桥梁工程钻孔灌注桩质量事故预防及纠正措施探析

刘淑丽

摘要：结合泥浆护壁成孔灌注桩在桥梁工程中的广泛应用，对混凝土灌注桩从钻孔到骨架存放、运输、起吊就位，到水下混凝土灌注的工艺过程出现的质量事故的预防及纠正措施的探析。

关键词：桥梁工程;泥浆护壁;灌注桩; 质量事故预防措施

Abstract: Combining the wide application of slurry supporting pore-forming bored concrete pile in the bridge engineering, this paper analyses the the quality accidents appearing in the process of bored concrete piles from drilling to store, transport, hoisting, and the underwater concrete pouring, and then puts foreward the prevention and corrective measures.

Keywords: bridge engineering; slurry supporting; bored concrete piles; quality accident prevention measures

中图分类号: U443.15+4文献标识码：A文章编号：

目前，泥浆护壁成孔灌注桩在桥梁工程中广泛应用，且工艺日趋完善。钻孔灌注桩施工是一项工序较多，技术要求较高，参与工种较多，工作量大且需要在一个短时期内连续完成的地下隐蔽工程施工。隐蔽工程施工不合格将不能进行下一道工序施工，而且将影响整个桥梁工程的质量，因此要十分重视灌注桩施工各环节的质量控制，并预防质量事故的发生，一旦出现质量事故要及时采取措施纠正。

一、常见的钻孔（包括清孔）质量事故的原因及处理

常见的钻孔事故有以下几种：坍孔、钻孔偏斜、钻孔落物、糊钻和埋钻、扩孔和缩孔、钻杆折断、钻孔漏浆等。

（一）扩孔和坍孔

发生的原因相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。常用预防措施有控制进尺速度、选用适用护壁泥浆、保证孔内必要水头、避免触及和冲刷孔壁等。孔内局部坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理；孔内坍塌，回填砂和黏质土（或沙砾黄土）混合物道坍孔处以上1m-2m，入坍孔严重应全部回填，待回填物沉积密实后再钻。

（二）钻孔偏斜

1．产生的原因：（1）钻头受到侧向力；（2）扩孔处钻头摆向一方；（2）钻杆弯曲、接头不正；（4）钻机底座未安置水平或移位。

2.钻孔偏斜后，应查明偏斜情况。一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时应回填黏质土道偏斜处，待回填沉积密实后再钻。

（三）钻孔漏浆

造成钻孔漏浆的原因有泥浆稀、护筒制作埋置不良、水头过高等，可查明原因对症下药。

二、灌注水下混凝土质量事故的预防及处理

灌注水下混凝土是成桩的关键工序，灌装过程中应分工明确，密切配合，统一指挥，做到快速、连续施工，灌注成高质量的水下混凝土，防止发生质量事故。

如出现事故时，应分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救。对于确实存在缺点的孔桩，应尽可能设法补强，不宜废弃，造成过多的损失。

经过补强的桩必须经认真的检查认为合格后可使用。对于确实无法利用的桩，应与设计单位研究采用补桩或其他措施。

（一）导管进水

1.主要原因

（1）首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。

（2）导管接头不严，接头间橡皮垫北倒灌高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。

（3）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。

2.预防和处理方法

为避免发生导管进水，事前要采取相应措施加以预防。万一发生，要当即查明事故原因，采取以下处理方法：

（1）若是上述第一种原因引起的，应立即将导管拔出，将散落在孔底的混凝土拌合物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水利吸泥机以及抓斗清出，不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新放下骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。

（2）若是上述第二、三种原因引起的，应视具体情况，拔换原管重新下官；或用原导管插入续灌，但灌注前应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重新下管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可以继续灌注混凝土。为防止抽水后导管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口翻入，导管插入混凝土内应有足够深度，一般宜大于2000mm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器予以振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。

（二）卡管

在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。卡管有以下两种情况：

1.初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌合不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。

处理办法可用长杆冲捣管内混凝土，用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则需将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整（注意切勿使导管内的混凝土落入井孔），然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔，需将散落在孔底的拌合物料等予以清除。

提管时应注意到导管上重下轻，要采取可靠措施防止翻倒伤人。

2． 机械发生故障或其他原因使混凝土在导管内停留时间过久，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已初凝。增大了倒杆内混凝土下落的阻力，以致混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中掺入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。

当灌注时间已久，孔内首批混凝土已初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安设钻机，利用较小钻头将钢筋笼内的混凝土钻挖吸出，用冲抓锥将钢筋笼逐一拔出。然后以黏土掺加砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。

