城市橋梁樁基施工質量事故

城市橋梁樁基施工質量事故.第一頁，共61頁。主要內容第一部分橋梁樁基類型和背景一、橋梁樁基礎施工工藝簡介二、橋梁樁基礎質量問題概述第二部分橋梁樁基礎質量問題一、橋梁沖擊鉆成孔樁質量問題及應對措施二、橋梁泥漿護壁成孔灌注樁質量問題及應對措施三、樁基灌注時施工問題及應對措施第三部分橋梁樁基質量事故實例第二頁，共61頁。概述隨著科技水平的提高，對鉆孔灌注樁的設計、機械設備、施工工藝方法和質量檢測技術的深入研究，使得鉆孔灌注樁的設計理論，施工技術和檢測方法有了很大的發(fā)展和完善。在鉆進工藝方面，也解決了樁底沉渣、松散地層穩(wěn)定孔壁、硬巖成孔以及深長樁、斜樁施工等復雜技術問題。第三頁，共61頁。概述但是，樁基作為隱蔽工程，其工序多，工藝復雜、工程質量問題相對來說仍比較難以控制。灌注樁工程質量出現(xiàn)的通病是：小直徑灌注樁多出現(xiàn)縮孔斷樁、孔底沉渣超厚及持力層滿足不了設計要求等問題；大直徑灌注樁多出現(xiàn)樁身混凝土離析、孔底沉渣超厚等問題。第四頁，共61頁。橋梁樁基礎目前應用廣泛，按成樁方式分類如下,本節(jié)重點分析鉆孔灌注樁的受害機理：成樁方式分類預制打入樁鉆孔灌注樁挖孔樁沖擊鉆循環(huán)鉆旋挖鉆實心鉆空心鉆正循環(huán)反循環(huán)第五頁，共61頁。定位埋設護筒鉆機就位鉆孔清孔安放鋼筋籠水下澆砼循環(huán)護壁泥漿第六頁，共61頁。正循環(huán)鉆鉆孔反循環(huán)鉆鉆孔旋挖鉆鉆孔沖擊鉆鉆孔第七頁，共61頁。沖擊鉆成孔樁質量問題及應對措施1、樁孔偏斜：在沖擊中遇到探頭石，鉆頭受力不均，基巖面產狀較陡或鉆機底座不平和產生不均勻沉降造成樁孔偏斜。處理措施：（1）遇到探頭石后，向孔內回填碎石，并采用高沖程擊碎探頭石。（2）遇基巖時，采用低沖程，并使鉆頭充分轉動，加快沖擊頻率。（3）發(fā)現(xiàn)孔斜，回填重鉆，及時檢查鉆機并進行調整。第八頁，共61頁。2、鉆孔呈梅花形：鉆頭的鉆向裝置失靈，沖擊時鉆頭不轉。泥漿黏度過高，阻力大或沖程小造成鉆頭轉動困難形成梅花形鉆孔。解決措施：檢查轉向裝置保證靈活性，調整泥漿的黏度和比重，鉆進一定深度時交替變換沖程。3、卡鉆：鉆孔縮頸，遇探頭石或不規(guī)則。上部孔坍塌卡住鉆頭。粘土層中泥漿粘度過大，以致吸鉆。放繩太多使鉆頭傾側，頂住孔壁。處理措施：第九頁，共61頁。（1）發(fā)生卡鉆時，不宜強提。查明原因和鉆頭位置，采取晃動大繩以及其他措施，使鉆頭松動后再提起，使鉆頭脫離卡點。（2）用打撈鉤或打撈活塞助提鉆頭或使用專用工具將鉆頭撥正。（3）修理孔徑，處理鉆頭石。用優(yōu)質泥漿替換原有泥漿。4、鉆頭脫落：鋼繩磨斷，或繩卡松脫，或錐體在薄弱處折斷。轉向裝置與頂錐聯(lián)結處脫開。應對措施：第十頁，共61頁。（1）用打撈活套，打撈鉤打撈或用沖抓錐抓取并且加強對其檢查防止掉錐。（2）先進行打撈，如打撈不起，則采用沖擊鉆，將鉆頭擊碎。第十一頁，共61頁。5、孔壁坍塌：沖擊鉆頭或掏渣筒傾倒撞擊孔壁，孔內泥漿面低于地下水位或比重偏低。遇流砂、淤泥、破碎底層或松散層時進尺太快。應對措施：（1）探明坍塌位置，將砂和粘土混合物回填塌孔位置以上1m~2m，夯實后重新沖孔。（2）調整孔內泥漿液面或比重。增大泥漿比重，降低進尺速度，嚴重塌孔，用粘土回填重鉆。

