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摘 要：介绍了钻孔灌桩常见的工程事故,并提出相应的预防措施,以供参考。
关键词：钻孔灌注桩；常见问题；预防措施
一、前言
钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土、对周围环境及邻近建筑物影响小、能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力、适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点,在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用,已成为一种重要的桩型。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁等。若稍有不慎或措施不严,就会在灌注中产生质量事故。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。
二、钻孔灌注桩常见问题
2.1、钻孔缩颈
颈缩"现象差生原因：
(1) 拔管太快,管内混凝土存量不足和混凝土和易性较差；
(2 )土的粘性越大,土质越软,含水量越高越容易出现"颈缩"。
防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀，或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
2.2钻孔垂直度不符合规范要求
造成钻孔垂直度不符合规范要求的原因:一是场地平整度和密实度差,钻机安装不平整或钻进过程中发生不均匀沉降,导致钻孔偏斜。二是钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大,造成钻孔偏斜;三是钻头翼板磨损不一,钻头受力不均,造成钻头偏离方向;四是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。
2.3、打孔沉渣过多。
桩底沉渣量过多造成原因：孔底沉渣过厚的原因除清孔泥浆质量差、清孔无法达到设计要求外,还有测量方法不当等。清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积
防治措施：要准确测量孔底沉渣厚度,首先需准确测量桩的终孔深度,应采用丈量钻杆长度的方法测定,取孔内钻杆长度+钻头长度,钻头长度取至钻尖的2/3处。成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔,有条件时应优先采用泵吸反循环清孔。当采用正循环清孔时,前阶段应采用高粘度浓浆清孔,并加大泥浆泵的流量,使砂石粒能顺利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合设计要求后,应把孔内泥浆密度降至1.1~1.2 g/cm3。清孔整个过程应专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度,及时对孔内泥浆含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行分析。若出现清孔前期孔口泥浆含砂量过低,捞不到粗砂粒,或后期把孔内泥浆密度降低后,孔底沉渣厚度增大较多,则说明前期清孔时泥浆的粘度和稠度偏小,砂粒悬浮在孔内泥浆里,没有真正达到清孔的目的,施工时应特别注意这种情况。
2.4、灌注砼时堵管
灌注砼时发生堵管主要由灌注导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注砼的准备时间太长、隔水栓不规范、砼配制质量差、灌注过程中灌注导管埋深过大等原因引起。灌注导管在安装前应有专人负责检查,可采用肉眼观察和敲打听声相结合的方法进行检查,检查项目主要有灌注导管是否存在小孔洞和裂缝、灌注导管的接头是否密封、灌注导管的厚度是否合格。必要时采用试拼装压水的方法检查导管是否破漏。灌注导管底部至孔底的距离应为300～500 mm,在灌浆设备的初灌量足够的条件下,应尽可能取大值。隔水栓应认真细致制作,其直径和圆度应符合使用要求,其长度应≤200 mm。完成第2次清孔后,应立即开始灌注砼,若因故推迟灌注砼,应重新进行清孔。否则,可能造成孔内泥浆悬浮的砂粒下沉而使孔底沉渣过厚,并导致隔水栓无法排出导管外而发生堵管事故。
2.5、灌注砼过程钢筋笼上浮
用全套管法成孔后，在浇筑混凝土时，有时钢筋笼会发生上浮，其原因及相应对策如下：
原因：若发生钢筋笼上浮,应立即查明原因,采取相应措施,防止事故重复出现。引起灌注砼过程钢筋笼上浮的主要原因:一是砼初凝和终凝时间太短,使孔内砼过早结块,当砼面上升至钢筋笼底时,砼结块托起钢筋笼。二是清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多,砼灌注过程中砂粒回沉在砼面上,形成较密实的砂层,并随孔内砼逐渐升高,当砂层上升至钢筋笼底部时便托起钢筋笼。三是砼灌注至钢筋笼底部时,灌注速度太快,造成钢筋笼上浮。
