钻孔灌注桩在土木工程应用中的事故及处理方法

摘要：钻孔灌注桩是地基处理中常用方法之一，对提高地基承载力及地基加固方面起着举足轻重的作用，本文就钻孔灌注桩实际应用中常见的事故及处理方法加以综述。 关键词：钻孔灌注桩；事故；处理措施。 中图分类号：u443.15+4 一、钻孔灌注桩概述。

目前，高大建筑的建造日益增多，相应地基承载能力及稳定性问题的探讨也在日趋激烈。钻孔灌注桩是利用钻孔机器，按照指定的桩位钻成设计深度的孔，然后在孔内放入钢筋笼，再灌注混凝土而形成的就地灌注混凝土桩。作为应用广泛的灌注桩不但具有施工所用设备简单，可以按照设计灵活选用，而且其整体承载能力与其他桩相比也是相对较大，更重要的是钻孔灌注桩的实用性比较广泛，同时也几乎不会受到不同地质环境的影响，满足一定设计规范的钻孔灌注桩能够把上部荷载均匀地传递到下部稳定地层中去，可以降低基础不均匀沉降，同时在一定程度上也起着抗倾覆的重要作用，无挤土效应。钻孔灌注桩的施工顺序是：施工现场准备—桩位的放样—护筒的埋设—钻机的安置—准备泥浆和钻进—成孔检测—清孔—钢筋笼的安放—导管的安置—混凝土施工—基桩检测。下面就实际工程操作可能存在一些钻孔事故加以阐述。 二、钻孔事故的预防及处理

实际工程施工中，可根据不同的地质条件，选择合适的钻机钻头

以及相对应的钻孔方式，但还是有不少问题避免不了，常见的钻孔事故可归纳为：缩孔、偏斜孔、塌孔、护筒脱落、卡管、断桩、钢筋网上浮、水下混凝土灌注封底失败等。 1、缩孔

缩孔是指成孔后出现孔径小于设计桩孔径的现象，其原因是此类地层含水高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。

针对发生缩孔的原因，对应的主要处理措施：

（1）将旋转钻机的钻头，提起到偏斜处，再进行反复扫孔，直至钻孔正直。

（2）成孔后立即验孔，安放钢筋笼，浇筑桩身混凝土。 2、偏斜孔

偏斜孔是指打钻成孔后，成孔不直，垂直方向上有较大的偏差现象。造成偏斜孔原因主要是桩架不稳，钻机倾斜，所钻土层中有大块岩石等原因导致的钻头所受阻力不均匀，使钻头偏离方向，桩孔倾斜，垂直度超偏，从而使桩的承载力降低。 相应的处理措施有：

（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，再重新安装钻机恢复施工；另外，对于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）当探头受力不均时，应控制好钻杆的进尺，降低钻速，上

下反复扫孔，如果还是不行可采取回填孔，待冲平后再开钻。 （3）当偏斜过大时，可填入石子、粘土等重新钻进，控制钻速、慢速上下提升、下将，往复扫孔纠正。 3、塌孔

塌孔一般是指成孔过程中，孔壁发生塌落，造成钢筋笼放不到底，桩底部有很厚的泥夹层的现象。

处理措施有：以泥浆护壁为主要预防措施，特别要注意的是做好护筒底面的防塌孔措施，因为此处是整个孔的危险部位；当泥浆密度不够时，一般是起不到护壁的作用的；

（1）当地质条件较差时，可先做好施工工艺试验，得到相关的经验后再展开施工。当施工现场出现塌孔时，可立即拆除护筒同时回填钻孔，重新埋深护筒再钻进；在地质条件为松散沙土或流沙时，应控制好进尺，选用较大密度、粘度的优质泥浆护壁，也可以投入粘土掺片石、卵石，进行低锤密击等措施。

（2）如果发生的是孔内坍塌，应首先判明坍塌的位置，再回填砂和粘质土混合物到坍孔处以上1m-2m左右，可加大泥浆比重、加高水头等，然后继续钻进。如果塌孔严重时，就应全部回填密实，重新钻孔。

