灌注桩常见事故的预防与处理

李学良

摘要：本文列举了灌注桩水下灌注过程中常见的一些事故，根据事故发生的不同原因，针对性的提出一些预防措施及现场处理办法，供现场施工技术人员尤其是那些缺乏现场施工经验的技术人员参考借鉴。

关键词：水下灌注；事故；预防；处理

随着交通荷载的不断增大，对工程基础的承载力也提出了更高的要求。桩基础因其承力大、施工简单等特点，所以被越来越普遍的运用到各种工程中。在灌注桩施工中，水下混凝土灌注质量的好坏是桩基成桩质量的关键。对于水下灌注施工中常发事故的预防措施、尤其是事故发生时现场如何及时处理，这在施工技术规范上没有详细讲述。现对此类事故的预防及现场处理作简要总结。

1 导管进水的主要原因及处理措施

导管进水是水下灌注较常见的事故之一。出现导管进水的主要情型有以下几种：

a、首批混凝土量不足或导管悬空过大，致使首批混凝土不能埋住导管，泥水从导管底口进入管内。b、灌注过程中测深错误，提升导管过高，导致导管底口脱离混凝土顶面，导管底口进入泥水。c、导管破损、接头不严密；使用法兰连接时，螺栓不紧或法兰变形或胶垫被高压气冲破，管内进水。或者导管被拔断、脱落，泥水从导管上口进入管内。

导管进水的预防及处理措施

1.1 为了防止首批混凝土量不足，混凝土不能埋住导管而使导管进水。灌注前应认真测量孔深和导管长度，准确计算料斗、导管容量，计算首批混凝土方量可参考以下公式：

V≥πD2（H1+H2）/4+πd2h1/4

式中：V-灌注首批混凝土所需数量

D——桩孔直径

H1——桩孔底至导管底端间距

H2——导管初次埋置深度

d——导管内径

h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内

混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度

上式中H1一般控制在0.2~0.4m范围内并根据孔径大小、孔深、导管粗细、料斗大小、沉淀多少而定。一般孔径越大、孔深越深、导管越粗、沉淀越少则采用低值；反之则取高值。

首批混凝土灌注完后应立即测量导管内外混凝土深，根据导管深度计算导管埋深。如果导管没有埋住，管内已进水，应立即提出导管，将孔底混凝土用空气吸泥机或抓斗清出，没有以上设备的可迅速提出钢筋笼，二次下钻清孔。

1.2 灌注混凝土时，为防止因提升导管过高而使导管进水，施工时应派有经验的施工人员专门负责测量导管埋深，施工人员应勤测，将导管埋深控制在2-6m范围内，并随时记录混凝土灌注量与桩孔内混凝土上升高度，以便及时发现桩孔扩径、缩径现象及程度。

1.3 导管质量的好坏对水下灌注的成败起着十分关键的作用。在水下灌注之前必须检查导管连接是否牢固。如果是丝口连接应仔细检查丝口是否损坏以及丝口是否能拧到位具备足够的抗拉力。若是采用法兰连接，应仔细清理法兰盘上的泥水、混凝土等杂物，拧紧螺栓。法兰变形、垫子破损、螺丝损坏的坚决更换。在使用前及使用一段时间后，均应对导管进行承压和水密性试验，确保导管不渗水、不漏水。

a、导管上口进水的处理

因导管脱落造成上口进水，事故发生后先要打捞起导管重新连接好，用水泵将管内泥水抽干，注入清水清洗导管再将其抽干，将导管上提，控制导管埋深在0.5m左右，测量管内混凝土深度。计算并注入适量新的混凝土，当新的混凝土将泥水充分排出后，再将导管向下插入0.5m左右，继续灌注至终结。成桩后，导管口以上混凝土因含有泥浆需予以凿出。

b、导管中、下部进水的处理

导管中部突然进水可采去二次灌注方法进行处理，即事故发生后迅速提出导管整修，再迅速下水，若导管内使用隔水塞封堵混凝土的，应先使导管悬空在混凝土面上20cm左右开始重新灌注，当隔水塞冲出导管后迅速下插，可以在导管上加压使其下插至混凝土面下不低于1m。导管口以上的混凝土在灌注完毕后应凿出。若导管使用开启塞或拔塞可先直接插入混凝土面下0.5m，尽量抽干管内泥浆,灌注一定量的混凝土将管内残余泥水混合物排出导管底口,再将导管插入0.5m后继续灌注至终了。二次灌注时，若事先将导管底口作成莲瓣状开口，莲瓣能自由开合，外部用栓销销住，销由细钢丝控制，在上部提拉能拔出销栓。

二次灌注方法简单，但必须在水下已灌注混凝土没有初凝、和易性尚好时方能采用。若水下已灌注混凝土和易性较差导管无法插入，二次灌注无法进行，应立即采取措施将钢筋笼拔出或将单根钢筋逐一拔出，再加入泥浆重新钻孔灌注。