措施:应注意在成孔前，必须首先检查最下部的套管内壁，当堆积大量粘着物时，一定要及时清理。使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍,如确认有变形，必须进行修补，待成孔结束时，可用张大锤式抓斗,使其反复升降几次，以敲掉残余在管内壁上的土砂，确保孔底水平。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等，不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部，在贯入套管时，必须注意汽锤制度。钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1．5-2．0m。
除此之外，在浇筑混凝土之前，一定要将套管稍稍往上提一点，以确认钢筋笼是否存在上上浮现象。
2.6砼灌注过程因故中断的处理办法
砼灌注过程中断的原因较多,在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情况下,可采用如下方法进行处理:一是若刚开灌不久,孔内砼较少,可拔起导管和吊起钢筋笼,重新钻孔至原孔底,安装钢筋笼和清孔后再开始灌注砼。二是迅速拔出导管,清理导管内积存砼和检查导管后,重新安装导管和隔水栓,然后按初灌的方法灌注砼,待隔水栓完全排出导管后,立即将导管插入原砼内,此后便可按正常的灌注方法继续灌注砼。此法的处理过程必须在砼的初凝时间内完成。三是砼灌注过程因故中断后拔除钢筋笼,待已灌砼强度达到C15后,先用同级钻头重新钻孔,并钻除原灌砼的浮浆,再用φ500钻头在桩中心钻进300～500 mm深,这样就完成了接口的处理工作,然后便可按新桩的灌注程序灌注砼。
三、结语
引起钻孔灌注桩质量事故的原因较多,各个环节都可能会出现重大质量事故。因此,在桩基工程开工前应做好各项准备工作,施工过程抓好泥浆和砼质量,详细做好各项施工记录,牢牢把好钻孔、清孔和砼灌注等关键工序的质量关,是防止质量事故发生的行之有效的措施。
参考文献
[1] 浅谈钻孔灌注桩常见问题及处理措施 王慨然 陈兆辉--《林业科技情报》2011年03期
[2] 钻孔灌注桩成孔常见问题及处理- 荆武波 -《科技信息(科学教研)》2007年16期
[3] 荆州长江公路大桥钻孔灌注桩成孔质量检测-胡小庄;陈吉明;经柏林;曹传林-中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九九年桥梁学术讨论会论文集[C];1999年
[4] 袁定安;钻孔灌注桩低压力后压浆的应用研究[D];西南交通大学;2002年
关键词：钻孔灌注桩；常见问题；预防措施
一、前言
钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土、对周围环境及邻近建筑物影响小、能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力、适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点,在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用,已成为一种重要的桩型。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁等。若稍有不慎或措施不严,就会在灌注中产生质量事故。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。
二、钻孔灌注桩常见问题
2.1、钻孔缩颈
颈缩"现象差生原因：
(1) 拔管太快,管内混凝土存量不足和混凝土和易性较差；
(2 )土的粘性越大,土质越软,含水量越高越容易出现"颈缩"。
防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀，或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
2.2钻孔垂直度不符合规范要求
造成钻孔垂直度不符合规范要求的原因:一是场地平整度和密实度差,钻机安装不平整或钻进过程中发生不均匀沉降,导致钻孔偏斜。二是钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大,造成钻孔偏斜;三是钻头翼板磨损不一,钻头受力不均,造成钻头偏离方向;四是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。
2.3、打孔沉渣过多。
桩底沉渣量过多造成原因：孔底沉渣过厚的原因除清孔泥浆质量差、清孔无法达到设计要求外,还有测量方法不当等。清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积
