橋梁工程鉆孔灌注樁質(zhì)量事故預(yù)防及糾正措施探析

1、    橋梁工程鉆孔灌注樁質(zhì)量事故預(yù)防及糾正措施探析    劉淑麗摘要：結(jié)合泥漿護(hù)壁成孔灌注樁在橋梁工程中的廣泛應(yīng)用，對(duì)混凝土灌注樁從鉆孔到骨架存放、運(yùn)輸、起吊就位，到水下混凝土灌注的工藝過(guò)程出現(xiàn)的質(zhì)量事故的預(yù)防及糾正措施的探析。關(guān)鍵詞：橋梁工程;泥漿護(hù)壁;灌注樁; 質(zhì)量事故預(yù)防措施abstract: combining the wide application of slurry supporting pore-forming bored concrete pile in the bridge engineering, this paper analy

2、ses 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; qualit

3、y accident prevention measures中圖分類號(hào): u443.15+4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：目前，泥漿護(hù)壁成孔灌注樁在橋梁工程中廣泛應(yīng)用，且工藝日趨完善。鉆孔灌注樁施工是一項(xiàng)工序較多，技術(shù)要求較高，參與工種較多，工作量大且需要在一個(gè)短時(shí)期內(nèi)連續(xù)完成的地下隱蔽工程施工。隱蔽工程施工不合格將不能進(jìn)行下一道工序施工，而且將影響整個(gè)橋梁工程的質(zhì)量，因此要十分重視灌注樁施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，并預(yù)防質(zhì)量事故的發(fā)生，一旦出現(xiàn)質(zhì)量事故要及時(shí)采取措施糾正。一、常見(jiàn)的鉆孔（包括清孔）質(zhì)量事故的原因及處理常見(jiàn)的鉆孔事故有以下幾種：坍孔、鉆孔偏斜、鉆孔落物、糊鉆和埋鉆、擴(kuò)孔和縮孔、鉆桿折斷、鉆

4、孔漏漿等。（一）擴(kuò)孔和坍孔發(fā)生的原因相同，輕則為擴(kuò)孔，重則為坍孔。常用預(yù)防措施有控制進(jìn)尺速度、選用適用護(hù)壁泥漿、保證孔內(nèi)必要水頭、避免觸及和沖刷孔壁等?？變?nèi)局部坍塌而擴(kuò)孔，鉆孔仍能達(dá)到設(shè)計(jì)深度則不必處理；孔內(nèi)坍塌，回填砂和黏質(zhì)土（或沙礫黃土）混合物道坍孔處以上1m-2m，入坍孔嚴(yán)重應(yīng)全部回填，待回填物沉積密實(shí)后再鉆。（二）鉆孔偏斜1產(chǎn)生的原因：（1）鉆頭受到側(cè)向力；（2）擴(kuò)孔處鉆頭擺向一方；（2）鉆桿彎曲、接頭不正；（4）鉆機(jī)底座未安置水平或移位。2.鉆孔偏斜后，應(yīng)查明偏斜情況。一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復(fù)掃孔，使鉆孔正直。偏斜嚴(yán)重時(shí)應(yīng)回填黏質(zhì)土道偏斜處，待回填沉積密實(shí)后再鉆。（三）鉆孔漏漿

5、造成鉆孔漏漿的原因有泥漿稀、護(hù)筒制作埋置不良、水頭過(guò)高等，可查明原因?qū)ΠY下藥。二、灌注水下混凝土質(zhì)量事故的預(yù)防及處理灌注水下混凝土是成樁的關(guān)鍵工序，灌裝過(guò)程中應(yīng)分工明確，密切配合，統(tǒng)一指揮，做到快速、連續(xù)施工，灌注成高質(zhì)量的水下混凝土，防止發(fā)生質(zhì)量事故。如出現(xiàn)事故時(shí)，應(yīng)分析原因，采取合理的技術(shù)措施，及時(shí)設(shè)法補(bǔ)救。對(duì)于確實(shí)存在缺點(diǎn)的孔樁，應(yīng)盡可能設(shè)法補(bǔ)強(qiáng)，不宜廢棄，造成過(guò)多的損失。經(jīng)過(guò)補(bǔ)強(qiáng)的樁必須經(jīng)認(rèn)真的檢查認(rèn)為合格后可使用。對(duì)于確實(shí)無(wú)法利用的樁，應(yīng)與設(shè)計(jì)單位研究采用補(bǔ)樁或其他措施。（一）導(dǎo)管進(jìn)水1.主要原因（1）首批混凝土儲(chǔ)量不足，或雖然混凝土儲(chǔ)量已夠，但導(dǎo)管底口距孔底的間距過(guò)大，混凝土下落后

