麥聯(lián)大橋樁基施工中存在的問題及處理方法

田聰

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，成都，611130)

麥聯(lián)大橋樁基施工中存在的問題及處理方法

田聰

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，成都，611130)

以黃金坪水電站省道S211復建公路工程Ⅲ標段麥聯(lián)大橋為例，闡述了麥聯(lián)大橋樁基施工中常見的問題分析及處理方法，根據(jù)《公路橋涵施工技術規(guī)范》和施工圖設計文件相結合，通過對麥聯(lián)大橋樁基施工中常見的問題進行分析和處理，確保了麥聯(lián)大橋樁基施工進度和施工質量。

麥聯(lián)大橋 樁基施工 問題分析 處理方法

1 工程概述

黃金坪水電站省道S211復建公路起于四川省甘孜州康定縣姑咱鎮(zhèn)上游羊廠溝口附近，接現(xiàn)有省道S211公路K247＋000m，終點位于大渡河上游野壩村現(xiàn)有S211公路K231＋060m附近，路線全長12.7km。其中，麥聯(lián)大橋全長1433m，橋面寬9m，由3－16m一聯(lián)和4－16m一聯(lián)鋼筋混凝土連續(xù)板梁和31跨40m預應力混凝土先簡支后連續(xù)T梁組成。板梁樁基樁直徑為2m，樁長25m～35m；預應力T梁樁基直徑為2.2m，樁長30m～51m，全橋總共設計樁長2835.5m。

麥聯(lián)大橋橫跨大渡河左右兩岸，橋位區(qū)上覆表層土為第四系沖洪積漂石土、卵石土，揭露厚度為34.79m～36.30m(未揭穿)，上部密度松散，中下部為稍密～中密。下伏基巖為晉寧－澄江期第三期中性侵入巖之江咀石英閃長巖體，具中細粒半自形斑晶結構，塊狀結構。強風化閃長巖單軸飽和抗壓強度為49.6MPa，屬較堅硬巖，弱風化閃長巖單軸飽和抗壓強度為49.4MPa～78.9MPa，為堅硬巖。

2 樁基施工中常見問題及處理

2.1 塌孔

在沖孔樁施工過程中容易發(fā)生塌孔的問題，孔內水位突然下降，孔口冒細密的水泡，出渣量顯著增加而不見進尺，錘頭沖擊不穩(wěn)等，都是發(fā)生塌孔的前兆。麥聯(lián)大橋在樁基施工過程中，多根樁基出現(xiàn)了塌孔現(xiàn)象。

2.1.1 產生塌孔的原因分析

(1)泥漿相對密度不夠及其它泥漿性能指標不滿足施工要求，使孔壁未形成堅實泥皮；

(2)出渣后未及時向孔內補充合格的泥漿；

(3)河水上漲，孔內出現(xiàn)承壓水，或錘頭通過砂礫等強透水層，孔內水流失等，造成孔內水頭高度不夠；

(4)護筒埋置太淺，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸濕泡軟，或錘頭提起過高而直接接觸在護筒上，由于沖擊使孔口坍塌，擴展成較大坍孔；

(5)在松軟砂層中錘擊進尺太快；

(6)清孔后泥漿相對密度、粘度等指標降低，且清孔操作不當，清孔時間過久或清孔停頓時間過長，清孔完成后未及時灌注混凝土；

(7)吊入鋼筋骨架時碰撞孔壁。

2.1.2 塌孔的預防和處理措施

(1)在松散粉砂土或流砂中沖孔時，應控制進尺速度，選用較大相對密度、粘度、膠體率的泥漿或高質量泥漿，隨時檢測泥漿相對密度、粘度、含砂率、膠體率等泥漿性能指標，不滿足施工要求時及時進行調整，確保泥漿各項性能指標滿足施工需求；

(2)發(fā)生孔口坍塌時，可立即拆除護筒并回填孔口，重新埋設護筒再沖；

(3)如發(fā)生孔內坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘質土(或砂礫和黃土)混合物到坍孔處以上1m～2m，如坍孔嚴重時應全部回填，待回填物沉積密實后再行鉆進；

