鉆孔灌注樁常見工程事故預(yù)防措施

1 前言

鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土，對周圍環(huán)境及鄰近建筑物影響小，能穿越各種復(fù)雜地層和形成較大的單樁承載力，適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模建筑物等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁、房屋、水工建筑物等工程中得到廣泛應(yīng)用，已成為一種重要的樁型。隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，鉆孔灌注樁的樁長和樁徑不斷加大，單樁承載力也越來越高，同時，也使單柱單樁的設(shè)計(jì)成為可能。對于長樁、大樁，其施工難度大，易發(fā)生質(zhì)量事故。而單柱單樁的設(shè)計(jì)，對樁的質(zhì)量要求高，發(fā)生質(zhì)量事故后，加固處理難度大，且費(fèi)用較高。因此，有必要對鉆孔灌注樁的常見質(zhì)量事故加以分析，找出質(zhì)量事故發(fā)生的原因，研究相應(yīng)對策，盡可能防止質(zhì)量事故發(fā)生。

2 地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件存在的問題

地質(zhì)勘探主要存在勘探孔間距太大、孔深太淺、土工試驗(yàn)數(shù)量不足、土工取樣和土工試驗(yàn)不規(guī)范、樁周摩阻力和樁端阻力不準(zhǔn)等問題。設(shè)計(jì)文件主要存在對地質(zhì)勘探資料沒有認(rèn)真消化、樁型選擇不當(dāng)、峻工地面標(biāo)高不清等問題。因此，在樁基礎(chǔ)開始施工前，應(yīng)針對這些問題對地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件進(jìn)行認(rèn)真審查。另外，對樁基礎(chǔ)持力層厚度變化較大的場地，應(yīng)適當(dāng)加密地質(zhì)勘探孔，必要時進(jìn)行補(bǔ)充勘探，防止樁端落在較薄的持力層上而發(fā)生樁端沖切破壞。場地有較厚的回填層和軟土層時，設(shè)計(jì)者應(yīng)認(rèn)真校核樁基是否存在負(fù)摩擦現(xiàn)象。

3 孔口高程及鉆孔深度的誤差

3.1 孔口高程的誤差

孔口高程的誤差主要有兩方面，一是由于地質(zhì)勘探完成后場地再次回填，計(jì)算孔口高程時疏忽引起的誤差。二是由于施工場地在施工過程中廢渣的堆積，地面不斷升高，孔口高程發(fā)生變化造成的誤差。其對策是認(rèn)真校核原始水準(zhǔn)點(diǎn)和各孔口的絕對高程，每根樁開孔前復(fù)測一次樁位孔口高程。

3.2 鉆孔深度的誤差

有些工程在場地回填平整前就進(jìn)行工程地質(zhì)勘探，地面高程較低，當(dāng)工程地質(zhì)勘探采用相對高程時，施工應(yīng)把高程換算一致，避免出現(xiàn)鉆孔深度的誤差。另外，孔深測量應(yīng)采用丈量鉆桿的方法，取鉆頭的2/3長度處作為孔底終孔界面，不宜采用測繩測定孔深。鉆孔的終孔標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以樁端進(jìn)入持力層深度為準(zhǔn)，不宜以固定孔深的方式終孔。因此，鉆孔到達(dá)樁端持力層后應(yīng)及時取樣鑒定，確定鉆孔是否進(jìn)入樁端持力層。

4 孔徑誤差

孔徑誤差主要是由于工人疏忽用錯其他規(guī)格的鉆頭，或因鉆頭陳舊，磨損后直徑偏小所致。對于樁徑800～1200mm的樁，鉆頭直徑比設(shè)計(jì)樁徑小30～50mm是合理的。每根樁開孔時，合同雙方的技術(shù)人員應(yīng)驗(yàn)證鉆頭規(guī)格，實(shí)行簽證手續(xù)。

5 鉆孔垂直度不符合規(guī)范要求

造成鉆孔垂直度不符合規(guī)范要求的主要原因如下：

場地平整度和密實(shí)度差，鉆機(jī)安裝不平整或鉆進(jìn)過程發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致鉆孔偏斜。

