钻孔灌注桩工程质量危害

浅析钻孔桩工程质量危害摘要:工程质量事故会影响施工的顺利进行,如钻孔灌注桩的施工中发生掉钻事 故会直接导致钻孔施工的中断。工程施工质量事故会给工程留下隐患或缩短使用年 限。最为严重的事故是造成人员的伤亡和巨大的经济损失。所以说对钻孔灌注桩发 生的事故的分析决不能掉以轻心，进行分析，作出结论，总结防治措施。关键词:钻孔灌注桩;质量;事故一、引言我国钻孔灌注桩(简称钻孔桩)是河南省公路职工从I960年开始试验、研究，通 过在使用中不断改进，逐步发展起来的一种桥梁基础施工的新形式。钻孔桩的问世， 可以说是桥梁基础施工技术上进行的一次革命。二十多年来实践证明，钻孔桩具有许 多优点:主要是施工设备简单，操作方便，可变水下作业为水上作业，大大简化了施工 工艺，缩短了工期，降低了造价。因此公路桥梁中广泛地采用这一基础形式。虽然钻 孔桩具有上述优点，但是施工中的各个环节仍然不可忽视。在施工过程中由于对客观 情况估计不足或地质情况变化的多样性，钻孔过程中常常出现一些工程事故,现就这 些事故产生的原因进行分析，提出浅显的防止与处理方法。二、钻孔灌注桩(一) 坍孔事故多发生在孔内，主要表现为孔内水位突然下降;孔口水面冒细密的水泡；出 土量显著增加，没有进尺或进尺量很小;孔口突然变浅，钻头达不到原来的孔深;钻机 负荷显著增加等等。1、原因：(1) 护筒制作不符合要求，埋置护筒的方法不当，缺乏因地制宜、灵活的埋置方 法。(2) 冲击成孔中使用的泥浆不符合要求，粘土质量不符合标准或泥浆比重不足， 起不到护壁的作用。(3) 冲击成孔，孔内的水头高度不够,低于地下水位，致使孔内水位压强降低，造 成坍孔。(4) 在冲击成孔时，通有松散的砂层或粘性土的地质层，冲击速度快，忽视泥浆的 密度,孔壁护壁不好，致使坍孔。(5) 在开始冲击钻进时，冲程过大。由于机械的震动力，使护筒的底部或砂层坍 塌。(6) 掏渣时，忽视向孔内注入泥浆或水掺粘土，掏渣后;水位低于正常水头高度， 地下水高于护筒水位，使护壁被水位压强破坏，造成坍孔。(7) 冲击成孔的钻具，掏渣时,经常撞击孔壁，破坏了护壁层,使局部坍陷。(8) 在混凝土理入前，吊入钢筋骨架时,骨架偏位摆动碰坏孔壁造成坍孔。(9) 清孔后放置时间过长，没及时浇入混凝土，而且没有采取预防措施,造成坍 孔。2、预防措施(1) 严格控制泥浆的比重、粘度、胶体率等各项指标确保泥浆指标合格后，再进 行钻进进尺。(2) 根据地质、机械、钻进方法和泥浆指标等实际因素，确定一个合理的钻进进 度，进行钻进，以保证井孔的稳定性。一般来说,用反循环的方法钻进:在硬粘土中，宜 用低速钻进，自由进尺;在普通泥土中，宜用中高速钻进自由进尺，在砂土以及含少量 卵石的碎石土中，宜用中低速钻进、控制进尺，防止泥浆护壁护不上。切忌一味地追 求工期。盲目地加快钻进速度的做法。(3) 严格控制孔内水头标高，确保孔壁处于一种负压状态。这一种情况，在水上施 工的尤为量要，一般情况下，在砂层中钻孔，要使孔内的水头高出外面的水面 2.5-3.0m 为宜。(4) 保证护筒有足够的埋深,尽量符护筒埋置在稳定的土层中。(5) 严禁将钻机与护筒相连结，以防止由于振动引起孔口坍塌，造成大的塌孔事 故。(6) 应根据地质情况合理地安排同一墩位处各钻孔桩的施工顺序，以防止邻近孔 壁被扰动引起堪孔。3、应对措施发生坍孔后，应立即查明坍孔处位置，分析地质情况,然后采取如下措施：(1) 坍孔发生在护筒底脚处,根据实际情况，可以立即拆除护筒，回填钻孔，重新 埋设护筒后，再钻进;采用加长护筒，使护筒通过震动锤继续下沉，直至埋于坍孔位置 以下，外围用黏土或装有黏土的草袋回填夯实，重钻时，控制好泥浆稠度和水头高度。(2 )若坍孔位置较深，则可以由测深锤和实际的地质情况分析实际的坍孔程度， 若不严重,则可以加大泥浆比重，继续钻进;若坍孔较为严重时,则应立即用砂或小砾 石加黏土回填至坍孔以上位置，甚至将整个钻孔全部回填，暂停一段时间，使回填土 沉积密实，水位稳定后，重新钻进,时刻注意不良现象的发生。