橋梁鉆孔樁基施工問題分析及處理措施

單曉剛

(貴州省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院，貴州 貴陽 550004)

1 前言

橋梁樁基礎是橋梁的重要部位，其質量的好壞直接影響到整座橋梁的工程質量及使用安全。樁基施工為隱蔽工程，在施工過程中存在較多不可預見因素，常出現(xiàn)一些不可避免的問題，如不及時解決，將直接影響到樁基的工程質量，留下重大的質量隱患。故橋梁樁基施工不僅需要利用已有的工程技術，還需要豐富的施工經(jīng)驗，對施工中出現(xiàn)的問題及時進行處理，以避免工程質量事故的發(fā)生。

2 樁基在鉆孔過程中容易出現(xiàn)的問題及處理措施

2.1 坍孔

坍孔的特征是孔內水位突然下降又回升，孔口冒出細密的水泡，出渣量明顯增加而不見進尺，鉆機負荷顯著增加等。坍孔的原因大多數(shù)是由于泥漿性能不符合要求、孔內水頭未能保證、機具碰撞孔壁等原因造成的。發(fā)生坍孔后，應查明坍孔的位置再進行處理。坍孔位置較深且不嚴重時，采用粘土回填至坍孔位置以上2m～3m，并采取加大泥漿比重、改善泥漿性能、加高水頭等措施，繼續(xù)慢慢鉆進；坍孔嚴重時，應立即將鉆孔全部用砂類土或礫石土回填，如果無砂類土和礫石土，可采用粘質土摻入5%～8%的水泥進行回填，待孔內回填土穩(wěn)定后重新開鉆；坍孔位置不深時，可采用加深護筒的方法，將護筒內的填土夯實，重新開鉆。

2.2 斜孔

斜孔一般多發(fā)生在采用沖擊鉆成孔上。造成斜孔的原因通常是由于地質松軟不均、巖面傾斜、鉆架移位、鉆架不平或鉆頭遇到探頭石等原因造成的。鉆孔時，要經(jīng)常檢查鉆盤是否水平或鋼絲繩是否垂直，孔口位置的鉆桿或鋼絲繩的平面位置是否正確，一旦發(fā)現(xiàn)偏差應及時調整。當出現(xiàn)斜孔時，一般可在偏斜處吊住鉆頭反復掃孔，使鉆孔正直。偏斜嚴重時，應回填粘質土(采用回旋鉆成孔)或片石(采用沖擊鉆成孔)到偏斜處頂面，待沉積密實、穩(wěn)定后重新開鉆。

2.3 擴孔

擴孔大多數(shù)是由于孔壁坍塌或鉆桿擺動過大造成的。對于擴孔的處理，一般是采用失水率小的優(yōu)質泥漿護壁，改善鉆機的機械性能(減小鉆擺動)來控制擴孔率。

2.4 縮孔

縮孔通常是由于地層中含有膨脹土、軟塑土、泥質頁巖等不良地質造成的，鉆頭磨損過大亦能使孔徑稍小?？s孔發(fā)生后，應立即查明原因，如因鉆頭磨損過大造成的縮孔現(xiàn)象，應對鉆頭及時補焊，加大鉆頭。如因以上不良地質條件造成的，當縮孔不嚴重時，可采用鉆頭上下反復掃孔來擴大孔徑；當縮孔嚴重時，采取鋼護筒防護，一般情況下鋼護筒的長度要根據(jù)不良地質的厚度情況來確定，最好是不良地質部分全部下鋼護筒。

2.5 孔內漏漿

孔內漏漿一般是鉆孔鉆至透水層時由于泥漿的性能較差、或護筒周圍透水、或鉆孔遇到小溶洞時發(fā)生的。當遇護筒內水頭不能保持時，一般采取護筒周圍回填土夯實、增加護筒埋置深度、適當減小護筒內水頭高度、增加泥漿相對密度和粘度、倒入粘土使鉆頭慢速轉動等措施。當用沖擊鉆沖孔時，可往孔內回填片石、卵石及適當投入一定數(shù)量的水泥，反復沖擊，增加護壁。

2.6 卡鉆

卡鉆常發(fā)生在沖擊鉆沖孔時，因形成了梅花孔、十字孔、沖錘磨損未及時補焊、鉆孔直徑變小而新鉆又過大、沖錘傾倒、遇到探頭石或孔內掉入物件卡住等原因造成的。卡鉆后不宜強提，可用小錘沖擊或用邊沖邊吸的辦法將卡錘周圍的鉆渣松動后再提出。

2.7 掉鉆

掉鉆一般是由于鉆桿磨損過甚、鉆錘的鋼絲繩磨損過甚或鋼絲繩的卡口螺絲松動造成的。掉鉆是在樁基鉆孔過程中經(jīng)常發(fā)生的故障之一，每臺鉆機都應配備足夠的打撈工具。掉鉆后應立即用打撈叉、打撈鉤、繩套等工具打撈。如果由于打撈時間過長造成鉆頭被埋，應先清理泥沙，然后再使用打撈工具進行打撈。特別強調指出:初次掉鉆頭時，鉆頭在孔內一般是正立的，如果初次打撈不成功造成第二次或者多次掉鉆，那么鉆頭掉在孔內就不一定是正立的，給打撈造成更大的困難。

