钻孔事故（通用11篇）
钻孔事故 篇1
0 引言
由于煤层地质的不可预见性，钻孔发生抱钻、卡钻、掉钻的可能性时刻存在。避免此类事故最行之有效的方法为：当遇到未知的地质情况时，及时撤钻！虽然如此，但发生此类事故的不确定因素又使得在实际操作中不可能绝对性的避免抱钻、卡钻、掉钻。所以说，有效地实施设备打捞是深孔定向钻进中一个必不可少的关键程序，也是深孔钻进中的另一项关键工艺。
1 工程简介
为解决采面上隅角瓦斯及采空区瓦斯问题，使采空区大量瓦斯得到回收利用。依照矿方要求，决定在平沟煤矿1606施工高位瓦斯抽放钻孔，按要求钻孔轨迹距1606采面间距大于采高的3-5倍。所以，钻场布置在1606高位抽放巷道中，钻孔穿过15#煤层，进入14#层，沿14#煤层钻进。
1.1 钻孔设计
高位钻孔采用开采层顶板岩层走向布置，定向水平长钻孔代替顶板瓦斯抽放巷道，进行采空区及采面上隅角瓦斯的抽放。
1.2 抽放方法
采用顶板高位钻孔抽放采空区、采面上隅角及围岩的瓦斯。
该钻场钻孔于2010年5月9日施工完毕，共施工6个高位抽放钻孔，合计3255米。后进行联网抽放，现1#孔抽放瓦斯浓度平均为6%、3#孔抽放瓦斯浓度平均为25%、4#孔抽放瓦斯浓度平均为35%、5#孔抽放瓦斯浓度平均为35%、6#孔抽放瓦斯浓度平均为36%。
2 软煤层瓦斯抽放钻孔的施工
2.1 因神华乌海能源平沟煤矿现施工钻孔的煤层均比较松软（煤层坚硬性系数平均≤0.5），给钻孔施工带来很大困难，钻孔无法成孔，每钻进20-30米，钻孔就出现塌孔现象，这样，无法直接将钻孔轨迹布置在煤层中。在施工9#煤层钻孔时，钻场布置在9#煤层中，在煤层中施工屡次失败后，决定将钻孔轨迹布置在煤层顶板里，钻孔轨迹穿过9#煤层进入顶板，沿顶板钻进，成“梳子”状布置钻孔，主孔施工到位后，每隔50米施工一个下行钻孔，钻孔穿过煤层见煤层底板终孔。这样避免了塌孔、抱钻事故的发生。
2.2 软煤层瓦斯抽放钻孔的施工在施工平沟煤矿16#煤层瓦斯抽放钻孔时，因该层煤层也比较松软，煤体内瓦斯压力也比较大，在16上#施工了两个钻孔没有成功后，通过分析煤层地质资料后，决定将钻孔布置在16中#，16中#为煤岩互层，相对16上#比较容易成孔，现1#孔已成功施工完毕，下几个钻孔也将按照1#孔的布置方法进行。这样，避免了在施工钻孔时出现的一系列事故。
因此，在特殊煤层里施工钻孔，工程技术人员首先必须了解该层位的详细地质资料，尽量将钻孔轨迹布置在比较容易成孔的层位，且要对施工人员进行细致的贯彻，在施工中，严格按照设计的轨迹进行施工。每个钻场的一个钻孔比较重要，井上下的实钻记录要准确、详细。确保能为下几个钻孔的设计作依据。技术人员要给施工人员进行全面的贯彻，包括钻孔层位、设计目的、煤层地质情况等。
3 事故案例分析及防范措施
3.1 平沟煤矿1606高位瓦斯抽放钻场钻孔施工情况及掉钻原因分析：
造成此次抱钻事故的主要原因为地质因素。因14#煤层没有详细的地质资料，所以只能通过钻孔施工来探明地质条件，这样就加大了钻孔施工的风险，前几个钻孔的施工也并不顺利，都出现过轻微的抱钻事故，但都经过现场实践经验，将钻具退出。1#孔于5月1日开始施工，当主孔施工至255米（上下偏差为9.27）时出现过塌孔现象，但经过处理，钻具顺利提出，当时通过分析，在该地段出现破碎带，而且不在同一层，而是呈“蜂窝状”。于是在222米处重新开分支孔，当钻孔施工到423米处时，测量探管电池筒电压不足，测量数据误差大，无法正常施工，因此将所有钻具全部提出，更换完电池筒后，又将钻具重新放到孔内，这样就对钻孔轨迹进行了新一次的扫空作业。之后，施工至492米（上下偏差10.09）处突然出现抱钻现象。此次抱钻较为严重，致使钻具无法通过正常回转、起拔等处理手段将钻具提出。当班与西安厂家取得联系，11日厂家来人下井继续处理，在起拔压力达到20Mpa时，反复操作了一个班，仍然没有将钻具退出，因此制定出退钻措施。结果套孔至194米处，出现套孔钻杆断裂至192米处。
经过几次套孔打捞，均未成功。最后经过设计及生产单位协商，决定采用打巷道方法将钻具取出（因1#孔靠近1606上巷，具备采用打巷道打捞条件）。于2010年7月21日，成功打捞出钻具。
3.2 平沟煤矿0910瓦斯抽放钻场钻孔施工情况：
当时正施工2-1#孔分支五：施工至231米处塌孔、发生抱钻事故，经过来回划孔、起拔，将钻具取出。
抱钻原因及成功取出钻具经过：
2010年10月16日夜班，当时施工2-1#主孔，施工210米钻孔开始返水、返渣不正常，施工完231米，测量、调整、加接钻杆完毕后，向孔内送水，出现泥浆泵憋压现象，同时无法起拔，夜班人员加固钻机，尝试拔出钻具，但没有成功，早班接班后，重新对钻机进行加固，向孔内送水，同时别回转，别起拔，当时钻机起拔压力达15Mpa, 泥浆泵不让超过4Mpa，钻具开始回转，同时慢慢退出，直到退出3根钻杆后，钻机起拔压力、泥浆泵压力才恢复正常。
4 结论
钻探工程是一门多学科的应用技术。不能一味追求进尺，当地层改变或孔深增加时，要及时调整钻进工艺参数（钻压、转速、泵量），防止造成设备、钻机受损。钻进过程要求给进压力根据钻进岩石的种类做不同调整，而给进速度则要自动适应钻速的变化。
综上所述如各施工单位在施工过程中对上述现象及原因不引起足够的重视或采取有效的措施均有可能掉钻、卡钻和埋钻事故的发生。
摘要：ZDY6000LD型煤矿用履带式全液压坑道钻机, 是西安煤科院钻探研究所生产的一种低转速大转矩、自行式全液压动力头式坑道钻机, 适于孔口动力的大直径近水平深孔钻进和孔底动力的螺杆马达定向钻进。该钻机为煤矿井下大口径瓦斯抽放孔及其他工程孔的施工提供了必要的技术装备;该钻机具有结构合理、技术性能先进、工艺适应性强、操作省力、安全可靠、运输方便等优点, 因而被广泛地应用于煤矿井下中深瓦斯抽放孔的施工。而影响钻孔施工质量的因素很多, 如地质因素、钻孔工艺等。现结合神华乌海能源平沟煤矿矿井钻探施工常遇事故及其处理方法进行分析及论述。
关键词：抱钻,卡钻,掉钻事故,事故预防
参考文献
[1]《天荣公司近水平定向长钻孔施工技术汇编》.
[2]来源:《中小企业管理与科技》2010年5月上旬刊供稿文/肖德成.
[3]来源:《今日科苑》2009年第14期/何跃/肖畼.
