摘要:工程質(zhì)量事故會(huì)影響施工的順利進(jìn)行,如鉆孔灌注樁的施工中發(fā)生掉鉆事故會(huì)直接導(dǎo)致鉆孔施工的中斷。工程施工質(zhì)量事故會(huì)給工程留下隱患或縮短使用年限。最為嚴(yán)重的事故是造成人員的傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以說(shuō)對(duì)鉆孔灌注樁發(fā)生的事故的分析決不能掉以輕心,進(jìn)行分析,作出結(jié)論,總結(jié)防治措施。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;質(zhì)量;事故
一、引言
我國(guó)鉆孔灌注樁(簡(jiǎn)稱(chēng)鉆孔樁),是河南省公路職工從1960年開(kāi)始試驗(yàn)、研究,通過(guò)在使用中不斷改進(jìn),逐步發(fā)展起來(lái)的一種橋梁基礎(chǔ)施工的新形式。鉆孔樁的問(wèn)世,可以說(shuō)是橋梁基礎(chǔ)施工技術(shù)上進(jìn)行的一次革命。二十多年來(lái)實(shí)踐證明,鉆孔樁具有許多優(yōu)點(diǎn):主要是施工設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,可變水下作業(yè)為水上作業(yè),大大簡(jiǎn)化了施工工藝,縮短了工期,降低了造價(jià)。因此公路橋梁中廣泛地采用這一基礎(chǔ)形式。雖然鉆孔樁具有上述優(yōu)點(diǎn),但是施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)仍然不可忽視。在施工過(guò)程中由于對(duì)客觀情況估計(jì)不足或地質(zhì)情況有變化,鉆孔過(guò)程中常常出現(xiàn)一些事故,現(xiàn)就這些事故產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,提出淺顯的防止與處理方法。
二、鉆孔灌注樁
(一)坍孔
事故多發(fā)生在孔內(nèi),主要表現(xiàn)為孔內(nèi)水位突然下降;孔口水面冒細(xì)密的水泡;出土量顯著增加,沒(méi)有進(jìn)尺或進(jìn)尺量很??;孔口突然變淺,鉆頭達(dá)不到原來(lái)的孔深;鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加等等。
1、原因:
(1)護(hù)筒制作不符合要求,埋置護(hù)筒的方法不當(dāng),缺乏因地制宜、靈活的埋置方法。
(2)沖擊成孔中使用的泥漿不符合要求,粘土質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)或泥漿比重不足,起不到護(hù)壁的作用。
(3)沖擊成孔,孔內(nèi)的水頭高度不夠,低于地下水位,致使孔內(nèi)水位壓強(qiáng)降低,造成坍孔。
(4)在沖擊成孔時(shí),通有松散的砂層或粘性土的地質(zhì)層,沖擊速度快,忽視泥漿的密度,孔壁護(hù)壁不好,致使坍孔。
(5)在開(kāi)始沖擊鉆進(jìn)時(shí),沖程過(guò)大。由于機(jī)械的震動(dòng)力,使護(hù)筒的底部或砂層坍塌。
(6)掏渣時(shí),忽視向孔內(nèi)注入泥漿或水摻粘土,掏渣后;水位低于正常水頭高度,地下水高于護(hù)筒水位,使護(hù)壁被水位壓強(qiáng)破壞,造成坍孔。
(7)沖擊成孔的鉆具,掏渣時(shí),經(jīng)常撞擊孔壁,破壞了護(hù)壁層,使局部坍陷。
(8)在混凝土理入前,吊入鋼筋骨架時(shí),骨架偏位擺動(dòng)碰壞孔壁造成坍孔。
(9)清孔后放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng),沒(méi)及時(shí)澆入混凝土,而且沒(méi)有采取預(yù)防措施,造成坍孔。
2、預(yù)防措施
(1)嚴(yán)格控制泥漿的比重、粘度、膠體率等各項(xiàng)指標(biāo),確保泥漿指標(biāo)合格后,再進(jìn)行鉆進(jìn)進(jìn)尺。
