钻孔灌注桩常见事故及预防措施

钻孔灌注桩常见事故及预防措施
摘要：钻孔灌注桩施工过程中，经常发生斜孔、坍孔等质量事故，影响工程质量与安全，本文结合工作实际，对钻孔灌注桩常见事故的产生原因和预防措施进行探讨。

关键词：钻孔灌注桩，质量事故，分析，预防
钻孔灌注桩因具有承载能力大、抗冻性强、耐冲刷性强及经济效益好且在施工时对周围环境影响小，能适应各种地形条件等优点，在桥梁、水工建筑物等工程中得到广泛应用。

但在钻孔和灌注混凝土过程中，稍有不慎，就会发生斜孔、扩孔、坍孔、缩径、沉淀层过厚、导观堵塞等事故，造成灌注桩质量缺陷而影响工程质量与安全。

有必要对钻孔灌注桩的常见质量事故进行分析，找出质量事故发生的原因，采取相应预防措施，尽可能防止质量事故的发生。

1斜孔
1.1造成斜孔的原因
当桩孔倾斜超过规定值后，斜孔会造成桩受力方向与设计不同，甚至产生弯矩，从而降低桩的承载力。

造成斜孔的主要因素有：护筒埋设时，其垂直度不符合要求；钻架不稳，钻杆导架不垂直；钻孔中遇到较大孤石或探头石；在有倾斜的软硬地层交界处，岩石倾斜处或粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不够；钻杆弯曲，接头不正。

1.2斜孔预防措施
1.2.1护筒埋设的控制
护筒埋设时严格测量垂直度、筒径及高度。

护筒内径一般比桩径大200~400mm，护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1%，护筒高度一般高出地面0.3m或水面1.0~2.0m。

旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土必须分层夯实；水域护筒沉入时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的方法。

1.2.2钻架不稳，钻杆导架不垂直的控制
钻架平稳是钻孔前的必备条件，首先应将地基夯实，严防在钻进时因周围土质不密实或含水量过大，在震动力的作用下发生不均匀沉陷而导致钻架不平稳，造成孔道倾斜；其次安装钻机时使转盘、底座水平稳固，保证起重滑轮边缘、固定钻机的卡孔和护筒中心三点一线，并在钻进过程中经常检查校正，以防斜孔或偏位。

1.2.3钻孔时复杂地质的控制
钻孔中如遇到有较大孤石或探头石，条件允许的情况下；可改用冲击钻。

在有倾斜度的软、硬地层钻进时，应控制进尺，低速钻进。

1.2.4钻杆弯曲，接头不正的控制
对钻杆的磨损或部件松动不加以控制，钻孔质量会受到严重影响，钻杆弯曲，接头不正是造成斜孔的重要因素。

故在开钻前对钻杆要严格检查，对钻杆弯曲、接头松动的部件及时更换，以免造成钻孔质量缺陷。

2坍孔
2.1造成坍孔的原因
钻孔施工时，出现孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等现象时，即为坍孔。

造成坍孔的原因一般是护筒埋置过浅，泥浆性能不符合要求，护壁效果不好，清孔后未及时补水造成孔内水位不够，清孔时间过久或清孔后停顿时间太长，在松软砂层钻进，进尺太快。