钻孔灌注桩埋钻事故处理 篇2
【关键词】钻孔灌注桩埋钻；原因分析；事故处理
1.工程概况
温州市瑞安市塘下镇B-8-1地块国际名都工程工程分为A、B、C、D 4幢主楼地上30+1层，地下1层，框支剪刀墙结构。工程桩采用正循环泥浆护壁钻孔灌注桩，其中桩径700的有76根，桩径800的有780根，桩径900的有12根。设计有效桩长为82米，桩顶升入承台100mm，桩顶钢筋锚入承台45D（D为桩主筋直径），桩底沉渣必须小于50mm，距孔底50cm范围内的泥浆比重不大于1.20，并控制含砂率≤0.8%，粘度≤28s。清孔符合要求后半小时内必须灌注混凝土，整根桩的浇灌时间不超过4小时，如有间歇，不应超过半小时。桩身混凝土的灌注系数应控制在1.10～1.20。在保证桩身混凝土强度等级的前提下，桩身混凝土超灌高度不小于1.5米，混凝土初灌量不小于2m?，导管埋深宜为2～6米，严禁导管拔出混凝土面。桩身采用水下C35混凝土。
2.工程地质情况
根据岩土工程地质勘察报告，拟建场地位于温州海滨平原内。地形平坦，地貌单一。在勘探深度内，地层有杂填土、淤泥、深部粘性土、坡残积粉质粘土和风化基岩等7个工程地质层和12个亚层组成。
3.埋钻事故桩机施工概况
埋钻事故桩基为GPS-15型钻机法兰盘钻杆。单腰带三翼钻头。钻具总长92.10m（其中29根3m钻杆，共87m，立轴方杆3.60m，钻头1.50m）。施工桩基为锚桩。施工编号393#。正循环成孔。于2010年7月2日上午10时开孔。7月3日22：30终孔。终孔孔深90.34m。一清至3日上午9时。因现场材料不足，且已有3桩先于393#成孔等待浇砼。机组操作人员未采取措施自去休息。至晚上20：30，机组操作人员再循环一下孔内泥浆，钻杆内已不通水。操作钻机也不能提动钻具。下测绳测得孔深82.10m，埋钻约8.24m。当时立即强拔，使用钻机主卷扬机（约12吨）和20吨汽车吊同时拔，无效果。
4.原因分析
经检查施工记录，现场查看，核查设计图纸及地质勘察报告，发现存在以下问题：
4.1 7月3日8：20分一清完毕，测孔深90.34米，泥浆比重达1.27粘度22秒。用手指蘸泥浆轻捻，有细小颗粒感觉。机组等待休息未提钻。
4.2 第（6）层粉质粘土，层顶埋深-82.0米，属坡残积粉质粘土，灰黄，棕红色，含少量粉砂、碎石、呈软塑～可塑、中压缩性，有亲水性，遇水浸泡易崩解，丧失强度。
4.2 391#桩砼浇灌记录显示，391#桩砼理论方量为71.48m3，实际方量92.924 m3，充盈系数达1.3（施工开始至此充盈系数基本控制在1.1～1.2之间），因此该桩充盈系数较不正常。
4.3 391#桩与393#桩中心距离，按桩基础施工验收规范，桩垂直度偏差小于等于1%为合格，则桩底最小净距为3.2m，
由此分析：
（1）393#桩一清不彻底，孔内沉渣经长时间长的沉淀，导致393#桩埋钻。
（2）由于第（6）层粉质粘土长时间在水体的浸泡下崩解，丧失强度，呈软塑～可塑状态，导致先于393#孔终孔的391#桩在浇注过程与393#孔发生串孔，导致393#桩埋钻。
5.事故处理方法
根据事故原因的分析，先后选择了两种不同的处理方法，对该事故进行处理。
5.1透孔法
目的：在保持桩孔内状态完好的前提下把整套钻具（包括钻头）取出，使之符合设计要求。
方案：仍采用GPS-15型事故钻机，借用其余钻机钻杆。钻杆底部焊合金钻头Φ180（平底），通过前后左右移动杂记钻机，在被埋钻头内钻孔八个，使砼破坏，再用气举反循环，将被埋钻头内砼沉渣抽出，随后利用GPS-15钻机扭矩及20吨吊车强拔，将事故钻头及钻杆提出。事故处理过程中，保证孔内泥浆大于 1.30以上。
处理过程：此方案于7月4日开始实施。由于孔内钻具与所下钻具均为法兰连接，给起下钻杆造成困难（下钻时间约4小时）。于4日上午10时完成。第一个孔效果较为理想。抽上砼也较多（同时证明埋钻原因的分析是正确的）。6日，完成8个小孔，采用强拔无效。随后修改钻头，继续采用透孔法施工，并适时扩大钻头直径，以提高打散砼效果。至10日，仍无法将钻头取出，遂放弃。
5.2割管法
目的：放弃钻头，只取出整套钻杆，争取时间在满足设计总体要求，保证393#桩身质量的前提下处理好该事故。
方案：在Φ168mm钻杆内部下入Φ42mm钻杆，下接偏心钻头：Φ110mm偏心40mm。在孔内钻头腰带上部150mm处将钻杆割断，取出钻杆，再对该桩进行扫孔，下钢笼，割断钻头不取出，清孔后浇灌砼。
处理过程：该方案于7月12日经设计同意后开始实施。改用GPS-10钻机进行处理。在下钻杆过程中，严格控制钻杆尺寸，确保偏心钻头割管位置的正确，并将Φ168mm钻杆用铁线穿过法兰，分四个方向固定，防止了偏心钻头在割管过程中，Φ168mm钻杆摆动，削弱了割管效果。并每隔12小时检查一次合金刀片的磨损情况，并由偏心钻头焊接合金刀片的锯片边缘磨损深度，判断Φ168mm钻杆的割进深度。经过79小时的施工，经偏心钻头锯片边缘磨损深度判断Φ168mm钻杆割进深度约8mm～9mm，遂改用GPS-15钻机。利用其扭矩大的特性，将钻杆扭断。
6.其他
6.1扫孔：对该孔重新校对孔位，桩机对中，水平校验，重新扫孔为稳定孔壁，先预备浓泥浆1.45g/cm3，采取边扫孔边掺水泥的方法进行扫孔至割管位置。随后，起钻，安放钢筋笼。
6.2水下砼浇灌：经二次清孔后，开始浇注砼。浇注过程对砼的充盈系数按15m一段分别进行。计算其结果从上至下分别为1.18， 1.16， 1.2， 1.19， 1.17。
6.3经温州市岩土工程有限公司利用该桩进行锚桩法静载荷试验，测得该锚桩上拔量为4mm，为同组锚桩上拔量中值，在规范允许的范围内。
6.4经温州市建设工程质量监督检测中心采用ZK-7D（E）智能测桩仪进行发射波检测桩身完整性，推定该桩桩身正常。质量等级为I类桩。
7.体会
7.1经过施工过程一系列现象（沉渣有砼砂浆、割断钻杆下部法兰上有砼砂浆残留物），说明埋钻事故的原因分析是正确的，但对事故出来方法的选择不果断，迁延时日，浪费了人力和物力，因此对于事故的处理，不仅应考虑各种处理方法的可行性，更应注重效果成本和工期。
7.2现场施工技术管理应加强。对于钻进过程中的桩机临时停工，应拆卸1-2根钻杆，将钻头提离孔底，防止埋钻。
桥梁桩基钻孔事故的预防及处理 篇3
各种钻孔方法都可以发生坍孔事故，孔口冒细泡，反循环旋转钻钻进时出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷明显增加，冲击钻提钻头困难等等。
1.1 坍孔的原因
1)泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实孔壁。2)未及时补浆(水或河水)，或孔内出现承压水或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够。3)护筒埋置太浅，下端孔口漏水，坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。4)在松散砂层中钻进速度太快。5)吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。6)遇溶洞漏浆补充不及时。
1.2 坍孔的预防和处理
1)在松散粉砂土和流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。2)发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。3)如发生孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂(或粘土)混合物到坍孔处以上1～2m, 如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再进行钻进。4)吊入钢筋笼时应对准孔中心竖直插入，严防触及孔壁。
2 斜孔
2.1 斜孔原因
1)钻孔中遇有较大的孤石或探头石。2)在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进;或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。3)钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。4)钻杆弯曲、接头不正。
2.2 斜孔的预防和处理
1)安装钻机时要使转盘、底座水平、起重滑轮缘，固定在钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。2)钻杆接头应逐个检查，及时调整，当钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。3)在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，回填片石(或混凝土、在卵石层中回填卵石)冲平后在钻进。
3 扩孔和缩孔
扩孔比较多见，一般表现为局部的孔径过大。在地下水呈运动状态，土质松散地层处或钻头摆动过大，易于出现扩孔，扩孔发生原因同坍孔相同，轻则为扩孔，重则为坍孔。若孔内局部发生坍塌而扩孔，仍能钻到设计深度不必处理。若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。缩孔即孔径超常缩小，一般表现为钻机钻进时发生卡钻，提不出钻头或者提钻异常困难的迹象。缩孔原因主要是由于地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。为防止缩孔，要使用失水率小的优质泥浆护壁并须高转速少进尺，并复钻二、三次;或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直至使缩孔部位达到设计孔径要求为止。
4 梅花孔（或十字孔）
4.1 形成的原因
1)钻头顶转向装置失灵，以致冲击钻头不转动，总在一个方向上下冲击。2)泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。3)操作时钢丝绳太松或冲程太小，钻头刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。4)在非匀质地层、如漂卵石层，堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。
4.2 预防办法
1)应经常检查转动装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。2)选用适当粘度和相对密度的泥浆。3)用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形。4)出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填重钻。
5 卡钻
5.1 产生卡钻的原因
1)未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐变小。而焊补后的钻头大了，又用高冲程猛击，极易发生卡钻。2)钻孔形成梅花形，钻头被狭窄部位卡住。3)伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住钻头顶部或后部。4)孔口掉入石块或其它物件，卡住钻头。5)在粘土层中冲击的冲程太高，泥浆太稠，以至钻头被吸住。6)钻头钢丝绳松放太多，钻头倾倒，顶住孔壁。
5.2 处理方法
处理卡钻应先弄清情况，针对卡钻原因进行分析处理。宜待钻头有松动后方可用力上提，不可盲动，以免造成越卡越紧。1)当为梅花卡钻时，若钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动至孔径较大方向提起钻头，也可松一下钢丝绳，使钻头转动一个角度，有可能将钻头提出。2)卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。3)用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将钻头勾住后，与大绳同时提动，或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将钻头提出。4)在打捞过程中，要继续循环泥浆，防止沉淀埋钻。5)用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准钻头一侧或吸锥处适当冲射，使卡点松动后强行提出。6)实用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。7)用以上方法提升卡钻无效时，可试用水下爆破提钻方法。将防水炸药(少于1kg)放入孔内，沿锥的溜槽放到锥底，而后引爆，震松卡钻钻头，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。
6 糊钻和埋钻
糊钻和埋钻常出现于正、反循环回转钻进和冲击钻钻进。正反循环回转钻进时，糊钻的表征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象;在粘土层冲击成孔时，由于冲程太大，泥浆粘度过高，钻渣量大，以至钻头被糊钻或被埋住。
预防和处理办法：对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻头;对于冲击钻，除上述方法外，还应减小冲程适当控制进尺，若已严重糊钻，应停钻，清除钻渣。
7 钻孔漏浆处理
钻孔施工中漏浆的产生一般是因为护筒埋置较浅，护筒接缝不严，护筒周围回填土不密实所致。处理的对策是往孔内大量投放粘土块(粘土与麻绳头加水掺和而成)加小片石，加大泥浆浓度，同时以正循环强冲将粘土块和小片石挤入孔壁，漏浆现象基本消失。
参考文献
[1]张忠亭, 丁小学.钻孔灌注桩设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版2006.