(4)清孔時應指定專人補漿(或水)，保證孔內必要的水頭高度，清孔完成后及時進行混凝土灌注施工；

(5)吊入鋼筋骨架時應對準孔中心豎直插入，嚴防觸及孔壁。

2.2 偏孔問題

2.2.1 產生偏孔的原因

(1)沖孔中遇有較大的孤石或探頭石(斜坡巖面)；

(2)在有傾斜的軟硬地層交界處，巖面傾斜沖進；或者粒徑大小懸殊的砂卵石層中沖進，錘頭受力不均；

(3)沖孔樁機底座未安置水平或產生不均勻沉陷、位移，鉆孔時錘頭擺動偏向一方。

2.2.2 產生偏孔的預防及處理方法

(1)安裝沖孔樁機時要使底盤、底座水平，起重滑輪緣、固定錘頭的鋼絲繩的卡孔和護筒中心三者應在一條豎直線上，并經常檢查校正；

(2)當發(fā)現(xiàn)錘頭沖擊不穩(wěn)時(左右擺動)應停止沖擊，查看是否是發(fā)生偏孔，如果發(fā)生偏孔及時處理；

(3)當發(fā)現(xiàn)有偏孔時，先查明偏孔原因及偏孔大小。如果是由于錘頭沖擊到孤石或探頭石(斜坡巖面)時，要及時向孔內回填塊石，回填到高出巖面1m時再沖擊，如此反復回填、沖擊，直到孔位滿足設計要求后，才恢復正常鉆孔施工。

2.3 掉錘落物

2.3.1 產生掉錘落物原因分析

(1)該樁位位于前期沙場范圍內，淘沙作業(yè)開挖最大深度約為5m左右，承包人在圍堰筑島填筑時高度約7m左右，且筑島填筑料下部大部分為河道中開采砂石料。該材料結構松散，填筑過程中水下部位無法夯實，導致填筑體結構松散，自穩(wěn)性極差，承包商無法將鋼護筒下至填筑底部，導致麥聯(lián)大橋16－1＃和16－2＃分別施工至35m和38m時發(fā)生孔口坍塌，導致施工鉆頭被埋。強行提錘時由于錘頭被埋較深，使鋼絲繩超負荷或疲勞斷裂；

(2)錘頭與鋼絲繩連接不牢。

2.3.2 掉錘落物預防措施及處理方法

(1)開沖前應先檢查各接頭是否連接穩(wěn)定；經常檢查錘頭、鋼絲繩和連接裝置，發(fā)現(xiàn)問題及時更換；

(2)掉錘后應及時摸清情況，若錘頭被沉淀物或坍孔土石埋住，應首先清孔，使打撈工具能接觸錘頭；

(3)備好備用電源，防止突然停電導致錘頭被泥漿、泥沙等沉淀物掩埋，錘頭無法提出。

2.4 梅花孔(或十字孔)問題

麥聯(lián)大橋5＃樁基在沖孔樁沖擊時，沖成的孔不圓，形成了梅花孔或十字孔。

2.4.1 形成梅花孔原因

(1)泥漿相對密度和粘度過高，沖擊阻力太大，錘頭轉動困難；

(2)操作時鋼絲繩太松或沖程太小，錘頭剛提起又落下，鉆頭轉動時間不充分或轉動很小，改換不了沖擊位置；

(3)有非勻質地層，如漂卵石層、堆積層等易出現(xiàn)探頭石，造成局部孔壁凸進，成孔不圓。

2.4.2 預防辦法

(1)選用適當粘度和相對密度的泥漿，并適時掏渣；

(2)用低沖程時，每沖擊一段換用高一些沖程沖擊，交替沖擊修整孔形；

(3)出現(xiàn)梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填鉆孔，重新沖擊，直到成孔滿足設計要求。