第十二頁，共61頁。6、孔底涌砂：孔外地層水壓力比孔內大，孔壁松散，使大量流砂涌入孔底。應對措施：流砂嚴重時，可拋入碎磚石、粘土，用沖錘將之擠入流砂層，做成泥漿結塊，使孔壁堅厚，阻止流砂涌入。第十三頁，共61頁。循環(huán)鉆機成孔灌注樁質量問題及應對措施1、坍孔：泥漿稠度小，起不到護壁的作用，水位高度不夠，對孔壁壓力小。強透水層使因漏水使孔內壓急劇下降。護筒埋量太淺，加之周圍回填土不密實而造成漏水。施工操作不當如提鉆快，松軟砂層進尺快。停鉆時間過長或放鋼筋籠時碰撞孔壁。向孔內加水時流速過大，直接沖刷孔壁。坍孔的處理措施：第十四頁，共61頁。（1）塌孔分為孔口坍塌和孔內坍塌，要根據事故狀態(tài)采取相應的措施。（2）當發(fā)生孔內坍塌時，要先判明坍塌的位置再分析具體原因。坍孔不嚴重時，可回填砂和粘土混合物到坍孔處以上，采取措施后繼續(xù)鉆進。（3）坍孔嚴重時，應使用砂和粘土混合物全部回填，待回填物沉積密實后再行鉆進。第十五頁，共61頁。坍孔的預防措施（1）樁基施工前，要認真研究地質勘察報告，確定護筒的埋置深度，預先備好足夠的粘土，做泥漿護壁；（2）為防止連續(xù)鉆孔機振動對地層造成較大影響，要合理安排鉆孔的時間和孔位，現(xiàn)場施工時采用跳打法施工，相鄰樁孔不要連續(xù)施工，跳打時，必須等相鄰成形樁砼澆注完2d后方可施工。第十六頁，共61頁。2、縮頸或孔斜：在施工過程中均出現(xiàn)了鋼筋籠放不下去的問題，最可能的情況就是出現(xiàn)了縮孔或孔斜，經下放檢孔器，即可判定是否出現(xiàn)了縮頸或孔斜。盡管表面上看，這種質量事故可以在施工過程中及時發(fā)現(xiàn)，不至于引起嚴重的質量隱患。事實上，其不僅造成工期延長，浪費人力、物力，對樁基承載力的影響也不容忽視。第十七頁，共61頁。2.1縮頸：可能是由于地質情況不良，孔口附近堆積砂石料，產生較大的土壓力后，一種高塑料粘土帶孤石橡膠土同時擠入孔內所致縮頸。處理方式：（1）于縮頸事故，通常應保持孔口附近的無堆積物，減少土壓力的影響;（2）采用加長鋼護筒的措施來加以解決，或改裝正孔器。正孔器用10mm厚鋼板卷制成與鉆頭同直徑，高1.5m的十字架鋼護筒中心通過鉆桿與鉆頭連接，增加鉆頭的自重，即可鉆孔成樁。第十八頁，共61頁。2.2孔斜：造成孔斜事故的原因較多:1.鉆孔中遇到較大的孤石或探頭石;2.在有傾斜度的軟硬地層交界處、巖面傾斜處或粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進時，鉆頭受力不均勻;3.擴孔較大處，鉆頭擺動偏向一方;4.鉆機安裝不合要求，鉆進過程鉆機產生不均勻沉陷或運轉過程震動過大引起孔斜;5.鉆具彎曲或插接式連接鉆桿磨損，間隙過大受壓后鉆桿發(fā)生彎曲而導致孔斜。第十九頁，共61頁?？仔钡奶幚泶胧海?）若孔斜不嚴重，一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復掃孔，使鉆孔修直。