桥梁钻孔灌注桩施工中塌孔的处理措施

《河南水利与南水北调》2012年第12期施工技术

在桥梁钻孔灌注桩施工中遇到较厚的沙卵石地层时，容易发生塌孔现象，针对这种情况，在施工中采取适当的技术措施和工艺保证措施，可有效防止这一事故的发生。下面以平顶山湛河开发路一桥钻孔灌注桩施工过程中塌孔的处理过程为例，阐述钻孔灌注桩在砂卵石地层施工过程中塌孔的处理措施。

1.工程概况

平顶山市开发路湛河一桥位于平顶山市区东部的湛河河段上，全桥总长２００ｍ，主桥为不对称单塔单索面部分斜拉桥，跨径组合为２０ｍ＋２０ｍ＋８８ｍ＋７２ｍ，北段引桥为两跨２０ｍ预应力混凝土空心板，主塔下部采用钢筋混凝土双墙薄壁墩，基础采用群桩承台，承台下为１５根直径１．８ｍ深５４ｍ的钢筋混凝土钻孔灌注桩。桩基位于湛河主河槽内偏南，钻孔机械为ＤＷ－２００型旋挖钻。

2.问题的提出

钻孔灌注桩施工时段为８－９月，正逢汛期，河水水位较高。自８月２７日至９月６日，在主塔承台下受力桩钻孔过程中出现塌孔多次，其中３－３＃轴线桩在浇筑混凝土过程中塌孔，致使钢筋笼在孔中也未能完全拔出。出现事故后立即停工整顿，查找原因。

3.原因分析

经过参建各方认真总结分析，认为塌孔原因有以下几方面：３．１桥址地质情况不良。根据地质报告和实际钻孔记录情况，砂卵石层埋深较浅，位于钻孔垂直剖面的上部，在施工作业面以下８￣２３ｍ，砂卵石层厚度达１５ｍ，卵石含量高达７０％，平均粒径８￣１０ｃｍ，最大粒径４０ｃｍ；在接近钻孔底部处有１层砂岩，厚度约２ｍ。

３．２钻孔使用的泥浆比重偏小、粘度不够，形成的孔壁泥皮厚度和强度不够，孔内外水头差小，孔内泥浆水头不稳定。

３．３钻孔施工过程中阴雨连绵，致使孔口护筒以下土层松软变形；同时桩位位于湛河主河槽内，又逢水库汛期泄洪防水，致使湛河水位较高。

３．４钻孔过程中，成孔中间环节施工安排不紧凑，向孔内补充泥浆不及时，进尺速度没有根据不同地层情况合理控制。

4.处理办法

针对塌孔事故参建各方成立了“塌孔紧急处理小组”，及时咨询有关专家，多方查找塌孔原因，认真分析、研究、筛选处理方案，最后提出处理办法如下：

４．１改进成孔措施

４．１．１护筒埋设牢固，加强孔口保护，护筒埋置深度由原来的４ｍ加深到６ｍ。确保施工期护筒内泥浆水平面标高要不低于外围地下水位２ｍ。

４．１．２在砂卵石层钻进时，采用高速旋转钻头、低进尺的钻进办法，合理控制进尺速度，使孔壁形成均质、致密的泥皮。砂卵石层钻进速度由原来的５ｍ／ｈ减小到３ｍ／ｈ。

４．１．３起落钻具要匀速，避免猛放猛提；钢筋笼吊放时要注意位置准确，缓慢均匀，随时调整笼身的垂直度，避免钢筋笼倾斜或摆动碰撞孔壁。

４．２采用优质泥浆

４．２．１调整泥浆配比，加入适量的外加剂，改善泥浆性能，提高形成泥皮的固壁效果。采用钠质膨润土造浆，同时在泥浆中加

桥梁钻孔灌注桩施工中

塌孔的处理措施

□张国明（平顶山市湛河区农林水利局）

□朱克斌□范晓柯（平顶山市农田水利技术指导站）

摘要：桥梁钻孔灌注桩施工中遇到沙卵石地层时，容易发生塌孔现象，本文结合工程实例就钻孔灌注桩在砂卵石地层中造成塌孔原因进行分析，提出了有效防塌措施。

关键词：桥梁；钻孔灌注桩；塌孔；处理措施

《河南水利与南水北调》2012年第12期

随着国家经济建设的高速发展，各类大型基础建设工程突飞猛进，由于地质成因和地层构造复杂，地基沉降给工程建设增加了难度。但随着我国软基施工技术的提高和发展，深层搅拌桩、塑排插板桩、ＣＦＧ桩、碎石桩等软土地基处理在交通、水利及大型建筑物中应用的越来越广泛，但由于以上处理方案各有局限性，无法进行软基处理或无法保证施工安全，本文介绍一种不受净高限制的软基处理方法，即高压旋喷桩施工技术。

