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淺談鉆孔灌注樁常見事故與處理

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隨著公路工程施工的發展,鉆孔灌注樁已廣泛用于公路橋梁樁基工程施工中,取得了非常好的效果。由于鉆孔灌注樁在施工中受諸多因素的影響,并在一定程序上受施工人員主觀因素的操控,易在施工中產生一些施工事故,因此稍有不慎,便會造成事故,處理不當,還可能給工程質量留下隱患。
一、施工常見事故及原因
(一)、成孔階段容發事故分析
1、坍孔
坍孔原因有以下幾點:
⑴成孔時,護壁泥漿比重或其它性能指標達不到要求,孔壁不能形成堅實泥皮,對孔身進行保護,這種情況在砂卵層較厚且不密實的地質情況下更易發生,巖層一般不會產生坍孔事故。
⑵采用沖擊鉆成孔,用掏渣法排渣時,沒有及時補充水或合格的泥漿致使孔內泥漿比重變小或水頭降低,出現壓差造成坍塌或孔口坍陷。
⑶孔口周圍堆積荷載過大,孔口土層受壓超出了周圍土層的承壓能力而導致坍孔。
⑷開孔時,護筒埋置過淺,護筒底口不密實又未用粘土填封緊密導致漏水、坍塌,或孔口附近地面長時間受水浸泡軟化發生坍塌。
2、鉆孔偏斜
⑴鉆孔過程中遇到較大的孤石或探頭石時,鉆頭都會較軟地層偏移,造成孔身偏斜。
⑵在有傾斜面的軟硬地層交界處、巖面傾斜處鉆進或者在粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進,因鉆頭受阻力不均勻,使鉆頭鉆進方向偏向受阻力小的地層造成孔身偏斜。
⑶鉆進成孔時,鉆桿接頭不正或鉆桿不在同一豎直面上,或主動鉆桿發生彎曲,使鉆桿旋轉時鉆桿不在同一中心軸線上造成鉆頭方向偏移。
3、流砂
造成流砂的主要原因是由孔位地質情況決定的。在鉆孔過程中,由于對孔內外水頭的處理不慎,是產生流砂的誘因。
⑴當孔外水頭壓力大于孔內的水壓力,加上孔壁松散而使大量流砂涌塞樁底。
⑵鉆進過程中,遇到粉砂層,泥漿密度不夠,進尺又太快,孔壁不能形成泥皮,造成流砂。
4、不進尺
出現鉆頭不進尺情況,首先應排除坍孔或未給鉆頭施壓等原因,其次主要由以下幾點原因:
⑴鉆進粘土層時糊鉆,鉆頭粘滿土塊,使鉆頭在鉆進過程中不能接觸到土層而不能進尺。
⑵正常鉆進時,未能及時排渣或排渣不暢,使鉆頭周圍堆滿渣土,鉆頭不能與新鮮地層相接觸而不能進尺。
⑶鉆頭合金刀片安裝角度不當,刀具切土過淺,刀具合金含量低,孔內掉有鐵件,泥漿比重過大,鉆頭配錘過輕等都會造成鉆進不進尺。
5、鉆孔漏漿
在鉆孔過程中或成孔后,泥漿向外漏失而造成鉆孔漏漿。引起此施工事故的原因主要有:
⑴遇到透水性強或有地下水流動的地層,稀泥漿會向孔外漏失。
⑵護筒埋置過淺,回填土不密實或護筒接縫不嚴密,在護筒刃腳或接縫處漏漿。
⑶孔內水頭過高,孔內靜水壓力過大,而使泥漿沿孔壁向外漏失。
6、鉆具掉落
在進行樁基施工時,可能會發生鉆具掉落或其它物品掉入鉆孔的情況,引發事故的原因主要有:
⑴卡鉆??ㄣ@時強提強扭,操作不當使鉆桿疲勞裂斷。
⑵鉆桿接頭不良或滑絲,馬達接線錯誤,不得反轉的鉆機反轉而使鉆桿、鉆頭脫落。
7、糊鉆
糊鉆常出現在正、反循環回轉鉆進中。主要是:在軟塑粘土層回轉鉆進時,進尺快,鉆渣量大,出漿口堵塞造成的。
8、擴孔與縮徑
擴孔在任何鉆孔方法施工中都會發生。主要原因是孔壁坍塌造成的。縮徑引起的原因主要有兩種:
⑴鉆孔時,鉆錐磨耗嚴重,鉆錐補焊不及時,鉆錐成孔直徑比設計的孔徑要小而形成縮孔。
⑵在鉆進時,由于遇到土層中軟塑土遇水膨脹,使孔徑縮小形成縮徑。
9、鉆桿折斷
鉆桿折斷的施工事故主要發生在人力、機動推鉆和正反循環回轉鉆進時,其主要引發的原因有:
⑴選用的鉆機型號不對,鉆桿強度、剛度太小而折斷。
⑵在鉆進過程中,由于轉速不當,使鉆桿扭轉或彎曲折斷。
⑶地層堅硬,進尺太快,超負荷運轉鉆進造成鉆桿折斷。
(二)、灌注混凝土過程中出現的事故
灌注混凝土過程中最為常見的事故就是卡管或堵管??ü芑蚨鹿苁侵冈诠嘧⑦^程中,混凝土在導管中不能下落。主要原因有:
1、初灌時,由于混凝土本身的原因,坍落度過小、和易性差、夾有大卵石、拌和不均勻或在運輸過程中因坍落度過大離析,粗骨料集中導致卡管或隔水栓不能下落而卡管。
2、導管接縫處漏水,雨天運送混凝土未加遮蓋,使混凝土中的水泥漿被沖走,粗骨料過于集中導致卡管。
3、在灌注過程中,機械發生故障等原因使混凝土在導管內停留時間過長,或因為安排不當,混凝土灌注持續時間過久,初灌混凝土已初凝,增大了導管內混凝土下落阻力,致使混凝土堵塞在導管內造成卡管。
4、在灌注過程由于混凝土質量不佳,坍落度時大時小,和易性時好時壞,混凝土對導管的阻力不同卡管。
二、施工中常見事故的處理方法
在灌注樁施工中,對發生的事故做出正確的分析、判斷,采用恰當的技術措施,才能使工程質量不留隱患,減少對工程進度影響和經濟上的損失,如處理不當,更會給工程形象造成難以挽回的損失,所以,必須認真對待,認真處理。
1、坍孔
(1)鉆進過程中發生孔口坍塌時,可立即拆除護筒回填鉆孔,重新埋設護筒再鉆。若護筒底發生塌孔時,可用袋子裝粘土(粘土裝袋子的三分之一)沿護筒外回填,直到沒有明顯的下沉,然后在袋子上層再用粘土(水泥:粘土=1:3)回填至與護筒頂平,靜置4~5小時后再鉆。
(2)孔內發生坍塌,先判明坍孔位置,回填片石、砂、砂礫和黃土等混合物,到坍孔處以上1-2m。如果發生的情況較重則應全部回填,直到回填物沉積密實后再進行鉆進。
2、鉆孔偏斜
(1)采用循環鉆進,若坍塌不嚴重時可將鉆頭吊住在偏斜處上下反復掃孔使鉆孔正直。比較嚴懲時,采取回填砂、粘土到偏斜處,待沉積密實后再繼續鉆進。
(2)在鉆孔偏斜特別嚴重時,可在開始偏斜處設置少量炸藥爆破,然后用砂土和砂礫土回填至該位置以上1米左右,重新沖鉆。
3、流砂
在鉆進過程中,若遇到流砂,可根據具體情況適當減小孔內外的水位壓力,增大孔內泥漿的密度和粘土,使孔壁形成厚實的泥皮。
4、不進尺、糊鉆
若是鉆頭粘滿粘土塊,則要提出鉆頭,清干凈鉆頭上的糊鉆物;若是孔內沉渣未及時排出,應加大循環力度,提升鉆頭,將大部分沉渣排出后即可。如若因為鉆頭合金刀片安裝角度不對時,則應提出鉆頭,對鉆頭上的合金刀片進行調整。
5、鉆孔漏漿
若在穿過透水性強或有流動地下水的土層時發生鉆孔漏漿,需改善泥漿性能,增加泥漿比重和粘度來處理;若是護筒埋置所引起的,則重新夯實護筒四周的土層,水下鉆孔樁由潛水員用棉絮堵塞,封閉底縫,亦可重新外套或內套一個符合直徑要求的護筒進行處理;若是因為孔內外水頭差太大引起,則應減小內外水頭位差來解決鉆孔漏漿。
6、鉆具掉落
鉆具掉落后,應及時查明情況,若鉆錐被沉淀物或坍孔土石埋住,應先清孔,使打撈工具能接觸到鉆錐,再實施打撈工作。若是落入一般物件,可選用適當的打撈工具進行打撈。如用打撈環、打撈鉤。
7、擴孔與縮徑
擴孔:若擴孔后,孔壁不繼續坍塌,不影響鉆進,可不進行處理。若繼續坍塌,影響正常鉆進,則應按照坍孔事故進行處理。
縮徑:若出現縮徑情況,則可采用吊住鉆頭保持不進尺、上下反復掃孔的方法,以擴大孔徑,直到達設計要求為止。
8、鉆桿折斷
若發生鉆桿折斷事故,可先采用打撈法將掉落的鉆桿撈出,再換用新或大鉆桿繼續鉆進。
9、卡管、堵管
在灌注混凝土過程中,出現卡管、堵管事故,如有小型附著式振動器,則裝上振動器振松導管內混凝土,使混凝土下落。若無現成的設備則可采取鉆機配合,用主動卷揚機對導管進行高頻率的串動,靠混凝土的自重和導管上下串動的沖擊力,迫使導管內混凝土下落。如果是因為首批混凝土已初凝,可試用加大灌注混凝土的每斗方量,增大對導管內混凝土的壓力,沖破已初凝混凝土面,恢復正常灌注。
三、結束語
總之,在鉆孔灌注樁施工中,由于有著各種不確定、不可預測的因素,容易出現各種施工事故。在對這些事故的處理時,要因時制宜、因地制宜,針對實際發生的情況 ,查明確切引發的原因,再結合施工現場所具備的施工條件,采取合理的處理措施,做出正確的預防和處理。
 
參考文獻:
【1】中國建筑工業出版社.《鉆孔灌注樁的設計與施工》. 北京:張忠亭 丁小學,2007.
【2】中國建筑工業出版社.《實用樁基工程手冊》. 北京:史佩棟,2006.

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