2 卡管事故的预防及处理

造成混凝土卡管的原因主要有：隔水塞卡管：混凝土塌落度太小、和易性不好、混凝土离析；灌注过程中中止时间过长，管内混凝土和易性变差卡管等。卡管的预防处理：使用隔水塞可采用小于导管内径1cm左右的充气皮球或内部填充可流动物的袋子。这样即使因导管截面凹陷而卡住隔水塞，也可以靠混凝土自重或用长钢筋捣开。灌注混凝土前应仔细检修机械设备并试运行，保证机械设备工作状态良好，避免中途故障停机。导管在使用前后均应清洗干净，剔除粘附在管内壁的混凝土等杂物，并整平导管凹陷使导管内部平滑流畅。施工中要密切监控拌制混凝土质量，防止混凝土中夹杂大块硬物，保证混凝土良好的和易性。灌注前要详细组织协调，保持施工灌注的连续性，如因故短时间中断，应每隔几分钟上下小幅提动和转动导管。卡管事故的处理比较困难。轻度卡管可采用长杆冲捣、快速上下提动导管、振动等方法使管道畅通。如果造成严重卡管，以上方法都不能奏效，只能及时提出导管，清理孔内混凝土，采用二次灌注。

3 埋管事故的预防与处理

埋管即导管埋入混凝土中不能拔出。造成埋管的主要原因是混凝土埋置过深，或者灌注时间过长，混凝土已经凝固，或者是孔壁坍塌造成导管不能取出。

埋管的预防：因混凝土埋置过深造成埋管事故发生的主要原因还是施工技术人员麻痹大意，没有勤测导管埋深。或者是测量人员经验不足，误判导管埋深而造成。因此灌注混凝土时一定要派有责任心施工人员及时检测，仔细判断。尤其在浆渣较稠时，若使用的测锤过轻，则不易感觉出孔内真实混凝土面，极易判断失误。所以此时应加重测锤，测量时上下提动测锤，细心感觉，正确判断。在灌注后期，混凝土面离孔口较近时，可以用长杆直接插捣，准确判断灌注混凝土面，确定埋深。另外灌注中保持孔内水头，避免孔壁坍塌。埋管的处理：发生埋管后，立即卸掉料斗，用吊车直接吊拉导管。吊拉导管时应全力、小幅、间隔、快速提动，提拉过程中可以附以转动，待导管产生活动后再全力大幅提升。吊拉时应避免猛提硬拉。

4 钢筋笼上浮的原因及处理

灌注混凝土上升摩擦致使钢筋笼上浮多发生在钢筋笼离孔底有一段距离，钢筋笼重量较轻，桩径较小（桩径小于1.2米，尤其是桩径小于0.8米）时。当混凝土灌注时，导管底口以上混凝土会随着续灌混凝土整体上升，此时混凝土对钢筋笼施以向上的摩擦力，随着灌注不断进行，混凝土埋深越大，摩擦力越来越大。当其超过钢筋笼自重及钢筋笼与孔壁的摩擦力时，钢筋笼就会上升。因此，发现笼体上浮时可以上提导管，尽量减少混凝土埋深，使导管底口高于钢筋笼底，减小上升摩擦力。

发生钢筋笼上浮时，应仔细观察，尽早及时处理。可在笼顶施压，使其缓慢沉下到设计位置。随后应减少混凝土埋深，减缓灌注速度，并加强观察，避免继续上浮。

5 缩径、断桩、夹泥、夹心的原因及处理

水下混凝土涉及的工序复杂繁多，造成断桩、夹泥、夹心的原因也很复杂，并且大多数原因又不易觉察，只有成桩后检查才能发现，造成的缺陷也较大，不易处理。产生此类事故的主要原因有：缩径主要与施工的地质情况有关。在砂层或富水层，如果停钻后较长时间才进行混凝土灌注，则孔内泥浆会在自重作用下失水，水向砂层渗透，泥浆则在孔壁附着得越来越厚，造成缩径；在砂土层钻进速度过快、钻头尺寸不够也会造成缩径。灌注混凝土之前用检孔器对钻孔进行检查，发现缩径，应及时进行扩孔处理。在灌注过程中，局部塌孔；或者由于清孔不彻底孔底有泥块，首批混凝土冲击泥块上升并包裹在混凝土中，这样都容易造成夹泥。导管提出混凝土面或者导管埋深过小底口已到浮浆层，会造成桩内混凝土强度降低或断桩。

结束语：

水下灌注混凝土涉及人员、机具、材料等各种因素，工艺较复杂，因此要求施工中对容易造成以上缺陷的各个环节均要谨慎小心，勤观察、多检查。灌注前充分准备，加强防范；出现事故，沉着冷静，仔细查明原因，采用合理措施，及时补救，力求避免或减少损失。