2.5 卡錘

在進行麥聯(lián)大橋樁基施工時，2＃、3＃、4＃、6＃樁基均出現(xiàn)了卡錘問題。

2.5.1 產生卡錘的原因分析

(1)沖孔形成梅花形，錘頭被狹窄部位卡住；

(2)孔口掉下石塊或其它物件，卡住沖錘；

(3)在粘土層中沖擊沖程太高，泥漿太稠，以致沖錘被吸??；

(4)鋼絲繩松放太多，沖錘傾倒，頂住孔壁；

(5)樁基地質情況不均勻，靠山側圍巖相對較為堅硬，另一側圍巖強度相對較弱，鉆機沖孔時鉆頭容易朝一側傾斜，導致卡錘。

2.5.2 產生卡錘的處理方法

(1)當為梅花樁時，若錘頭向下有活動余地，可使錘頭向下并轉動直徑較大方向提起鉆頭。也可松一下鋼絲繩，慢慢提起錘頭，有可能將錘頭提出；

(2)卡錘不宜強提以防坍孔。宜用由下向上頂撞的辦法，輕打卡點的石頭，有時使錘頭上下活動，也能脫離卡點或使掉入的石塊落下；

(3)用較粗的鋼絲繩帶打撈鉤或打撈繩放進孔內，將沖錘勾住后，與大繩同時提動，或交替提動，并多次上下、左右擺動試探，有時能將錘頭提出；

(4)在打撈過程中，要繼續(xù)攪拌泥漿，防止沉淀埋錘頭；

(5)用其它工具，如小沖錘、小掏渣筒等下到孔內沖擊，將卡錘的石塊擠進孔壁；

(6)試用水下爆破提錘法，將防水炸藥或自制火藥包(小于1kg)放于孔內，沿錘的滑槽放到錘底，而后引爆，震松卡錘，然后提拉錘頭；

(7)用以上方法提升錘頭無效時，可采用潛水員下到卡錘處，將卡錘的石塊或其它物體慢慢取出，然后再用較大的鋼絲繩套住錘頭將其鉆頭提出。

2.6 沖孔漏漿

在進行麥聯(lián)大橋樁基施工時，1＃、13＃、14＃、15＃、16＃、17＃樁基均出現(xiàn)了沖孔漏漿問題。

2.6.1 產生漏漿原因分析

(1)樁基地質條件較差，樁基位置為覆蓋層或松散堆積體，樁基底部存在裂隙。在透水性強的砂礫或流砂中，特別是在有地下水流動的地層中沖進時，稀泥漿向孔壁外漏失；

(2)護筒埋置太淺，圍堰回填土夯實不夠，致使刃腳漏漿；

(3)護筒制作不良，接縫不嚴密，造成漏漿；

(4)水頭過高，水柱壓力過大，使孔壁滲漿。

2.6.2 產生漏漿的處理辦法

(1)凡屬于第一種情況，使用較粘稠或高質量的泥漿沖孔。沖擊樁基可加稠泥漿或回填粘土摻片石、卵石反復沖擊增強護壁；

(2)屬于護筒漏漿的，如果接縫處漏漿不嚴重，可用棉絮堵塞，封閉接縫；如果漏水嚴重的，應挖出護筒，修理完善后重新埋設。如果護筒埋置太淺，圍堰回填土夯實不夠，致使刃腳漏漿的，應對護筒進行加長加深，護筒埋深至少穿過圍堰填筑范圍。

2.7 灌注混凝土時斷樁

2.7.1 首批混凝土封底失敗

2.7.1.1 事故原因和預防措施

(1)由于計算錯誤，使導管下口距離孔底太高或太低。太高了使首批混凝土數(shù)量不夠，埋不了導管下口(1m以上)，太低了使首批混凝土下落困難，造成泥漿與混凝土混合。一般要求導管底部距離孔底在50cm左右。

預防措施:準確計算每節(jié)導管的長度，并編號記錄，復核孔深及導管總長度。也可將拼裝好的導管直接下到孔底，相互校核長度，然后再將導管提出孔底50cm左右；

(2)由于計算錯誤，造成首批混凝土數(shù)量不夠，埋管失敗。

預防措施:根據(jù)樁孔直徑、樁孔孔底至導管底端間距(一般為50cm左右)、導管初次埋設深度(≥1m以上)、導管內徑(一般為 200mm～350mm)以及導管內混凝土柱平衡導管外壓力所需的高度(一般控制在2m～6m)等，認真計算和復核首批混凝土數(shù)量；

(3)首批混凝土和易性太差，翻漿困難，或坍落度太大，造成離析。

預防措施:嚴格按照設計要求進行配合比設計，嚴格控制好混凝土和易性。試驗人員加強對砂石骨料、水泥、外加劑等原材料的質量控制，嚴格按照設計配合比進行拌制，控制好拌合時間，同時要求加強對混凝土出機口和現(xiàn)場的塌落度檢查，確保灌注時混凝土的和易性、塌落度以及強度等性能指標滿足設計要求；