（三）坍孔

在灌注过程中如发现井孔护筒内水（水泥浆）位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用探测仪探头或测深锤探测。如测深锤原系停挂在混凝土表面上未取出的现被埋上不能上提，或探测仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。

坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，或在潮汐河流中涨潮时，孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能发生坍孔。

发生坍孔后，应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。

如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保持孔位，在意黏土掺砂砾回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。

（四）埋管

导管无法拔出称为埋管，其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土一初凝使导管和混凝土间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。

预防办法：应按前述要求严格控制埋管深度一般不得超过6—8米；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣。使导管周围的混凝土不致过早地初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓实现应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。若埋管事故已发生，初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍不拔不出，凡属非因混凝土初凝流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面泥渣；派潜水工下至混凝土表面，在水下将导管齐混凝土表面切断；拔出小护筒，重新下导管灌注。

（五）钢筋笼上升

钢筋笼上升，除了一些显而易见的原因是由于全套管上拔、导管提升钩挂所致外，主要的原因是由于混凝土表面接近钢筋笼底口，导管底口在钢筋笼口以下3m至以上1m时，混凝土灌注的速度过快，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所致。

为了防止钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3m至高于钢筋笼底1m之间，且混凝土表面的钢筋笼底部上下1m之间时，应放慢混凝土灌注速度。

克服钢筋笼上升，除了主要从上述改善混凝土流动性能、初凝时间及灌注工艺等方面着眼外，还应从钢筋笼自身的结构及定位方式上加以考虑。具体措施为：（1）适当减少钢筋笼下端的箍筋数量，可以减少混凝土向上的顶托力；（2）钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有防止其上升的作用；（3）在孔底部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焊接于钢筋笼的底部，实践证明对于克服钢筋笼上升是行之有效的。

（六）灌短桩头

灌短桩头亦称短桩。产生原因：灌注将近结束时，浆渣过稠，用测深锤探测难于判断浆渣或混凝土面，或由于测深锤太轻，沉不到混凝土表面，发生误测，以致拔出导管终止灌注而造成短桩头事故。还有些是灌注混凝土时，发生孔壁坍方，未被发觉，测深锤或测深仪探头达不到混凝土表面，这种情况最危险，有时会灌短数米。

预防办法是：

（1） 在灌注过程中必须注意是否发生坍孔的征象，如有坍孔，应按前述办法处理后再续灌。

（2） 测深锤不得低于规范规定的重力及形状，如系泥浆相对密度较大的灌注桩必须取测深锤重力规定值。重锤即使在混凝土坍落度尚大时也可能深入混凝土数十厘米，测深错误造成的后果只是导管埋入混凝土的深度较实际的多数十厘米；而首批混凝土的坍落度到灌注后期会越来越小，重锤沉入混凝土的深度也会越来越小，测深还能够准确的。

（3） 灌注将近结束时加清水稀释泥浆并掏出部分沉淀土。

（4） 采用热敏电阻仪或感应探头测深仪。

（5） 采用铁盒取样器插入可疑层位取样判别。

处理办法可按具体情况参照前述接长护筒；或在原护筒里面或外面加设护筒，压入已灌注的混凝土内，然后抽水、除渣，接浇普通混凝土；或用高压水将泥渣和松软层冲松，再用吸泥机将混凝土表面上的泥浆沉渣吸除干净，重新下导管注水下混凝土。

（七）桩身夹泥、断桩

大都是以上各种事故引起的次生结果。此外，由于清孔不彻底，或灌注时间过长，首批混凝土已初凝，流动性降低，而续灌的混凝土冲破顶层而上升，因而也会在两层混凝土中夹有泥浆渣土，甚至全桩夹有泥浆渣土形成断桩。

对已发生或估计可能发生夹泥断桩的桩，应采用地质钻机，钻芯取样，作深入的探查，判明情况。有下述情况之一时，应采取压浆补强方法处理。

1、对于柱桩，柱底与基岩之间的夹泥大于设计规定值。

2、桩身混凝土有夹泥断桩或局部混凝土松散

3、取芯虑小于95%，并有蜂蜜、松散、裹浆等情况。

用地质钻机芯取样检验钻孔桩质量方法，费时多，有时钻孔歪斜，偏出桩外，不能查的结果。宜用非破损检验混凝土桩（包括预制桩和灌注桩）质量的方法。

总之，建设工程质量不仅关系到建设工程的适用性和建设项目的投资效益，同时也关系到人民群众的生命和财产的安全。对建设工程质量实施有效控制，保证工程质量达到预期目标，达到建设工程项目管理中质量控制的任务。