6、不能埋沒(méi)導(dǎo)管底口，以致泥水從底口進(jìn)入。（2）導(dǎo)管接頭不嚴(yán)，接頭間橡皮墊北倒灌高壓氣囊擠開(kāi)，或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流入。（3）導(dǎo)管提升過(guò)猛，或測(cè)深出錯(cuò)，導(dǎo)管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。2.預(yù)防和處理方法為避免發(fā)生導(dǎo)管進(jìn)水，事前要采取相應(yīng)措施加以預(yù)防。萬(wàn)一發(fā)生，要當(dāng)即查明事故原因，采取以下處理方法：（1）若是上述第一種原因引起的，應(yīng)立即將導(dǎo)管拔出，將散落在孔底的混凝土拌合物用反循環(huán)鉆機(jī)的鉆桿通過(guò)泥石泵吸出，或者用空氣吸泥機(jī)、水利吸泥機(jī)以及抓斗清出，不得已時(shí)需要將鋼筋籠提出采取復(fù)鉆清除。然后重新放下骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲(chǔ)量的首批混凝土，重新灌注。（2）若是上述第二、三種原因引起的，應(yīng)視具

7、體情況，拔換原管重新下官；或用原導(dǎo)管插入續(xù)灌，但灌注前應(yīng)將進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重新下管，必須用潛水泵將管內(nèi)的水抽干，才可以繼續(xù)灌注混凝土。為防止抽水后導(dǎo)管外的泥水穿透原灌混凝土從導(dǎo)管底口翻入，導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)應(yīng)有足夠深度，一般宜大于2000mm。由于潛水泵不可能將導(dǎo)管內(nèi)的水全部抽干，續(xù)灌的混凝土配合比應(yīng)增加水泥量，提高稠度后灌入導(dǎo)管內(nèi)，灌入前將導(dǎo)管進(jìn)行小幅度抖動(dòng)或掛振搗器予以振動(dòng)片刻，使原混凝土損失的流動(dòng)性得以彌補(bǔ)。以后灌注的混凝土可恢復(fù)正常的配合比。（二）卡管在灌注過(guò)程中，混凝土在導(dǎo)管中下不去，稱為卡管?？ü苡幸韵聝煞N情況：1.初灌時(shí)隔水栓卡管，或由于混凝土本身

8、的原因，如坍落度過(guò)小、流動(dòng)性差、夾有大卵石、拌合不均勻，以及運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、雨天運(yùn)送混凝土未加遮蓋等，使混凝土中的水泥漿被沖走，粗集料集中而造成導(dǎo)管堵塞。處理辦法可用長(zhǎng)桿沖搗管內(nèi)混凝土，用吊繩抖動(dòng)導(dǎo)管，或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落。如仍不能下落時(shí)，則需將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土提出鉆孔，進(jìn)行清理修整（注意切勿使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入井孔），然后重新吊裝導(dǎo)管，重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔，需將散落在孔底的拌合物料等予以清除。提管時(shí)應(yīng)注意到導(dǎo)管上重下輕，要采取可靠措施防止翻倒傷人。2 機(jī)械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)久，或灌注時(shí)間持續(xù)過(guò)長(zhǎng)，最初灌注的混

