承壓水地層段鉆孔灌注樁施工技術(shù)

潘智武

(長(zhǎng)沙市公路橋梁建設(shè)有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000)

1 工程實(shí)例

本工程為省道S107富新綿遠(yuǎn)河大橋危橋重建工程，位于四川省德陽(yáng)地區(qū)綿竹市，跨越綿遠(yuǎn)河。該項(xiàng)目公路等級(jí)為一級(jí)公路，橋梁重建為拆除原有因四川汶川地震受損的14 m×30 m簡(jiǎn)支T梁橋，新建11 m×40 m簡(jiǎn)支T梁橋。全橋共分4聯(lián)，橋面寬30.5 m，樁柱式墩臺(tái)。0#～3#及9#～11#墩臺(tái)位于河岸，4#～8#位于河床處；枯水期水深0.5 m，洪水期水深3 m。相關(guān)的工作人員依據(jù)地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)，在樁頂往下28～38 m間存在承壓水。橋臺(tái)樁徑1.5 m，單根樁長(zhǎng)58～60 m；橋墩樁徑2.2 m，單根樁長(zhǎng)60～64 m；每根樁基設(shè)計(jì)有40 m長(zhǎng)的鋼護(hù)筒穿過(guò)承壓水區(qū)，采用鉆孔樁施工。

2 承壓水地層分類(lèi)及對(duì)鉆孔灌注樁施工的威脅

2.1 承壓水水頭高度超出地面

倘若在作業(yè)前無(wú)法明晰實(shí)際狀況，并未針對(duì)性地防范舉措，那么一旦鉆孔鉆到承壓水層，其承壓水從鉆孔位置大量地涌到孔口，承壓水層中的泥、砂、石灌入孔中，從而導(dǎo)致孔內(nèi)嚴(yán)重坍塌。如果涌水的規(guī)模擴(kuò)散，那就很難成孔。部分鉆孔在逐漸掏出坍塌物之后，盡管可以鉆到設(shè)計(jì)孔深，但是在灌注混凝土的過(guò)程中，如果混凝土面超出承壓水層，那么伴隨混凝土面漸漸上升，承壓水逐漸沿著樁周將混凝土內(nèi)水泥漿和一些沙子刷走，或者沿著上提的灌注導(dǎo)管往上轉(zhuǎn)移，把導(dǎo)管周邊水泥漿和一些沙子刷走就會(huì)構(gòu)成一個(gè)過(guò)水通道，一直到灌注完成后，且在混凝土最終凝固之前，承壓水構(gòu)成的過(guò)水通道均會(huì)漸漸把周邊的水泥和砂石刷走，接著就會(huì)導(dǎo)致樁身周邊或者樁心出現(xiàn)較為顯著的離析、冒水問(wèn)題，同時(shí)承壓水層上部樁體會(huì)受到較為嚴(yán)重的損害，此時(shí)就會(huì)成為廢樁。

2.2 承壓水水頭上部地層存在強(qiáng)透水層

在對(duì)該地層進(jìn)行成孔作業(yè)的過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)大面積漏水的問(wèn)題，而如果鉆孔深入至承壓水層之后體現(xiàn)為涌水，那么在灌注混凝土完成之后，樁頂如果不冒水，卻出現(xiàn)顯著樁周離析的問(wèn)題，沿著樁周或樁心上涌的承壓水，通過(guò)強(qiáng)透水層漸漸流出，承壓水層以上樁段明顯受損，樁體依然屬于廢樁。

2.3 承壓水水頭高度超出地下水位線(xiàn)

在對(duì)該地層作業(yè)的過(guò)程中，很容易出現(xiàn)漏水、坍塌的問(wèn)題，尤其是在設(shè)計(jì)期間，將承壓水砂卵石層當(dāng)作樁端持力層，在成孔之后盡管問(wèn)題不顯著，但是在灌注混凝土的過(guò)程中，如果承壓水層到強(qiáng)透水層段，樁周混凝土或者樁心混凝土就會(huì)被刷出過(guò)水通道，產(chǎn)生較為嚴(yán)峻的威脅，而灌注完成之后卻很難察覺(jué)到異常，如果相關(guān)的工作人員無(wú)法盡早察覺(jué)到下部樁身問(wèn)題，那么就可能會(huì)引發(fā)更大的危害。

