鉆孔灌注樁塌孔事故分析及處理

1、橋梁樁基常見問題處理方案一、工程地質(zhì)情況本項目規(guī)劃路線方案區(qū)域上位于閩西北隆起帶中浦城至洋源隆起與松溪至建西坳陷的交合部位北東端，浦城至永泰嵩口南北向、政和至大埔北東向大斷裂通過本區(qū)。長期的歷史演變，形成褶皺、疊加褶皺、韌性剪切變形、脆性斷裂、推覆構(gòu)造等構(gòu)造形跡，構(gòu)成了本區(qū)多類型、多層次、多級別錯綜復(fù)雜的構(gòu)造格局。浦城至永泰嵩口南北向大斷裂在本區(qū)的具體表現(xiàn)主要為：各斷層走向近南北（0100）,多數(shù)傾角陡立（80°）,以東傾為主、斷層走向延伸20km,寬度5200m等，斷裂性質(zhì)以壓扭性為主，斷裂主要活動期為燕山早期。與線路在K55+600左右相交，對慈口隧道影響較大政和至大埔北東向大斷

2、裂，為壓至壓扭性，總體走向北東20-30°,傾向北西，傾角60-800,部分區(qū)段破碎帶寬約50-500m,與線路在BK40+500-BK40+600處相交。沿線斷裂帶在不同的地層巖性中表現(xiàn)形跡有所不同。一般情況下，侵入巖巖體表現(xiàn)為蝕變破碎帶、硅化帶、石英網(wǎng)脈帶、角礫帶等；沉積巖、變質(zhì)巖中的斷裂多以擠壓片理帶、裂隙密集帶、破碎帶及部分構(gòu)造角礫巖帶等出現(xiàn)。巖質(zhì)大多較堅硬，強度較高、穩(wěn)定，少部分角礫巖、斷層泥、糜棱巖等破碎松軟構(gòu)造巖，強度低，對隧道、邊坡開挖有影響，其危害程度應(yīng)具體分析。止匕外，沿線次一級構(gòu)造也較發(fā)育。其特點為規(guī)模、強度相對較小。產(chǎn)狀大部分為北東走向，少部分為南北走向、北西

3、走向及東西走向。構(gòu)造部位的巖石仍見強烈擠壓破碎，經(jīng)巖漿熱液上升交代充填膠結(jié)作用形成的構(gòu)造巖，對工程影響不大。而近期構(gòu)造破碎帶未膠結(jié)成巖的，對路線工程影響較大，以后施工遇到高邊坡的失穩(wěn)、隧道塌陷等，多處于未膠結(jié)破碎帶中。二、水文地質(zhì)情況本合同段內(nèi)，主要河流為東溪河，接受大氣降水及山間溪流補給，河床較寬，水流湍急，水量較大，河水暴漲暴落，北苑大橋沿其左岸階地縱向布設(shè)，橫向距離約100米，雨季河水暴漲時對橋址區(qū)有一定沖刷作用，其他路段以山間溪流為主，樹枝狀分布，水量較小，雨季匯集大量坡面散流，水量增大，均匯入東溪河。三、鉆孔過程中常見問題原因分析及處理1.1 塌孔1.1.1 塌孔的原因分析塌孔是一種

4、最常見的事故，在鉆孔過程中或在成孔后都有可能發(fā)生，究其原因如下。(1)泥漿稠度小，護壁效果差，出現(xiàn)漏水；或護筒埋置較淺，周圍封堵不密實而出現(xiàn)漏水；或護筒底部土層厚度不足，護筒底部出現(xiàn)漏水，造成泥漿水頭高度不足，對孔壁壓力小。(2)泥漿相對密度過小，水頭對孔壁的壓力較小。(3)在松軟的砂層中進尺過快，泥漿護壁形成較慢，孔壁滲水。(4)鉆進時中途停鉆時間較長，孔內(nèi)水頭未能保持在孔外水位或地下水位線以上2.0m,降低了水頭對孔壁的壓力。(5)提升鉆頭或掉放鋼筋籠時碰撞孔壁。(6)鉆孔附近有大型設(shè)備或車輛振動(7)孔內(nèi)水流失造成水頭高度不夠(8)清孔后未能及時灌注混凝土，放置時間過長。2.1.1 塌孔

