桥梁工程中钻孔桩的施工与事故预防

许振宝杨同涛

中图分类号：[TU997]

摘要：钻孔灌注桩基础以它承载能力大、适用范围广及施工较为方便而被广泛地采用。桩基础作为工程强制监督内容之一，其施工要点及事故预防是工程质量监督的重中之重。

关键词：桥梁工程；钻孔桩；工程质量施工要点

随着我国交通事业的发展，公路运输交通量日益增长。为了适应运输事业发展需要，越来越多的公路桥梁需要拓宽，也要不断修建高等级的公路及高标准的桥梁。钻孔灌注桩基础以它承载能力大、适用范围广及施工较为方便而被广泛地采用。这就涉及到桩基础问题，作为工程强制监督内容之一，钻孔桩的施工要点及事故预防是工程质量监督的一个重要方面。本文对此进行简要的探讨。

一、工程施工要点

首先技术人员及测量人员必须熟悉设计文件，审核图纸，对于现场所设点线必须反复校核，力求准确无误。工地所有测设标志（桩位），均应明显醒目，并且有可靠的保护措施，施工人员均应妥善保护。无论是用冲抓锥、冲击锥成孔，或是用循环转机成孔，泥浆对成孔所起的作用是很大的。施工机具就位前，应认真进行检修，对于易损部件应有足够的备货。

对施工道路、用水管路、电力线路应综合考虑布置，以免相互影响。

1.1钻机到位。必须使其底座支垫平衡，支垫物不要压在护筒上。对于采用冲（抓）钻具的钻架必须用缆绳或斜撑予以加固，保证钻架顶部稳定，防止倾覆。回旋转钻机就位必须用水准尺校核，保证钻机起重滑轮、转盘中心（锥尖）、护筒中心在一条垂直线上，偏差不得大于2cm。钻进过程中，必须每班次进行对中校核，防止移位，发生斜孔或错台。钻进作业必须连续，不得长时间停钻(30min)。

1.2钻孔过程。应随时根据地质情况控制钻进速度，经常观察孔内情况，保证护筒内有足够的水头高度。尽量在工地置备发电机，安设紧急供电线路，以防突然停电使施工中断，造成塌孔事故。

钢筋骨架制做时要严格质量要求，尽量在每节端头加设加固十字撑。骨架的装卸、运输要轻装轻放，防止变形。钢筋骨架人孔力求竖直快速，支承点不应少于4点，各支撑点要均匀水平，且用垂球对中，确认竖直后方可施焊。骨架入孔应靠其自重自由下落或轻微摇动，不能强行踩压或转动。入孔完毕后，在孔口位置设置观察筋，用以观察钢筋是否上浮，亦要有防止骨架上浮的措施（通常把至少4根钢筋接长搭焊在钻架上）。

在钻机清孔以前，就应移置导管孔位附近，并在组拼前认真检查管体是否圆滑，竖向是否顺直，法兰盘与管体是否垂直，焊缝是否严密，垫圈是否完好，螺栓丝口是否可用等等，发现不合格时应禁止使用。安装时，导管拼装法兰盘要紧固，拧紧程度一致，下落要平缓，保证导管下口与孔底间距离在60~80cm之间，不得将此高度预留过大。

1.3混凝土拌和楼拌和。罐车输送混凝土灌注水下混凝土是最理想的。然而，目前很多单位都没有此条件，一般都是混凝土搅拌机拌和，翻斗车送浆。这样，必须在井口搭设1.5~ 2.0m的行车跑道，并设置出料台（斗）和流槽，以提高混凝土浆的下料高度，减缓和控制混凝土浆对导管的冲击力。最好在导管口设一橡胶管，用以排气。

二、钻孔桩易发生的事故及预防

2.1塌孔现象

各种钻孔方法都可能发生塌孔事故，在灌注过程中如发现井孔内水位忽然上升溢出，随即骤降并冒出气泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷也显著增加，就应怀疑是塌孔征象，可用测探仪探头或测探锤控测。

其塌孔原因是护筒底脚周围漏水，孔内水位差减水，不能保持原有静水压力；由于护筒周围堆放重物或机械振动等。发生塌孔后，应查明原因，采取相应的措施：

(1)没有及时加水，井孔内水压降低。

(2)护筒底（井口）没有造壁，振动后，井口塌陷。故在冲抓施工前，先在护筒内加稠泥浆及砾石，用冲击锥造壁3cm以上，即可预防事故发生。

(3)泥浆浓度不够，护壁不可靠。

(4)护筒周围回填黄土，末经分层夯实，经地表水的浸泡，使护筒底产生空隙。

(5)钻机施工，遇粉砂土等松散地层时，进尺太快没有好好护壁，也可导致坍孔。故在特殊地质，要控制好进尺速度。

(6)管理上的原因。由于成孔后，不能及时组织下道工序施工，拔了钻而停置时间过长，且孔内水位下降致使坍孔。所以在施工时，每一步都要细心安排。埋设护筒时，最好在护筒外壁的底脚处，加设井字框木，以利护筒和土壤的稳定，保证泥浆浓度，保持护筒内的水位高度。

