钻孔桩事故分析与预防

钻孔桩事故分析与预防钻孔桩施工中的各个环节不可忽视。

在施工过程中由于对客观情况估计不足或地质情况有变化，钻孔过程中常常出现一些事故，现就这些事故产生的原因进行分析，提出浅显的预防措施。

一、坍孔现象坍孔事故多发生在孔内，主要表现为孔内水位突然下降；孔口水面冒细密的水泡；出土量显著增加，没有进尺或进尺量很小；孔口突然变浅，钻头达不到原来的孔深；钻机负荷显著增加等等。

1、原因：(1) 护筒制作不符合要求，埋置护筒的方法不当，缺乏因地制宜、灵活的埋置方法。

(2) 使用的泥浆不符合要求，粘土质量不符合标准或泥浆比重不足，起不到护壁的作用。

(3) 孔内的水头高度不够，低于地下水位，致使孔内水位压强降低，造成坍孔。

(4) 在松散的砂层或粘性土的地质层，冲击速度快，忽视泥浆的密度，孔壁护壁不好，致使坍孔。

(5) 在开始钻进时，冲程过大，由于机械的震动力，使护筒的底部或砂层坍塌。

(6) 掏渣时，忽视向孔内注入泥浆或水掺粘土，掏渣后，水位低于正常水头高度，地下水高于护筒水位，使护壁被水位压强破坏，造成坍孔。

(7) 在混凝土理入前，吊入钢筋骨架时，骨架偏位摆动碰坏孔壁造成坍孔。

(8) 清孔后放置时间过长，没及时浇入混凝土，而且没有采取预防措施，造成坍孔。

2、预防措施：(1) 严格控制泥浆的比重、粘度、胶体率等各项指标，确保泥浆指标合格后，再进行钻进进尺。

(2) 根据地质、机械、钻进方法和泥浆指标等实际因素，确定一个合理的钻进进度，进行钻进，以保证井孔的稳定性。

(3) 严格控制孔内水头标高，确保孔壁处于一种负压状态。

这一种情况，在水上施工的尤为量要，一般情况下，在砂层中钻孔，要使孔内的水头高出外面的水面2.5—3.0m为宜。

(4) 保证护筒有足够的埋深，尽量让护简埋置在稳定的土层中。

(5) 严禁将钻机与护简相连结，以防止由于振动引起孔口坍塌，造成大的塌孔事故。

(6) 应根据地质情况合理地安排同一墩位处各钻孔桩的施工顺序，以防止邻近孔壁被扰动引起堪孔。

3、应对措施：发生坍孔后，应立即查明坍孔处位置，分析地质情况，然后采取如下措施：(1) 坍孔发生在护筒底脚处，根据实际情况，可以立即拆除护筒，回填钻孔，重新埋设护筒后，再钻进；采用加长护筒，使护筒通过震动锤继续下沉，直至埋于坍孔位置以下，外围用黏土或装有黏土的草袋回填夯实，重钻时，控制好泥浆稠度和水头高度。

(2) 若坍孔位置较深，则可以由测深锤和实际的地质情况分析实际的坍孔程度，若不严重，则可以加大泥浆比重，继续钻进；若坍孔较为严重时，则应立即用砂或小砾石加黏土回填至坍孔以上位置，甚至将整个钻孔全部回填，暂停一段时间，使回填土沉积密实，水位稳定后，重新钻进，时刻注意不良现象的发生。

(3) 若回填重钻时，经采取以上措施仍连续、严重坍孔时，根据地质情况，可以用地质钻机钻至坍孔区进行压浆处理，从而防漏堵漏，重新钻进。

二、斜孔和弯孔现象现场钻成的桩孔，垂直桩不垂直，或发生弯曲等不符合要求。

1、原因：(1) 主观原因。

在钻孔前没有对钻机进行严格的检查修理．机架安装不正，护简埋的不正；(2) 客观原因。

钻孔中间地质有变化．如地层软硬不均匀，或钻机支撑点强度不均匀等，在钻孔过程中钻机摇摆都可导致上述现象。

2、检查方法：(1) 仪器检测法。

即用电子水平仪或检孔器进行孔径合倾斜度的检查。

(2) 工地建议操作法。

在孔口沿钻孔直径方向设一标尺，标尺上O点合滑轮、钻孔中心线在一条垂线上，测绳一端连接一用钢筋弯制的圆球，直径略小于孔径，测绳另一端用刃拉着，将圆球慢慢放入孔中，观察测绳在标尺上的读数变化，即可了解孔的走向。