3 承壓水地層引發(fā)鉆孔灌注樁施工威脅的原因分析

首先，相關(guān)的勘察部門(mén)并未重視承壓水對(duì)施工鉆孔灌注樁帶來(lái)的威脅，諸多的勘察文件對(duì)承壓水的解釋只是說(shuō)明該層為承壓水層，但是缺乏諸如水頭高程、涌水量等參數(shù)，如此一來(lái)，就無(wú)法對(duì)工程提供相應(yīng)的參照價(jià)值。其次，施工公司缺少大量關(guān)于承壓水地層施工鉆孔灌注樁的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，因而在作業(yè)之前并未采取針對(duì)性地防范舉措。第三，在作業(yè)過(guò)程中，一旦察覺(jué)到承壓水涌出孔口，但是卻無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)提出精準(zhǔn)的分析評(píng)估，所以無(wú)法盡快采取措施進(jìn)行處理，加深了威脅的程度。

4 承壓水地層段鉆孔灌注樁施工技術(shù)分析

4.1 鉆孔前的準(zhǔn)備工作

首先，相關(guān)的工作人員要科學(xué)布局泥漿池方位，在設(shè)置泥漿池時(shí)，需將其設(shè)置在筑島填土坡腳2 m之外，這樣就可以防止泥漿池滲漏水浸泡填土。倘若實(shí)地缺少地形條件，那么泥漿池就務(wù)必要安置在填土頂面，且針對(duì)泥漿池，相關(guān)的工作人員務(wù)必要做好防滲的工作，防止填土遭到泥漿池滲漏水的浸泡威脅，從而影響到土體平穩(wěn)以及鉆孔裝置的順利運(yùn)作。其次，合理加工及埋設(shè)鋼護(hù)筒。在選取鋼護(hù)筒的過(guò)程中，要確保其結(jié)實(shí)耐用，不容易變形，且焊縫緊密不會(huì)漏水。如果鋼護(hù)筒的直徑相對(duì)很長(zhǎng)，那么就要利用吊裝裝置配合埋設(shè)鋼護(hù)筒，針對(duì)超出原地面的筑島填土部分，相關(guān)的工作人員需要采取挖埋法，而針對(duì)原地面以下的部分，相關(guān)的工作人員要采取壓入法。在埋設(shè)護(hù)筒的過(guò)程中，務(wù)必要精準(zhǔn)測(cè)定鋼護(hù)筒中心方位以及高度，護(hù)筒頂面中心以及設(shè)計(jì)樁位誤差不可以大于5 cm，斜度不可以超出1%，由此確保有效樁長(zhǎng)以及成樁質(zhì)量。第三，相關(guān)的工作人員還需要準(zhǔn)備好處置承壓水流出的材料，盡可能地采用筑島填土來(lái)均衡承壓水的水頭壓力，一般情況下，在鉆孔的過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)承壓水流出的問(wèn)題，不過(guò)考慮到地下地質(zhì)及水文狀況較為繁瑣，所以會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)見(jiàn)性，此時(shí)相關(guān)的工作人員要準(zhǔn)備一定數(shù)量的磚渣、黏土以及純堿等等，只要出現(xiàn)承壓水流出的不良問(wèn)題，那么就要在第一時(shí)間采取補(bǔ)救措施。

4.2 防控措施分析

在作業(yè)之前，相關(guān)的工作人員需要仔細(xì)地分析勘察報(bào)告，從而開(kāi)展實(shí)地性的踏勘査訪(fǎng)，全面地熟知地層和周邊的作業(yè)環(huán)境，在了解承壓水實(shí)際情形的過(guò)程中，需要預(yù)先熟知它們的水頭高度、涌水量等參數(shù)，進(jìn)一步分析對(duì)作業(yè)產(chǎn)生的影響，比如可能出現(xiàn)的危害等等，此時(shí)就要提供合理有效地防范舉措，同時(shí)完成好技術(shù)、物資上的充分準(zhǔn)備。一旦察覺(jué)到承壓水地層會(huì)對(duì)工程帶來(lái)的威脅，那么在選取成孔鉆機(jī)的過(guò)程中，盡可能地不要采用循環(huán)鉆機(jī)，而是要采取無(wú)循環(huán)鉆孔的沖擊鉆機(jī)或者旋挖鉆機(jī)，同時(shí)要綜合勘察文件以及鉆機(jī)特征，制定較為嚴(yán)密的施工預(yù)案。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，承壓水地層對(duì)于基樁施工的威脅是極為顯著的，而提前采取針對(duì)性的承壓水地層段鉆孔灌注樁施工技術(shù)以及措施可以減少危害程度，因而在后續(xù)的工作中，相關(guān)的施工人員務(wù)必要予以重視。