算，确保有足够的壁厚和强度；（2）对钢板进行必要的试验是至关重要的，采取钢护筒周边增设30cm×15cm的加固钢板，以便提高钢护筒的整体强度，另外，钢护筒刃脚处受力集中，需在钢护筒的外侧加焊一圈厚的钢板，可增加刃脚的强度；（3）采用偏吸泥成偏抓土及施加外力的方法纠正钢护筒在插打过程中出现的偏移和倾斜。还可利用抓斗捞取孔内淤泥或采用吸泥机排除孔内淤泥的办法来减少孔内摩擦阻力。

（四）卡管与埋管的处理

相应的处理办法是：（1）用适当长度的钢筋（一般以直径20mm长度超过漏斗1m～2m 为宜）强制性捅塞球，使混凝土下落；（2）采用机械微振动使混凝土自然下落，以保证混凝土下落时导管回到正常的埋管位置；（3）要严格计算封底混凝土的数量，宜多不少，改善配合比的设计，宜选择和易性好的水泥及合格的砾石作粗骨料，使用这样的混凝土封底效果较好。另外，介绍一种不用剪球而采取在漏斗内向上拔球的施工技术。操作过程将塞球锚栓向