談鉆孔樁施工常見(jiàn)事故原因及處理措施

陳永湃

(海南公路工程公司，海南海口 570216)

1 鉆孔灌注樁病害成因簡(jiǎn)述

鉆孔灌注樁的施工基本上是全隱蔽施工，工序環(huán)節(jié)多而節(jié)奏快，稍有不慎即可因某個(gè)環(huán)節(jié)不慎而造成事故，其中地質(zhì)不良、機(jī)械故障、操作失誤等因素對(duì)成樁質(zhì)量的影響更為突出，如何減少這些不良因素和降低其影響，是保證鉆孔灌注樁質(zhì)量的關(guān)鍵?，F(xiàn)根據(jù)鉆孔施工中常見(jiàn)的諸如鉆孔時(shí)塌孔、斷樁等事故，以黃延高速公路K258+395南溝大橋、K262+060中橋鉆孔灌注樁施工及缺陷樁處治實(shí)踐為例進(jìn)行總結(jié)，與同行交流。

2 基本情況

南溝大橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，分為左右兩個(gè)半幅，左半幅橋長(zhǎng)145．52 m，右半幅橋長(zhǎng)125．52 m。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為汽車(chē)—超20級(jí)，掛車(chē)—120，橋面全幅寬度24．50 m，下部結(jié)構(gòu)為柱式臺(tái)，柱式墩，樁基礎(chǔ);共有鉆孔灌注樁30根，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)32 m，其地層情況自上至下為灰黃色黃土狀土，棕紅色粘土，黃綠色強(qiáng)風(fēng)化泥巖;K262+060中橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土空心板結(jié)構(gòu)，下部采用柱式墩臺(tái)，鉆孔樁基礎(chǔ)，共36根樁，其中4號(hào)臺(tái)12根樁，其地層情況自上至下為灰黃色黃土狀土，灰褐色圓礫土，褐紅色黃土，灰黑色強(qiáng)風(fēng)化頁(yè)巖，灰黃色強(qiáng)風(fēng)化砂巖。

3 事故成因及處理措施

3．1 塌孔

3．1．1 塌孔主要原因

1)鉆孔樁開(kāi)始施工時(shí)，護(hù)筒周?chē)惩翛](méi)有夯實(shí)導(dǎo)致滲水或護(hù)筒底高于施工最低水位，致使護(hù)筒下孔壁坍塌;2)鉆孔時(shí)護(hù)筒不能保持比地下水位高的水頭，在孔外水壓力作用下孔壁的穩(wěn)定受到破壞，造成塌孔;3)施工時(shí)配制泥漿比重偏小，護(hù)壁作用不可靠，不能保持孔壁穩(wěn)定而形成塌孔;4)鋼筋籠吊裝時(shí)不能保持鋼筋籠垂直插入孔內(nèi)，致使鋼筋籠撞上孔壁造成塌孔。

3．1．2 塌孔的處治措施

1)回填粘土、加大泥漿護(hù)壁、保證水頭壓力。在K262+060中橋4號(hào)臺(tái)—2樁基施工中，因該橋臺(tái)樁基礎(chǔ)位處舊河道內(nèi)，成孔時(shí)發(fā)生大面積坍塌，經(jīng)跟蹤量測(cè)塌孔達(dá)5 m，并有大量涌水現(xiàn)象，施工被迫停止。經(jīng)會(huì)同三方代表同意后對(duì)樁孔回填，但回填土后發(fā)現(xiàn)仍然有水涌出。因4號(hào)—1樁鉆至相同標(biāo)高時(shí)也同樣出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，故初步判定是由于層位水水壓太大造成樁孔坍塌。經(jīng)研究提出以下處理方案為:a．將4號(hào)—2樁孔用粘土回填;b．對(duì)4號(hào)墩進(jìn)行填土筑島2 m～3 m，以提高水頭壓力，并以真空吸泥泵吸出含泥渣的泥漿，確保清孔合格;c．沿4號(hào)墩樁位方向，在上游4 m處(筑島以外)打一φ1．0 m降壓井讓其涌水，以降低地下水壓;d．提高泥漿粘度，相對(duì)密度達(dá)到1．08，慢速鉆進(jìn)，充分護(hù)壁。經(jīng)按上述方案處理后，降壓井出現(xiàn)了大量涌水，降低了地下水壓力，保證了4號(hào)墩重新成孔中沒(méi)有出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