9、凝土已初凝。增大了倒桿內(nèi)混凝土下落的阻力，以致混凝土堵在管內(nèi)。其預(yù)防方法是灌注前仔細(xì)檢修灌注機(jī)械，并準(zhǔn)備備用機(jī)械，發(fā)生故障時(shí)立即調(diào)換備用機(jī)械；同時(shí)采取措施，加速混凝土灌注速度，必要時(shí)，可在首批混凝土中摻入緩凝劑，以延緩混凝土的初凝時(shí)間。當(dāng)灌注時(shí)間已久，孔內(nèi)首批混凝土已初凝，導(dǎo)管內(nèi)又堵塞有混凝土，此時(shí)應(yīng)將導(dǎo)管拔出，重新安設(shè)鉆機(jī)，利用較小鉆頭將鋼筋籠內(nèi)的混凝土鉆挖吸出，用沖抓錐將鋼筋籠逐一拔出。然后以黏土摻加砂礫填塞井孔，待沉實(shí)后重新鉆孔成樁。（三）坍孔在灌注過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)井孔護(hù)筒內(nèi)水（水泥漿）位忽然上升溢出護(hù)筒，隨即驟降并冒出氣泡，應(yīng)懷疑是坍孔征象，可用探測(cè)儀探頭或測(cè)深錘探測(cè)。如測(cè)深錘原系停掛在混

10、凝土表面上未取出的現(xiàn)被埋上不能上提，或探測(cè)儀探頭測(cè)得的表面深度達(dá)不到原來(lái)的深度，相差很多，均可證實(shí)發(fā)生坍孔。坍孔原因可能是護(hù)筒底腳周圍漏水，孔內(nèi)水位降低，或在潮汐河流中漲潮時(shí)，孔內(nèi)水位差減小，不能保持原有靜水壓力，以及由于護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)械振動(dòng)等，均有可能發(fā)生坍孔。發(fā)生坍孔后，應(yīng)查明原因，采取相應(yīng)的措施，如保持或加大水頭、移開(kāi)重物、排除振動(dòng)等，防止繼續(xù)坍孔。然后用吸泥機(jī)吸出坍入孔中的泥土；如不繼續(xù)坍孔，可恢復(fù)正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位較深，宜將導(dǎo)管拔出，將混凝土鉆開(kāi)抓出，同時(shí)將鋼筋抓出，只求保持孔位，在意黏土摻砂礫回填，待回填土沉實(shí)時(shí)機(jī)成熟后，重新鉆孔成樁。（四）埋管導(dǎo)管無(wú)法拔出稱

11、為埋管，其原因是：導(dǎo)管埋入混凝土過(guò)深，或?qū)Ч軆?nèi)外混凝土一初凝使導(dǎo)管和混凝土間摩阻力過(guò)大，或因提管過(guò)猛將導(dǎo)管拉斷。預(yù)防辦法：應(yīng)按前述要求嚴(yán)格控制埋管深度一般不得超過(guò)68米；在導(dǎo)管上端安裝附著式振搗器，拔管前或停灌時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，均應(yīng)適當(dāng)振搗。使導(dǎo)管周圍的混凝土不致過(guò)早地初凝；首批混凝土摻入緩凝劑，加速灌注速度；導(dǎo)管接頭螺栓實(shí)現(xiàn)應(yīng)檢查是否穩(wěn)妥；提升導(dǎo)管時(shí)不可猛拔。若埋管事故已發(fā)生，初時(shí)可用鏈滑車、千斤頂試拔。如仍不拔不出，凡屬非因混凝土初凝流動(dòng)性損失過(guò)大的情況，可插入一直徑稍小的護(hù)筒至已灌混凝土中，用吸泥機(jī)吸出混凝土表面泥渣；派潛水工下至混凝土表面，在水下將導(dǎo)管齊混凝土表面切斷；拔出小護(hù)筒，重新下導(dǎo)管