（2）孔斜嚴重或糾斜無效時，采用回填片、卵石到偏斜部位上部沖平后再重新鉆進成孔。孔斜的預防方式：（1）安裝鉆機時，機座應安放在平穩(wěn)堅固的地基上，使轉盤和底座水平，重滑輪緣"固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者應在一條直線上，且鉆進中應經常檢查校正;第二十頁，共61頁。（2）鉆具入孔前要仔細檢查，彎曲的鉆具嚴禁入孔內，且插接式連接鉆桿接頭磨損嚴重、間隙過大時要及時修復或更換;（3）在開孔、換層界面處或有傾斜的軟、硬地層鉆進時，應采用輕壓慢轉的操作規(guī)程，鉆機遇到地下障礙物時應及時處理，嚴禁盲目加壓;要經常用檢孔器進行檢查，發(fā)現(xiàn)偏斜及時糾正。（4）孔斜不嚴重時，一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復掃孔，使鉆孔修直；孔斜嚴重或糾斜無效時，采用回填片、卵石到偏斜部位上部沖平后再重新鉆進成孔。第二十一頁，共61頁。孔斜預防采取如下措施:（1）安裝鉆機時，機座應安放在平穩(wěn)堅固的地基上，使轉盤和底座水平，重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者應在一條直線上，且鉆進中應經常檢查校正;（2）鉆具入孔前要仔細檢查，彎曲的鉆具嚴禁入孔內，且插接式連接鉆桿接頭磨損嚴重"間隙過大時要及時修復或更換;第二十二頁，共61頁。（3）在開孔、換層界面處或有傾斜的軟、硬地層鉆進時，應采用輕壓慢轉的操作規(guī)程，鉆機遇到地下障礙物時應及時處理，嚴禁盲目加壓;要經常用檢孔器進行檢查，發(fā)現(xiàn)偏斜及時糾正。（4）孔斜不嚴重時，一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復掃孔，使鉆孔修直；孔斜嚴重或糾斜無效時，采用回填片、卵石到偏斜部位上部沖平后再重新鉆進成孔。第二十三頁，共61頁。3、進尺速度3.1粘性土正循環(huán)進尺慢：泥漿黏度過大，軸壓過大而孔底粘屑不能及時排出。糊鉆或者泥包鉆頭。應對措施：調整泥漿性能，調整鉆進參數，調整泥漿性能參數，適當增大泵量或向孔內投入適量磚石。3.2沙礫層進尺慢：在沙礫層中，由于沖洗液上返流速小，鉆屑未能及時排出或鉆頭破損嚴重。會出現(xiàn)進尺慢的情況。應對措施：加大泵量，增大上返流速。每鉆4m~6m，專門清渣一次。及時檢查、修復或更換鉆頭。第二十四頁，共61頁。4、鉆具跳動大，切削具崩落：孔內有礫、卵石，或雜填的磚塊、石塊。應對措施：用沖抓錐撈除大石塊。用沖擊鉆頭破碎或擠壓石塊。第二十五頁，共61頁。灌注澆灌過程中出現(xiàn)的問題及應對措施1、掛籠：在灌注砼過程中，因導管不居中，造成導管提升過程中掛到鋼筋籠。此時，不得強行提升導管，避免將鋼筋籠掛壞。必須先用人工將導管來回旋轉，同時稍微將導管下放，這樣就能將導管和鋼筋籠脫離。第二十六頁，共61頁。