3 清孔

當鉆機鉆到設計高程時，就立即進行清孔，清孔后泥漿比重宜控制在1.15～1.2之間，如果泥漿比重太大，則不利于混凝土的澆筑，如果太小可能會引起塌孔。

4 樁基在灌注混凝土過程中容易出現(xiàn)的問題及處理措施

4.1 導管進水

首批混凝土下落后導管進水，應將已灌注的混凝土用吸泥機(可用導管作吸泥管)全部吸出，再針對導管進水的原因改正操作工藝或看是否首批混凝土儲量不足，找到原因后重新灌注混凝土；在混凝土灌注的中期，導管進水是由于多提升導管且管口超過已灌混凝土表面時發(fā)生的。遇到這種情況時，可依次將導管拔出，用吸泥機或潛水泥漿泵將原灌注混凝土表面的沉淀物全部吸出，將裝有底塞的導管重新插入原混凝土表面 2m以下，然后在無水導管中繼續(xù)灌注，將導管適當提升，繼續(xù)灌注的混凝土可沖開導管底塞流出。

4.2 導管堵管

初灌導管堵管大多數(shù)是由于隔水硬球栓或硬柱塞被卡住而造成的。發(fā)生初灌堵管時，可用長桿往管內沖搗，或用振動器振動、硬物敲打導管外側，或提升導管迅速下落振沖，或用鉆桿加配重沖擊導管內混凝土。如果這些方法都無效，應將導管拔出，取出導管內物質，重新下導管灌注混凝土。中期導管堵塞大多數(shù)是由于灌注時間過長，表面混凝土已初凝或者混凝土的砂石級配差造成混凝土離析，其次混凝土中有大塊物體或者是由于混凝土在導管內停留時間過長也可能發(fā)生堵塞。當發(fā)生中期導管堵塞時，處理的方法是將導管連同堵塞物一起拔出，疏通導管，若原灌注的混凝土表層尚未初凝，可用新導管插入原灌混凝土的表面2m以下深度，用潛水泥漿泵下入導管底將管內的泥漿抽干凈，再用圓桿接長的小掏渣桶將管內表面混有泥漿的混凝土掏干凈后繼續(xù)灌注混凝土。

4.3 灌注坍孔

大的坍孔特征與鉆孔期間比較相似，可用測探儀或測錘探測，如探頭達不到混凝土面高程時即可證實發(fā)生坍孔。發(fā)生灌注坍孔有以下幾種原因:護筒腳漏水；潮汐區(qū)未保持所需的水頭；地下水壓超過孔內水壓；孔內泥漿相對密度、粘度過低；孔口周圍堆放重物或機械振動。發(fā)生灌注坍塌時，如坍塌數(shù)量不大，可采用吸泥機吸出混凝土表面坍塌的泥土，如不繼續(xù)坍孔，可恢復正常灌注，如坍孔仍在繼續(xù)且有擴大之勢，應將導管及鋼筋骨架一起拔出，用粘土或摻入 5%～8%的水泥將孔填滿，待孔位周圍地層穩(wěn)定后再重新鉆孔施工。

4.4 鋼筋籠上升

灌注混凝土時鋼筋籠上升的主要原因是由于混凝土沖出導管底口后向上的頂托力把鋼筋籠上浮。為防止混凝土灌注過程中鋼筋籠上浮，灌注混凝土前，應將鋼筋籠的頂端焊接在護筒或其他牢固的物體上。在灌注混凝土過程中，當灌注混凝土頂面距鋼筋籠底部約 1m時，應降低混凝土的灌注速度；當混凝土面上升到鋼筋籠底4m以上時，提升導管使導管底口高出鋼筋籠底 2m以上后即可恢復正常速度灌注混凝土。

4.5 埋管

埋管一般是由于導管埋置深度過大所造成的。為了避免造成埋管事故，在混凝土灌注過程中應嚴格控制埋管深度在 2m～6m之間，若已造成埋管事故，即要對該樁基進行處理。

5 結語

孔鉆樁基施工質量關系到整個橋梁結構的工程質量，樁基施工過程中，工程難題不可避免的，這就需要現(xiàn)場工程師根據(jù)實際情況，及時采取有效的處理措施。對施工中出現(xiàn)問題的分析與處理是否恰當，往往影響整個橋梁工程的安全使用、工程造價及工期。對于樁基施工中經(jīng)常出現(xiàn)的施工質量問題必須在鉆孔過程中及水下混凝土灌注過程中予以防治，唯如此方能保質保量地完成橋梁樁基的施工任務。

[1]李杰.試論橋梁鉆孔灌注樁斷樁處理[J].科技創(chuàng)新導報，2010-04-21.