(2)根據(jù)地質(zhì)、機(jī)械、鉆進(jìn)方法和泥漿指標(biāo)等實(shí)際因素,確定一個(gè)合理的鉆進(jìn)進(jìn)度,進(jìn)行鉆進(jìn),以保證井孔的穩(wěn)定性。一般來(lái)說(shuō),用反循環(huán)的方法鉆進(jìn):在硬粘土中,宜用低速鉆進(jìn),自由進(jìn)尺;在普通泥土中,宜用中高速鉆進(jìn)自由進(jìn)尺,在砂土以及含少量卵石的碎石土中,宜用中低速鉆進(jìn)、控制進(jìn)尺,防止泥漿護(hù)壁護(hù)不上。切忌一味地追求工期。盲目地加快鉆進(jìn)速度的做法。
(3)嚴(yán)格控制孔內(nèi)水頭標(biāo)高,確??妆谔幱谝环N負(fù)壓狀態(tài)。這一種情況,在水上施工的尤為量要,一般情況下,在砂層中鉆孔,要使孔內(nèi)的水頭高出外面的水面2.5-3.0m為宜。
(4)保證護(hù)筒有足夠的埋深,盡量符護(hù)筒埋置在穩(wěn)定的土層中。
(5)嚴(yán)禁將鉆機(jī)與護(hù)筒相連結(jié),以防止由于振動(dòng)引起孔口坍塌,造成大的塌孔事故。
(6)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況合理地安排同一墩位處各鉆孔樁的施工順序,以防止鄰近孔壁被擾動(dòng)引起堪孔。
3、應(yīng)對(duì)措施
發(fā)生坍孔后,應(yīng)立即查明坍孔處位置,分析地質(zhì)情況,然后采取如下措施:
(1)坍孔發(fā)生在護(hù)筒底腳處,根據(jù)實(shí)際情況,可以立即拆除護(hù)筒,回填鉆孔,重新埋設(shè)護(hù)筒后,再鉆進(jìn);采用加長(zhǎng)護(hù)筒,使護(hù)筒通過(guò)震動(dòng)錘繼續(xù)下沉,直至埋于坍孔位置以下,外圍用黏土或裝有黏土的草袋回填夯實(shí),重鉆時(shí),控制好泥漿稠度和水頭高度。
(2)若坍孔位置較深,則可以由測(cè)深錘和實(shí)際的地質(zhì)情況分析實(shí)際的坍孔程度,若不嚴(yán)重,則可以加大泥漿比重,繼續(xù)鉆進(jìn);若坍孔較為嚴(yán)重時(shí),則應(yīng)立即用砂或小礫石加黏土回填至坍孔以上位置,甚至將整個(gè)鉆孔全部回填,暫停一段時(shí)間,使回填土沉積密實(shí),水位穩(wěn)定后,重新鉆進(jìn),時(shí)刻注意不良現(xiàn)象的發(fā)生。
(3)若回填重鉆時(shí),經(jīng)采取以上措施仍連續(xù)、嚴(yán)重坍孔時(shí),根據(jù)地質(zhì)情況,可以用地質(zhì)鉆機(jī)鉆至坍孔區(qū)進(jìn)行壓漿處理,從而防漏堵漏,重新鉆進(jìn)。以上敘述的坍孔的預(yù)防治隨和處理方法,都是在十幾年工程施工中摸索的一些方法,還有許多不夠完善的地方,還需要不斷地加深理論研究和探討。
總而言之,坍孔是施工中經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題,要根據(jù)工程實(shí)際情況加以預(yù)防和處理,這就會(huì)減少工程的損失和浪費(fèi),降低工程的成本,提前竣工日期,盡早發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
(二)斜孔和彎孔
1、現(xiàn)象
現(xiàn)場(chǎng)鉆成的樁孔,垂直樁不垂直,或發(fā)生彎曲,斜樁斜度不符合要求。
2、原因
一是主觀原因,在鉆孔前沒(méi)有對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查修理,機(jī)架安裝不正,護(hù)筒埋的不正-二是客觀原因,鉆孔中間地質(zhì)有變化,如地層軟硬不均勻,或鉆機(jī)支撐點(diǎn)強(qiáng)度不均勻等,在鉆孔過(guò)程中鉆機(jī)領(lǐng)款都可導(dǎo)致上述現(xiàn)象。