5、的預(yù)防措施(1)根據(jù)設(shè)計部門提供的地質(zhì)勘探資料，對于不同的地質(zhì)情況，選用適宜的泥漿比重，泥漿粘度和不同的鉆進速度。如在砂層中，應(yīng)選用較好的造漿材料，加大泥漿稠度提高泥漿粘度以加強護壁，并適當降低進尺速度。(2)在陸地上埋置護筒時，底部應(yīng)夯填密實，護筒周圍也要回填密實。(3)水中振動沉入護筒時，根據(jù)地質(zhì)資料，將護筒穿過淤泥及透水層，護筒銜接嚴密不漏水。(4)由于汛期或潮汐水位變化大時，采取升高護筒，增加水頭保證水頭壓力相對穩(wěn)定。(5)鉆孔無特殊原因應(yīng)盡量連續(xù)作業(yè)。(6)提升鉆頭或掉放鋼筋籠盡量保持垂直，不要碰撞孔壁。(7)鉆孔時盡量避免大型設(shè)備作業(yè)或車輛通過。(8)灌注工作不具備時暫時不要清孔，

6、降低泥漿比重。2.1.2 塌孔的處理(1)如為輕微塌孔，立即采取增大泥漿比重，提高泥漿水頭，增大水頭壓力。(2)塌孔不深時，可改用深埋護筒，護筒周圍夯實，重新開鉆。5%(3)若發(fā)生嚴重塌孔，應(yīng)馬上用片石或砂類土回填，或用摻入不小于水泥砂漿的粘土回填，必要時將鉆機移開，避免鉆機被埋入孔內(nèi)，待回填穩(wěn)定后重鉆.當回填后片石的巖面傾斜較大時，鉆頭易擺動，撞擊護筒或孔壁，造成偏孔或塌孔、卡鉆等現(xiàn)象，這時先選用小沖程進行沖擊，待將孔底的浮土、凸出部分鑿平出現(xiàn)平臺后.再加大沖程轉(zhuǎn)入止常沖程。.鉆孔偏斜鉆孔偏斜原因分析(1)鉆機未處于水平位置，或場地未平整及壓實，鉆機發(fā)生不均勻沉降。(2)水上鉆孔平臺不穩(wěn)固，

7、或未處于水平狀態(tài)。(3)土層軟硬不均，或遇到孤石，致使錘頭或鉆頭受力不均。(5)若為回旋鉆，鉆桿彎曲，接頭松動，致使鉆頭晃動范圍較大。(6)在原有建筑物位置鉆孔，遇到障礙物，把錘頭擠向一側(cè)。鉆孔偏斜預(yù)防措施(1)鉆機就位前，對施工場地進行整平和壓實，必要時墊枕木并把鉆機調(diào)整到水平狀態(tài)。水上鉆孔平臺在鉆機就位前嚴格檢查驗收，確保平臺牢固、水平、機架穩(wěn)固。在鉆進過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查調(diào)整使鉆機保持處于水平狀態(tài)。(2)保證鉆機頂部滑輪槽、鉆桿卡盤和樁位中心在同一條垂線上，并在鉆進過程中經(jīng)常檢查鉆機移位或擺動情況，隨時予以調(diào)整。(3)經(jīng)常檢查鉆桿，對彎曲的鉆桿要及時調(diào)整或廢棄。(4)在原舊建筑物位置鉆孔時

8、，提前做好探測，如發(fā)現(xiàn)障礙物，改用沖擊鉆。(5)在軟硬不均土層鉆進時，沖程放小，慢速鉆進，必要時回填片石粘土重新鉆進。(6)突然遇到變硬地層，控制進尺，低速鉆進，鉆進過程中應(yīng)減壓鉆進，避免出現(xiàn)斜孔、彎孔和擴孔，甚至扭斷鉆桿現(xiàn)象鉆孔偏斜處理措施(1)當遇到孤石或障礙物時改用沖擊鉆沖擊成孔。(2)當鉆孔偏斜超過規(guī)范要求時，應(yīng)回填粘土或片石，重新鉆孔?？s孔縮孔原因分析(1)地質(zhì)構(gòu)造中有軟弱層，在土的壓力下，向孔內(nèi)擠壓形成縮孔。(2)地層中有塑性土層，遇水膨脹形成縮孔。(3)鉆錘磨損，補焊不及時，鉆出的孔徑往往比設(shè)計樁徑小?？s孔預(yù)防措施(1)根據(jù)設(shè)計部門的鉆探資料，若有軟弱層或塑性土?xí)r，注意要經(jīng)常掃孔

