鉆孔灌注樁灌注事故的預防及處理

張嘉霖,王佳音

（1.哈爾濱龍江公路勘察設計院；2.黑龍江省交通科學研究所）

1 導管進水

1.1 主要原因

（1）首批混凝土儲量不足,或雖然混凝土儲量已夠,但導管底口距孔底的間距過大,混凝土下落后不能埋沒導管底口,以致泥水從底口進入。

（2）導管接頭不嚴,接頭間橡皮墊被導管高壓氣囊擠開,或焊縫破裂,水從接頭或焊縫中流入。

（3）導管提升過猛,或測深出錯,導管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。

1.2 預防和處理方法

為避免發(fā)生導管進水,事前要采取相應措施加以預防。萬一發(fā)生,要當即查明事故原因,采取以下處理方法。

（1）若是上述第一種原因引起的,應立即將導管提出,將散落在孔底的混凝土拌合物用反循環(huán)鉆機的鉆桿通過泥石泵吸出,或者用空氣吸泥機、水力吸泥機以及抓斗清出,必要時需將鋼筋籠提出采取復鉆清除。然后重新下放骨架、導管并投入足夠儲量的首批混凝土,重新灌注。

（2）若是第二、三種原因引起的,應視具體情況,拔換原管重下新管；或用原導管插入續(xù)灌,但灌注前均應將進入導管內(nèi)的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管,必須用潛水泵將管內(nèi)的水抽干,才可繼續(xù)灌注混凝土。為防止抽水后導管外的泥水穿透原灌混凝土從導管底口翻入,導管插入混凝土內(nèi)應有足夠深度,一般宜大于200 cm。由于潛水泵不可能將導管內(nèi)的水全部抽干,續(xù)灌的混凝土配合比應增加水泥量,提高稠度后灌入導管內(nèi),灌入前將導管進行小幅度抖動或掛振搗器予以振動片刻,使原混凝土損失的流動性得以彌補。以后灌注的混凝土可恢復正常的配合比。

若混凝土面在水面以下不很深,未初凝時,可于導管底部設置防水塞（應使用混凝土特制）,將導管重新插入混凝土內(nèi)（導管側面再加重力,以克服水的浮力）。導管內(nèi)裝灌混凝土后稍提導管,利用新混凝土自重將底塞壓出,然后繼續(xù)灌注。

若如前述混凝土面在水面以下不很深,但已初凝,導管不能重新插入混凝土時,可在原護筒內(nèi)面加設直徑稍小的鋼護筒,用重壓或捶擊方法壓入原混凝土面以下適當深度,然后將護筒內(nèi)的水（泥漿）抽除,并將原混凝土頂面的泥渣和軟弱層清除干凈,再在護筒內(nèi)灌注普通混凝土至設計樁頂。

2 卡管

在灌注過程中,混凝土在導管中下不去,稱為卡管。卡管有以下兩種情況。

（1）初灌時隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因,如坍落度過小、流動性差、夾有大卵石、拌和不均勻,以及運輸途中產(chǎn)生離析、導管接縫處漏水、雨天運送混凝土未遮蓋等,使混凝土中的水泥漿被沖走,粗集料集中而造成導管堵塞。

處理辦法可用長桿沖搗管內(nèi)混凝土,用吊繩抖動導管,或在導管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落。如仍不能下落時,則需將導管連同其內(nèi)的混凝土提出鉆孔,進行清理修整（注意切勿使導管內(nèi)的混凝土落入井孔）,然后重新吊裝導管,重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔,須按前述第二項處理方法將散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。

提管時應注意到導管上重下輕,要采取可靠措施防止翻倒傷人。

（2）機械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導管內(nèi)停留時間過久,或灌注時間持續(xù)過長,最初灌注的混凝土已經(jīng)初凝,增大了導管內(nèi)混凝土下落的阻力,混凝土堵在管內(nèi)。其預防方法是灌注前應仔細檢修灌注機械,并準備備用機械,發(fā)生故障時立即調換備用機械；同時采取措施,加速混凝土灌注速度,必要時,可在首批混凝土中摻入緩凝劑,以延緩混凝土的初凝時間。

當灌注時間已久,孔內(nèi)首批混凝土已初凝,導管內(nèi)又堵塞有混凝土,此時應將導管拔出,重新安設鉆機,利用較小鉆頭將鋼筋籠以內(nèi)的混凝土鉆挖吸出,用沖抓錐將鋼筋骨架逐一拔出。然后以粘土摻沙礫填塞井孔,待沉實后重新鉆孔成樁。

3 坍孔

在灌注過程中如發(fā)現(xiàn)井孔護筒內(nèi)水（泥漿）位忽然上升溢出護筒,隨即驟降并冒出氣泡,應懷疑是坍孔征象,可用測深儀探頭或測深錘探測。如測深錘原系停掛在混凝土表面上未取出的現(xiàn)被埋不能上提,或探深儀探頭測得的表面深度達不到原來的深坍孔原因可能是護筒底腳周圍漏水,孔內(nèi)水位降低,或在潮汐河流中漲潮時,孔內(nèi)水位差減小,不能保持原有靜水壓力,以及由于護筒周圍堆放重物或機械振動等,均有可能引起坍孔。

