建筑施工论文水下冲孔灌注桩施工常见事故预防

所属栏目：建筑施工论文
发布时间：2013-11-26 15:32:45  更新时间：2013-11-26 15:45:43

　　摘要：本文详细论述了高桩码头中水下冲孔灌注桩施工中可能出现的常见事故的现象、发生原因、预防办法和处理措施，是对施工现场大量施工现场经验的总结。

　　关键词：水下冲孔灌注桩,事故预防及处理,建筑施工论文

　　1前言

　　随着高桩码头的广泛应用，作为高桩码头的基础工程，水下冲孔灌注桩已经多年的经验积累和总结，但在实际施工时各种偶然事故仍经常发生，小到漏浆，大到断桩，不仅影响施工甚至带来较大经济损失。本文分成孔阶段和水下混凝土浇筑阶段，对水下冲孔灌注桩施工常见事故的处理及预防进行经验总结。

　　2成孔阶段

　　2.1漏浆

　　即钢护筒内泥浆外漏。现象：在冲孔过程中护筒内的泥浆经护筒底外漏，停止泵管时护筒内泥浆高度与护筒外基本水平。

　　其原因主要有：

　　①冲锤偏离护筒中心过多，导致冲孔过程中冲锤刮到护筒；

　　②护筒埋深较浅；

　　③泥浆浓度较低；

　　④护筒内外水头高差过大，形成较大的水压力；

　　⑤冲孔至入岩时冲锤震动岩层导致护筒松动。

　　预防措施：

　　在钢护筒施工阶段将护筒准确定位，避免护筒偏离中心过多，若遇护筒埋深较浅时，更换大功效振锤加大护筒埋深；

　　在冲孔前可往护筒内回填粘土1-2米，粘土在压力作用下会填满增强护筒脚与岩层的缝隙，并根据现场情况适当降低护筒内外水头高差，避免漏浆；

　　在冲孔过程中遇岩质较硬时降低冲程，并在孔底保留少量岩渣，以降低振锤冲击岩层时候的震动力.

　　2.2冲孔偏位

　　即成孔中心轴线偏离设计位置。

　　发生原因主要是冲击过程中桩机震动偏位或遇到探头石、岩面倾斜等。

　　预防办法：

　　①采用焊接桩机等方式固定桩机位置，测量人员经常复测纠正桩锤中心位置；

　　②冲击中发现探头石后，可回填片石，用冲锤冲击打掉探头石，或将钻架向探头石一侧稍微偏移，用冲锤高冲程冲击，冲碎探头石后将桩机恢复施工位置；

　　③若遇较大的探头石时，可安排潜水员用小型钻机对探头石打眼，后安装微型**爆破，炸碎探头石后再继续冲进；

　　④在倾斜岩面上冲击时，应用片石、卵石回填至岩面偏斜顶位置后再重新冲孔。

　　2.3十字孔或梅花孔

　　成孔断面呈梅花形或十字槽状。其形成原因有：

　　①桩机的转向装置失灵，以致冲锤在冲击过程中不能自由转动，连续在同一个方向上下冲击；

　　②泥浆浓度过大，冲锤的旋转阻力较大，冲锤不能自由转动；

　　③冲锤冲程过小，冲锤的自由转动时间过短。

　　为防止冲成梅花孔或十字孔，应经常检查转向装置的灵活性；经常检测控制泥浆浓度大小；冲击过程中间歇性保持一段时间采用高冲程冲孔，使冲锤有足够的时间转动；出现梅花孔或十字孔后，可用片石或砾石回填至梅花孔或十字孔标高再冲孔，重新冲击成孔。

　　2.4卡锤

　　冲锤卡在孔内无法向上提升。发生原因有：

　　①冲成梅花孔或十字孔后，锤头被孔内的狭窄部位卡住；

　　②冲锤直径因磨损变小而导致冲孔直径逐渐缩小，在冲锤经过焊补后以高冲程冲击时，锤头至狭窄部位被卡；

　　③在粘土层中用高冲程冲击时，遇泥浆浓度太大，锤头被孔底粘土吸住；

　　④钢丝绳冲放过多，突然提锤时，冲锤受倾斜力致冲锥倾倒顶住孔壁。

　　预防卡锤事故，主要是防止梅花形或十字孔形，经常检查冲锤并及时焊补冲锤，在粘土层中冲击采用低冲程，不可过多放绳，孔内的泥浆浓度和粘度控制适当。

　　处理时应首先查明卡锤发生原因，切不可盲目行动，以免使得冲锤越卡越紧。若是梅花孔或十字孔卡锤时，锤头向下尚有活动余地，可松绳落锤后再试探性逐渐提锤，使冲锤转动一个角度，则有可能顺着梅花孔或十字孔的槽位出提上来；当粘土吸住冲锤时，可用桩机自带的泵管高压水射击孔底后强力提出。