钻孔事故 篇4
摘要：摘要：钻孔灌注桩是工程中常用的基础形式，其成桩质量对工程安全有着至关重要的作用。本文简要分析钻孔灌注桩施工过程中可能存在的几种质量问题以及相应的防范措施，旨在为类似工程提供借鉴。
关键词：钻孔灌注桩 施工 质量事故 防范
一、前言
钻孔灌注桩是民用和工业建筑广泛应用的一种基础形式，具有适应性强、施工操作简单、设备投入不大等优点。但是由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能进行直接开挖验收，它又是最容易出现质量问题的一种基础形式。分析钻孔灌注桩在施工过程中可能发生的事故，进行必要的防范是保证钻孔灌注桩成桩质量，确保基础工程安全的重要措施[1-10]。本文根据作者多年来从事钻孔灌注桩设计和施工经验，简要分析钻孔灌注桩施工过程中可能存在的几种质量问题以及相应的防范措施，旨在为类似工程提供借鉴。
二、无套管施工法中孔壁坍塌及对策
无套管灌注桩施工过程中由于土壤的持力层发生变化等原因，将会出现因漏水、漏浆等导致的孔壁坍塌的质量事故。钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。根据对此类问题的分析，发现造成施工事故的原因主要在于：
①护筒的长度不够，护筒变形或形状不合适；
②保持的水头压力不够；
③地下水位有较高的承压力；
④在砾石层等处有渗流水或者没水，孔中出现跑水现象；
⑤泥浆的容重及浓度不足； ⑥成孔速度太快，在孔壁中来不及形成泥膜；
⑦用造孔机械在护筒底部造孔时触动了孔周围的土壤；
⑧沉放钢筋时，碰撞了孔壁，破坏了泥膜及孔壁；
⑨造孔机械的机械力过大，致使护筒与土层之间的粘着力减弱；
针对这种问题，应采取的相应处理措施为：
施工现场在埋设灌注桩的护筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实，必须注意保持护筒安装垂直，在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。
当发现地基有地下水时，应密切注意是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时，必须能保持足够的泥水压力，在施工前的地质情况勘测中，一定要求给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素条件。
泥浆的比重以1.02~1.08左右为宜。另外，在成孔时，如果遇到砾石层等土层产生大量漏浆时，应考虑是否改成其他施工方法。
当中断成孔作业时，要着重监视漏水、跑浆的情况。
在反循环钻孔法的成孔施工中，钻孔速度不宜过快，如果孔壁未形成有效泥浆膜，施工中将易出现孔壁坍塌的质量事故。成孔速度应根据地质情况并参照相应规范选取，对于淤泥质等非常软弱的地质，如果成孔速度过快，造孔的桩孔将很不规则，对于砂、砂砾等土层若成孔速度过快，会产生桩的径向摆动，而发生孔壁坍塌现象，在现场调查中发现，孔中水的向下流速超过12m/min，在负压的作用下，孔壁非常容易发生坍塌现象。
为避免此类问题的发生，在施工中，要求施工人员要严格按施工规范进行施工，深入理解设计意图是确保成功施工的关键因素，塌孔的桩孔应及时回填，当地层呈现稳定状态后，应适当的停置3~5天后再度施工为宜。
在钢筋笼的沉放过程中，多采用边沉桩边射水搅拌的施工方式，然后用空气升液法、砂泵等设备抽出搅混的泥浆，同时，要注意避免射水压力过大，破坏钻孔的完整。
三、缩颈
缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题，主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况，应采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。另外，可采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
四、钢筋笼上浮
用全套管法成孔后，在浇筑混凝土时，有时钢筋笼会发生上浮，其原因及相应对策如下：
①套管底部内壁黏附砂浆或土粒，由于管的变形，使内壁产生凹凸不平，在拔出套管时，将钢筋笼带上来。此时，应注意在成孔前，必须首先检查最下部的套管内壁，当堆积大量粘着物时，一定要及时清理。如确认有变形，必须进行修补，待成孔结束时，可用张大锤式抓斗，使其反复升降几次，以敲掉残余在管内壁上的土砂，确保孔底水平。
②当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小，有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时，会发生钢筋上浮现象，出现这种问题处理的方法是，使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。
③钢筋笼自身弯曲，钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，套管倾斜等，使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时，也将造成钢筋笼上浮。在处理此类问题时，应注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在运输工程中的碰撞等因素引起的变形。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等，不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部，在贯入套管时，必须注意汽锤制度。
④由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。当此类现象发生时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。
⑤钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。
钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m。⑥除此之外，在浇筑混凝土之前，一定要将套管稍稍往上提一点，以确认钢筋笼是否存在上浮现象。
五、桩底沉渣量过多
清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除，使混凝土与岩基结合完好，提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施如下：
①桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定，清孔不干净或未进行二次清孔造成的；施工中应保证灌注桩成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟，然后将锤式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣。
②当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。
③钢筋笼吊放过程中，如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会发生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土会坍落在桩底；因此，钢筋笼吊放时，务使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。在钢筋笼的加工工艺上，可选用冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，使用方法是用空气升液排渣法或空吸泵反循环法。这种方法是用已有的空吸泵、空压机，在导管上备有承接管，它无需特殊设备，在任何施工方法中均可采用。
④清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
六、导管进水
在浇注混凝土过程中，有时会发生由于过量上提导管，使接头部分产生漏水等情况，将造成混凝土离析、流动等质量事故，在桩身上留下致命的质量隐患。因此要严格施工管理，不得发生泥浆水进入导管的质量事故。一旦生发上述事故，可采取如下的处理措施： 浇筑混凝土之前，若发现导管口出现漏水现象时，应立即提起到导管进行检查，对漏水部位进行严格的防水处理后，再重新放入桩孔中，建筑混凝土。
在任何情况下，都应该尽可能的将导管底部深深的埋在混凝土中，当发现导管上提明显过量时，应迅速将导管插到混凝土中，利用小型水泵或小口径的抽水设备，将导管中的水抽到之后，再继续浇筑混凝土。
七、断桩
由于混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。造成原因及防治措施如下：
①施工中若发生导管底端距孔底过远，则混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。
为避免质量事故的发生，桩孔钻成后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。这就要求在灌注混凝土前，应认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。
②有时受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体。
在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
③在浇注混凝土时，由于导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象。
施工中应明确规定，混凝土浇注过程中，一旦开始浇筑工序，一定要连续完成改作业，确保在混凝土初凝时间内连续浇注，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。并随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，严格遵守操作规程。
④施工中还会发生浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。因此，施工要求中要严格确定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流动性，坍落度损失亦满足灌注要求。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，避免埋下质量事故的隐患。
八、钻孔内的有害气体
由于地质构造或其他特殊原因，在灌注桩的成孔过程中，发现桩孔中产生沼气、天然气、硫化氢等有害气体，全套管施工中，当需要在孔口附近进行焊接钢筋骨架时，焊接的电火花会点燃桩孔内可燃性气体而发生爆炸的质量事故。
为避免上述事故的发生，在进行焊接作业前，首先利用有害气体探测器或火绳等检查桩孔中是否存在有害气体，一般情况下，桩孔中的可燃气体，应用注水法排除孔中的有害气体；当气体量较少时，也可以利用火绳等将有害气体燃烧掉。
九、结语
本文根据作者多年来从事钻孔灌注桩设计和施工经验，分析了影响钻孔灌注桩施工质量的几种因素，包括孔壁坍塌、缩颈、钢筋笼上浮、桩底沉渣、导管进水、断桩、钻孔内有害气体，并提出了相应的防范和处理措施，可以为类似工程提供借鉴。
参考文献：
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2、赵占宇，姜玉玺，殷鸿彬，张建国。钻孔灌注桩施工中应注意的几个问题，沈阳建筑。2004(1)，41-46
3、蔡锦源，钻孔灌注桩施工的质量缺陷与措施，西部探矿工程。2004,16(5)，15-16,18
钻孔事故 篇5
【关键词】灌注桩；混凝土；事故预防；施工工艺
1 钻孔灌注桩常见事故
1.1孔壁坍塌
主要原因：土质松散，泥浆护壁不好，孔内水位下降，钻进速度过快、空钻时间过长，成孔后待灌时间过长和灌注时间过长使孔内静水压力失去平衡引起孔壁坍塌。
1.2钢筋笼上浮