(3)目测法。

通过钻孔与钻孔中心的位置关系，判断是否发生弯孔。

3、预防和处理措施：(1) 在施工中要严格按施工操作规程办事。

(2) 对钻机要进行严格的险查。

安置钻机前要夯实支撑点地基，钻机安平后要严格校对钻孔中心轴线。

(3) 对地质变化情况要做到心中有数．如缩孔或不规则扩孔主要出现在地层变化处。

如发生上述现象，应及时调整进钻速度，泥浆稠度；并应上下扫孔使钻机逐渐正位。

(4) 弯孔较严重时，如用旋转钻机，可提吊起钻机在弯孔处上下反复扫孔，使钻孔垂直。

特别严重时，应回填砂黏土，冲击钻孔应回填砂黏土夹砂卵石或小片石至弯孔以上0.5m，待沉积或用低冲程冲击密实后，再钻进。

(5) 不得用冲击钻直接修孔，以免卡钻。

三、护筒变形(失效)现象1、原因：(1) 由于护筒下孔内大面积坍孔，指使地层发生变化，从而使钢护筒下沉并倾斜，失去护筒作用。

(2) 由于地下障碍物或护筒内外压力差过大，使护筒局部变形、开裂、漏水，失去护筒作用。

2、应对措施：(1)对于第一种情况，应将护筒拔除，然后回填重新埋设。

(2)对于第二种情况，可根据护筒的长短、破坏的位置、破坏的程度不同，采取如下措施：a）如果变形的部位在钢护筒的底部，且长度不大，钢护筒不漏水，则可以让潜水员下水，用水下氧割的办法把已变形的部位割掉提出。

b）如果变形的部位在钢护筒的上部，且距表土的深度在1m以内，钢护筒不漏水，则可以在钢护筒内打米字撑，抽水至变形部位，用千斤顶调整已变形的钢护筒。

c）如果变形的部位在钢护筒的中部且漏水，则用千斤顶或卷扬机等其它提升设备，将整个钢护筒提出，查出原因，找到解决办法。

d）套筒法。

当长钢护筒破损失效后，为了防止护筒范围内的孔壁坍塌，或仍为了保持孔内水头高度，根据实际情况，先在旧护筒内或外加套一个孔径或小或更大的新护筒，然后再对旧护筒进行处理。

四、钻孔漏浆、护筒冒水现象护筒外壁冒水，护筒刃脚或钻孔壁向孔内外漏泥浆。

1、原因：(1) 埋设护筒时，回填土夯实不够，埋设太浅，护筒脚漏水。

(2) 护筒制作不良，接缝不密合或焊缝有砂眼等，造成接缝漏浆。

(3) 再透水性强的砂砾或流沙终，特别在有地下水流动的地层中进行钻进时，过稀的泥浆向孔壁外的损失很大。

2、应对措施：(1) 对于上述1、2两种情况，可以用黏土在护筒周围加固。

若漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新钻进。

(2) 对于第三种情况，加稠泥浆或倒入黏土慢慢转动，或回填土掺卵、片石反复冲击护筒壁。

注意：应重视漏浆事故，严重的漏浆若不加处理，可引起坍孔。

五、护筒下沉现象在钻孔过程中，护筒突然下沉，造成孔内泥浆水头下降，低于施工工艺要求，钻孔无法正常进行。

1、原因：(1) 护筒括打的太浅。

(2) 江水的局部冲刷，使护筒的埋深减少。

(3) 护筒内的土被清除出来，内摩擦力急剧减少，仅靠护简的外摩擦力不足以承受护筒的自重，从而导致护筒下沉。

2、预防措施和处理办法：(1) 在插打钢护筒时，尽量将钢护筒埋得深一些，增加其稳定性和抵抗局部冲刷的能力。

(2) 加快施工进度，缩短施工的周期，减少或者避免由于冲刷造成的影响。

(3) 如果护筒的下沉量较少，可以通过提高泥浆比重和粘度的方法，改善泥浆指标后，继续钻孔。

六、卡钻现象1、原因：(1) 用冲击钻施工时，出现梅花孔，冲击钻头被狭窄部位卡住。

(2) 坍孔、落石或工具掉进孔内，卡住钻头。

(3) 长护筒倾斜，下端为钻头冲击变形，同钻头卡在一起。

(4) 未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐减小，而焊补超限，又用高冲程猛击，发生卡钻。