12、灌注。（五）鋼筋籠上升鋼筋籠上升，除了一些顯而易見(jiàn)的原因是由于全套管上拔、導(dǎo)管提升鉤掛所致外，主要的原因是由于混凝土表面接近鋼筋籠底口，導(dǎo)管底口在鋼筋籠口以下3m至以上1m時(shí)，混凝土灌注的速度過(guò)快，使混凝土下落沖出導(dǎo)管底口向上反沖，其頂托力大于鋼筋籠的重力所致。為了防止鋼筋籠上升，當(dāng)導(dǎo)管底口低于鋼筋籠底部3m至高于鋼筋籠底1m之間，且混凝土表面的鋼筋籠底部上下1m之間時(shí)，應(yīng)放慢混凝土灌注速度。克服鋼筋籠上升，除了主要從上述改善混凝土流動(dòng)性能、初凝時(shí)間及灌注工藝等方面著眼外，還應(yīng)從鋼筋籠自身的結(jié)構(gòu)及定位方式上加以考慮。具體措施為：（1）適當(dāng)減少鋼筋籠下端的箍筋數(shù)量，可以減少混凝土向上的頂托力；（

13、2）鋼筋籠上端焊固在護(hù)筒上，可以承受部分頂托力，具有防止其上升的作用；（3）在孔底部設(shè)置直徑不小于主筋的1-2道加強(qiáng)環(huán)形筋，并以適當(dāng)數(shù)量的牽引筋牢固焊接于鋼筋籠的底部，實(shí)踐證明對(duì)于克服鋼筋籠上升是行之有效的。（六）灌短樁頭灌短樁頭亦稱短樁。產(chǎn)生原因：灌注將近結(jié)束時(shí)，漿渣過(guò)稠，用測(cè)深錘探測(cè)難于判斷漿渣或混凝土面，或由于測(cè)深錘太輕，沉不到混凝土表面，發(fā)生誤測(cè)，以致拔出導(dǎo)管終止灌注而造成短樁頭事故。還有些是灌注混凝土?xí)r，發(fā)生孔壁坍方，未被發(fā)覺(jué)，測(cè)深錘或測(cè)深儀探頭達(dá)不到混凝土表面，這種情況最危險(xiǎn)，有時(shí)會(huì)灌短數(shù)米。預(yù)防辦法是：（1） 在灌注過(guò)程中必須注意是否發(fā)生坍孔的征象，如有坍孔，應(yīng)按前述辦法處理后再

14、續(xù)灌。（2） 測(cè)深錘不得低于規(guī)范規(guī)定的重力及形狀，如系泥漿相對(duì)密度較大的灌注樁必須取測(cè)深錘重力規(guī)定值。重錘即使在混凝土坍落度尚大時(shí)也可能深入混凝土數(shù)十厘米，測(cè)深錯(cuò)誤造成的后果只是導(dǎo)管埋入混凝土的深度較實(shí)際的多數(shù)十厘米；而首批混凝土的坍落度到灌注后期會(huì)越來(lái)越小，重錘沉入混凝土的深度也會(huì)越來(lái)越小，測(cè)深還能夠準(zhǔn)確的。（3） 灌注將近結(jié)束時(shí)加清水稀釋泥漿并掏出部分沉淀土。（4） 采用熱敏電阻儀或感應(yīng)探頭測(cè)深儀。（5） 采用鐵盒取樣器插入可疑層位取樣判別。處理辦法可按具體情況參照前述接長(zhǎng)護(hù)筒；或在原護(hù)筒里面或外面加設(shè)護(hù)筒，壓入已灌注的混凝土內(nèi)，然后抽水、除渣，接澆普通混凝土；或用高壓水將泥渣和松軟層沖松，再用吸泥機(jī)將混凝土表面上的泥漿沉渣吸除干凈，重新下導(dǎo)管注水下混凝土。（七）樁身夾泥、斷樁大都是以上各種事故引起的次生結(jié)果。此外，由于清孔不徹底，或灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，首批混凝土已初凝，流動(dòng)性降低，而續(xù)灌的混凝土沖破頂層而上升，因而也會(huì)在兩層混凝土中夾有泥漿渣土，甚至全樁夾有泥漿渣土形成斷樁。對(duì)已發(fā)生或估計(jì)可能發(fā)生夾泥斷樁的樁，應(yīng)采用地質(zhì)鉆機(jī)，鉆芯取樣，作深入的探查，判明情況。有下述情況之一時(shí)，應(yīng)采取壓漿補(bǔ)強(qiáng)方法處理。1、對(duì)于柱樁，柱底與基巖之間的夾泥大