主要原因：①混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大，钢筋笼被混凝土拖顶上升；②由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土从导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。
1.3断桩与夹泥层
主要原因：①泥浆过稠，增加了灌注混凝土的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量混凝土，一旦混凝土冲出导管后，就会冲破泥浆最薄弱处，并将泥浆夹裹于混凝土内，造成夹泥层；②灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因；③灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故。
1.4常见导管事故
1.4.1堵管
堵管在灌注过程中较常发生，其主要原因是：①混凝土质量欠佳；②混凝土供应不及时；③导管进水；④初灌混凝土堵管。
1.4.2导管提不动或掉管
主要原因是：①混凝土埋深太大；②机械故障，机械故障使混凝土供应持续时间太长使混凝土初凝；③法兰盘被钢筋笼勾住；④塌孔造成导管深埋；⑤漏斗与导管、导管与导管间的螺栓未拧紧导致强度不足，使导管在提升时螺栓滑落或断裂。
1.4.3导管无混凝土埋深
无混凝土埋深将导致导管内进水，而发生断桩质量事故，其主要原因为测深、计算错误。
2 预防措施
2.1防止孔壁坍塌
（1）在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。
（2）搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。
（3）成孔后，待灌时间一般不应大于3h，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。并随时注意控制泥浆的和比重。
2.2防止钢筋笼上浮
（1）钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小。
（2）导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2～4m，不宜大于5m和小于1m。混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5～2.0m。当混凝土埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时將导管提至钢筋笼底端以上。
（3）当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止灌注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，提升导管后再进行灌注，上浮现象即可消除。
2.3防止断桩与夹泥层及导管事故
（1）灌注前要认真清孔，严格控制泥浆比重，防止孔壁坍塌。
（2）配制备用导管，施工现场必须配一套备用导管。
（3）防止导管法兰盘被钢筋笼勾住严格控制钢筋笼的施工质量，在灌注过程中，导管的连接应平直、可靠，平稳提升导管避免勾带钢筋笼。
（4）导管防漏导管壁厚按孔深计算，采用一定厚度的钢板制成，一般不小于3mm。灌注前应对拼接顺直的导管进行严格检查，做水密、水压试验，其压强应在1.5倍水深压强，持续时间15min左右，发现不合格时应及时调换。导管使用后应及时清除管壁内外粘附的混凝土残浆。导管的壁厚、连接部位丝扣应定期测定、检查，不符要求的要及时处理。
（5）导管提升用两根钢丝绳对称套扣提升导管。
（6）控制导管埋深正常灌注时，一般导管埋深控制在2～4m为宜。导管应勤提勤拆。
（7）防止机具故障
①混凝土漏斗应有足够的刚度，宜用4～6mm的钢板制成圆锥形或棱锥形，在距漏斗上口的15cm处的外面两侧对称地焊吊环各一个，容量应能满足混凝土的初灌量要求。漏斗与导管的连接应可靠。导管分节长度应便于拆装和搬运、并小于导管提升设备的提升高度，中间节一般长2m左右，下端节可加长至4～6m，漏斗下可配长约1m的上端节导管，以便调节漏斗的高度；②控制和测量孔内混凝土的上升情况，应采用重量不小于1kg的圆锥形测锤及标准水文测绳测定，并定期校对测绳；③工地现场应有备用的易损配件和主要机具，如钢丝绳、搅拌机、起吊机械及运输机械等，灌注平台上应备有振动器、钢钎等。
（8）提高人员素质，避免人为因素所造成的事故。
3 材料质量与灌注过程的控制
a.进场的材料应严格按质量标准进行级配和强度试验
混凝土粗骨料宜选用坚硬碎石或卵石。粗骨料的颗粒级配和针、片状颗粒含量及含泥量应符合质量标准。钻孔灌注桩的水下混凝土属大流动性混凝土，若骨料粗则孔隙大，浆液易与骨料离析，结果是塌落度大而流动性并不一定好。因此，粗骨料粒径不应大于40mm，且不易大于钢筋笼主筋最小净距的1/3。有条件时，宜优先采用5～25mm粒径连续的碎石，则孔隙较小，在同样条件下拌制的混凝土不宜离析，其和易性有明显改善。
细骨料应选用级配合理，质地坚硬，颗粒洁净的天然中粗砂。水泥符合GB175-85的规定。水泥进场时，必须附有水泥出厂合格证，当水泥出厂日期超过三个月或对水泥质量有怀疑时，应视不同情况取样复验，复验合格后方可使用。水泥在储运过程中应做好防雨、防潮措施。混凝土配料应由专人认真计量，塌落度控制在18～20cm。条件允许时，宜优先采用商品混凝土。
b.混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后，导管埋入混凝土深度为不少于0.8～1.3m，导管内混凝土柱和管外泥浆柱压力平衡。
c.混凝土灌入前应先在漏斗内灌入0.1～0.2 m3的1∶1.5水泥砂浆，然后再灌入混凝土。开始灌注混凝土后，应紧凑、连续地进行，单桩混凝土灌注时间不宜超过8h，否则应加入一定的外加剂。
d.混凝土灌注过程中应经常测定和控制混凝土面上升情况，严格控制导管埋深。并做好详细记录，随时观测孔内水位变化。
e.提升导管时应保持轴线竖直和位置居中，并逐步提升。
f.在灌注将近结束时，导管外泥浆稠度增大，混凝土灌注困难，可用水冲法稀释泥浆，并且提高灌注落差，使灌注工作顺利进行。当混凝土灌注达到所需标高时，应经测定确认符合要求（水下灌注混凝土的实际桩顶标高应高出桩顶设计标高0.5m左右）方可停止灌注。
4 结束语
岩溶区桥梁冲击钻孔事故处理方法 篇6
1、工程概况
柳州市广雅大桥近似呈东西走向。大桥东岸上跨雅儒路,接广雅路,通往市中心;西岸接河西路和磨滩路,与西环线相连,广雅大桥桥址桩号为K0+249.722~K1+307.662,桥长约1058m,主桥宽36m,引桥宽3 0 m和2 5 m,主桥为(6 3+2×2 1 0+6 3)海鸥式钢箱拱桥,西岸引桥为(4×30+5×30+4×34)m连续箱梁桥,东岸引桥为(3×3 0)m连续箱梁桥。
根据桩位处各岩土层的成因、成分及力学强度的不同,可将其划分如下:素填土(1)、耕土(2)、淤泥质土(3)、粘土(4)、粉质粘土(5)、卵石(6)、强风化白云质灰岩(7)1、中风化白云质灰岩(7)2、溶蚀裂隙破碎带(7)3、微风化白云质灰岩(7)4、溶洞(7)5。
2、溶洞地区钻孔桩冲击成孔事故原因、处理及预防措施
2.1 梅花孔
当钻进到中风化白云质灰岩及溶蚀裂隙破碎带时,常出现梅花孔事故,其原因主要是这类地层是非匀质地层,易出现探头石,造成局部孔壁凸进,成孔不圆。
出现梅花孔后,通过用片、卵石混合粘土回填钻孔,重新冲击的方法,顺利通过了此类易出现梅花孔事故的地层。
2.2 钻孔偏斜
当钻进到强风化白云质灰岩、溶蚀裂隙破碎带及溶洞地层时,有时出现钻孔偏斜事故,其原因主要是由于岩层中灰质含量不一,受到侵蚀的程度也不同,岩层软硬不均、岩面倾斜、有溶槽、溶沟和不规则的空洞、土洞,造成冲击钻底部受力不均等。
在钻孔过程中遇到软硬不均的地层时,冲击钢丝绳会有规律地向一侧摆动,这时可向孔内倾斜方向抛填片石或混凝土块,小冲程冲击,当冲击绳没有大的摆动,垂直上下时即可正常钻孔。
若岩面倾斜较缓或钻面有部分溶洞,可向冲击钢丝绳倾倒方向一侧填小片石,小冲程逐渐修正倾斜面,直至全部钻面孔位修正到同一平面改为正常冲程。如果上述效果不好,可反复回填冲击纠偏或清孔后及时灌注80cm~100cm高度的混凝土,待24h后再重新钻孔,可纠偏成功,这种处理方法需要在停止钻孔至重新钻孔期间密切注意孔内泥浆变化情况,及时补充泥浆。
若岩面倾斜坡度陡或钻面溶洞面较大时,可向冲击钢丝绳倾斜一侧回填较大尺寸的片石和粘土,用小冲程来冲砸回填混合物,逐渐纠正倾斜。
若岩层倾斜面太陡,岩层较硬,纠偏不成功时,可采用水下爆破或利用地质钻机密排钻孔再改为上述方法冲击纠偏。
广雅大桥的预防方法是根据详勘地质资料,在倾斜的岩面上回填30cm~50cm厚的片、卵石,然后冲击成孔,成功的避免了钻孔偏斜事故的发生。
2.3 卡锥
当钻进到粘土层、中风化白云质灰岩、溶蚀裂隙破碎带及溶沟、溶槽地层时,经常发生卡锥事故,分析原因主要有:在粘土层中冲击的冲程太高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住;溶沟、溶槽卡锥;钻孔形成梅花形,冲锥被狭窄部位卡住;孔口掉下石块或其他物件,卡住冲锥。
处理和预防卡锥应先弄清情况,针对卡锥原因进行处理和预防。处理时宜待冲锥有松动后方可用力上提,不可盲动,以免造成越卡越紧或造成坍孔、埋钻[1]。
通常用打捞钩、活套进行打捞或用千斤顶协助提锤;当卡钻部位为较坚实的岩层时,可用低浓度的泥浆置换高浓度的泥浆,清理孔中的泥渣,利用爆破法、上下反复顶撞卡点岩块、或辅以其它工具等松动钻头周边的岩体,将钻头提出,再用片石回填至卡钻部位以上1 m,采用短冲程穿越该地层。
2.4 漏浆
当钻进到中风化白云质灰岩、溶蚀裂隙破碎带及溶沟、溶槽、溶洞地层时,经常发生漏浆事故,分析原因主要是溶洞漏浆或基岩内有裂隙存在。
钻孔前预先在孔口准备足够的粘土、片石和适当数量的袋装水泥,设置2个容量较大的泥浆池,保证桩孔一旦出现漏浆,能及时补浆和回填桩孔。
根据地质勘察报告,在中风化白云质灰岩、溶蚀裂隙破碎带及溶沟、溶槽地层时发生漏浆,采用回填粘土、片石混合物(重量比1:1),采用小冲程冲击投下的混合物,待孔内泥浆稳定后,继续冲孔;在溶洞地层施工时,在在接近溶洞顶板1 m左右时,加大泥浆比重,小冲程冲击,逐渐击穿顶板,同时安排专人观察孔内泥浆面的的变化,发现孔内泥浆面下降,立即提起冲锤,及时补充泥浆,回填粘土、片石和袋装水泥(重量比1:1:0.2),停置一段时间(一般为一天),在停置期间若孔内泥浆继续下降,应随时补充泥浆和回填混合物,待孔内泥浆稳定后,方可继续冲孔,采用小冲程冲击投下的混合物,使其挤入溶洞中,堵塞溶洞通道。在冲击过程中,孔内泥浆还会多次下降,每次泥浆下降,都要及时提起冲锤,补充泥浆和回填粘土、片石,并停止冲孔一天,待稳定后继续冲孔,如此循环反复,直到桩孔不再漏浆为止,顺利穿越溶洞。穿越溶洞进入中风化白云质灰岩或溶蚀裂隙破碎带,冲击时冲程不宜过大,以免振坍溶洞已固结的护壁。
2.5 坍孔
柳州市广雅大桥西岸引桥1 1#墩4#桩设计为嵌岩桩,桩径为1.8 m,桩长为40.36m,地质情况为:0~1.3m为素填土;1.3~19.8m为粉质粘土;19.8~30.9m为卵石;30.9~31.2m为强风化白云岩;31.2~33.5m为中风化白云岩;33.5~36.1 m为充填溶洞(粘性土、砂质及岩屑充填);36.1~38.5m为溶蚀裂隙破碎带;38.5~40.1m为中风化白云岩;40.1~45.6m为溶蚀裂隙破碎带;45.6~46.1m为中风化白云岩;46.1~47.2m为溶蚀裂隙破碎带;47.2~59.8m为中风化白云岩。当冲孔冲到37.6m时,泥浆急剧下泄14.8m,护筒及周边的地面下陷7.6m,钻机落入坑中只露出钻架顶,周围下陷范围大约1 5 m。
处理方法是用粘土回填基坑,在护筒周围用挖掘机小心掏挖,用大型吊车将钻机吊出,然后向孔中回填黄泥、片石。稳定1星期后,重新放样、埋置护筒,用冲击钻冲孔时却再次塌孔,随后将设备撤出工作区,用黄泥、片石回填至原地面,稳定1星期。在测量放样、护筒埋设完毕,在护筒周围以30 cm的间距布设φ28螺纹钢,钢筋起弯后以桩位为中心焊在钢护筒外侧,向四周延伸2.0m呈发散状均匀分布,其上浇筑h=0.8m的C25混凝土,在混凝土中加入适量的早强剂,养护1星期后冲孔。冲孔过程中,仍然发生了3次小规模的泥浆渗漏现象,采用投入泥块、片石处理,最后顺利成孔。