（3）如果发生的是孔口坍塌，确定位置后将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到坍孔位置以上1～2m，如果是坍孔严重，应全部回填，待沉积密实后再进行钻进。 4、护筒脱落

护筒脱落是由于护筒背后回填质量不好受地面流的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。护筒在钻孔中起着固定桩位，保护孔口不发生坍塌的作用。当施工过程中处理护筒脱落的紧急措施是立即停止钻孔，将钻机移开，再采取相应措施处理。即，若是由于地面流水引起的可先排除流水，在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏，然后重新安装护筒，恢复钻孔施工。 5、卡管

卡管一般是指因混凝土和易性差、混凝土中含有大块度骨料或受潮凝固的水泥块、灌注混凝土冲击力不足等原因导致水下混凝土灌注过程中无法继续进行的现象。

对应于引起卡管的不同原因有不同的处理措施：

（1）由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果在保证导管最小安全埋深确定）提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理；

（2）由于混凝土冲击力不足造成的，应及时加长上部导管的长度，而后，以一次性较大量混凝土冲击灌注达到疏通导管的目的； （3）采取“二次砍球法”进行处理。具体操作方法：将导管插入已灌注混凝土中0.5～0.8m，而后按照水下封底的操作方法实施二次封底。

注意：以上几种方法处理不能奏效应立即停止，认为已断桩。 6、断桩

断桩是由于灌注中提升导管失误、混凝土供应中断（下雨、停电、机械故障等）或导管漏水等原因导致导管中已灌注的混凝土与导管的混凝土隔断，无法继续灌注的现象。

为防止断桩事故的发生，采用直升导管法时，导管灌入的混凝土深度常取值在2～4m，不应小于1m；如果在灌注过程中认定发生断桩事故后，应立即停止灌注，提拔导管和钢筋笼，使得将损失降低到最小。并根据实际情况采取相应的办法处理：

（1）当断桩截面位置大致在设计桩全长的三分之一以下时，一般采取冲击钻清除已灌注部分，再实施原位恢复。

（2）当断桩截面位置大致在设计桩全长的三分之二以上且距离孔口深度不大于10m时，首先进行钻孔壁的加固，然后进行钻孔桩的接长。

（3）当断桩截面位置在设计桩全长的三分之一与三分之二之间的，就相应对上述方法进行可行性对比，选择经济可靠的处理方法。 6、钢筋笼上浮

钢筋笼上浮指当钢筋笼的加固不可靠或灌注过程中由于操作因素带来的钻孔桩钢筋笼移位的现象。

为防止钢筋笼上浮的事故，应在混凝土面接近钢筋笼底时保持较大的埋管深度同时控制较慢的灌注速度。如果发现钢筋笼上浮，应立即暂停灌注，根据具体情况采取相应措施处理：

（1）当钢筋笼上浮在1倍直径以下时，在采取有效防止上浮的措施后可以继续灌注；对于悬吊钢筋焊缝脱落的情况，应及时补焊；

悬吊钢筋弯曲的情况，应增加钢管支撑。

（2）当钢筋笼上浮比较严重时，必须拔出钢筋笼，同时比照断桩进行处理。

7、水下混凝土灌注封底失败

水下混凝土封底失败是由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后，使得水下混凝土没有封底的现象。目前，常用直升导管法进行水下混凝土的灌注，要控制好每根桩的灌注时间在8h以内。

封底失败后，应立即暂停灌注，及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。

（1）地层稳定性较好的，应采取导管内安装高压风管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净，重新请示监理检查，符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。

（2）地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注混凝土部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高后，请示监理单位检查合格后进行水下混凝土灌注。 参考文献：

[1] 江正荣等编著.地基与基础工程施工禁忌手册.北京：机械工业出版社，2005

[2] 张忠苗等著.灌注桩后注浆技术及工程应用.北京；中国建筑工业出版社，2009