(5) 伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住冲击锥顶或锥脚。

(6) 下钻太猛，大绳松放太多，钻头碰撞在孔内倾倒，顶住孔壁。

2、应对措施：事故发生后，应明确卡钻位置，查明该处的地质情况，同时应继续搅拌泥浆，以防沉淀埋钻。

再根据实际不同情况，采取不同的措施；(1) 当为梅花孔卡钻时，可松绳落钻然后再提钻，使钻头转一个角度(可用撬棍配合)，有可能顺梅花孔提上来。

(2) 用小钻头冲击卡钻一边孔壁或钻头，使钻头松动后，再起吊。

(3) 探准障碍物的位置，收紧钻头大绳，可用冲、吸的办法，将卡钻处松动后再提出。

(4) 若地质情况较好(防止坍孔埋钻)，用压缩空气管或高压水管下入孔内，对卡钻处适当冲射一段时间，使卡点松动后再提出。

(5) 用滑轮组或千斤顶强行提出。

(如图3)注意：为避免拉断大绳，造成掉钻事故，应另备安全绳(钢丝绳)下入孔内套住钻头；将枕木垛远离孔口，以免压力过大而坍塌。

七、掉钻现象掉钻也是钻孔桩施工中经常出现的事故，而且主要发生在钻岩阶段。

1、原因：(1) 钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过多。

(2) 钻进中选用的转速不当使钻杆扭转或弯曲折断。

(3) 地质坚硬，进尺太快，超负荷引起钻具断裂。

(4) 卡钻(埋钻)时强扭、操作不当使钢丝绳或钻杆(钻头)疲劳断裂。

(5) 钻具之间连接螺拴松动，被剪断，引起掉钻。

2、预防措施：(1) 开钻前应清除孔内杂物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大物件可用抓泥斗打捞。

检查所有的钻抨、钻具、连接装置，对于那些有损伤和磨损的要做上标记，以便及时处理或区别使用。

(2) 在施工过程中根据地质和钻机设备情况确定合理的转速，以防由于使用不当造成掉钻。

太大的情况下，只有将护筒接高后，再进行钻孔施工。

(3) 对于比较坚硬的地层，应采用减压、低速钻进，防止扭矩太大，发生掉钻事故。

(4) 加强施工人员的责任心，经常检查钻具、钻扦、连接螺栓、和钢丝等部位．特别是应力较集中的电焊接处要细致检查，发现问题及时处理。

3、处理方法：掉钻后应及时澄清情况，制定切实可行的打捞方案。

如果钻具被沉淀物或塌孔土石埋住，应首先清孔，使掉入孔中的钻具露出来，以便用打捞工具打捞，或者潜水员下去打捞。

(1) 为了激发生掉钻后打捞，可以在容易发生断裂的部位预留一根打捞绳绳头，或者在钻头的加劲肋上预先焊上打捞钩板。

一旦发生掉钻，可以根容易地用相应的打捞钓或者绳套等工具进行打捞。

(2) 对于一般的掉钻，可以用打捞工具进行打捞。

常见的打捞工具有：打捞钩、打捞绳等。

具体采用配种工具，要根据钻具的情况、断裂的部位等相关因素来确定。

(3) 对于那些无法用打捞工具进行打捞的，或者用各种打捞工具都捞不上来的坠落物，只有潜水员下水进行打捞了。

八、埋钻现象1、原因：(1) 卡钻或掉钻后，由于未能及时解决，时间一长，浮渣或稠度很大的泥浆沉积，发生埋钻。

(2) 卡钻或掉钻后，由于孔壁长时间浸泡而坍孔或在打捞钻头过程中，碰撞孔壁而坍孔，发生埋钻。

2、应对措施：(1) 若工期较紧，且实际情况也不允许再延迟工期(如汛期来临)，则丢弃钻机，回填桩孔，重新设计桩位。

(2) 排除沉积或减轻淤埋程度，积极打捞，在一般的“换浆法”清淤仍不见效时，可以采用“辅助爆破法”和“射水稀释法”；“辅助爆破法”就是在钻头底部进行小药量松动爆破，同时用提升设备进行起吊的一种方法。

“射水稀释法”就是在原钻孔附近另钻新孔，至钻机所埋位置用高压喷水，使淤埋钻机的土壤达到粥状化，而后，缓慢提升钻机。

九、混凝土浇筑事故1、原因：(1) 首批混凝土储量不足、导管接头不严或者焊缝破裂进水、导管提升过猛或渤深错误引起超提等导致导管进水。