本桩施工中发生大面积沉陷,分析原因主要是溶洞较大且覆盖层松散,在冲击钻冲击力、机架自重、外界水压力作用下,原来趋于稳定的回填材料失稳使孔中泥浆严重泄漏,造成大范围坍塌。为预防发生坍孔,如地质钻探资料表明岩层以上为松散或易坍塌的岩土时,通过采用加长护筒穿越覆盖层,将工作场地周围超前加固,安全地完成了类似地层的钻孔施工,没有再发生坍孔事故。
3、总结
岩溶地区的特殊地质构造,使得在冲击钻孔施工中,更容易发生梅花孔、偏孔、卡锥、泥漏浆渗、坍孔等钻孔事故,因此,在此类地层中进行冲击钻孔施工前,应专门组织有关技术人员研究学习有关钻孔事故的处理和预防措施,并且成立钻孔处理应急小组。尽量不要在出现问题后再想办法处理,以降低处理成本,保证施工进度;施工现场派技术人员分两班或三班在工地24h轮流值班,发现问题及时上报处理。
由于钻孔施工是一项技术性、经验性很强的工作,钻孔作业人员、特别是钻机操作人员和现场管理人员,必须具有较强的实际施工能力,在施工过程中,要能对发生的问题进行及时的判断和处理,因此施工前还应组织桩基队钻机机长学习钻孔事故的处理和预防知识,使他们对岩溶地区钻孔事故的处理方法和预防措施做到心中有数。
因岩溶区地质情况复杂,无规律可循,在施工过程中应详细记录和观察钻孔情况和地质情况,发现地质情况变化时,应根据具体情况调整施工方法,采取有针对性的施工方案,尽量避免不利于施工的情况发生,以保证施工质量、安全和进度。
在广雅大桥的施工过程中,根据该桥具体复杂的地质情况而制定的施工方案,具备一定的针对性,有效地解决了在岩溶地区桥梁冲击钻孔施工中易出现的梅花孔、钻孔偏斜、卡锥、漏浆、坍孔等一系列施工技术难题,为确保大桥整体施工进度创造了十分有利的条件,取得了良好的社会效益和经济效益。
摘要：通过对柳州市广雅大桥岩溶区桩基施工实例,对岩溶形成过程、岩溶地区冲击钻孔施工中发生的梅花孔、偏孔、卡锥、泥漏浆渗、坍孔等现象进行了分析,总结了相应的处置方法。
关键词：岩溶区,桥梁,钻孔,事故,处理
参考文献
对钻孔灌注桩工程质量事故的分析 篇7
1、塌孔事故
可分为三类:一类是成孔中塌孔、埋钻事故;二类是混凝土浇筑前塌孔, 造成孔底沉渣超厚事故;第三类是浇筑过程中塌孔, 形成缩颈、夹泥。三类事故处理方法不同, 但塌孔原因相似, 主要有以下几个主要原因:
(1) 没有根据土质条件选用合适的成孔工艺和相应质量的泥浆;
(2) 护筒埋置太浅, 或护筒周围填封不严, 漏水、漏浆;
(3) 未及时向钻孔内加泥浆或水, 造成孔内泥浆面低于孔外水位;
(4) 遇流砂、淤泥、松散土层时, 钻进速度太快;
(5) 钻杆不直, 摇摆碰撞孔壁;
(6) 清孔操作不当, 供水管直接冲刷孔壁导致塌孔;
(7) 清孔后泥浆密度、粘度降低, 对孔壁压力减小;
(8) 提升、下落冲锤、掏碴筒和放钢筋笼时碰撞孔壁;
(9) 浇混凝土导管碰撞孔壁;
(10) 用爆破法处理孔内孤石或障碍物时, 炸药量过大等。
2、钻孔偏移倾斜其主要原因有:
(1) 建筑场地土质松软, 桩架不稳, 钻杆导架不垂直;
(2) 钻机磨损严重, 部件松动;
(3) 起重滑轮边缘、固定钻杆的卡孔和护筒三者不在同一轴线上, 又没有及时检查校正;
(4) 钻杆弯曲或连接不当, 使钻头钻杆中心线不同轴;
(5) 土层软硬差别大, 或遇障碍物。
3、孔底沉渣过厚
其主要原因是:
(1) 清渣工艺不当, 清渣不彻底;
(2) 清孔后泥浆密度过小, 孔壁坍塌, 或孔底泥砂漏入;
(3) 清孔后, 停歇时间过长, 造成石屑、碎渣沉淀量增加;
(4) 放置钢筋笼、混凝土导管堵塞, 混凝土浇筑被近停止。
常见原因有以下几类:
(1) 隔水栓堵塞。常见原因有隔水栓尺寸偏大或偏小 (指栓高小于导管内径) , 隔水栓选材不当, 木制隔水栓使用前未浸透水等;
(2) 混凝土在导管内停留时间过长。常见原因是混凝土开始浇筑后, 因供料系统故障, 造成混凝土不能连续补给, 导致不能及时提升导管;
(3) 导管埋入混凝土太深。常见原因是成桩过程中, 导管埋深及管内外混凝土面高差的测量控制不严, 造成未能及时提升导管。还有少数施工操作人员怕提升导管后, 拆卸工作带来麻烦, 而减少提升拆卸次数, 也会造成导管埋设过深;
(4) 混凝土性能不良:
1) 坍落度太小。常见原因有配合比不良, 配料计量控制不严, 以及混凝土运输方法不当或停放时间过长造成坍落度损失过大等。
2) 初疑时间太短。国家标准规定的水泥初凝时间是≥45min。如果使用初凝时间短 (但是合格) 的水泥配制混凝土, 很可能因混凝土初凝时间短而造成堵管。这类实例已在几个工地都出现过。
3) 砂率太低而造成混凝土流动性差, 不宜用来浇筑水下混凝土。
5、桩身夹泥、断桩主要原因有:
(1) 孔壁坍塌;
(2) 导管提出混凝土面;
(3) 浇混凝土中产生卡管停浇;
(4) 用商品混凝土浇灌时, 混凝土供应不及时等。
6、混凝土强度不足、桩身出现蜂窝、孔洞主要原因有:
(1) 混凝土原材料不良、配合比不当;
(2) 混凝土制备、运输、浇灌方法不当造成离析, 坍落度损失太大;
(3) 导管漏水;
(4) 新浇混凝土受超、孔隙水压冲刷, 或地下水含有侵蚀性介质。
7、钢筋笼质量事故主要原因有:
(1) 制作、堆放、起吊、运输过程中钢筋笼变形过大;
(2) 吊放钢筋笼不是垂直缓慢放下, 而是倾斜插入;
(3) 钢筋笼过长或过短;
(4) 钢筋笼需分段安装时, 连接焊缝尺寸不足, 焊接质量差;
(5) 钢筋笼成形时, 未按2～2.5m间距设加强箍和撑筋;
(6) 孔底沉渣过厚, 导致钢筋笼放不到底。
二、常见事故处理办法及选择建议
常见事故处理方法及选择, 见表1
三、工程实例
1、背景资料
广东省湛江市某工程为15层综合楼, 采用钻孔灌注桩基础。主楼部分为99根Φ1000mm的桩, 副楼为23根Φ800mm的桩, 设计单桩承载力分别为4500kN和3200kN。设计桩长约47m, 要求进入中风化花岗岩不少于1m。
该工程场地从上至下主要土层为:新素填土, 主要由未经压实的粉质黏土组成, 厚2～4m;淤泥层, 软～流塑状, 高压缩性, 厚2～4m;淤泥质粉质黏土, 软塑状, 高压缩性, 厚3～5m;其下均为可塑性黏土层及少量砂层。地下水量较丰富, 埋深2m。
施工采用黄河钻, 正循环泥浆护壁钻孔, 导管水下浇筑混凝土成桩。桩打完后, 有21%的混凝土试块试验未达到设计的强度要求。采用稳态激振试验法对桩基质量进行检验, 共抽测25根Φ1000mm的桩, 其中有质量问题的本类桩 (有局部断裂、泥质夹层、承载力低) 6根, 占24%, 有局部问题的二类桩7根, 占28%。
开挖检查, 在开凿桩头过程中, 36号及39号桩在挖至-7.5m桩顶设计标高处, 未见有混凝土 (设计要求混凝土浇筑至设计桩顶标高以上0.5～0.8m) 。用钢筋探入, 36号桩在-13m处、39号桩在-11.7m处始遇硬物。与施工混凝土浇筑记录的桩顶标高差距很大。为进一步查清桩身混凝土质量存在的问题, 决定选7根桩对桩身进行钻探抽芯发现: (1) 有5根桩桩尖未进入中风化花岗岩层, 只进入强风化或接近中风化层; (2) 有5根桩桩孔底沉渣超厚, 占70%; (3) 4根桩有一处以上桩芯破碎不连续, 占57%, (4) 36号桩为断桩, 占14%; (5) 局部含泥、砂、骨料松散, 混入泥浆。
上述检验结果说明这些桩的质量很差, 达不到设计要求。为确认桩的承载能力, 对问题较严重的31号及107号桩进行单桩静荷载试验。31号桩压至5400KN破坏, 允许承载力为2250kN, 其中摩擦力约占90%;107号桩破坏荷载为6400kN, 容许承载力为2800kN, 摩擦桩作用。但二者均未达到4500kN的设计要求, 因此问题是严重的。
2、原因分析
1) 入岩程度的判断失误。本工程要求桩尖进入中风化花岗岩层的深度不少于1m, 方可认为钻孔全断面已进入设计要求层位, 可以停钻。而本工程抽芯检验未进入中风化层的5根桩, 其钻进终孔采样已含有中风化颗粒, 但抽芯鉴定桩尖只是接近而未进入中风化层。由于过早判断已进入中风化层并停止钻进, 造成了失误。
2) 大直径深孔水下灌柱桩沉渣超厚是一个较为普遍的问题。本工程钻孔深, 平均深度在45m以上, 部分孔深接近50m。由于孔径大, 平均扩孔系数约为1.15, 最大达1.61, 又采用正循环泥浆钻进, 主泵泵量为180m3/h, 即在深孔钻进时, 泵入泥浆约径15min才能返回地面, 相当于返浆速度约3.3m/min, 显然泥浆泵能力偏低。由于泥浆循环速度慢, 排渣困难, 而不得不加大注入泥浆密度至1.2～1.3或更大, 以增加泥浆的悬浮力, 带走泥屑、渣土。即是终孔停钻以后清孔时, 也不可能降低泥浆密度至1.1, 因而孔底清洗不干净, 并且从停止清洗提升钻具至下导管浇筑混凝土前的一段时间内, 会在孔底沉淀相当数量的渣土。这就是造成本工程孔底沉渣过厚的主要原因。
3) 桩芯破碎及断桩。本工程未严格控制浇筑混凝土管的埋管深度及一次拆管长度。为图省事, 导管有时埋入混凝土过深, 一次拔出十几米长的导管, 几节一起拆。有时导管埋入混凝土深度不够, 或只埋入混有泥浆的浮浆层 (根据后期凿开桩头的情况看, 浮浆层普通接近2m厚) 。因此混凝土压力不够, 被泥浆挤入而造成桩身夹泥、混凝土松脆破碎及断桩等桩身质量事故。
4) 桩顶未达设计标高。由于钻孔及清孔使用了过稠的泥浆, 又因混凝土量大, 浇筑时间长达6、7h甚至10h, 在浇筑混凝土过程中泥浆不断沉淀, 随着混凝土面的上升, 上部的稀泥浆不断被排挤出孔外, 而下部的泥浆逐渐浓稠, 甚至形成部分稠泥团。当浇至桩的上部时, 受到钢筋笼的阻滞, 向上顶升的混凝土往往一时难于挤入钢筋笼与孔壁间被稠泥浆团所占据的狭长的5cm间隙, 因此形成了大体以钢筋笼为边界的暂时性假桩壁, 如图一所示。所以在刚浇筑完混凝土时, 以测锤测得的混凝土标高是一个不稳定的假标高。由于混凝土密度比泥浆大, 在其初凝前, 因两者侧压力差△P所造成的对假桩壁与孔壁间隙中稠泥浆团的挤压, 使大部分泥浆逐渐没空隙向上排出桩顶 (小部分仍滞留在钢筋笼与混凝土体之间) 。混凝土侧向挤出充填间隙, 使原测得的桩顶混凝土假标高降低, 是桩顶标高不够的主要原因。其次, 导管埋入混凝土太深, 一次拔出后会造成混凝顶面下降。再者, 新浇筑混凝土的侧压力大于淤泥孔壁压力, 也会逐渐排挤淤泥, 形成桩身"鼓肚"而使混凝土面下降。
5) 桩身混凝土强度低。桩身混凝土用32.级水泥配制, 配合比经试验确定, 但有大量试块及部分钻探抽芯试样未达到设计要求的C30强度。其原因如下: (1) 由于导管埋入混凝土深, 孔内泥浆稠度大, 造成混凝土灌入阻力大, 返浆困难。如36号桩导管埋入混凝土18m, 混凝土要从导管底流出, 必须克服上部混凝土自重300kN左右, 则导管内的混凝土柱平衡重力仅20kV。此外, 尚须克服桩内泥浆重及混凝土流动阻力, 因此混凝土没有很大的流动性是根本无法灌下去的。所以在搅拌混凝土时不得不随意加大混凝土的水灰比, 降低其稠度, 增加流动性, 以便浇筑。这就是混凝土强度等级降低的主要原因。 (2) 由于混凝土水灰比高, 从高处灌注时极易产生离析现象, 钻孔抽芯可见桩的许多部分是没有粗骨料的砂浆, 个别芯样抗压强度只有16.8MPa。 (3) 部分桩身混凝土内混有泥浆, 降低了强度。
3、处理措施
对桩基部分进行加固处理:
1) 在钻探抽芯前, 36～39号桩挖深至桩顶新鲜混凝土, 支模板接桩至设计标高。
2) 通过钻探抽芯孔, 以特制带钢刷钻头扫孔, 用清水高压清洗桩身混凝土灌注相邻承台间隙, 使全部承台及承台梁连接成一个整体, 以使桩、承台及承台梁共同工作, 调整不均匀沉降。
由于相当数量的桩未进入设计要求的中风化花岗岩持力层, 桩底沉渣过厚, 极大地降低了桩的端承力。按照不计端承力的纯摩擦桩计算的桩基承载能力与按垂直静荷载试验提供的2250kN单桩容许承载力结果大体相当;再加上其他原因, 决定上部减低为10层。桩基部分经加固处理, 可以满足减层后的设计要求。
结束语
桩基工程, 一定要认地质勘探、设计、施工、检测及验收等各个环节认真把关, 才能避免或减少质量事故的发生。
参考文献
[1]JGJ106-03.建筑基桩检测技术规范[S]
[2]GB50204-02.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].
