钻孔灌注桩施工事故探讨

范金友

摘要：钻孔灌注桩在施工过程中，常因施工质量不好而产生各种事故，其中有部分事故是由于环境变异引起的。要从根本上解决质量问题，作者提出了若干建议。

关键词：环境变异、支护结构、管理监督

目前，大型桥梁的桥墩一般都选用钻孔灌注桩作为基础。与预制桩相比，钻孔灌注桩的主要问题是桩身的混凝土质量不易控制和保证，在地下、水下灌注混凝土过程中，容易出现断桩、缩颈、露筋和夹泥等现象。这主要是施工质量不好造成的。

一、常见事故表现形式及其危害性

钻孔灌注桩在我国使用己有40年历史，早年主要用于交通部门的桥梁建设中。随着建设规模愈来愈大、单桩承载力要求愈来愈高，钻孔灌注桩也越来越多的使用在高层建筑结构。

钻孔灌注桩事故常见形式有以下七类：

(1)孔壁坍塌，其原因很多，但不外护壁不力，土质不好等二方面。其危害性极大，使孔底沉渣增多变厚、使单桩混凝土方量激增，充盈系数变大、使桩端与持力层不接触，降低桩端阻力、使桩侧土体变松软，降低桩侧磨擦力，形成一个“软垫子”、一个“软套子”。

(2)桩身缩颈、夹泥和断桩，其原因更多，其中最主要的一种原因就是灌注混凝土过程中孔壁局部坍塌和内挤，这种事故使桩的完整性在受损害，桩身的强度和承载能力都降低。

(3)混凝土导管漏水，使浇灌的混凝土断断续续地被水冲稀而严重离析。

(4)混凝土导管堵塞，其主要原因是隔水塞制做粗糙，导管内壁不平直，变形过大，使隔水塞受阻卡住。其后果是己浇好的混凝土面上易重新积存沉渣，处理堵管需要时间，新混凝土与已浇混凝土之间存在夹泥，易致断桩。

(5)桩身蜂窝、麻面、露筋，其主要原因有二：其一，作为受弯构件的水平承载桩布筋过密，筋间净距过小(<60mm)，混凝土粗骨料就难以从笼内挤出笼外填满孔壁与钢筋笼间的空隙，混凝土严重离析；其二，钢筋制做不精良，段间焊接空中作业操作不规范，笼体弯曲不直，笼与孔壁间隙过大或过小，其后果是严重削弱桩的轴向受压和抗弯的承载能力；用作基坑开挖支护的桩，露筋不但影响观瞻，还易生锈蚀。

(6)桩头(包括桩头以下相当一段上部桩身)浮浆，缺失粗骨料且疏松几乎无强度，其主要原因是混凝土离析。其后果是桩上段承载能力丧失，必须截除后重新灌注混凝土。

(7)钢筋笼上浮或下沉，其主要原因是导管置放和上拔过程中挂住钢筋笼，带动它一起上下。其后果是桩的承载能力严重削弱。

二、环境变异引起桩基工程事故分析与处理

上述问题在施工时若不及时处理，会大大影响结构的正常使用，更有甚者会导致巨大的工程事故。但各种事故都不是孤立的，而是互为因果或多因一果的。

2.1鉴别施工质量和环境变异两种原因的方法

桩基工程事故发生后，常不可避免地为查明原因、分清责任的问题而发生争执，有的桩基施工单位自查报告中陈述了施工质量是好的种种理由，而建设单位面对桩基工程事故确已发生的现实，认为桩基施工质量有问题，双方争执不下，诉至仲栽机构或专家系统，这时，仲栽机构(包括当地建设主管部门及其领导)以及专家系统必须严格按“以事实为根据、以法规为准绳”的原则，公开、公正和公平地执行自已为政府办事和为人民主持公道的神圣职责。应深入调查研究、实地踏勘查访、详细占有资料、深入分析原因，同时耐心地听取争执各方的陈述意见，反复论证推敲，审慎地提出最终的仲栽结论意见，切忌主观片面、先入为主，更不容许受到利益驱动而拘私枉法。事实上，要分清施工质量和环境影响两种原因还是有办法的。以开挖基坑和邻近打桩或挖坑、抽水为例，其步骤是：

(1)查阅桩基工程施工验收报告和检测报告(特别是低应变动测报告)，然后再事故发生后再检测一次或多次，掌握其发展趋势和发展速度，如果有明显变化或变化速度较快，则说明主要原因是变异；

(2)观测群桩桩头的位置及其变化，如发现移位是一边倒或从外向里移，则表明环境变异是主要原因的可能性大；只须对照本工程基坑开挖的顺序和邻坑开挖的过程与桩位移动趋势之间的关系，就可生动形象地模拟推演出桩基事故发生发展的动态过程；