2)在旱地進(jìn)行鉆孔樁施工時(shí)，應(yīng)確保鉆機(jī)的作業(yè)面穩(wěn)定、夯實(shí);位于淺水區(qū)域的鉆孔樁通常采用筑島法施工，筑島島面應(yīng)比最高水位或地下水位高出0．5 m～1．0 m，高出水面以上部分采用分層填筑分層夯實(shí)或碾壓，確保施工場(chǎng)地滿(mǎn)足施工載荷的要求以保證鉆機(jī)平穩(wěn)就位。

3)沉放鋼筋骨架中產(chǎn)生的坍塌，多因現(xiàn)場(chǎng)指揮或吊車(chē)司機(jī)操作不當(dāng)造成，因此在吊裝鋼筋籠時(shí)現(xiàn)場(chǎng)施工員應(yīng)跟吊機(jī)手協(xié)調(diào)好，避免吊裝鋼筋籠碰撞護(hù)筒或孔壁。

3．2 斷樁

3．2．1 斷樁的主要成因

1)在澆筑混凝土過(guò)程中，導(dǎo)管埋深過(guò)小，出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象形成夾層斷樁;2)澆筑混凝土?xí)r間間隔太長(zhǎng)造成混凝土界面不連續(xù);3)出現(xiàn)堵管未能及時(shí)排除;4)灌入的混凝土質(zhì)量低劣。

3．2．2 斷樁的處理措施

斷樁在樁基施工中屬較嚴(yán)重的工程事故，通?？刹扇∫韵聨追N措施進(jìn)行處理。

1)當(dāng)澆筑時(shí)間不長(zhǎng)，混凝土埋深不大時(shí)，可將孔中混凝土及泥石全部清除，重新灌注。

2)接樁:如南溝大橋5號(hào)—1樁，設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為32 m，當(dāng)灌注水下混凝土至24 m時(shí)，出現(xiàn)混凝土堵管現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)工程師及施工人員多方努力，采取沖搗、振動(dòng)導(dǎo)管等措施，混凝土仍無(wú)法順利下灌，分析其原因:該車(chē)混凝土坍落度過(guò)大，造成灌注時(shí)混凝土離析，和易性、流動(dòng)性差，最終導(dǎo)致5號(hào)—1樁發(fā)生堵管斷樁事故?？紤]到工程質(zhì)量及節(jié)約費(fèi)用的因素，決定采用接樁方案。首先利用測(cè)錘測(cè)定樁身混凝土的位置，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)資料已知自樁頂至斷樁處均為粘土層，且斷樁出現(xiàn)在較淺部位，決定采用人工清理再接樁的方法進(jìn)行處理。在處理時(shí)，先采用降低孔內(nèi)水位，20號(hào)素混凝土進(jìn)行護(hù)壁，護(hù)壁混凝土箍筋、連接筋均用φ12以20 cm的間距布置。然后在挖至斷樁處時(shí)，將樁面清理干凈，并進(jìn)行人工鑿除至干凈混凝土面(約1 m)，最后再重新澆筑混凝土。經(jīng)處理后再對(duì)樁基進(jìn)行超聲波檢測(cè)，結(jié)果表明樁基質(zhì)量符合規(guī)范要求。

3)補(bǔ)樁法。當(dāng)事故樁不能再利用，成為廢棄樁時(shí)，應(yīng)考慮在原樁周?chē)侠淼臉段贿M(jìn)行補(bǔ)樁，這類(lèi)處理措施就牽涉到變更設(shè)計(jì)的問(wèn)題，這里不再贅述。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鉆孔樁施工常見(jiàn)事故的技術(shù)分析，根據(jù)不同的事故成因采取不同措施處置施工中的事故，通過(guò)及時(shí)發(fā)現(xiàn)，采取有效措施遏制事故的進(jìn)一步發(fā)展，以使工程質(zhì)量得到保證?？傊?，灌注樁施工除加強(qiáng)預(yù)防、減少事故頻率外，還應(yīng)制定詳細(xì)突發(fā)事故應(yīng)急預(yù)案并能隨時(shí)付諸實(shí)施。

［1］天津市市政工程局．道路橋梁工程施工手冊(cè)［M］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010．

［2］JTG/T F50-2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］．

［3］許首賢．談鉆孔樁(旋挖鉆)施工方法［J］．山西建筑，2013，39(8):53-55．

［4］黃興安．道路橋梁工程質(zhì)量通病防治手冊(cè)［M］．北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009．

［5］郝建波．橋梁鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷的處治實(shí)踐［J］．河南交通科技，2009(12):53-55．