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【摘要】钻孔灌注桩易受工程地质条件及水文地质条件的影响，易发生质量事故，且其加固处理难度大，费用较高。找出其事故发生的原因，研究相应对策，显得尤为重要。
【关键词】钻孔灌注桩施工；常见事故；原因；预防和处理；质量控制
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
1 前言
随着社会经济发展的需要，钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大，单桩承载力也越来越高，同时，也使单柱单桩的设计成为可能。对于长桩、大桩，其施工难度大，易发生质量事故。同时，钻孔灌注桩受工程地质条件及水文地质条件的影响较大，加之钻孔桩施工的不可逆性及唯一性，决定了钻孔桩施工质量的一次成功性。由于钻孔灌注桩具有上述特点，钻孔桩的施工质量便备受施工单位、监理、业主的关注。因此，有必要对钻孔灌注桩的常见质量事故加以分析，找出质量事故发生的原因，研究相应对策，尽可能防止质量事故发生。
2 工程概况
我公司拟承建的青临高速公路住龙河大桥，桥梁分为左右两幅，采用6-20米先简支后连续空心梁板，全长120米。桥墩采用柱式墩配桩基础，桥台肋板式桥台配桩基础。桥址区表层分布第四系冲洪积及残坡积粘性土，断续不均匀分布于桥址区表层，揭示厚度1.0～4.3m；亚粘土以下为块石土，成分以灰岩为主，含量约50%，充填粘性土及细沙，松散，分布于艾家河内，揭示厚度3.6m。块石土以下为碳质页岩夹灰岩，分布于整个桥址区，桩基必须采用桩孔才能加快施工进度，现将钻孔常见事故及研究对策进行分析。
3 钻孔（包括清孔时）常见的事故及原因
3.1 坍孔
3.1.1 坍孔的识别：
坍孔的特征是孔内水位突然下降，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。
3.1.2 坍孔原因：
(1)泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮；
(2)由于出渣后未及时补充泥浆（或水），地下水位上涨、孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够；
(3)护筒埋置太浅，护筒底口处、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔；
(4)清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆，使孔内水位低于地下水位；
(5)清孔操作不当，供浆管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长；
3．2 钻孔偏斜
造成钻孔垂直度不符合规范要求的主要原因如下：
(1)场地平整度和密实度差，钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降导致钻孔偏斜；
(2)钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大，造成钻孔偏斜；
(3)钻头翼板磨损不一，钻头受力不均，造成钻头偏离方向；
(4)钻进遇软硬土层交界面或倾斜岩面时，钻压过高使钻头受力不均，造成钻头偏离方向。
3.3掉钻落物
钻孔过程中可能发生掉钻落物事故，掉钻落物原因：
(1)卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂；
(2)钻杆接头不良或滑丝；
(3)电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱；
(4)转向环、转向套等焊接处断开；
(5)操作不慎，落入扳手、撬棍等物。
3.4 扩孔和缩孔
3.4.1 扩孔
扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。
3.4.2 缩孔
缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。
3.5 外杆折断
常见于旋转钻机折断原因：
(1)用水文地质或地质钻探小直径钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其承受扭矩能力小，容易扭断；
(2)钻进中选用的转速不当，使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大，因而折断；
(3)钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚；
(4)地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作；
(5)孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。
4 处理方法
4.1 坍孔的预防和处理
4.1.1坍孔的预防和处理方法
(1)在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆；
(2)发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻；
(3)如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进；
(4)清孔时应指定专人补浆，保证孔内必要的水头高度。供浆管最好不要直接插入钻孔中，以免冲刷孔壁。扶正吸泥机，防止触动孔壁；
(5)吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
4.2 钻孔偏斜预防和处理
4.2.1 钻孔偏斜预防和处理
(1)安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。
(2)由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。
(3)钻杆接头应逐个检查及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。
4.3 掉钻预防措施及处理方法
4.3.1 掉钻预防措施及处理的主要方法
(1)开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。
(2)经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
(3)掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。
4.4 糊钻和埋钻预防和处理
对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计。
4.5 缩孔预防及处理办法
为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位，钢筋笼和导管安装后须及时灌注混凝土，以免桩身缩径或露筋。
4.6 钻杆折断预防和处理
4.6.1钻杆折断的预防和处理方法
(1)不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施；
(2)钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作；
(3)钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头焊缝是否足够，不合要求者及时更换；
(4)在钻进中若遇异物，须及时处理后再钻进；
(5)如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。
5 结论
由于灌注桩基的特殊性和隐蔽性，其質量主要依靠事前控制和事中控制，事后的检测和补救措施很难达到设计要求。因此，现场技术人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程，事先提出质量控制和检验标准，监督施工人员严格遵守和执行，从而达到预期的质量控制目标，为上部结构的施工提供良好的基础。
参考文献：
【1】交通部.高速公路桥涵施工技术规范[S]. TB10203-2002.
【2】邹卓彦.桥梁钻孔灌注桩施工要点[J].中国新技术新产品,2011(14).
【3】罗大庆.公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制[J].西部探矿工程,2012(06).