1.高压旋喷桩加固机理

高压旋喷桩主要是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层预定深度后，用高压泥浆泵等高压发生装置，把浆液以２０～４０ＭＰａ压力通过安装在钻杆杆端的特殊喷嘴，向周围土体喷射浆液，同时钻杆以一定速度逐步向上提升，注入剂形成高压喷出后具有很大的动能，产生高速高压的喷射流，借助高压喷射流使一定范围的土体结构遭到切削破坏，并使土体与喷射浆液混合、胶结、硬化，从而在地基中形成具有较高强度的水泥土桩，达到改良土质、增加地基强度、减少土体压缩变形的目的。

2.高压旋喷桩应用领域

施工方法分单管法、双管法、三重管法，目前国内多采用单管法施工。

高压旋喷桩主要适用于软弱土层，如第四世纪的冲（洪）积层、残积层及人工填土等，在砂类土、粘性土、黄土、淤泥中均能进行喷射加固，效果较好。主要用途是加固与防渗，在建筑领域中，因其独特的施工方法，矮小的机架高度，可以解决其它工法无法解决的难题，市场前景非常乐观。

3.高压旋喷桩的施工工艺与技术参数

采用单层管进行喷射作业，施工前须对场地进行清表处理，根据实际情况进行一定深度的换填。

３．１施工程序

布孔→钻机就位→钻孔→插管→喷射作业→拔管→清洗机具→移开机具。

３．１．１布孔：按设计要求准确的进行高压旋喷桩桩位布设，采用梅花型布桩，用筷子或竹签精确定位，用石灰点点明确。

３．１．２钻机就位：钻机进场安置在布设的桩位上，钻杆端必须对准桩位中心，施工时旋喷管垂直度偏差≯１．５％。

高压旋喷桩施工技术在软基处理中的应用

□薛哲（河南省水利第二工程局）

摘要:本文主要介绍了高压旋喷桩的加固机理、施工工艺、技术参数、质量检验方法和标准及在软基处理中的应用。

关键词:软基处理;旋喷桩;施工技术

施工技术

入水解聚丙烯胺、水解聚丙烯氰钾盐、中性羧甲基纤维素、纯碱、ＮＫＨＭ堵漏剂等外加剂。在成孔过程中，膨润土在自重压力作用下，向孔周的土体发生渗透，失去部分水分，使靠近土体泥浆变稠，静切力增加，在泥浆外加剂共同作用下，最终形成强度高、护壁效果好的均质、致密泥皮。调整后的泥浆基本配方性能指标为：密度１．２ｇ／ｃｍ３，粘度２１ｓ，ｐＨ＝９。

４．２．２专人配置泥浆，严格按照指标进行泥浆配制；专人负责向孔内补浆，发现孔内泥浆水头下降，及时向孔内补浆，保持孔内泥浆水头比孔外水位高２ｍ以上，保证孔内泥浆水面标高变幅不超过０．５ｍ。

４．３加强施工现场管理，使施工过程中各个环节紧凑合理，尽量缩短工序间的停顿时间，把人为因素降到最小限度。

按照上述办法改进后，桩基施工过程进展顺利，虽然施工过程中又遇多次大雨、白龟山水库放水（湛河为白龟山水库泄水渠），再没有出现过塌孔事故。

5.结语

在灌注桩施工中，遇到砂卵石等不良地层时，可通过改进成孔工艺，采用优质粘土造浆，合理紧凑安排钻孔、换浆、清孔、浇筑等中间过程，尽量缩短施工过程各个环节的停顿时间等项保证措施，可有效的避免塌孔事故的发生。

收稿日期：2012-04-13

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