2、浮籠：在灌注砼過程中，因砼灌注過快、導管拔升未控制好及掛籠，或當灌注的混凝土超過鋼筋籠且導管埋深較大時，若其上層混凝土因澆注時間過長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠之間產生一定的握裹力，如此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上浮。為防止浮籠要采取以下措施：第二十七頁，共61頁。（1）在鋼筋籠頂添加壓杠，防止浮籠，如圖第二十八頁，共61頁。（2）當砼到達鋼筋籠底面時，必須放慢砼灌注速度，讓砼緩慢上升將鋼筋籠包裹達1m后，再將砼灌注速度正?；＃?）在砼到達鋼筋籠底面時，不得拔升導管，避免將鋼筋籠帶起。導管的拆卸必須在砼到達鋼筋籠底面之前，或在砼將鋼筋籠包裹達1m后進行。（4）掛籠也會引起浮籠，在灌注砼過程中，必須讓導管盡量居中。如掛籠，則按處理“掛籠”方法處理。第二十九頁，共61頁。3.鋼筋籠的偏位和變形：鋼筋籠過長，箍筋未起到作用，使得鋼筋籠的剛度不夠，吊入孔內后鋼筋籠發(fā)生變形。鋼筋籠上未設墊塊或耳環(huán)控制保護層厚度，或樁孔本身偏斜或偏位;鋼筋籠吊裝時未垂直緩慢下放，而斜插孔內使保護層厚度不夠而使鋼筋籠偏位。預防措施如下：（1）第一次清孔時應換用比重和粘度較低的泥漿進行沖洗和置換，同時將鉆頭上下活動，邊沖邊掃，盡量將孔內的泥塊和泥皮攪拌成漿，排出孔外，直到泥漿符合要求時再進行提鉆;第三十頁，共61頁。（2）加快混凝土澆灌速度，控制澆灌時間，遇高溫天氣應添加緩凝劑以防止混凝土頂層進入鋼筋籠時，流動性變小。（3）加固鋼筋籠與孔口的固定，防止鋼筋籠位移。4、翻漿不順：在灌注砼過程中，因導管埋置過深、砼坍落度偏小、砼和易性不好、灌注時間過長等原因，均會造成翻漿不順。處理措施：（1）及時拆卸導管，宜保證導管埋深在2～6m。第三十一頁，共61頁。（2）接長導管，使用大漏斗，增加砼的壓力，使用吊車和料斗（容量1～1.5m3）吊送砼到大漏斗。（3）坍落度偏小、和易性不好的砼拒絕使用。（4）如樁孔內泥漿比重過大，而樁身砼頂面離孔口不深時（10m以內），可將泥漿泵出漿管伸入孔內，在距已灌砼面1m左右位置，用比重小的泥漿或清水進行換漿，用以降低泥漿比重，進而降低砼面的壓力。（5）加強現(xiàn)場組織和管理，縮短作業(yè)銜接時間，縮短灌注時間。第三十二頁，共61頁。5、堵管：產生的原因和處理方法和“翻漿不順”基本一樣。如處置方法實施后仍無效，則將導管拔出，進行二次封底，如下圖：第三十三頁，共61頁。二次封底方法：（1）重新檢測孔深，計算導管長度，吊放導管，確保導管下口距砼面20～30cm。（2）使用大漏斗，計算初存量。漏斗注滿砼后，迅速提拉孔口蓋，讓砼迅速下沖，在漏斗砼下流量能達到已灌砼面時，將漏斗和導管迅速下放（此時導管內泥漿已全部排除，且導管下口已被砼包裹），人工與機械配合強行使得導管下口插入原砼面下不少于1m。（3）繼續(xù)砼灌注，直至達到設計標高，再超灌1.5m以上，將原砼面頂出設計樁身。第三十四頁，共61頁。6、導管漏水：導管初次使用應做導管水密試驗。在平整場地內將整根導管進行拼裝連接牢固后，將導管頂口封閉，并留一注水孔，用水泵向導管內注滿水后，用空壓機向導管內加壓，以φ1.00m樁基長60m為例，應加壓到0.5～0.8MPa，壓力表讀數不降低，導管表面不滴水或漏氣，即表示導管水密性合格。