③观测群桩桩头的倾斜程度及其变化，其理由同上；

(4)观察工地现场的地形、地貌和地物，包括坑底的形状、基坑周围房屋及其他构筑物形状、基坑支护结构的位移状况，可以发现基坑开挖、打桩和降水等环境因素变异不仅影响到桩基，而且在所有与之有关的建(构)筑物上都会有所反映。反言之，如果上述趋势不突出、变化速度不大，桩基质量检测报告第一次就存在大量问题，则施工单位难辞其咎，无法推卸责任。不过，首次检测时间是在基坑开挖到一定深度之后进行的，出现的质量问题应该是综合因素造成的。这时应该查阅基坑支护结构、邻近建(构)筑物以及坑外地面的水平和竖向位移情况，作为推论的主要判断武器。

2.2环境变异引起桩基工程事故的处理对策

预防措施是：加强支护结构的强度和刚度、尽量减少基桩变位；严格规定并实时控制基坑开挖、降水、打桩的方法、速度和顺序；承台跳挖跳筑；加强承台间的纵横向连系梁；控制坑外环境变异的时间与空间限度。必要地采取筑中心岛向外斜撑的施工方法，尽量减少开挖对工程桩的影响。若淤泥土层实在太厚太软，还应用水泥土(旋喷或粉喷)在坑底淤泥质土内做暗撑；桩头混凝土垫层宜分块跳浇，然后连成整体，避免一次开挖到底，淤泥上涌。用地震测震法监测邻近打桩对待建场地基土可能产生的振动量级；配合土工动力三轴压缩仪进行动强度和坳变形性能的测定以及砂土、粉土的液化势测定；基坑降水和环境水对工程桩沉降的影响有许多工程事故先例，在充分调查研究和理论分析的基础上应作出定性判断和定量计算来，特别是深厚软土地基中的摩擦桩和深层降水条件下的短桩基础(它一般已进入浅层粉土持力层，但下卧有软土和砂土)，降水所引起的附加固结沉降数量十分可观。

三、防止桩基工程事故发生的治本措施

桩基工程是一种隐蔽工程，同时又是基础工程，全面开展桩基工程的质量监督，大力防止桩基工程事故的发生，把恶性事故消灭在其萌芽状态之中，要达此目标必须在做好下列几件工作：

3.1建立和充实桩基质量管理和咨询队伍

由于近十余年来工程建设规模发展的速度很快，同时工程质量事故的发生之多也十分骇人，其中地基基础(尤其是桩基)更为突出，因此各地区应根据当地桩基工程规模的之情况，建立和充实桩基质量管理的专职队伍或各级质监站配备岩土工程专业的质量管理人员。这一队伍宜与工程技术专家委员会配合，并有建筑勘察设计管理部门和建设监理部门的主要负责人参加，共同组成一个对桩基工程勘察、设计、施工、检测负责全面审查、咨询的非官方工作组，接受建委的指导和委派，对大型工程的桩基工程或具有高难度技术性质的桩基工程进行审查和技术咨询，对其中有关勘察、设计、施工、检测和监理方面的意见和建议作出明确决议，提供给各主管部门参考执行。这样的组织形式可解决当前质监站对桩基工程的勘察和设计质量问题难以直接过问的现状，也可以对监理单位在桩基工程实施过程中监理职责提出要求，指出重点监理项目内容。

3.2建立必要的规章制度

各省、市、区的特大型中心城市应结合本地区实际情况建立有关桩基工程的各项规章制度，如《桩基工程质量监督管理规定》，又如《桩基质量检测单位资质审查办法》等地方法规性文件，以利严格把关，明确责任，防微杜渐，在这些文件中，应明确规定重要桩基工程必须委托质量监督和委托监理，还应明确质量监督的内涵除了施工部分以外还要包括勘察、设计、检测等方面的内容，只不过执行勘察、设计等质量监督的人员除了质监站的以外，主要是有：有关主管部门负责人和相关专业资深专家。在这些文件中应特别强调桩基工程质量检测数据的准确性要求。

重要工程的桩基工程勘察报告和桩基施工图都应通过全面审查；桩基施工质量检验工作必须由有相应等级资质的检测单位负责完成；一定要通过桩基检验和验收认为合格后方能进入下一道工序施工。

3.3强化和完善对桩基工程施工质量的监督

坚决执行桩基工程设计交底会制度。重点讨论和决策桩持力层的选择、桩端入持力层的深度、贯入度和桩长双控制的确切要求、桩极限承载力和设计承载力的确定、冲穿持力层可能性的估计以及设计对桩基施工的要求等。

接着结合桩基工程专项招投标工作，认真审查施工单位资质、业绩及软硬件(技术和机械设备实力)情况。确定试成孔、试成桩和试桩桩位。

严格执行试成桩制度，确定试成孔和试成桩工艺，贯入度选定，桩身检验设备、操作等都应纳入质量监督范围。

施工全过程应通过质监保证原始记录的完整性、真实性和准确性。

参考文献：

【1】 李东林.浅谈施工中钻孔桩的使用[J]. 建材与装饰(中旬刊). 2008(04)

【2】 李敬.钻孔灌注桩混凝土水下灌注中的质量事故预防[J]. 中国农村水利水电. 2006(06)