鉆桿彎曲、鉆桿接頭間隙太大，造成鉆孔偏斜。

鉆頭翼板磨損不一，鉆頭受力不均，造成鉆頭偏離方向。

鉆進(jìn)遇軟硬土層交界面或傾斜巖面時，鉆壓過高使鉆頭受力不均，造成鉆頭偏離方向。

控制鉆孔垂直度的主要技術(shù)措施為：

壓實(shí)、平整施工場地。

安裝鉆機(jī)時應(yīng)嚴(yán)格檢查鉆進(jìn)的平整度和主動鉆桿的垂直度，鉆進(jìn)過程應(yīng)定時檢查主動鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)立即調(diào)整。

定期檢查鉆頭、鉆桿、鉆桿接頭，發(fā)現(xiàn)問題及時維修或更換。

在軟硬土層交界面或傾斜巖面處鉆進(jìn)，應(yīng)低速低鉆壓鉆進(jìn)。發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜，應(yīng)及時回填粘土，沖平后再低速低鉆壓鉆進(jìn)。

在復(fù)雜地層鉆進(jìn)，必要時在鉆桿上加設(shè)扶整器。

6 鉆孔塌孔與縮徑

鉆孔灌注樁的塌孔與縮徑從表面上看是兩個相反面，實(shí)際上產(chǎn)生的原因卻基本相同。主要是地層復(fù)雜、鉆進(jìn)進(jìn)尺過快、護(hù)壁泥漿性能差、成孔后放置時間過長沒有灌注砼等原因所造成。

鉆孔灌注樁穿過較厚的砂層、礫石層時，成孔速度應(yīng)控制在2米/小時以內(nèi)，泥漿性能主要控制其密度為1.3~1.4g/cm3、粘度為20~30s、含砂率≤6％，若孔內(nèi)自然造漿不能滿足以上要求時，可采用加粘土粉、燒堿、木質(zhì)素的方法，改善泥漿的性能，通過對泥漿的除砂處理，可控制泥漿的密度和含砂率。沒有特殊原因，鋼筋籠安裝后應(yīng)立即灌注砼。

7 樁端持力層判別錯誤

持力層判別是鉆孔樁成敗的關(guān)鍵，現(xiàn)場施工必須給予足夠的重視。對于非巖石類持力層，判斷比較容易，可根據(jù)地質(zhì)資料的深度，結(jié)合現(xiàn)場取樣進(jìn)行綜合判定。

對于樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖的樁，判定巖層界面難度較大，可采用以地質(zhì)資料的深度為基礎(chǔ)，結(jié)合鉆機(jī)的受力、主動鉆桿的抖動情況和孔口撈樣進(jìn)行綜合判定，必要時進(jìn)行原位取芯驗(yàn)證。

8 孔底沉渣過厚或開灌前孔內(nèi)泥漿含砂量過大

孔底沉渣過厚除清孔泥漿質(zhì)量差，清孔無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求外，還有測量方法不當(dāng)造成誤判。要準(zhǔn)確測量孔底沉渣厚度，首先需準(zhǔn)確測量樁的終孔深度，樁的終孔深度應(yīng)采用丈量鉆桿長度的方法測定，取孔內(nèi)鉆桿長度＋鉆頭長度，鉆頭長度取至鉆尖的2/3處。

在含粗砂、礫砂和卵石的地層鉆孔，有條件時應(yīng)優(yōu)先采用泵吸反循環(huán)清孔。當(dāng)采用正循環(huán)清孔時，前階段應(yīng)采用高粘度濃漿清孔，并加大泥漿泵的流量，使砂石粒能順利地浮出孔口?？椎壮猎穸确显O(shè)計(jì)要求后，應(yīng)把孔內(nèi)泥漿密度降至1.1~1.2g/cm3。清孔整個過程應(yīng)專人負(fù)責(zé)孔口撈渣和測量孔底沉渣厚度，及時對孔內(nèi)泥漿含砂率和孔底沉渣厚度的變化進(jìn)行分析，若出現(xiàn)清孔前期孔口泥漿含砂量過低，撈不到粗砂粒，或后期把孔內(nèi)泥漿密度降低后，孔底沉渣厚度增大較多。則說明前期清孔時泥漿的粘度和稠度偏小，砂粒懸浮在孔內(nèi)泥漿里，沒有真正達(dá)到清孔的目的，施工時應(yīng)特別注意這種情況。

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