水密試驗結束后，自下而上編號拆卸，以便在孔位導管安裝時對號組拼。第三十五頁，共61頁。導管水密試驗第三十六頁，共61頁。7、導管超拔：在灌注砼過程中，因導管埋深計算不準及卷揚機操作手不熟練、不聽從指揮，造成導管超拔。處理措施采用二次封底。8、導管拔不出：在灌注砼過程中，因導管埋置過深、掛籠、灌注時間過長等原因，造成導管拔不出。處理措施如下：（1）掛籠：按處理“掛籠”方法處理。（2）導管埋置過深、灌注時間過長：迅速調集大型起吊設備（吊車或挖掘機），進行提拔，在提拔過程中，輔以機械或人工晃動導管。導管提拔過程中，必須保證導管的最小埋深1m。第三十七頁，共61頁。9、卡管：卡管事故又分為剪球時卡管與灌注中卡管，它們的原因稍有不同。剪球時卡管的情況較多，造成此類情況的主要原因有9.1剪球時卡管：剪球制作不合理，塞球直徑與導管直徑差過小，剪球前由于砂漿或細石料滲入導管與球壁之間而堵塞;混凝土配比不合格，用于封底的混凝土坍落度過小或拌和不均勻，加上累積混凝土過程中粗骨料下沉，可能導致漏斗口處粗骨料相互擠壓密實而堵塞漏斗口，致使剪球后混凝土難以下落。處理措施：（1）用適當長度的鋼筋強制性捅塞球，使混凝土下落;采用機械微振動使混凝土自然下落，以保證混凝土下落時導管回到正常的埋管位置;第三十八頁，共61頁。（2）要嚴格計算封底混凝土的數量，宜多不少，改善配合比的設計，宜選擇和易性好的水泥及合格的礫石作粗骨料，使用這樣的混凝土封底效果較好。9.2灌注過程中卡管現(xiàn)象：主要是由于混凝土過早凝固造成堵塞而引起的。鋼筋籠制作質量差，部分鋼筋焊縫不牢脫離主筋后插入導管吊環(huán)內，也會造成埋管。導管埋深過大或混凝土初凝使導管內外摩擦力增大，同樣會發(fā)生埋管。應對措施：第三十九頁，共61頁。（1）通常以預防為主，灌注前應做好準備工作，盡可能使灌注連續(xù)快速，在炎熱季節(jié)灌注水下混凝土初期可加入適量的緩凝劑，以避免混凝土過早初凝。(2)針對埋管事故，可采取以下措施預防補救:①注意長短天氣預報，合理安排澆注時間;②正反轉動緩慢提升導管，使導管脫離鋼筋籠并居鉆孔中心，可再繼續(xù)澆注;③認真做好澆注記錄，嚴格控制埋管深度;第四十頁，共61頁。10、漏漿：漏漿時，首先必須先維持孔內水位，再根據鉆孔的原始記錄及相關資料，判別本處的地質情況，是裂隙或溶洞，然后根據以上資料及漏漿的程度來判別采用什么材料進行回填。施工時，必須綜合考慮施工環(huán)境及現(xiàn)場資料，處理的辦法也應相應變動。漏漿應對措施：（1）當發(fā)現(xiàn)護筒內水面冒出氣泡或渾水時，孔內水頭高度開始緩慢下降，表示輕微漏漿，可以適當地加入粘土或用袋裝粘土直接投入，從而改善泥漿質量，繼續(xù)鉆進(鉆進過程中應保持較小沖程鉆進，待孔內情況穩(wěn)定后，再恢復正常鉆進。）第四十一頁，共61頁。（2）當氣泡或渾水大量涌出，漏漿速度較快，加入粘土鉆至原標高處仍不能防止漏漿時，最好停止鉆進。如果距離終孔標高不遠，回填土方量太大，在保持泥漿質量的同時，必須注意保持孔內外水位差，以免造成坍孔。