钻孔事故 篇8
关键词：瓦斯抽采钻孔施工,常见事故分析,预防与处置
1 瓦斯抽采打钻作业施工性质
煤矿瓦斯抽采打钻作业是一项极其特殊和重要的工作, 工作质量和效率的高低直接影响矿井瓦斯抽采的效果, 进而影响全矿井的安全生产。同时, 这一岗位作业人员施工作业环境也异常复杂, 打钻施工中面临瓦斯、着火及机械伤害等灾害事故威胁, 因此, 对钻孔施工中常见故障进行分析, 并提出预防及处置措施显得尤为重要。
2 打钻作业施工过程中常见故障及分类
2.1 瓦斯事故
2.1.1 瓦斯事故类型及事故特点
井下打钻作业过程中常见瓦斯事故主要有喷孔和瓦斯超限, 因瓦斯抽采打钻所施工的地点均为瓦斯富集区, 加上钻孔深度均为60m以上 (个别超过100m) , 因此打钻施工中常出现喷孔和瓦斯超限事故, 喷孔时夹杂有瓦斯和破碎煤 (岩) 块, 由于喷孔速度快, 喷出距离远等特点, 往往会对现场作业人员人身安全产生伤害, 直接威胁现场施工人员安全。钻孔钻进过程中伴随着喷孔的发生往往会喷出大量高浓度瓦斯, 造成瓦斯超限事故发生, 威胁现场作业人员及回风流受影响区域作业人员人身安全。
2.1.2 瓦斯事故预防措施
(1) 钻孔施工中必须规范使用“三防” (防瓦斯、防尘、防火) 装置, 压风、进水等管路连接齐全, 并与巷道中瓦斯抽放管连接严密, 保证在钻进过程中发生喷孔或瓦斯涌出时高浓度瓦斯能通过“三防”装置进入抽放管路中, 确保使用效果。
(2) 打钻地点回风侧2m范围内悬挂CH4便携检测报警仪, 回风侧15m范围内设置和矿井安全监控系统相连接的CH4传感器, 能有效监测瓦斯浓度变化情况, 并在瓦斯浓度超过规定值时自动切断施工巷道内的动力电源。瓦斯浓度达到0.5%时停止钻进, 待查明原因, 采取措施, 瓦斯浓度降至0.5%以下时方可继续钻进施工。
(3) 打钻作业及封孔过程中禁止人员正对孔口操作, 防止喷孔过程中伤人事故发生。
(4) 正确掌握钻进速度, 出现喷孔或瓦斯浓度有升高趋势时应放慢钻进速度或采取“边进边退”、“少进多退”等方法控制钻进速度。
2.1.3 瓦斯事故发生瓦斯事故时的应急处置措施
(1) 发生严重喷孔的巷道瓦斯浓度达到1.0%停电撤人 (个别矿井瓦斯浓度达到0.75%时自动断电) , 并向矿调度室及单位值班室汇报, 通知其他受威胁区域单位施工人员撤离。
(2) 当喷孔严重, 人员无法撤离时, 要及时躲入就近的压风自救袋内或避难硐室内避难并向矿调度室汇报。
(3) 只有巷道瓦斯浓度降到0.5%以下, 并向矿调度室汇报, 得到恢复施工指令后方可继续作业。
2.2 机械伤人及物体打击事故
2.2.1 机械伤人及物体打击事故类型
井下打钻作业过程中常见机械伤人及物体打击事故主要有钻机钻进过程中误操作挤伤 (撞伤) 、钻机压柱滑落砸伤、移钻过程中手动葫芦脱落 (部件脱落) 、钻机各部件滑落、油管和风水管脱落甩伤等伤人事故。
2.2.2 机械伤人及物体打击事故预防措施
(1) 钻机操作人员必须经培训考试合格持证上岗, 并由当班钻机操作熟练人员担任钻机司机, 钻机司机、接卸钻杆人员必须精力集中, 操作过程中严格按《操作规程》和安全措施要求操作钻机、接卸钻杆, 钻进过程中出现异常情况要及时停机检查, 待处理完好后方可继续钻进作业。
(2) 钻机压柱必须按措施要求打设牢固, 并与施工巷道顶 (帮) 支护材料用坚固绳子捆绑, 防止施工中钻机振动导致压柱滑落砸伤施工人员。
(3) 使用手动葫芦运输或移动钻机及其部件时, 必须选择与起吊部件吨位合适的葫芦, 并确保其完好无故障, 其次应选择在顶板完整、支护完好的地段进行起吊, 起吊绳环或链子坚固, 起吊部件捆绑牢固、重心合适, 并在起吊前先试吊, 确认无误后方可起吊作业, 起吊过程中严禁施工人员站在下方或通过起吊区域。
(4) 接班后应对钻机各部件螺栓和油管、风水管连接紧固情况进行检查, 确保各部件螺栓、油管紧固牢固, 风水管连接必须使用“U”形卡, 防止脱落甩伤人员。
2.3 钻孔着火事故
2.3.1 钻孔着火事故原因及性质
钻孔着火事故原因通常为采用风排粉时因排粉不畅或钻头脱落 (钻杆折断) 、发生卡钻、夹钻时仍强行钻进, 造成钻杆与钻头、钻杆与钻杆之间长时间摩擦产生高温, 在钻孔内具备氧气进入条件时就会发生钻孔着火事故。
钻孔着火事故危害极大, 因为发生钻孔着火事故时会产生一氧化碳气体, 若施工人员不慎吸入极易窒息, 造成人员伤害事故的发生, 并且如果不采取措施及时进行灭火处理, 产生的一氧化碳气体不仅会威胁回风流经区域施工人员的人身安全, 着火的火焰为矿井瓦斯、煤爆炸提供了火源, 造成更大的灾害事故。
2.3.2 钻孔着火事故预防措施
(1) 采用风排粉施工钻孔时钻机处必须安装风、水联动转换装置。
(2) 钻场有完善的打钻防火管理制度并遵照要求落实到位。
(3) 打钻地点配备两台合格有效的灭火器以及不小于0.075m3沙子、0.075m3拌湿用塑料薄膜包裹 (保持湿润) 的黄泥等防灭火设施, 并摆放在距作业地点上风侧5m范围内。
(4) 打钻地点回风侧2m范围内悬挂便携式一氧化碳检测报警仪, 并在一定范围内设置和矿井安全监控系统相连接的一氧化碳传感器, 及时监测一氧化碳气体浓度, 超过规定值时打钻人员停止钻进并采取措施进行处理。
(5) 在处理夹钻、排粉不畅、退钻遇阻等问题时, 要采取加大风量、降低转速、缓慢推拉等方法, 严禁高速空转, 强行退钻。
2.3.3 钻孔着火事故处置措施
若钻孔内有CO涌出, CO传感器 (或便携仪) 报警, 必须立即停止打钻, 切断钻机电源, 按以下方法进行处理:
(1) 当出现CO报警时, 立即关闭供风阀门, 打开供水阀门或立即用黄泥密封孔口。
(2) 当孔口喷孔燃烧时, 必须用灭火器将火扑灭, 同时关闭供风阀门, 打开供水阀门。
(3) 处理火灾事故时人员戴自救器, 站在上风侧进行处理并及时向工区、矿调度室进行汇报。
(4) 通过观测孔内返水温度和CO浓度, 确认孔内燃烧消除后, 方可停水, 退出钻杆, 然后用黄土将钻孔封堵, 之后再进行永久封闭, 该钻孔按废孔处理, 并挂牌管理。
(5) 当施工地点着火后, 灭火人员应站在上风侧使用灭火器, 迅速灭火, 同时派专人向矿调度室汇报着火情况, 灭火时人员严禁站在火势的下风侧。
(6) 经组织扑救无效, 火势无法控制时, 严禁施工人员惊慌乱跑, 现场人员在跟班干部或瓦斯检查员指挥下冷静有序的沿避灾路线撤退, 同时向矿调度汇报。
(7) 打钻地点钻机配套电气设备等一旦出现着火现象, 要首先切断电源, 佩戴好自救器, 用灭火器、沙子灭火, 一旦火势难以控制时, 施工人员应迅速沿避灾路线撤离现场, 并向矿调度汇报。
(8) 油脂着火时用干粉灭火器或黄沙灭火, 不得直接用水灭火。
(9) 电气设备发生火灾时, 应立即切断电源, 用干粉灭火器、沙子灭火, 严禁用水灭火。
3 结束语
钻孔灌注桩的施工要点及事故处理 篇9
1 原料选择与下料
砼原料宜选用卵石、石子含泥量小于2%，以提高砼的流动性，防止堵管。一般砼初凝时间仅3～5小时，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为5～7小时，因此应加缓凝剂，使砼初凝时间大于8小时，为了使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30%以上的水，然后与拌合料一起均匀加入60%的水，最后再加入10%的水(如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量)，最后加水到出料时间控制在60秒内，坍落度应控制在180+20毫米之间，砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在160～170毫米，以确保桩顶浮浆不过高。气温高，成孔深，导管直径在250毫米之内，取高值，反之取低值。
2 选择打桩顺序
打桩顺序一般分为：由一侧向单一方面打，自中间向两个方面对称打，自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此;应结合地基土壤的挤压情况，桩距的大小，桩机的性能，工程特点及工期要求，经综合考虑予以确定，以确保桩基质量。减少桩机的移动和转向，加快打桩速度，由一侧向单一方向打，桩机系单向移动，桩的就位与起吊均很方便，故打桩效率高;但它会使土壤向一作技术检灌注操作技术分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中，砼灌注量与泥浆至砼面高度，砼面至孔底高度，泥浆的密度，导管内径及桩直径有关。孔径越大，首批灌注的砼量越多。由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使砼顺利下滑至孔底，下满后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。在后续灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。牵动导管的作用有两点：
(1)有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间摩擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩。同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。
(2)牵动导管增强砼向四周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。
在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差。以提高其密实度。当然在控制砼初凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这时提高的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
3 钻孔灌注桩易产生的质量问题及处理：