9、。(2)當錘頭磨損嚴重時，要及時補焊，再進行掃孔治設(shè)計孔徑?？s孔處理出現(xiàn)縮孔后，用鉆頭反復(fù)掃孔，直到滿足設(shè)計樁徑為止。擴孔擴孔原因(1)遇到極軟淤泥質(zhì)或粉細砂土層，造成孔壁塌落而擴孔。(2)在鉆進過程中鉆錘擺動過大而造成。擴孔預(yù)防措施(1)鉆孔過程中平穩(wěn)進尺，防止鉆錘晃動過大。(2)經(jīng)常檢查鉆桿，及時更換不合格鉆桿。(3)采取減壓鉆進。1.4.3擴孔處理措施(1)遇到極軟淤泥質(zhì)或粉細砂土層造成孔壁塌落而擴孔時，應(yīng)加大泥漿比重到1.31.4。(2)擴孔嚴重時，在孔內(nèi)填入粘土，待沉淀密實后重鉆。1.5卡鉆1.5.1卡鉆原因分析(1)孔內(nèi)出現(xiàn)梅花孔、探頭石或縮孔。(2)下鉆太猛，或鋼絲純松純太長，使

10、鉆錘傾倒卡在孔壁上。(3)塌孔時落下的石塊或落下較大的工具將鉆錘卡住。(4)當出現(xiàn)縮孔后，補焊后的鉆錘尺寸加大，沖擊太猛，鉆錘被吸住。(5)使用沖擊鉆在粘土層中進行鉆孔時，沖程過大，或泥漿太稠，沖錘被吸住。1.5.2鉆錘被卡預(yù)防措施(1)上下輕微提動鉆錘，并輔以轉(zhuǎn)動，以便提起鉆錘。(2)下鉆時不可太猛。(3)鉆錘補焊時保證尺寸與孔徑配套，沖程量不宜過大，以防止錘頭傾倒造成卡鉆。1.5.3卡鉆處理(1)卡鉆后不宜強提，可上下左右試著輕提，將鉆錘提起。(2)可用小沖錘沖擊，或用沖、吸的方法將鉆錘周圍的鉆渣松動后提起。(3)必要時用小爆破或用滑輪組強提。2、水下混凝土灌注時常見問題原因分析與處理措施

11、導(dǎo)管進水導(dǎo)管進水原因(1)首批混凝土方量不夠或?qū)Ч芸诰嗫椎椎拈g距過大，混凝土不能埋沒導(dǎo)管底口或?qū)Ч苈袢脒^淺造成泥漿從導(dǎo)管底口進入。(2)導(dǎo)管接頭不嚴，接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高氣囊擠開，或?qū)Ч芎缚p破裂，水從接頭或焊縫處流入。(3)在灌注中，上下抽動導(dǎo)管過猛，導(dǎo)管接頭處橡膠墊破裂導(dǎo)致水流入導(dǎo)管；若導(dǎo)管為絲扣連接，導(dǎo)管被混凝土罐車撞擊彎曲，絲扣滑絲導(dǎo)致進水。(4)操作不當或機械制動失靈導(dǎo)致導(dǎo)管提升過猛，或測深搞錯，導(dǎo)管底口拔離混凝土面，底口涌入泥水。導(dǎo)管進水預(yù)防措施(1)準備足量的首批混凝土方量，導(dǎo)管底口距孔底保持在30cm-40cm之問為宜。(2)使用質(zhì)量較好的橡膠皮墊，導(dǎo)管有破損的予以補焊或廢棄，安

12、裝導(dǎo)管時嚴格把關(guān)，使導(dǎo)管水密性達標。(3)灌注時導(dǎo)管不宜上下抽動過猛，最好不要使用絲扣連接的導(dǎo)管。(4)拆除導(dǎo)管時，要仔細量測計算，確保導(dǎo)管有一定的埋深。導(dǎo)管進水處理措施(1)導(dǎo)管進水，當為首批混凝土封底不成功時，應(yīng)立即將導(dǎo)管提出，將孔底的混凝土用空氣吸泥機或抓斗清除，然后下導(dǎo)管重新灌注。(2)若導(dǎo)管拔出混泥土面，應(yīng)立即組織施工人員依次將導(dǎo)管拆除并清洗干凈，迅速將裝有底塞的導(dǎo)管壓重插入原混凝土表面以下2.5m的深處，然后再繼續(xù)灌注，將導(dǎo)管提升0.5m,按照初灌混凝土的要求繼續(xù)灌注(3)由于導(dǎo)管接頭原因進水，視具體情況，拔換原管重新下管后，將進入導(dǎo)管內(nèi)的泥漿用泥漿泵抽出，續(xù)灌時混凝土配合比適當增

