橋梁鉆孔灌注樁施工中塌孔的處理措施

□張國明（平頂山市湛河區(qū)農(nóng)林水利局）

□朱克斌 □范曉柯（平頂山市農(nóng)田水利技術指導站）

在橋梁鉆孔灌注樁施工中遇到較厚的沙卵石地層時，容易發(fā)生塌孔現(xiàn)象，針對這種情況，在施工中采取適當?shù)募夹g措施和工藝保證措施，可有效防止這一事故的發(fā)生。下面以平頂山湛河開發(fā)路一橋鉆孔灌注樁施工過程中塌孔的處理過程為例，闡述鉆孔灌注樁在砂卵石地層施工過程中塌孔的處理措施。

1.工程概況

平頂山市開發(fā)路湛河一橋位于平頂山市區(qū)東部的湛河河段上，全橋總長200m，主橋為不對稱單塔單索面部分斜拉橋，跨徑組合為20m+20m+88m+72m，北段引橋為兩跨20m預應力混凝土空心板，主塔下部采用鋼筋混凝土雙墻薄壁墩，基礎采用群樁承臺，承臺下為15根直徑1.8m深54m的鋼筋混凝土鉆孔灌注樁。樁基位于湛河主河槽內(nèi)偏南，鉆孔機械為DW-200型旋挖鉆。

2.問題的提出

鉆孔灌注樁施工時段為8-9月，正逢汛期，河水水位較高。自8月27日至9月6日，在主塔承臺下受力樁鉆孔過程中出現(xiàn)塌孔多次，其中3-3#軸線樁在澆筑混凝土過程中塌孔，致使鋼筋籠在孔中也未能完全拔出。出現(xiàn)事故后立即停工整頓，查找原因。

3.原因分析

經(jīng)過參建各方認真總結(jié)分析，認為塌孔原因有以下幾方面：

3.1 橋址地質(zhì)情況不良。根據(jù)地質(zhì)報告和實際鉆孔記錄情況，砂卵石層埋深較淺，位于鉆孔垂直剖面的上部，在施工作業(yè)面以下8～23m，砂卵石層厚度達15m，卵石含量高達70%，平均粒徑8～10cm，最大粒徑40cm；在接近鉆孔底部處有1層砂巖，厚度約2m。

3.2 鉆孔使用的泥漿比重偏小、粘度不夠，形成的孔壁泥皮厚度和強度不夠，孔內(nèi)外水頭差小，孔內(nèi)泥漿水頭不穩(wěn)定。

3.3 鉆孔施工過程中陰雨連綿，致使孔口護筒以下土層松軟變形；同時樁位位于湛河主河槽內(nèi)，又逢水庫汛期泄洪防水，致使湛河水位較高。

3.4 鉆孔過程中，成孔中間環(huán)節(jié)施工安排不緊湊，向孔內(nèi)補充泥漿不及時，進尺速度沒有根據(jù)不同地層情況合理控制。

4.處理辦法

針對塌孔事故參建各方成立了“塌孔緊急處理小組”，及時咨詢有關專家，多方查找塌孔原因，認真分析、研究、篩選處理方案，最后提出處理辦法如下：

4.1 改進成孔措施

4.1.1 護筒埋設牢固，加強孔口保護，護筒埋置深度由原來的4m加深到6m。確保施工期護筒內(nèi)泥漿水平面標高要不低于外圍地下水位2m。

4.1.2 在砂卵石層鉆進時，采用高速旋轉(zhuǎn)鉆頭、低進尺的鉆進辦法，合理控制進尺速度，使孔壁形成均質(zhì)、致密的泥皮。砂卵石層鉆進速度由原來的5m/h減小到3m/h。

4.1.3 起落鉆具要勻速，避免猛放猛提；鋼筋籠吊放時要注意位置準確，緩慢均勻，隨時調(diào)整籠身的垂直度，避免鋼筋籠傾斜或擺動碰撞孔壁。

4.2 采用優(yōu)質(zhì)泥漿

4.2.1 調(diào)整泥漿配比，加入適量的外加劑，改善泥漿性能，提高形成泥皮的固壁效果。采用鈉質(zhì)膨潤土造漿，同時在泥漿中加入水解聚丙烯胺、水解聚丙烯氰鉀鹽、中性羧甲基纖維素、純堿、NKHM堵漏劑等外加劑。在成孔過程中,膨潤土在自重壓力作用下,向孔周的土體發(fā)生滲透,失去部分水分,使靠近土體泥漿變稠,靜切力增加,在泥漿外加劑共同作用下，最終形成強度高、護壁效果好的均質(zhì)、致密泥皮。調(diào)整后的泥漿基本配方性能指標為：密度 1.2g/cm3,粘度 21s，pH=9。

4.2.2 專人配置泥漿，嚴格按照指標進行泥漿配制；專人負責向孔內(nèi)補漿，發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)泥漿水頭下降，及時向孔內(nèi)補漿，保持孔內(nèi)泥漿水頭比孔外水位高2m以上，保證孔內(nèi)泥漿水面標高變幅不超過0.5m。

4.3 加強施工現(xiàn)場管理，使施工過程中各個環(huán)節(jié)緊湊合理，盡量縮短工序間的停頓時間，把人為因素降到最小限度。

按照上述辦法改進后，樁基施工過程進展順利，雖然施工過程中又遇多次大雨、白龜山水庫放水（湛河為白龜山水庫泄水渠），再沒有出現(xiàn)過塌孔事故。

5.結(jié)語

在灌注樁施工中，遇到砂卵石等不良地層時，可通過改進成孔工藝，采用優(yōu)質(zhì)粘土造漿，合理緊湊安排鉆孔、換漿、清孔、澆筑等中間過程，盡量縮短施工過程各個環(huán)節(jié)的停頓時間等項保證措施，可有效的避免塌孔事故的發(fā)生。