　　2.5掉锤

　　冲锤脱落掉入桩孔。主要原因有：

　　①钢丝绳断开或钢丝绳的绳卡破损、脱落；

　　②桩机转向装置与冲锤的连接处脱开，或因各连接套处松脱或断开；

　　预防掉锤主要靠日常经常检查，重点在钢丝绳磨损、钢丝绳各处连接套的破损、连接状况。

　　掉锤处理主要是靠桩机副机打捞，常用打捞工具有：打捞活套、打捞钩及冲抓锤等。

　　2.6塌孔

　　即孔壁坍塌。现象：孔内水面明显降低，孔口有大量水泡冒出，同时排渣量显著增加而无进尺。

　　其原因主要有：

　　①孔内水面髙度不足，孔壁受水平压力不均；

　　②泥浆浓度太小，护壁不足；

　　③冲锤晃动幅度较大，泥浆护壁受到破坏。

　　预防及处理措施：

　　在冲孔过程中严格控制孔内水面高度、泥浆浓度，保证孔内拥有良好的泥浆护壁，并且固定桩机及转向装置，避免破坏孔壁。

　　当塌孔严重无法正常进行施工时，应以粘性土、块石回填后重新冲孔。

　　3水下混凝土灌注阶段

　　3.1剪球时料斗涌水

　　将导管放低，在料斗的塞球连接铁丝放松时，有泥浆水穿过导管自储料斗内混凝土拌和料中涌出导致混凝土夹杂泥浆。

　　原因是导管长度计算错误，沉渣清理不干净导致导管下口插入沉渣中，导管内水被密封，下料时密封水受压由塞球与管壁间缝隙挤出。

　　处理措施：立即停止下料，并将塞球连接铁丝端头固定在料斗上，用长臂吊机迅速将料斗连同导管同时提出，拆除、淸理料斗及导管，重新测算导管长度后再配管、下料。

　　3.2塞球卡管

　　原因：

　　①塞球的直径偏大；

　　②导管壁凹陷变形或管节接头错位；

　　③混凝土拌和不均匀。

　　处理措施：可用钢架管疏通，若还未疏通管道就必须迅速将导管拔出，将问题清除后再重新灌注。

　　3.3埋管

　　即导管上拔困难。分如下情况可以解决：

　　①导管与钢筋笼相对偏心，导致导管法兰盘挂在钢筋笼上；

　　②导管埋深过长或灌注时间过长致混凝土初凝，当导管上提时，导管外壁与混凝土拌和料间阻力增大致使提升困难。

　　处理办法：

　　发生事故后可一边晃动导管，一边上下试探性加大提升力解决。

　　3.4堵管

　　主要原因有：

　　①灌注时间过长，混凝土流动性变小，桩孔内部分混凝土已经初凝；

　　②混凝土拌合不均、运距过长而离析；

　　为防止堵管，开灌前应检查塞球形状、尺寸，严格控制骨料规格、坍落度和拌和时间，尽量缩短混凝土浇筑间歇时间。

　　处理办法：可以用架管或钢筋疏通；用吊机将料斗连同导管同时上拔并抖动（采用此法前必须严格控制上拔导管长度，保证导管下口不小于2m的埋深）。

　　3.5浮笼

　　常见于孔深较大的灌注桩，主要是导管下口喷出的混凝土向上顶推引起的。

　　首先可多选两根钢筋笼的主筋焊在钢护筒或桩机上以防止钢筋笼上浮；

　　再者可以控制混凝土的下料速度，避免下料过快导致混凝土顶推钢筋笼速度过大而浮笼；并控制埋管深度为2-6米，避免埋管过大导致钢筋笼浮力过大而发生浮笼。

　　3.6断桩

　　因机械故障、突然停电等意外事故引起的灌注施工中止造成断桩。

　　发生原因是灌注前的准备工作不充分。施工前，包括搅拌机、提升机械、电源等主要机械设备运转正常并有备件，应在检查完好后方能开盘。

　　4结束语

　　水下冲孔灌注桩施工技术含量高，施工控制的关键环节较多，施工事故发生的几率较大，但施工工艺经过长期的发展和应用已日趋成熟，只要经过施工前合理的安排，并做好充分的施工准备，在施工过程中严格控制管理，各类事故都可避免的。

　　参考文献

　　[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑桩基技术规范，北京：中国建筑工业出版社，2008

　　[2]桩基工程手册编写委员会.桩基工程手册.北京：中国建筑工业出版社，1997