防治措施：要准确测量孔底沉渣厚度,首先需准确测量桩的终孔深度,应采用丈量钻杆长度的方法测定,取孔内钻杆长度+钻头长度,钻头长度取至钻尖的2/3处。成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔,有条件时应优先采用泵吸反循环清孔。当采用正循环清孔时,前阶段应采用高粘度浓浆清孔,并加大泥浆泵的流量,使砂石粒能顺利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合设计要求后,应把孔内泥浆密度降至1.1~1.2 g/cm3。清孔整个过程应专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度,及时对孔内泥浆含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行分析。若出现清孔前期孔口泥浆含砂量过低,捞不到粗砂粒,或后期把孔内泥浆密度降低后,孔底沉渣厚度增大较多,则说明前期清孔时泥浆的粘度和稠度偏小,砂粒悬浮在孔内泥浆里,没有真正达到清孔的目的,施工时应特别注意这种情况。
2.4、灌注砼时堵管
灌注砼时发生堵管主要由灌注导管破漏、灌注导管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注砼的准备时间太长、隔水栓不规范、砼配制质量差、灌注过程中灌注导管埋深过大等原因引起。灌注导管在安装前应有专人负责检查,可采用肉眼观察和敲打听声相结合的方法进行检查,检查项目主要有灌注导管是否存在小孔洞和裂缝、灌注导管的接头是否密封、灌注导管的厚度是否合格。必要时采用试拼装压水的方法检查导管是否破漏。灌注导管底部至孔底的距离应为300～500 mm,在灌浆设备的初灌量足够的条件下,应尽可能取大值。隔水栓应认真细致制作,其直径和圆度应符合使用要求,其长度应≤200 mm。完成第2次清孔后,应立即开始灌注砼,若因故推迟灌注砼,应重新进行清孔。否则,可能造成孔内泥浆悬浮的砂粒下沉而使孔底沉渣过厚,并导致隔水栓无法排出导管外而发生堵管事故。
2.5、灌注砼过程钢筋笼上浮
用全套管法成孔后，在浇筑混凝土时，有时钢筋笼会发生上浮，其原因及相应对策如下：
原因：若发生钢筋笼上浮,应立即查明原因,采取相应措施,防止事故重复出现。引起灌注砼过程钢筋笼上浮的主要原因:一是砼初凝和终凝时间太短,使孔内砼过早结块,当砼面上升至钢筋笼底时,砼结块托起钢筋笼。二是清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多,砼灌注过程中砂粒回沉在砼面上,形成较密实的砂层,并随孔内砼逐渐升高,当砂层上升至钢筋笼底部时便托起钢筋笼。三是砼灌注至钢筋笼底部时,灌注速度太快,造成钢筋笼上浮。
措施:应注意在成孔前，必须首先检查最下部的套管内壁，当堆积大量粘着物时，一定要及时清理。使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍,如确认有变形，必须进行修补，待成孔结束时，可用张大锤式抓斗,使其反复升降几次，以敲掉残余在管内壁上的土砂，确保孔底水平。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等，不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部，在贯入套管时，必须注意汽锤制度。钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1．5-2．0m。
除此之外，在浇筑混凝土之前，一定要将套管稍稍往上提一点，以确认钢筋笼是否存在上上浮现象。
2.6砼灌注过程因故中断的处理办法
砼灌注过程中断的原因较多,在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情况下,可采用如下方法进行处理:一是若刚开灌不久,孔内砼较少,可拔起导管和吊起钢筋笼,重新钻孔至原孔底,安装钢筋笼和清孔后再开始灌注砼。二是迅速拔出导管,清理导管内积存砼和检查导管后,重新安装导管和隔水栓,然后按初灌的方法灌注砼,待隔水栓完全排出导管后,立即将导管插入原砼内,此后便可按正常的灌注方法继续灌注砼。此法的处理过程必须在砼的初凝时间内完成。三是砼灌注过程因故中断后拔除钢筋笼,待已灌砼强度达到C15后,先用同级钻头重新钻孔,并钻除原灌砼的浮浆,再用φ500钻头在桩中心钻进300～500 mm深,这样就完成了接口的处理工作,然后便可按新桩的灌注程序灌注砼。
三、结语
引起钻孔灌注桩质量事故的原因较多,各个环节都可能会出现重大质量事故。因此,在桩基工程开工前应做好各项准备工作,施工过程抓好泥浆和砼质量,详细做好各项施工记录,牢牢把好钻孔、清孔和砼灌注等关键工序的质量关,是防止质量事故发生的行之有效的措施。
参考文献
[1] 浅谈钻孔灌注桩常见问题及处理措施 王慨然 陈兆辉--《林业科技情报》2011年03期
[2] 钻孔灌注桩成孔常见问题及处理- 荆武波 -《科技信息(科学教研)》2007年16期
[3] 荆州长江公路大桥钻孔灌注桩成孔质量检测-胡小庄;陈吉明;经柏林;曹传林-中国公路学会桥梁和结构工程学会一九九九年桥梁学术讨论会论文集[C];1999年
[4] 袁定安;钻孔灌注桩低压力后压浆的应用研究[D];西南交通大学;2002年