浅谈钻孔桩施工事故处理

我国地域辽阔，地形及地貌相当复杂，在沿海一带尤为突出。钻孔桩在这些区域基建工程基础中发挥了重要作用。在现场施工中，或多或少会遇到一些钻孔桩施工事故，只是我们如何进行正确分析，及时采取设当而有效的措施进行处理、补救，这就是我们在施工中的工作重点。下面通过例举一些工程事故来作简要介绍。

一、塌孔

某特大桥北引桥N061-2#孔冲孔施工过程中，在孔深11m处冲孔锤击时没有感到锤击震动，而且不进尺，似有泥浆吸住钻头的感觉，泥浆比重为1.3，决定立即停锤，提出钻头测量检查发现孔深变浅，孔壁坍塌，经调查分析：该处为细砂层，由于透水性强而形成一层流砂，而护壁泥浆相对密度偏低，未能较好地形成泥浆壁护壁而使孔壁坍塌。针对此类塌孔，可根据流砂层特点，为了较好地稳固该层孔壁，采取填粒径20mm以上的大块片石回填孔深至8m处，添加黄土，增大护壁泥浆比重到1.6，具体操作为：低垂快打，一边抛片石、黄土，一边低垂冲击，将片石、粘土逐渐挤入流砂层，形成坚固孔壁，待孔壁稳定后，保持水头，继续正常冲孔。

塌孔还有其他的原因，比如：1 未及时补浆(或水)或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层；2 未及时补浆(或水)或河水、潮水上涨,或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,下端孔口漏水、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 在松散砂层中钻进速度太快、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁、遇溶洞漏浆补充不及时。

各种塌孔的预防和处理：1 在松散粉砂土和流砂中钻进时,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 汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增高水头；3 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；4 如发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填砂(或粘土)混合物到坍孔处以上l~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；5 吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入,严防触及孔壁。

二、糊钻

在粘土层与粘土类岩层中钻孔时，常常会发生糊钻现象，延缓进尺。某大桥基岩为泥岩，岩芯完整时强度很高，破碎被水浸泡后强度急剧下降。钻孔时，经仔细观察，发现此处糊钻有别于常见的糊钻：破碎的石屑呈块状，紧紧地嵌固于钻头的翼翅间，形成磨盘状，致使钻孔进尺困难。糊钻严重时，除泥浆循环口处，其余空挡均被泥块塞满，用铁镐锄挖也很费劲。

针对此桥钻孔糊钻的特点，可采取以下措施：1 降低泥浆比重，意在使刚被切削下来的岩屑迅速溶于水中，减少块状岩屑，从而延缓糊钻；2 增大泥浆泵入量，使泥浆循环及上升速度加快，及时将钻渣浮起排出孔外；3 定时空转，阻止或延缓包钻发生。操作时，每隔一小时活判断将要糊钻时即将钻头提起0.5m左右进行空转，空转时采用较高档位转速；4 采用较高档转速和少给进状态钻进，力图避免岩石破碎时呈块状，以延缓糊钻时间；5 简化钻头结构，把钻头改为四翼式。对于常见的糊钻,除上述应对方法外,还应减小冲程适当控制进尺,若已严重糊钻,应停钻,清除钻碴。

三、卡钻：

某大桥16-3#孔在夜班冲孔时出现急弯现象，未引起重视，用取渣筒取渣，结果使取渣筒被卡住，为了设法使取渣筒松动、脱离所卡位置，采取用钻头锤击取渣筒，结果反而使钻头也被卡住，经采取摆动卷扬机大绳，上下提松等方法，均未能使钻头及取渣筒松动脱离所卡位置。遇到此种情况时可采取如下方法:用接长Φ320mm钢管至钻头所卡处，锤击钻头，使其脱空。具体作法：用吊机提升已接长钢管，使其自由锤击钻头及取渣筒，经多次锤击，使钻头脱离被卡位置，然后摆动大绳提升钻头，用同样的方法使取渣筒脱空提出。对成孔处理：采用抛卵石、加黄土回填，使高于斜孔位置0.5m后重新钻孔。如实在无法使钻头松动，可采用水下爆破法，把钻头被卡位置岩石破碎，使钻头松动、提升。

卡钻的原因还有：l 未及时焊补钻头,钻孔直径逐渐变小,而焊补后的钻头大了,又用高冲程猛击,极易发生卡钻；2 钻孔形成梅花形,钻头被狭窄部位卡住；3 伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住钻头顶部或后部；4 孔口掉下石块或其它物件,卡住钻头；5 在粘土层中冲击的冲程太高,泥浆太稠,以至钻头被吸住；6 钻头钢丝绳松放太多,钻头倾倒,顶住孔壁。

各种卡钻的处理方法：处理卡钻应先弄清情况,针对卡钻原因进行分析处理。

宜待钻头有松动后方可用力上提,不可盲动,以免造成越卡越紧。1 当为梅花卡钻时,若钻头向下有活动余地,可使钻头向下活动至孔径较大方向提起钻头,也可松一下钢丝绳,使钻头转动一个角度,有可能将钻头提出；2 卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻，宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉入的石块落下；3 用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将钻头勾住后,与大绳同时提动,或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,有时能将钻头提出；4 在打捞过程中,要继续循环泥浆,防止沉淀埋钻；5 用压缩空气管或高压水管下入孔内,对准钻头一侧或吸锥处适当冲射,使卡点松动后强行提出；6 实用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正；7 用以上方法提升卡钻无效时,可试用水下爆破提钻方法,(在易坍塌土层中应慎用水下爆破法)。将防水炸药(少于lkg)放入孔内,沿锥的溜槽放到锥底,而后引爆,震松卡钻钻头,再用卷扬机和链滑车同时提拉,一般是能提出的。

