在沖(鉆) 孔灌注樁施工過程中,由于主觀、客觀等多方面的原因,往往會發(fā)生如坍孔、斷樁等常見事故,有時甚至是不可避免的。作為工程技術(shù)人員,如何盡可能地預防、減少事故的發(fā)生以及一旦發(fā)生事故后,怎樣迅速、準確地分析、判斷事故形成的原因,然后在認真分析地質(zhì)報告和現(xiàn)場施工條件后,采取相應的既安全經(jīng)濟、又快速的處理方法是十分重要的。筆者總結(jié)了大量工地處理沖(鉆) 孔灌注樁施工常見事故的實際經(jīng)驗,并參考有關(guān)文獻及規(guī)范,歸納出如下幾點,供同行們參考。
1 坍孔
1. 1 孔口附近產(chǎn)生坍孔
主要表現(xiàn)是:護筒(鉆桿) 傾斜、護筒下沉明顯;鉆頭吊繩偏離孔位中心;孔內(nèi)水位驟然下降并冒密集的小氣泡等。坍孔的主要原因是:護筒埋置深度不夠或護筒周圍回填的粘土分層夯實不夠;孔口附近地面受水浸濕泡軟(如泥漿沉淀池距孔口過近);孔內(nèi)水頭壓力不足;向孔內(nèi)補水時水流對孔壁有沖刷;開始沖孔進尺過快;吊繩放松過長致使鉆頭撞擊護筒或孔壁;泥漿稠度不夠等。
處理措施:如護筒下沉過多或傾斜,應及時扶正護筒,或者將護筒四周回填土清除,擺正護筒,用粘土分層回填夯實。嚴重時應挖出護筒,重新按要求埋置后再沖孔;在護筒底腳以下2 —4m 范圍內(nèi)屬河床表層,通常比較松散,所以開始沖孔時應采用粘土加礫石的稠泥漿小沖程,防止鉆頭撞擊護筒;補
水管應置于護筒中部,防止沖刷孔壁;保持孔內(nèi)有足夠的水頭壓力(孔內(nèi)水位比孔外地下水位高出2m 以上);在砂夾卵石及砂層中開孔時,按1:1 投入粘土和小片石,遇有軟土層時, 按2 :1 或3 :1 投入粘土和小片石,采用小沖程、高頻率反復沖砸到護筒腳下1 —1. 5m 處停下,回填到護筒底腳以上1. 0m , 再繼續(xù)沖擊,使孔壁堅實,不坍不漏。一旦判明發(fā)生了坍孔, 如情況不嚴重時,可按1 :1 投入粘土和小礫石,回填至坍孔位置以上(或護筒底腳以上)1. 0m, 并加大泥漿比重繼續(xù)沖擊; 如情況嚴重時,應將鉆孔全部用砂夾粘土或小礫石夾粘土(1 : 1) 回填,經(jīng)3 —5 天密實后,再重新沖(鉆) 孔。
1. 2 孔內(nèi)深部發(fā)生坍孔
主要表現(xiàn)是:孔內(nèi)水位驟然下降并冒密集的氣泡;沖擊機或卷揚機負荷明顯增加甚至鉆頭運轉(zhuǎn)不起來;長時間沖擊進尺很小等(用測繩測得的孔深與理論計算值差距較大) 。
深部坍孔的主要原因是:孔內(nèi)水位高度不夠,沒有足夠的水頭壓力(往往由掏渣后未及時補水或泥漿所致);泥漿稠度不夠;沖孔通過取土層有潛流或流速較大。產(chǎn)生對流,加之補水不及時;鉆頭或掏渣筒吊繩放松過長致使其撞擊孔壁;此外,在松軟砂層中進尺太快(采用大沖程) 等。
防止措施:沖孔過程中應始終注意保持孔內(nèi)泥漿有一定的稠度;松散粉砂或流砂中沖進時應多加粘土與礫石,或者風化片石等,將松軟土層擠緊,同時加大泥漿稠度;保證孔內(nèi)有足夠的水頭壓力(水頭高于孔外2m 左右);控制進尺;放松卷揚機或沖擊機不宜過多。一旦判明發(fā)生了坍孔,當孔內(nèi)坍塌不嚴重時,可回填至坍塌位置以上1 ———2m , 并加大泥漿比重繼續(xù)沖進。較嚴重的坍孔,應將鉆孔全部用砂夾粘土或小礫石、小片石夾粘土回填,經(jīng)一星期左右沉淀密實后,校正護筒位置無誤后再重新沖孔。
2 埋鉆、卡鉆、掉鉆
主要表現(xiàn)是:鉆頭提不上來或掉入孔中。
產(chǎn)生原因是:
埋鉆:通常是由于較大的坍孔或鉆頭沖入軟弱土層中太深所致;沖擊進入粘土層時,因土層本身可以造漿,應采取小沖程、快速、勤掏泥的辦法逐漸降低泥漿稠度,否則會因泥漿過稠而造成埋鉆。
卡鉆:一般是由于沖擊進入風化巖層或巖層中,采用較大的沖程沖擊,當鉆頭吊繩放的太松,致使鉆頭下落后傾斜, 頂住孔壁或沖擊進入夾層的巖層中,造成卡鉆;孔內(nèi)有探頭石未鑿除或有大塊孤石坍落、孔口有雜物下墜等。
掉鉆:發(fā)生埋鉆或卡鉆時強行上提鉆頭,或者是由于缺乏檢查,吊環(huán)、吊繩斷裂;(吊繩自然磨損檢查時未發(fā)現(xiàn),特別是扒桿頂端及連接處磨損或擰斷);沖擊錐的轉(zhuǎn)動套斷裂;吊繩放松過少而形成“打空錘”時使吊繩因受荷過大而斷裂;鉆桿與鉆頭松脫等。
防治措施:
無論發(fā)生埋鉆或卡鉆,都不得強行上提鉆頭,以免造成吊繩斷裂或坍孔。如埋鉆不太深,可用套繩、打撈鉤具勾住鉆頭,并與吊繩共同受力將其提上來;如埋的較深,打撈鉤具往往難以勾住,即使勾住時也可能提不上來。則應采用空氣吸泥機或空氣壓縮機吹開埋鉆的泥砂,再提出鉆頭。
判明是卡鉆時,可先用打撈鉤具勾住鉆頭,同時給吊繩施加橫向力晃動鉆頭,待鉆頭松動后再將其提出;如仍不能提出,則改用小鉆頭沖擊障礙物,將其打碎或壓進孔壁。也可直接沖擊原鉆頭,使其松動后吊起。
一旦發(fā)生掉鉆,應及時打撈。間隔時間愈長,鉆頭會埋得愈深,與周圍泥砂銹蝕也愈死。當使用打撈工具無濟于事時,比較有效的方法是采用空氣吸泥機或空氣壓縮機吹開埋鉆泥砂,然后再行打撈。