（3）鉆孔樁施工時，一旦發(fā)生漏漿，極易發(fā)生坍孔?？梢圆捎弥卣o筒，判明坍塌位置，回填片石和粘土混合物到坍孔處以上1m~2m，繼續(xù)鉆進片石不宜太大，鉆進過程中速度不宜太快，待鉆至原漏漿處標高以下時，再以較大的沖程鉆進。第四十二頁，共61頁。（4）單一的處理辦法不行時，可以采用全部回填，待回填物沉積密實后再行鉆進;在維持孔內外水位差的同時，向孔內先投入水泥和片石，經小沖程沖砸后，再加入粘土，回填的次序不能隨意變動。經多次觀察發(fā)現(xiàn)漏漿后，泥漿流失嚴重，孔內泥漿比重迅速下降，根本無法維持鉆孔施工的正常進行。因此，必須先回填水泥和片石，待孔內水位穩(wěn)定后，再加入粘土，以防止泥漿再次流失。第四十三頁，共61頁。11、離析：樁身混凝土離析、縮孔一般發(fā)生在大直徑灌注樁上。離析的處理措施：（1）對樁身砼離析層的處理，若是孔洞蜂窩缺陷，可采用小孔鉆進到要處理的部位，用高壓水清洗后再用高壓泵向要處理的部位壓入水泥漿；（2）砼灌注完成后當發(fā)現(xiàn)樁身縮孔，如位置較淺，則直接開挖對縮孔部位施工補救，如位置較深且嚴重，則應考慮補樁樁身砼離析、縮孔事故的預防措施：第四十四頁，共61頁。（1）導管入孔連接時一定要密封好，以防止發(fā)生漏水現(xiàn)象；（2）灌注過程應嚴格控制導管埋深，避免浮漿的浸入；(3)預防地下水浸入引起水浸。第四十五頁，共61頁。12、斷樁：如在灌樁過程中處理翻漿不順、堵管、導管超拔、導管拔不出等措施失敗，造成斷樁，則視已灌樁長的長短，采取填充重鉆、明挖接長等措施。斷樁的第四十六頁，共61頁。（1）灌注前注意天氣預報，做好充分準備；保證灌注操作連續(xù)緊湊地進行（2）灌注過程中控制導管埋置深度，保證導管埋深大于2m；（3）預先在砼導管上套裝一個用1mm厚鋼板制成的錐形活動護罩，以護住導管法蘭掛住鋼筋骨架，護罩底部與法蘭大小一致；（4）在灌砼時，控制好導管上拔速度，并隨時掌握導管埋入深度，避免導管埋入過深或導管脫離砼面；第四十七頁，共61頁。（5）砼的拌制要嚴格按照規(guī)范要求控制水灰比、坍落度，保證砼的和易性，以防砼的和易性差，造成導管堵塞，不得不拔出導管而造成斷樁。第四十八頁，共61頁。

確保工程質量安全

—橋梁樁基工程質量事故案例第四十九頁，共61頁。

泥漿比重超標，導致：

護壁過厚，孔壁摩擦系數小，不能滿足承載力要求。造成返工！損失20萬！

事故1第五十頁，共61頁。事故2襄樊某橋φ2.4m樁，h=70m，旋轉鉆機鉆頭掉入孔底，潛水工下潛打撈，因控制管線與鉆桿扭結，窒息死亡！第五十一頁，共61頁。

廣州某橋鉆孔樁成樁后，業(yè)主方采用激震法檢測認為優(yōu)良；

施工單位采用超聲波法檢測認為地表以下2m處有局部露筋，開挖后，果然有局部缺欠，經修補后驗收。此后業(yè)主對該橋質量免檢。事故3第五十二頁，共61頁。事故4北京某橋鉆孔樁樁頭下

沒有粗骨料由于商品混凝土陷度超過24Cm，運距遠，造成混凝土內粗骨料下沉，而樁頂預留超灌高度不足以將浮漿浮至樁頭部位，導致這種現(xiàn)狀。處理辦法：繼續(xù)向下鑿，直至正常為止。結