(4)導管密封性差，在首批混凝土灌注后，由于外部泥漿壓力太大，滲入導管內，造成混凝土與泥漿混和。

預防措施:灌注水下混凝土前，要求先對導管進行水密承壓試驗，待導管內有壓氣體全部排出，導管內無氣泡冒出時再進行混凝土灌注施工。

2.7.1.2 處理辦法

首批混凝土封底失敗后，應立即快速撥出導管，立即清孔，待清孔完成后，重新進行水下混凝土灌注施工。

2.7.2 供料和設備故障使灌注停工

2.7.2.1 事故原因和預防措施由于設備故障，混凝土材料供應問題造成停工較長時間，使混凝土凝結而斷樁。

預防措施:施工前應提前對混凝土拌和設備進行維護檢查，保證使用時拌和設備正常運行，確保混凝土的拌和能力滿足現(xiàn)場施工需求。對于混凝土運輸設備，要求運輸能力務必滿足現(xiàn)場灌注混凝土的施工需求，最好多備用一臺運輸設備。灌注混凝土前要求提前上報事故應急預案，確保樁基混凝土灌注順利施工。

2.7.2.2 處理方法

(1)如果樁基在灌注過程中，因供料不及時導致導管內混凝土堵塞，無法正常灌注混凝土，此時可采取迅速拔出堵塞導管，重新安裝導管插入已灌注的混凝土內，立即組織進行重新接樁灌注施工；

(2)斷樁距離地面較深，考慮提起鋼筋籠后重新成孔，斷樁距離地面較淺，可采用接樁；

(3)如原孔無法利用，則回填后采取補樁的辦法。

2.7.3 導管撥空、掉管

2.7.3.1 事故原因和預防措施

(1)由于測量和計算錯誤，致使灌注混凝土時導管撥空，導管內充滿泥漿；或導管埋深過少，泥漿涌入導管。

預防措施:應認真測量和復核孔深、導管長度，并做好相應的測量記錄。對導管埋深長度隨時進行測量，保證導管埋深在2m～6m范圍內，適當取保守數(shù)值；

(2)導管接頭連接不符合要求，導管掛住鋼筋籠，強拉而拉脫等導致掉管。

預防措施:每次拆管后應仔細重新連接導管接頭，導管埋深較大時應及時拆管。

2.7.4 灌注過程中混凝土上升困難、不翻漿

2.7.4.1 事故原因

(1)混凝土供料間隔時間太長，灌注停頓，混凝土流動性變??；

(2)混凝土和易性太差；

(3)導管埋深過大；

(4)灌注將近結束時，由于導管內混凝土柱高減小，超壓力降低；

(5)管外的泥漿及所含渣土稠度增加，相對密度增大。

2.7.4.2 補救措施

(1)隨時對導管埋深進行檢測，只要導管埋深超過2m就可以提升導管，減少導管埋深；

(2)提高導管內混凝土柱高，在灌注混凝土時隨時上下提升晃動導管；

(3)在孔內加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土。

3 結語

綜上所述，針對麥聯(lián)大橋樁基施工中所面臨的特殊水文和地質條件，采取各種施工辦法，從而有效地解決了麥聯(lián)大橋樁基施工過程中遇到的塌孔、偏孔、掉錘落物、梅花孔、卡錘、沖孔漏漿、灌注混凝土時斷樁等一系列難題，確保了施工質量和施工進度，為以后處理類似樁基施工問題提供了寶貴的施工經驗。目前，黃金坪水電站省道S211復建公路工程麥聯(lián)大橋已按照設計要求施工完成，所有的每道施工工序均按照《大渡河黃金坪水電站S211線復建公路兩階段施工圖設計》、《公路橋涵施工技術規(guī)范》等進行檢查驗收，并按照《公路工程質量檢驗評定標準》對每個分項、分部工程進行質量評定；樁基無損檢測全部滿足設計及相關規(guī)范要求，橋梁荷載試驗各項參數(shù)均滿足要求，試驗合格，于2014年11月16日已正式投入使用。

U445∶55

B

2095－1809(2016)05－0075－04

田聰(1974－)，男，貴州省沿河縣人，大本，注冊監(jiān)理工程師，高級工程師，主要從事水利水電工程建設監(jiān)理工作。