3.1 断桩
断桩一般常见于地面下1—3米不同较硬层交接处。其裂痕呈水平或略倾斜，一般都贯通整个截面，其主要原因有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向抵力和隆起拔力的影响;软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪力;桩身砼终凝不久，强度弱，承受不了外力的影响。避免断桩的措施有：
(1)桩的中心距宜大于3.5倍桩径;
(2)考虑打桩顺序及桩架行走路线时，应注意减少对新桩的影响;
(3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。断桩检查，在2—3米深度内可用木锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振。亦可用动测法，由波形曲线和频波曲线图形判断桩的质量和完整程度。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理干净后，略增大面积或加上铁箍联接，再重新灌注砼补做桩身。
3.2 缩颈
缩颈的桩又称瓶颈桩。部分桩径缩小，截面不符合要求。其原因有：在含水量大的粘性土中沉管时，土体受强烈扰动和挤压产生很高的孔隙和压力。桩管拔出后，这种压力便作用到新灌注的砼桩上，使桩身发生不同程度的颈缩现象，拔管过快，砼量少或和易性差，使砼出管时扩散差等。施工中应经常测定砼落下情况，发现问题及时纠正，一般可用复打法处理。
3.3 吊脚桩
即桩底部分砼隔空或砼中混进泥砂而形成松软层。原因为桩靴强度不够，沉管时被破坏变形，水或泥砂进入桩管，或活瓣未及时打开，处理方法：将桩管拔出纠正桩靴或将砂回填成孔后重新浇筑。
3.4 桩靴进水进泥
常发生在地下水位高或饱和和淤泥或粉砂土层中。原因为桩靴活瓣闭合不严，预制桩靴被打坏或活瓣变形。处理方法：拔出桩管消除泥砂，整修桩靴活瓣，用砂回填后重打。地下水位高时，可待桩管沉至地下水位时，先灌入0.5米厚的水泥砂浆作封底，再灌1米高砼增压，然后再继续沉管。
随着科学技术的不断提高，建筑新技术及新工艺也不断发现并完善起来。相当多的科研人员及业内人士非常重视钻孔灌注桩的发展，作为对付水下施工的一把利剑，注意收集有关地质资料及学习各种复杂的基础施工经验是必不可少的。在沿海地带有许多地区采用箱形基础和筏形基础来代替桩基，在使用这种基础类型必须考虑到地下潜水及承压的分布情况和土层之间的变化，尤其是对当地地质历史的深入了解，而且利用现代高技术的电子实验及检测设备(例如电阻感应片)来观察土体在被开挖后的变化是极度为重要的。
参考文献
[1]郭正兴, 李金根.建筑施工.东南大学出版社, 1996
[2]叶书麟、叶观.地基处理.中国建筑工业出版社, 1997
[3]金喜平, 邓庆阳.基础工程.机械工业出版社, 2006
[4]中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范.JGJ94—94.中国建筑工业出版社, 2002
钻孔事故 篇10
关键词：钻孔灌注桩；城市桥梁；施工；工艺；特点；事故；措施
作者参与施工管理的类似项目东平新城天成路、君兰路、君兰西路、文德路等市政道路工程（第一标段）位于佛山市中心组团东南部，跨越佛山市禅城、顺德两区，项目包括有三座中桥，分别为天成路K0+120.333中桥、君兰路中桥和君兰西路中桥，其桩基础均采用钻孔灌注桩。
灌注桩实际上是进行先打孔，在成孔内放置钢筋笼、浇筑混凝土而形成的人工基础，打孔按照其方式可以分为机械打孔、钢管挤孔、人工挖孔等形式。灌注桩因此也可以分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩等类型。钻孔灌注桩就是按照其打孔方式分类的，其应用较为广泛。
一、钻孔灌注桩在城市桥梁施工中的应用特点
（一）城市桥梁是城市的重要基础设施
城市桥梁对城市的交通功能有着重要作用，钻孔灌注桩的质量直接影响到其质量可靠性和群众的出行安全，钻孔灌注桩由于其灵活易布局、强度大等特点，在城市桥梁中应用有着其明显的优势。城市桥梁上面的车流荷载等通过桥墩传到钻孔灌注桩，进而作用在地基的持力层上。若钻孔灌注桩不牢固、不可靠、不垂直，一方面有可能导致荷载传递路线倾斜，引发剪力破坏；更严重者直接导致桥梁坍塌，引发安全事故。因此，施工者必须细化其施工方案，确保钻孔灌注桩的质量安全。如佛山市东平新城天成路、君兰路、君兰西路、文德路等市政道路工程就采用了挖孔灌注桩的形式。
（二）城市桥钻孔灌注桩施工往往要受到相邻工程、已建工程的干扰和影响
城市桥梁工程有些在城市成熟区，其周围的原有道路、桥梁、地下管线、住宅等对挖孔灌注桩的施工带来一定的局限和影响，挖孔灌注桩的施工组织设计要通盘考虑其周围建筑物和构筑物，防止因施工对原有建筑物构筑物造成的破坏和潜在威脅，也要避免因为周围建筑物的存在对钻孔灌注桩质量和作用发挥带来的干扰和限制。这主要体现在两点，一是原有建筑物构筑物对钻孔灌注桩的布局可能带来影响，要协调设计单位严格把关钻孔灌注桩的布局和规格形式、配筋等关键环节；二是新建桥梁形成后，可能通过钻孔灌注桩对周围建筑构筑物产生一定的应力，应力的大小、方向都要在可控的范围内，才能保证周围建筑物和构筑物的使用安全，不能因为新建桥梁工程造成周围建筑的安全隐患。
二、城市桥梁钻孔灌注桩的常见事故及其处理措施
（一）卡钻现象
卡钻现象产生的原因是钻孔时，钻头遇到了地下障碍物或者遇到了含水量过低或板结坚硬的土层。卡钻是钻孔灌注桩施工过程中的问题，往往会造成工程进度受到影响，此时应及时停止施工、分析原因。通过实速钻进、改进钻头等方式予以处理。
（二）喷粉不畅或堵塞
城市桥梁施工过程中钻孔灌注桩的喷粉不畅或堵塞现象，一般是由于输气管道连接部分密封严密性不足，从而影响了内部气压；水泥受到雨水浸泡而结块，喷口未及时清理造成堵塞；固化料颗粒过大或者含有其他异物；部分地层透气性不良等原因造成。对钻孔灌注桩的质量有重大危害，应采取如下措施进行防治和消除：认真检查空压机运行情况是否良好，适时调整起源的压力参数，确保输气管的畅通性；使用质量合格保存完好的水泥；对固化料进行帅选，除去较大颗粒，或改用符合要求的固化料；在混凝土中加入引气剂、泵送剂等外加剂，改善其流动性能等。
（三）桩体疏松
状体疏松是钻孔灌注桩成型后的质量问题，往往是由土层含水率不符合要求，与桩体之间的粘接不牢固；粉体流失导致水泥含量不足，降低了桩体的整体性；喷粉不足，桩体的砂率偏高、过于松散等因素导致。应该采取对含水率不足的部分进行浇水湿润；对干燥土层应改用浆液搅拌法成桩；二次钻进，复喷一次粉料；改善混凝土的含水率和和易性，对桩孔进行光滑处理，确保其表面的养护质量等。
（四）断桩
断桩是钻孔灌注桩施工过程中出现的最常见问题之一，产生原因可能是浇筑过程中由于管子堵塞造成浇筑中断，形成非工艺需要的施工缝；喷灰中断造成局部空心化；提钻后喷灰或提钻速度过快，造成喷灰中断；贮灰罐中灰用完导致喷粉中断等。应该采取如下措施予以防治：妥善保管水泥等灰类材料，防止受潮；确保管道畅通，作业流畅，无非工艺停顿；对工人进行技术交底培训，要眼疾手快、技术娴熟，不得出现人为作业间隙，而导致作业不联系形成的断层和分层，从而造成断桩发生。
（五）空心桩
空心桩产生的原因是土壤含水量过低，使得固化料喷出后不能被土颗粒吸附，造成喷灰远射，四周桩体强度高，中部为土芯，形成空心桩。应该采取钻孔时适当注水或改用喷浆搅拌成桩工艺进行防治。
（六）桩体强度不均
桩体强度不均匀应是两个含义，一个是整个施工平面布局上每个桩的强度不一致，这是平面上的不均匀，容易导致桥梁工程建成后出现不均匀沉降而产生裂缝、垮塌等现象；另一个是每个桩在不同深度标高上的强度不一致，这样最直接的影响就是桩出现了力学意义上的断裂，容易产生侧向剪力作用下的变形、裂缝和断裂，对桥梁质量有着重大威胁。实际工程中，上述两个方面的不均匀往往同时发生，且相互影响，对桥梁的强度和整体性造成极大危害。因此设计和施工者要在施工方案、施工过程控制上下功夫，切实消除强度不均匀。这里所说的强度更多意义上指的是抗压强度。
（七）漏桩
漏桩就是在施工过程中，个别或者部分灌注桩未能按照设计要全部完成施工的现象，这个是比较低级的施工错误，产生原因可能是未编号、未标记、或者标记不明显、施工人员马虎大意等因素；应该采取强化规范管理和人员教育培训等手段进行避免。
三、城市桥梁钻孔灌注桩的质量控制措施
（一）做好开工前的事前控制
开工前控制的重要措施是进行方案会审和技术交底，通过设计人员、施工人员、监理人员的现场沟通，确定钻孔灌注桩的质量控制策略；做到有整体方案、有具体措施、有质量事故处理方案，从而实现对质量的事前控制。事前控制的另外一个重点是检查材料、机械是否满足设计和实际要求，防止因为材料、机械不合格导致的质量事故和问题。
（二）做好施工过程事中控制
要监督质量管理人员认真履职，做好自检、互检、专检的“三检”措施，落实旁站监理、平行检验和质量验收措施。施工过程要严格控制好泵的提升和插入速度、浇筑速度等节奏，要做好施工记录，对于出现的质量问题甚至质量问题的倾向进行启动处置方案进行处置。采用抽查形式，对一部分具有代表性的或者有现象和数据反映可能存在质量问题的桩进行开挖检查，确保其质量合格后进行养护和下一道工序。
（三）做好时候养护和观测
在钻孔灌注桩施工完成后，要按照相关标准规范严格进行养护和观测，发现不均匀沉降、垂直度不足等质量问题要及时进行整改和返工，避免不观测直接进入下一道工序进行隐蔽，造成严重的质量隐患。
四、结论
钻孔灌注桩技术在城市桥梁施工中有着较为广泛的应用，结合城市桥梁是城市的重要基础设施，城市桥钻孔灌注桩施工往往要受到相邻工程已建工程的干扰和影响两个现实特点，和钻孔灌注桩较容易出现的卡钻、喷粉不畅、桩体松散、空心桩、断桩、整体强度不均匀等质量问题，应该采取有针对性的措施予以防范。采取事前控制、事中控制和事后控制的闭环控制措施，确保城市桥梁钻孔灌注桩施工的质量，确保桥梁的安全运行。
参考文献：
[1] 曾伟诚，浅谈钻孔灌注桩技术在城市桥梁施工中的常见事故[J]门窗，2012（9）：41-42.