3、預(yù)防和處理措施:第一,在施工中要嚴(yán)格按施工操作規(guī)程辦事;第二,對(duì)鉆機(jī)要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。安置鉆機(jī)前要夯實(shí)支撐點(diǎn)地基,鉆機(jī)安平后要嚴(yán)格校對(duì)鉆孔中心軸線;第三,對(duì)地質(zhì)變化情況要做到心中有數(shù),如縮孔或不規(guī)則擴(kuò)孔主要出現(xiàn)在地層變化處。如發(fā)生上述現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)調(diào)整進(jìn)鉆速度,泥漿稠度。并應(yīng)上下掃孔使鉆機(jī)逐漸正位。第四,彎孔較嚴(yán)重時(shí),如用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī),可提吊起鉆機(jī)在彎孔處上下反復(fù)掃孔,使鉆孔垂直。特別嚴(yán)重時(shí),應(yīng)回填砂黏土,沖擊鉆孔應(yīng)回填砂黏土夾砂卵石或小片石至彎孔以上0.5m,待沉積或用低沖程沖擊密實(shí)后,再鉆進(jìn);
(三)護(hù)筒變形(失效)
1、原因
(1)由于護(hù)筒下孔內(nèi)大面積坍孔,指使地層發(fā)生變化,從而使鋼護(hù)筒下沉并傾斜,去護(hù)筒作用;
(2)由于地下障礙物或護(hù)筒內(nèi)外壓力差過(guò)大,使護(hù)筒局部變形、開(kāi)裂、漏水,失去護(hù)筒作用。
2、應(yīng)對(duì)措施
(1)對(duì)于第一種情況,應(yīng)漿護(hù)筒拔除,然后回填重新埋設(shè);
(2)對(duì)于第二種情況,可根據(jù)護(hù)筒的長(zhǎng)短、破壞的位置、破壞的程度不同,采取如下措施:第一,如果變形的部位在鋼護(hù)筒的底部,且長(zhǎng)度不大,鋼護(hù)筒不漏水,則可以讓潛水員下水,用水下氧割的辦法把已變形的部位割掉提出;第二,如果變形的部位在鋼護(hù)筒的上部,且距表土的深度在1m以?xún)?nèi),鋼護(hù)筒不漏水,則可以在鋼護(hù)筒內(nèi)打米字撐,抽水至變形部位,用千斤頂調(diào)整已變形的鋼護(hù)筒;第三,如果變形的部位在鋼護(hù)筒的中部且漏水,則用千斤頂或卷?yè)P(yáng)機(jī)等其它提升設(shè)備,將整個(gè)鋼護(hù)筒提出,查出原因,找到解決辦法。
(四)卡鉆
1、原因
(1)用沖擊鉆施工時(shí),出現(xiàn)梅花孔,沖擊鉆頭被狹窄部位卡?。?/p>
(2)坍孔、落石或工具掉進(jìn)孔內(nèi),卡住鉆頭;
(3)長(zhǎng)護(hù)筒傾斜,下端為鉆頭沖擊變形,同鉆頭卡在一起。
(4)未及時(shí)焊補(bǔ)鉆頭,鉆孔直徑逐漸減小,而焊補(bǔ)超限,又用高沖程猛擊,發(fā)生卡鉆;
(5)伸入孔內(nèi)不大的探頭石未被打碎,卡住沖擊錐頂或錐腳,
(6)下鉆太猛,大繩松放太多,鉆頭碰撞在孔內(nèi)傾倒,頂住孔壁。
應(yīng)對(duì)措施事故發(fā)生后,應(yīng)明確卡鉆位置,查明該處的地質(zhì)情況,同時(shí)應(yīng)繼續(xù)攪拌泥漿,以防沉淀埋鉆。
三、總結(jié)
為避免鉆孔灌注樁質(zhì)量事故應(yīng)督促施工方認(rèn)真作好清孔,防止泥漿過(guò)稠及坍孔。開(kāi)始澆注混凝土?xí)r盡量以積累的混凝土產(chǎn)生的沖擊力克服泥漿阻力。為防堵管盡可能提高混凝土灌注速度并快速連續(xù)灌注,使混凝土和泥漿一直處于流動(dòng)狀態(tài)。嚴(yán)格按操作規(guī)程灌注混凝土及提升導(dǎo)管,灌注前檢查導(dǎo)管是否有漏水、彎曲等缺陷,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)解決。灌注期間每灌注2.0m或10min左右應(yīng)測(cè)1次混凝土面上升高度以確定每段樁體的充盈系數(shù),樁身混凝土的充盈系數(shù)應(yīng)大于1。每根灌注樁混凝土試塊大干等于3組且至少有一組同條件試塊,這對(duì)有拆模要求的樁基尤為重要。