2.2掉钻情况

(1)冲抓锥的钢丝绳因长时间磨损断裂。

(2)由于钻机操作人员不慎而使钻机反转。所以施工前对施工准备工作的检查和严格掌握操作规程是很重要的。发生这样的事故，可特制打捞钩放人孔内，反复起落，使打捞钩住钻头．在提上时钢丝绳吃劲即表示己钩住，可上拉，如果拉不上来，可用泥浆泵在锥头周围冲击起沉淀的淤泥，使之顺利提上。

2.3钻孔偏移或倾斜

偏斜孔是指钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致出现偏孔。该类事故发生的主要原因是地层软硬悬殊较大，或钻机（钻架）支垫不平衡，或“缆风”绳松紧程序不一所致。发生该类事故，会使钢筋骨架、导管不能正常安放，影响下道工序施工和工程质量。

2.3.1因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如果钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后，重新安装钻机恢复施工；钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静置稳定后重新开始钻孔。

2.3.2地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层的走向，尔后采用适当的回填材料（回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物）将钻孔回填至计算确定的高程处，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的，静置1~2h后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的，应根据情况静置2h甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中，应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻，以慢速钻孔。

2.4缩颈原因

缩颈可能是由于地层中夹有塑性土壤（橡皮土），遇水后膨胀，造成缩颈。该种情况出现的频率较小。如果出现这种情况，唯一的办法是扩孔到合乎标准为止。

2.5长管

2.5.1混凝土配合比不符合要求

坍落度小，和易性差，石料粒径大（超过导管直径的1/4）；在混凝土运输过程中使浆产生离析，而离析后的浆因粗骨料堆在一起进人导管，会加大混凝土浆与管壁的磨擦力，发生卡管。

2.5.2管理上的原因

拌和机出现故障，使灌浆的连续性受到影响，拖长了灌注时间：导管埋置深度太大，长时间不卸导管。这两种情况，都会使最初灌下的混凝土浆之扰动状态减弱，形成硬盖（初凝），使翻浆不顺利，造成卡管。再就是突然停电，没有准备发电机也会出现这种情形。

为了防止卡管，除了加强管理外，应严格控制施工配合比，试验人员应经常在工地现场检查坍落度。

2.6钢筋上浮

发生钢筋上浮的主要原因是导管牵挂钢筋骨架，或是长时间停顿以及长时间不卸导管，使混凝土浆表层结壳，同钢筋固结。这种现象多发生在初浇阶段。防止办法，除了按施工要点要求执行外，管理上要加强组织，再就是导管底下的3~4m导管应焊接一段长导管，不要法兰盘，避免挂筋。

2.7导管破裂

防止该事故的唯一办法，就是在施工前做好检查工作，不把没有把握的导管装上。浇筑时，在导管上口设排气口，以减轻气压对导管的冲击力。导管破裂后，一般浇灌的水下混凝土都是经过“洗澡”的混凝土，离析很大，故须及时用冲抓锥将其清出，重新灌注。

2.8脱管情况

发生脱管完全是人为事故，和自然因素无关。导致脱管主要由于测探错误，即混凝土表面深度测量不准确，有时只量到浮浆表面：记录错误，即已拆除的导管未作记录，造成提拔导管过高；再就是操作人员漫不经心，致使导管抽出，造成断桩。

2.9桩头上钢筋外露

(1)浇灌混凝土过程中，导管埋置过浅，管内压力高度不够，提管频繁，翻浆不利，混凝土运动形式不合乎翻浆规律，而是随着导管提升，将表面层浮动的浆砂混合物压向孔壁占去混凝土位置，形成露筋。这种情况多发生在终盘时井口的位置。

(2)下钢筋骨架接长焊接不端正，或未加保护措施，致使钢筋靠向孔壁。

(3)灌注混凝土时形成局部塌孔。

(4)由于泥浆及含砂率的原因，在终盘时，孔内所排泥浆，几乎全是流砂，这样，也会出现桩头钢筋外露。成为接近(1)的情况。

钻机成孔后严把换浆这道关，加长换浆时间，直至泥浆浓度、含砂率合乎规定要求才拔钻，才能保证钻孔的质量。

结束语；

以上各种事故如处理不当，要么由于灌注时间过长，首批混凝土已凝固，流动性降低，而后续混凝土冲破顶层上升形成夹泥层，均易形成断柱。对已发生或估计可能发生断桩，应钻芯取样作深入探查，或使用无破顶层上升形成夹泥层，均易形成断柱。对已发生或估计

可能发生的断桩，应钻芯取样作深入探查，或使用无破损检测，对其质量进行判定。视其结果，做出补强、加桩或废弃重钻孔等处理办法。

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