13、加水泥用量，以后可恢復(fù)正常配合比。,堵管堵管原因分析(1)灌注過程中因灌注時間過長，表面混凝土已初凝。(2)導(dǎo)管內(nèi)進入異物，導(dǎo)致混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留過久，或因混凝土離析而發(fā)生堵管。(3)塌落度過小，流動性差，或夾雜大塊石頭磚塊等異物。堵管預(yù)防措施(1)灌注前，應(yīng)對機械設(shè)備仔細檢修，并準備備用機械。發(fā)生故障立即更換備用機械，同時采取措施加速混凝土灌注速度。(2)拌合站原材料加強管理，不得混入大塊磚石。(3)嚴把混凝土質(zhì)量關(guān)，對塌落度小，流動性差，或離析的碎不得灌入，經(jīng)處理合格后再灌入。堵管處理措施(1)堵管后視具體情況，若首批混凝土已初凝，將導(dǎo)管拔出，用吸泥機將孔內(nèi)表層混凝土和泥漿、渣土等吸出，重

14、新下導(dǎo)管灌注。但灌注結(jié)束后，這根樁宜作斷樁再予以補強。另一種處理方法是將已灌注的混凝土作廢棄處理，孔內(nèi)回填片石粘土后重新成孔。(2)若孔內(nèi)混泥土尚未初凝，且流動性很好，迅速將導(dǎo)管連同堵塞物拔起,重新下導(dǎo)管配重壓入已灌注混凝土內(nèi)2項用潛水泵將導(dǎo)管內(nèi)泥漿抽出，然后繼續(xù)灌注；另一種是重新下導(dǎo)管二次拔球重新灌注，做法是導(dǎo)管插入原混凝土面以下50cm,料斗內(nèi)放入足夠的首批混凝土量進行二次拔球灌注，當混凝土灌入足以置換完導(dǎo)管內(nèi)泥漿時，配重再把導(dǎo)管壓入原混凝土內(nèi)1m左右。后續(xù)正常灌注，為保證樁頭混凝土質(zhì)量需超灌2m以上。但該種處理方法樁基質(zhì)量難以保證。根據(jù)檢測結(jié)果需做補強處理。埋管埋管原因分析(1)導(dǎo)管埋入

15、混凝土過深，導(dǎo)管內(nèi)外混凝土初凝使導(dǎo)管與混凝土間摩阻過大。(2)提升導(dǎo)管時過猛，將導(dǎo)管拉斷。埋預(yù)防措施(1)加速灌注速度，嚴格控制導(dǎo)管埋深，灌注過程中每隔數(shù)分鐘上下抽動導(dǎo)管數(shù)次。(2)導(dǎo)管接頭螺栓事先檢查是否穩(wěn)妥，感覺導(dǎo)管已很難拔出，適當小幅度活動，不可猛拔。埋管處理措施(1)若已成埋管故障，插入一直徑稍小的護筒至已灌注混凝土中，用吸泥機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)管齊混凝土面切斷，拔出安全護筒，重新下導(dǎo)管灌注，此樁需做補強處理。(2)若埋管后，混凝土已初凝，導(dǎo)管插不下去，按斷樁處理。灌注過程中塌孔灌注過程中塌孔原因分析(1)護筒底腳漏水。(2)潮汐區(qū)未保持所需水頭。(3)地下水超過原承壓水頭。(4)孔內(nèi)泥漿相對密度、粘度過低。(5)孔口周圍堆放重物或有機械振動。灌注過程中塌孔預(yù)防措施(1)埋設(shè)護筒時夯壓密實。(2)潮汐區(qū)保持所需水頭。(3)孔內(nèi)泥漿保持一定的相對密度與粘度。(4)灌注時，孔口處避免堆放重物和機械振動。灌注過程中塌孔處理(1)若塌孔程度不大，可用泥漿泵抽出混凝土表面坍塌的泥土，如不繼續(xù)塌孔，可恢復(fù)正常灌注。(2)如塌孔發(fā)生不斷，且有擴大之勢，應(yīng)將導(dǎo)管和鋼筋籠拔出，孔內(nèi)回填片石，待孔位周圍地層穩(wěn)定后再重新成孔。2.5鋼筋籠上浮鋼筋籠上浮原因分析(1)操作馬虎，提升導(dǎo)管時鉤掛鋼筋籠致使