發(fā)生坍孔后,應查明原因,采取相應的措施,如保持或加大水頭,移開重物、排除振動等,防止繼續(xù)坍孔。然后用吸泥機吸出坍入孔中的泥土；如不繼續(xù)坍孔,可恢復正常灌注。

如坍孔仍不停止,坍塌部位較深,宜將導管拔出,將混凝土鉆開抓出,同時將鋼筋抓出,只求保存孔位,再以粘土摻砂礫回填,待回填土沉實時機成熟后,重新鉆孔成樁。

4 埋管

導管無法拔出成為埋管,其原因是：導管埋入混凝土過深,或導管內(nèi)外混凝土已初凝使導管與混凝土間摩擦阻力過大,或因提管過猛將導管拉斷。

預防辦法：應按前述要求嚴格控制埋管深度一般不得超過6～8m；在導管上端安裝附著式振搗器,拔管前或停灌時間較長時,均應適當振搗,使導管周圍的混凝土不致過早的初凝；首批混凝土摻入緩凝劑,加速灌注速度；導管接頭螺栓事先應檢查是否穩(wěn)妥；提升導管時不可猛拔。

若埋管事故已發(fā)生,初時可用鏈滑車、千斤頂試拔。如仍拔不出,凡屬并非因混凝土初凝流動性損失過大的情況,可插入一直徑稍小的護筒至已灌混凝土中,用吸泥機吸出混凝土表面泥渣；派潛水工下至混凝土表面,在水下將導管齊混凝土面切斷；拔出小護筒,重新下導管灌注。此樁灌注完成后,上下斷層間,應照下面所述方法予以補強。

5 灌短樁頭

灌短樁頭亦稱短樁。產(chǎn)生原因：灌注將近結束時,漿渣過稠,用測深錘探測難于判斷漿渣或混凝土面,或由于測深錘太輕,沉不到混凝土表面,發(fā)生誤測,以致拔出導管終止灌注而造成短樁頭事故。還有些是灌注混凝土時,發(fā)生孔壁坍方,未被發(fā)覺,測深錘或測深儀探頭達不到混凝土表面,這種情況最危險,有時會灌短數(shù)米。

預防辦法是以下幾種。

（1）在灌注過程中必須注意是否發(fā)生坍孔的征象,如有坍孔,應按前述辦法處理后再續(xù)灌。

（2）測深錘不得低于規(guī)范規(guī)定的重力及形狀,如系泥漿相對密度較大的灌注樁必須取測深錘重力規(guī)定值。重錘即使在混凝土坍落度尚大時也可能沉入混凝土數(shù)十厘米,測深錯誤造成的后果只是導管埋入混凝土面的深度較實際的多數(shù)十厘米；而首批混凝土的坍落度到灌注后期會越來越小,重錘沉入混凝土的深度也會越來越小,測深還是能夠準確的。

（3）灌注將近結束時加清水稀釋泥漿并掏出部分沉淀土。

處理辦法可按具體情況參照前述接長護筒；或在原護筒里面或外面加設護筒,壓入已灌注的混凝土內(nèi),然后抽水、除渣,接澆普通混凝土；或用高壓水將泥渣和松軟層沖松,再用吸泥機將混凝土表面上的泥漿沉渣吸除干凈,重新下導管灌注水下混凝土。

6 樁身夾泥斷樁

大都是以上各種事故引起的次生結果。此外,由于清孔不徹底,或灌注時間過長,首批混凝土已初凝,流動性降低,而續(xù)灌的混凝土沖破頂層而上升,因而也會在兩層混凝土中夾有泥漿渣土,甚至全樁夾有泥漿渣土形成斷樁。

對已發(fā)生或估計可能發(fā)生夾泥斷樁的樁,應采用地質鉆機,鉆芯取樣,做深入的探查,判明情況。有下述情況之一時,應采取壓漿補強方法處理。

（1）對于柱樁,樁底與基巖之間的夾泥大于設計規(guī)定值。

（2）樁身混凝土有夾泥斷樁或局部混凝土松散。

（3）取芯率小于95％,并有蜂窩、松散、裹漿等情況。

用地質鉆機鉆芯取樣檢驗鉆孔樁質量方法,費時多,有時鉆孔歪斜,偏出樁外,不能查得結果。目前國內(nèi)外有許多非破損檢驗混凝土樁質量的方法。

從以上常見灌注事故的原因分析和處理方法可以看出：灌注樁施工應嚴格控制施工過程中的每一個環(huán)節(jié),若有質量事故出現(xiàn)時,應分析原因,采取合理的技術措施,及時設法補救。對于確實存在缺點的鉆孔樁,應盡可能設法補強,不宜輕易廢棄,造成過多的損失。經(jīng)過補救、補強的樁須經(jīng)認真的檢驗認為合格后方可使用。對于質量極差,確實無法利用的樁,應與設計單位研究采用補樁或其他措施。