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 (1)采用循环钻进,若坍塌不严重时可将钻头吊住在偏斜处上下反复扫孔使钻孔正直。比较严惩时,采取回填砂、粘土到偏斜处,待沉积密实后再继续钻进。 (2)在钻孔偏斜特别严重时,可在开始偏斜处设置少量炸药爆破,然后用砂土和砂砾土回填至该位置以上1米左右,重新冲钻。 3、流砂 在钻进过程中,若遇到流砂,可根据具体情况适当减小孔内外的水位压力,增大孔内泥浆的密度和粘土,使孔壁形成厚实的泥皮。 4、不进尺、糊钻 若是钻头粘满粘土块,则要提出钻头,清干净钻头上的糊钻物;若是孔内沉渣未及时排出,应加大循环力度,提升钻头,将大部分沉渣排出后即可。如若因为钻头合金刀片安装角度不对时,则应提出钻头,对钻头上的合金刀片进行调整。 5、钻孔漏浆 若在穿过透水性强或有流动地下水的土层时发生钻孔漏浆,需改善泥浆性能,增加泥浆比重和粘度来处理;若是护筒埋置所引起的,则重新夯实护筒四周的土层,水下钻孔桩由潜水员用棉絮堵塞,封闭底缝,亦可重新外套或内套一个符合直径要求的护筒进行处理;若是因为孔内外水头差太大引起,则应减小内外水头位差来解决钻孔漏浆。 6、钻具掉落 钻具掉落后,应及时查明情况,若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住,应先清孔,使打捞工具能接触到钻锥,再实施打捞工作。若是落入一般物件,可选用适当的打捞工具进行打捞。如用打捞环、打捞钩。 7、扩孔与缩径 扩孔:若扩孔后,孔壁不继续坍塌,不影响钻进,可不进行处理。若继续坍塌,影响正常钻进,则应按照坍孔事故进行处理。 缩径:若出现缩径情况,则可采用吊住钻头保持不进尺、上下反复扫孔的方法,以扩大孔径,直到达设计要求为止。 8、钻杆折断 若发生钻杆折断事故,可先采用打捞法将掉落的钻杆捞出,再换用新或大钻杆继续钻进。 9、卡管、堵管 在灌注混凝土过程中,出现卡管、堵管事故,如有小型附着式振动器,则装上振动器振松导管内混凝土,使混凝土下落。若无现成的设备则可采取钻机配合,用主动卷扬机对导管进行高频率的串动,靠混凝土的自重和导管上下串动的冲击力,迫使导管内混凝土下落。如果是因为首批混凝土已初凝,可试用加大灌注混凝土的每斗方量,增大对导管内混凝土的压力,冲破已初凝混凝土面,恢复正常灌注。 三、结束语 总之,在钻孔灌注桩施工中,由于有着各种不确定、不可预测的因素,容易出现各种施工事故。在对这些事故的处理时,要因时制宜、因地制宜,针对实际发生的情况 ,查明确切引发的原因,再结合施工现场所具备的施工条件,采取合理的处理措施,做出正确的预防和处理。 参考文献: 【1】中国建筑工业出版社.《钻孔灌注桩的设计与施工》. 北京:张忠亭 丁小学,2007. 【2】中国建筑工业出版社.《实用桩基工程手册》. 北京:史佩栋,2006. |