四、导管进水：

某大桥桩基在灌注水下砼时，砼灌注至护筒口4m深处，发生导管脱落事故，导管掉入水中。及时用钢丝绳套打捞导管，导管内已进水，但是导管底未脱空砼面，导管埋深2m，导管内进水约4m。此时，由于砼面较浅且进水不多，为了补救，使砼能够灌注成功，可用小水桶掏干导管内的水后，用小绳绑棉纱吸干水，然后接导管继续灌注水下砼。

导管进水(俗称混凝土洗澡)的原因很多，主要有:1 首批混凝土储量不足,或虽然混凝土储量己够,但导管底口距孔底的间距太大,混凝土下落后不能埋没导管底口；2 导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水；3 导管接头不严,或焊缝破裂,水从接头或焊缝流入；4 导管长度出错。

预防和处理方法：为避免发生导管进水,事前要严格导管事前检查、签证,采取相应措施加以预防,万一发生,要立即查明事故原因,采取以下处理方法:若是上述第一种原因引起的,应立即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌和物通过泥石泵吸出或者用空气吸泥机吸出。不得已时需将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放钢筋骨架,导管并投入足够储量的首批混凝土,重新浇筑。

五、导管堵塞：

某大桥桩基在灌注水下砼约4m左右、砼灌入量约15m3时，发生了堵管现象，

尽管采用了提升起落导管，导管外安装临时附着振捣器振捣，均未能排除堵管故障。经仔细调查分析堵管原因是所用水泥受潮所致，用此水泥拌制出的砼，出槽和入灌时看起来性能较好，但倒置于地面上即发现其间夹杂有成团干燥状砼块，用手轻轻一捏即松散，砼陷度很小。此时，若堵管位置较浅，可用长竹竿上下捅导管内的砼，意使其松散再经提升起落导管后落入孔内，若堵管位置较深经排除无效后，应迅速拆除导管和拔出钢筋笼，用菠萝钻头重新施钻至设计标高。

堵管的主要原因有：1 气堵；2 混凝土离析堵管。混凝土堵管的现象还可能有许多其它因素,如混凝土内有异物卡在导管中,浇筑混凝土停顿时间过长以致混凝土初凝失去流动性,以及导管漏水造成混凝土离析,陈旧导管底口卷曲等等。因而在浇筑混凝土过程中,要密切注意以防止引起混凝土堵管事件的发生,浇筑过程尽可能连续有序,发生堵管要尽快处理,以避免贻误战机,造成返工。

处理措施：传统方法是锤击导管,使混凝土与导管间磨擦力减小;使用起吊设备上下抖动导管,并采取让导管快速下落,利用混凝土惯性力致使混凝土流动。当传统方法不能生效时可采用在导管内混凝土上施加压力的方法(如密封导管上口后向导管内注入高压空气),使混凝土流动。另外,对于气堵现象,也可向导管内插入排气管的方法进行针对性处理。

六、断桩：

某大桥桩基在灌注水下砼时，砼面距护筒口32m，导管埋深8m，由于工人不谨慎，拆管过多使其脱离了砼面，发生断桩事故。针对此事故，由于断桩处较深，应先用气举法吸出断层表面的松散混凝土和泥浆，然后用比钢筋笼直径小20cm的钻头钻入断层1m，在浇注混凝土前派潜水员下孔检查，清理断层表面的泥浆、沉渣，并沿钢筋笼内边安放4-6根下端封闭的直径100mm的钢管备用，进行二次封底。灌注混凝土后，做无损检查，若发现断层处仍有缺陷，则可以利用预埋的钢管作压浆处理，直至合格。

七、钢筋笼上浮：

某工程桩基在灌注水下砼时，首批砼刚灌注完毕，接着卸第二车料不到一分钟便发生了钢筋笼上浮现象，经调查分析，此次浮笼的主要原因是：混凝土表面接近钢筋笼底口时, 混凝土浇筑的速度(m3/min)过快,使混凝土下落冲出导管底口向上反冲,其顶托力大于钢筋笼的重力时所致。

克服钢筋笼上浮,除了主要改善混凝土流动性能、初凝时间及浇筑工艺等方面考虑外,还应从钢筋笼自身的结构及定位方式上加以考虑,具体措施:1 钢筋笼上端主筋焊固在护筒上或在钢筋笼上口增加压重,可以承受部分混凝土顶托力。2 在孔底设置直径不小于主筋的1~2道加强环形筋,并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼底部。3 适当加大初灌混凝土的坍落度及和易性,并掺和缓凝集以延长混凝土的初、终凝时间,以避免钻孔桩顶层混凝土形成强度较高的“硬层”,减小混凝土面上升对钢筋笼的顶托作用。4 在浇筑水下混凝土的过程中,应特别注意混凝土面到达钢筋笼底标高位置时的操作,为防止钢筋上浮,当混凝土面拉近钢筋笼底时应保持较大的埋管深度。放慢浇筑进度,以减少混凝土向上的冲击力,当混凝土面超过钢筋笼底2m左右,应减少导管的埋深,使导管底口处于钢筋笼底标高附近,并加快浇筑速度,以增加钢筋笼的埋深。当混凝土面高于钢筋笼底2~4m后即可正常浇筑。

以上的事故只是几种在钻孔桩施工过程中经常遇到的案例，我们要善于从中吸取教训，总结经验，在以后的类似桩基础施工中，就可尽量避免或及时采取有效措施加予补救。另外，对不同的地质情况，采取不同的施工方案和施工措施，是确保桩基施工成功的前提。因此，掌握地质资料，就是把住了问题的关键，做到对症下药。

张 洪 静

2010.07.15