(3)若回填重钻时，经采取以上措施仍连续、严重坍孔时，根据地质情况,可以用 地质钻机钻至坍孔区进行压浆处理，从而防漏堵漏，重新钻进。以上叙述的坍孔的预 防治随和处理方法，都是在十几年工程施工中摸索的一些方法,还有许多不够完善的 地方，还需要不断地加深理论研究和探讨。总而言之，坍孔是施工中经常发生的问题,要根据工程实际情况加以预防和处 理，这就会减少工程的损失和浪费，降低工程的成本,提前竣工日期，尽早发挥经济效 益和社会效益。(二) 斜孔和弯孔1、现象现场钻成的桩孔,垂直桩不垂直，或发生弯曲，斜桩斜度不符合要求。2、原因一是主观原因，在钻孔前没有对钻机进行严格的检查修理,机架安装不正，护筒 埋的不正-二是客观原因,钻孔中间地质有变化，如地层软硬不均匀，或钻机支撑点强 度不均匀等，在钻孔过程中钻机领款都可导致上述现象。3、预防和处理措施:第一，在施工中要严格按施工操作规程办事;第二，对钻机要 进行严格的检查。安置钻机前要夯实支撑点地基,钻机安平后要严格校对钻孔中心轴 线;第三，对地质变化情况要做到心中有数，如缩孔或不规则扩孔主要出现在地层变 化处。如发生上述现象,应及时调整进钻速度，泥浆稠度。并应上下扫孔使钻机逐渐 正位。第四，弯孔较严重时,如用旋转钻机，可提吊起钻机在弯孔处上下反复扫孔，使 钻孔垂直。特别严重时，应回填砂黏土，冲击钻孔应回填砂黏土夹砂卵石或小片石至 弯孔以上0.5m,待沉积或用低冲程冲击密实后，再钻进。(三) 护筒变形(失效)1、原因(1) 由于护筒下孔内大面积坍孔，指使地层发生变化，从而使钢护筒下沉并倾斜， 去护筒作用；(2) 由于地下障碍物或护筒内外压力差过大，使护筒局部变形、开裂、漏水失去 护筒作用。2、应对措施(1) 对于第一种情况，应将护筒拔除,然后回填重新埋设；(2) 对于第二种情况，可根据护筒长短、破坏位置、破坏程度不同，采取如下措施: 第一，如果变形的部位在钢护筒的底部，且长度不大，钢护筒不漏水，则可以让潜水员 下水，用水下氧割办法把已变形的部位割掉提出；第二,如果变形的部位在钢护筒的 上部，且距表土的深度在1m以内,钢护筒不漏水，则可以在钢护筒内打米字撑,抽水至 变形部位，用千斤顶调整已变形的钢护筒;第三,如果变形的部位在钢护筒的中部且 漏水，则用千斤顶或卷扬机等其它提升设备，将整个钢护筒提出，查出原因，找到解决 办法。(四) 卡钻1、原因(1) 用冲击钻施工时，出现梅花孔，冲击钻头被狭窄部位卡住；(2) 坍孔、落石或工具掉进孔内，卡住钻头；(3) 长护筒倾斜,下端为钻头冲击变形，同钻头卡在一起。(4) 未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐减小，而焊补超限，又用高冲程猛击,发生卡 钻；(5) 伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住冲击锥顶或锥脚，(6) 下钻太猛，大绳松放太多,钻头碰撞在孔内倾倒，顶住孔壁。应对措施事故发生后，应明确卡钻位置，查明该处的地质情况，同时应继续搅拌 泥浆，以防沉淀埋钻。三、总结为避免钻孔灌注桩质量事故应督促施工方认真作好清孔，防止泥浆过稠及坍孔。 开始浇注混凝土时尽量以积累的混凝土产生的冲击力克服泥浆阻力。为防堵管尽可 能提高混凝土灌注速度并快速连续灌注，使混凝土和泥浆一直处于流动状态。严格按 操作规程灌注混凝土及提升导管,灌注前检查导管是否有漏水、弯曲等缺陷，发现问 题要及时解决。灌注期间每灌注2.0m或10min左右应测1次混凝土面上升高度以确 定每段桩体的充盈系数，桩身混凝土的充盈系数应大于1。每根灌注桩混凝土需做试 块数量大于或等于3组且至少有一组同条件试块，这对有拆模要求的桩基尤为重要。