钻孔事故 篇11
1 钻孔灌注桩常见事故原因分析
1.1 孔径误差
孔径误差主要是由于工人疏忽用错其他规格的钻头, 或因钻头陈旧, 磨损后直径偏小所致。对于桩径800~1200mm的桩, 钻头直径比设计桩径小30~50mm是合理的。每根桩开孔时, 合同双方的技术人员应验证钻头规格, 实行签证手续。
1.2 地质勘探资料和设计文件存在的问题
地质勘探主要存在勘探孔间距太大、孔深太浅、土工试验数量不足、土工取样和土工试验不规范、桩周摩阻力和桩端阻力不准等问题。设计文件主要存在对地质勘探资料没有认真消化、桩型选择不当、峻工地面标高不清等问题。
1.3 钻孔塌孔与缩径
钻 (冲) 孔灌注桩的塌孔与缩径从表面上看是两个相反面, 实际上产生的原因却基本相同。主要是地层复杂、钻进进尺过快、护壁泥浆性能差、成孔后放置时间过长没有灌注砼等原因所造成。
1.4 水下砼灌注和桩身砼质量问题
砼配制质量关系到砼灌注过程是否顺利和桩身砼质量两大方面, 有足够的理由要求我们对它高度重视。
1.5 灌注砼过程钢筋笼上浮
首先, 砼初凝和终凝时间太短, 使孔内砼过早结块, 当砼面上升至钢筋笼底时, 砼结块托起钢筋笼。其次, 清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多, 砼灌注过程中砂粒回沉在砼面上, 形成较密实的砂层, 并随孔内砼逐渐升高, 当砂层上升至钢筋笼底部时便托起钢筋笼。第三, 砼灌注至钢筋笼底部时, 灌注速度太快, 造成钢筋笼上浮。
1.6 桩身砼夹渣或断桩
引起桩身砼夹泥或断桩的原因主要有如下四方面。首先, 初灌砼量不够, 造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有入砼内。其次, 砼灌注过程拔管长度控制不准, 导管拔出砼面。第三, 砼初凝和终凝时间太短, 或灌注时间太长, 使砼上部结块, 造成桩身砼夹渣。第四, 清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多, 砼灌注过程中砂粒回沉在砼面上, 形成沉积砂层, 阻碍砼的正常上升, 当砼冲破沉积砂层时, 部分砂粒及浮渣被包入砼内。严重时可能造成堵管事故, 导致砼灌注中断。
1.7 初灌时埋管深度达不到规范值我国JGJ94-94规范规定, 灌
注导管底端至孔底的距离应为300~500mm, 初灌时导管埋深应≥800mm.在计算砼的初灌量时, 个别施工单位只计算了1.3m桩长所需的砼量, 漏算导管内积存的砼量, 初灌量不足造成埋管深度达不到规范值。另一方面, 施工单位准备的导管长度规格太少, 安装导管时配管困难, 有时导管低至孔底的距离偏大, 而导管安装人员没有及时把实际距离通知砼灌注班, 形成初灌量不足导致埋管深度达不到规范值。
2 钻孔灌注桩常见事故的预防措施
2.1 控制钻孔垂直度的主要技术
首先, 压实、平整施工场地。其次, 安装钻机时应严格检查钻进的平整度和主动钻杆的垂直度, 钻进过程应定时检查主动钻杆的垂直度, 发现偏差应立即调整。第三, 定期检查钻头、钻杆、钻杆接头, 发现问题及时维修或更换。第四, 在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进, 应低速低钻压钻进。发现钻孔偏斜, 应及时回填粘土, 冲平后再低速低钻压钻进。第五, 在复杂地层钻进, 必要时在钻杆上加设扶整器。
2.2 要配制出高质量的砼, 首先要设计好配合比和做好现场试
配工作, 采用高标号水泥时, 应注意砼的初凝和终凝时间与单桩灌注时间的关系, 必要时添加砼缓凝剂。施工现场应严格控制好配合比 (特别是水灰比) 和搅拌时间。掌握好砼的和易性及砼的坍落度, 防止砼在灌注过程发生离析和堵管。
2.3 钻 (冲) 孔灌注桩穿过较厚的砂层、砾石层时, 成孔速度应控
制在2米/小时以内, 泥浆性能主要控制其密度为1.3~1.4g/cm3、粘度为20~30s、含砂率≤6%, 若孔内自然造浆不能满足以上要求时, 可采用加粘土粉、烧碱、木质素的方法, 改善泥浆的性能, 通过对泥浆的除砂处理, 可控制泥浆的密度和含砂率。没有特殊原因, 钢筋笼安装后应立即灌注砼。
2.4 对地质勘探资料和设计文件进行认真审查
另外, 对桩基础持力层厚度变化较大的场地, 应适当加密地质勘探孔, 必要时进行补充勘探, 防止桩端落在较薄的持力层上而发生桩端冲切破坏。场地有较厚的回填层和软土层时, 设计者应认真校核桩基是否存在负摩擦现象。
2.5 砼灌注过程因故中断的处理办法
砼灌注过程中断的原因较多, 在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情况下, 可采用如下方法进行处理。首先, 若刚开灌不久, 孔内砼较少, 可拔起导管和吊起钢筋笼, 重新钻孔至原孔底, 安装钢筋笼和清孔后再开始灌注砼。其次, 迅速拔出导管, 清理导管内积存砼和检查导管后, 重新安装导管和隔水栓, 然后按初灌的方法灌注砼, 待隔水栓完全排出导管后, 立即将导管插入原砼内, 此后便可按正常的灌注方法继续灌注砼。此法的处理过程必须在砼的初凝时间内完成。第三, 砼灌注过程因故中断后拔除钢筋笼, 待已灌砼强度达到C15后, 先用同级钻头重新钻孔, 并钻除原灌砼的浮浆, 再用φ500钻头在桩中心钻进300~500mm深, 这样就完成了接口的处理工作, 然后便可按新桩的灌注程序灌注砼。
2.6 防止桩身砼夹渣或断桩
首先, 导管的埋管深度宜控制在2~6米之间, 若灌注顺利, 孔口泥浆返出正常, 则可适当增大埋管深度, 以提高灌注速度, 缩短单桩的砼灌注时间。砼灌注过程拔管应有专人负责指挥, 并分别采用理论灌入量计算孔内砼面和重锤实测孔内砼面, 取两者的低值来控制拔管长度, 确保导管的埋管深度≥2米。单桩砼灌注时间宜控制在1.5倍砼初凝时间内。其次, 对于桩径≤1000mm的桩, 超灌高度不小于桩长的4%。对于桩径>1000mm的桩, 超灌高度不小于桩长的5%。对于大体积砼的桩, 桩顶10米内的砼应适当调整配合比, 增大碎石含量, 减少桩顶浮浆。在灌注最后阶段, 孔内砼面测定应采用硬杆筒式取样法测定。
2.7 设计好初灌砼量
初灌砼量V应根据设计桩径、导管管径、导管安装长度、孔内泥浆密度进行计算, 且V≥V0+V1.V0为1.3m桩长的砼量, V0=1.2×1.3πD2/4 (单位:m3) ;1.2-桩的理论充盈系数;D-设计桩径 (m) 。V1为初灌时导管内积存的砼量, V1= (hπd2/4) (ρ+0.55πd) /2.4 (单位:m3) ;h-导管安装长度 (m) ;d-导管直径 (m) ;ρ-孔内泥浆密度 (t/m3) ;0.55-导管内壁的摩阻力系数;2.4-砼的密度 (t/m3) 。
3 结束语
总之, 引起钻孔灌注桩质量事故的原因较多, 各个环节都可能会出现重大质量事故。因此, 有必要对钻孔灌注桩的常见质量事故加以分析, 找出质量事故发生的原因, 研究相应对策, 尽可能防止质量事故发生。
摘要：现如今, 钻孔灌注桩在高层建筑和桥梁工程中使用日益广泛, 适应于各种土层条件。然而钻孔灌注桩属于地下隐蔽工程, 影响其质量的因素较多。本文就对钻孔灌注桩常见事故原因进行了分析和研究, 并提出了具体的预防措施, 对于完善钻孔灌注桩质量及单桩承载力具有重要的现实意义。