【关键词】钻孔灌注桩施工；常见事故；原因；预防和处理；质量控制
中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号：
1 前言
随着社会经济发展的需要，钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大，单桩承载力也越来越高，同时，也使单柱单桩的设计成为可能。对于长桩、大桩，其施工难度大，易发生质量事故。同时，钻孔灌注桩受工程地质条件及水文地质条件的影响较大，加之钻孔桩施工的不可逆性及唯一性，决定了钻孔桩施工质量的一次成功性。由于钻孔灌注桩具有上述特点，钻孔桩的施工质量便备受施工单位、监理、业主的关注。因此，有必要对钻孔灌注桩的常见质量事故加以分析，找出质量事故发生的原因，研究相应对策，尽可能防止质量事故发生。
2 工程概况
我公司拟承建的青临高速公路住龙河大桥，桥梁分为左右两幅，采用6-20米先简支后连续空心梁板，全长120米。桥墩采用柱式墩配桩基础，桥台肋板式桥台配桩基础。桥址区表层分布第四系冲洪积及残坡积粘性土，断续不均匀分布于桥址区表层，揭示厚度1.0～4.3m；亚粘土以下为块石土，成分以灰岩为主，含量约50%，充填粘性土及细沙，松散，分布于艾家河内，揭示厚度3.6m。块石土以下为碳质页岩夹灰岩，分布于整个桥址区，桩基必须采用桩孔才能加快施工进度，现将钻孔常见事故及研究对策进行分析。
3 钻孔（包括清孔时）常见的事故及原因
3.1 坍孔
3.1.1 坍孔的识别：
坍孔的特征是孔内水位突然下降，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。
3.1.2 坍孔原因：
(1)泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮；
(2)由于出渣后未及时补充泥浆（或水），地下水位上涨、孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够；
(3)护筒埋置太浅，护筒底口处、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔；
(4)清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆，使孔内水位低于地下水位；
(5)清孔操作不当，供浆管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长；
3．2 钻孔偏斜
造成钻孔垂直度不符合规范要求的主要原因如下：
(1)场地平整度和密实度差，钻机安装不平整或钻进过程发生不均匀沉降导致钻孔偏斜；
(2)钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大，造成钻孔偏斜；
(3)钻头翼板磨损不一，钻头受力不均，造成钻头偏离方向；
(4)钻进遇软硬土层交界面或倾斜岩面时，钻压过高使钻头受力不均，造成钻头偏离方向。
3.3掉钻落物
钻孔过程中可能发生掉钻落物事故，掉钻落物原因：
(1)卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂；
(2)钻杆接头不良或滑丝；
(3)电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱；
(4)转向环、转向套等焊接处断开；
(5)操作不慎，落入扳手、撬棍等物。
3.4 扩孔和缩孔
3.4.1 扩孔
扩孔比较多见，一般表局部的孔径过大。在地下水呈运动状态、土质松散地层处或钻锥摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因与坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。
3.4.2 缩孔
缩孔即孔径的超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻、提不出钻头或者提外鸣叫的迹象。缩孔原因有两种：一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；另一种是由于地层中有软塑土（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔。
3.5 外杆折断
常见于旋转钻机折断原因：
(1)用水文地质或地质钻探小直径钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其承受扭矩能力小，容易扭断；
(2)钻进中选用的转速不当，使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大，因而折断；
(3)钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚；
(4)地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作；
(5)孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。
4 处理方法
4.1 坍孔的预防和处理
4.1.1坍孔的预防和处理方法
(1)在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆；
(2)发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻；
(3)如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1m-2m，如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进；
(4)清孔时应指定专人补浆，保证孔内必要的水头高度。供浆管最好不要直接插入钻孔中，以免冲刷孔壁。扶正吸泥机，防止触动孔壁；
(5)吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
4.2 钻孔偏斜预防和处理
4.2.1 钻孔偏斜预防和处理
(1)安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。
(2)由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。
(3)钻杆接头应逐个检查及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。
4.3 掉钻预防措施及处理方法
4.3.1 掉钻预防措施及处理的主要方法
(1)开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加盖。
(2)经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。
(3)掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。
4.4 糊钻和埋钻预防和处理
对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计。
4.5 缩孔预防及处理办法
为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、反复扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计要求为止。对于有缩孔现象的孔位，钢筋笼和导管安装后须及时灌注混凝土，以免桩身缩径或露筋。
4.6 钻杆折断预防和处理
4.6.1钻杆折断的预防和处理方法
(1)不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施；
(2)钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作；
(3)钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头焊缝是否足够，不合要求者及时更换；
(4)在钻进中若遇异物，须及时处理后再钻进；
(5)如已发生钻杆折断事故，可按前述打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。
5 结论
由于灌注桩基的特殊性和隐蔽性，其質量主要依靠事前控制和事中控制，事后的检测和补救措施很难达到设计要求。因此，现场技术人员必须全面详细地熟悉整个施工工艺流程，事先提出质量控制和检验标准，监督施工人员严格遵守和执行，从而达到预期的质量控制目标，为上部结构的施工提供良好的基础。
参考文献：
【1】交通部.高速公路桥涵施工技术规范[S]. TB10203-2002.
【2】邹卓彦.桥梁钻孔灌注桩施工要点[J].中国新技术新产品,2011(14).
【3】罗大庆.公路桥梁钻孔灌注桩施工质量控制[J].西部探矿工程,2012(06).