2.2坍孔预防措施
2.2.1用粘土在护筒周围夯实加固；当发生孔口坍塌时，应立即拆除护筒，回填钻孔，重新埋设护筒。

2.2.2泥浆比重控制
泥浆的作用是护壁和排碴，泥浆比重越小浆液压力也越小，当不足以平衡孔外承压水压力时就会产生坍孔。

但泥浆比重亦不能过大，泥浆比重过大会导致携碴能力下降，不利于清孔和泥浆池沉碴，而且影响钻进速度。

因此，要根据地质钻探资料和地质实际情况，适当调整泥浆比重。

当土质为粘性土时，泥浆比重一般控制在1.05-1.2T/m3之间。

在无地质资料的情况下，开工前应准备数量充足的性能合格的粘性土，泥浆比重一般控制在1.2-1.45T/m3之间。

若出现轻度坍孔，可适当加大泥浆比重和提高水位，低速钻进。

若严重坍孔，可用粘土填埋，进行人工造浆，待孔壁稳定后，重新钻孔。

2.2.3清孔时专人补水，保持内外既定的水位差；清孔后及时进行下道工序，减少停顿时间。

2.2.4在松散粉砂土或流砂中钻进时，严格控制进尺速度、冲程速度。

3扩孔
扩孔一般来说是由于孔壁坍塌造成的。

若孔内局部坍塌而扩径，钻机仍能达到设计深度则不必处理；若扩径后持续坍塌影响钻进，则应按前述坍孔处理。

4缩径
4.1造成缩径的原因
钻锥严重磨耗，焊补或更换不及时；地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小；泥浆失水量大，形成厚泥皮，在泥页岩地层造成地层软化膨胀形成缩径。

4.2缩径预防措施
4.2.1钻孔前检查钻锥，遇到问题及时修补或更换。

4.2.2钻进过程中注意土质变化，在易发生缩径的地层钻进时，上、下反复扫孔，扩大孔径。

4.2.3根据需要及时调整适用的泥浆。

5孔底沉淀过厚
5.1孔底沉淀过厚的原因
沉淀（沉碴）指的是泥浆在孔底产生的沉淀。

沉淀层过厚时将降低桩的承载力（尤其是端承桩）和增加桩的沉降量。

导致沉淀层过大的原因，一般为重浆清孔，清水清孔或泥浆流动速度过小所致。

5.2孔底沉淀过厚的预防措施
泥浆是靠本身固有的粘度和胶体结构悬浮钻碴的，若用清水清孔，则清水与孔内泥浆在还没有充分搅拌时，就破坏了胶体结构降低了泥浆的携碴能力，使泥砂池里得不到沉淀又回到钻孔内，易产生沉淀，同样影响孔质量。

较为理想的清孔方法是先用比重为1.2T/ m3左右的泥浆清孔，待钻渣排出后再用比重为1.1T/ m3的轻浆清孔，以保持其胶体结构不被破坏，使悬浮残留钻碴不致沉淀。

泥浆属于悬浊液，当浆液流静止或流动速度过小时就会产生沉淀，因此要保证浆液具有一定的循环速度。

6导管堵塞
6.1导管堵塞的原因
导管堵塞指的是采用导管法浇筑水下混凝土时，下料导管发生堵塞不能正常下料，影响混凝土的浇筑甚至造成断桩。

发生导管堵塞的原因一般是由于混凝土和易性差，配合料中水泥硬块进入导管所致。

6.2导管堵塞的预防措施
6.2.1确保混凝土有良好和易性
在水下混凝土试配过程中，应按水下混凝土配制要求试配；混凝土坍落度控制在18-22cm，以确保水泥浆的稠度和混凝土的流动性。

在运输过程中尽量缩短运距压缩间隔时间，路途要平坦，减少颠簸震动，防止混凝土产生泌水和离析。

如混凝土拌和物运至灌注地点产生离析时，应进行二次拌和。

6.2.2防止水泥硬块进入导管
首先应注意水泥的保管，如水泥结块，则不得继续使用。

其次可在灌注漏斗口上焊一井字架，截留水泥硬块或水泥包装袋等物。

另外可设专人检查拌和机出料口，发现大块物体要及时取出。

结束语
钻孔灌注桩在施工时各个环节极易发生质量事故，影响桩基质量。

只要认真分析事故原因，在桩基工程开工前做好各项准备工作，认真审查地质勘探资料和设计文件，实行技术交底制度，施工过程中严把钻孔清孔及混凝土灌注等关键工序质量关，采取一定的预防措施，就可以防患于未然，确保灌注桩质量。

参考文献：
[1]JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范.。