郭孝坤

摘 要：文章主要分析了橋梁施工鉆孔灌注樁坍孔的原因，明確其帶來的危害性，繼而提出幾點(diǎn)預(yù)防與處理的建議，旨在保證橋梁鉆孔樁施工的順利進(jìn)行，以供廣大同行借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：橋梁施工；鉆孔灌注樁；坍孔；預(yù)防；處理

中圖分類號：U443.15 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）08-0158-01

我國橋梁施工應(yīng)用鉆孔灌注樁技術(shù)始于20世紀(jì)50年代初期，鉆孔灌注樁的穩(wěn)定性較強(qiáng)，安全可靠，目前已得到了廣泛的應(yīng)用。橋梁鉆孔樁施工多在河道內(nèi)進(jìn)行，筑島穩(wěn)定性容易受到河水沖刷以及強(qiáng)大水壓的影響，再加上工作面有限，并且地下水位較高，施工難度相對較大，容易發(fā)生坍孔的問題。因此，明確橋梁施工鉆孔灌注樁坍孔的原因，采取有效的預(yù)防措施極為必要。

1 橋梁施工鉆孔灌注樁坍孔的原因分析

在橋梁施工的過程中，鉆孔灌注樁出現(xiàn)坍孔的原因主要有以下幾個方面：

①在鉆進(jìn)的過程當(dāng)中，碰到了通透性高的土質(zhì)，例如卵石層、砂礫層等，導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿快速散失，繼而使得水頭下降，引發(fā)坍孔。

②泥漿的質(zhì)量存在問題，粘度和比重等主要性能不符合要求，難以筑成相對牢固的泥皮護(hù)壁，繼而造成坍孔。

③護(hù)筒的埋設(shè)深度過淺，下部孔口出現(xiàn)嚴(yán)重的漏水問題，在長時間的浸泡下變軟，遇到來自外界的強(qiáng)大沖擊力而導(dǎo)致坍孔。

④鉆孔的速度過快也會導(dǎo)致出現(xiàn)坍孔的現(xiàn)象，尤其是在土質(zhì)松軟的地方，鉆孔的速度過快導(dǎo)致孔壁因振動塌陷，繼而誘發(fā)坍孔。

⑤在進(jìn)行清孔的過程當(dāng)中，未采取循序漸進(jìn)降低泥漿比重的方式，孔內(nèi)泥漿的粘稠度急劇下降，另外，清理后停歇的時間比較長也會引發(fā)坍孔。

⑥鋼筋骨架的下放操作不當(dāng)，在下放的過程當(dāng)中，鋼筋骨架碰撞孔壁，造成坍孔。

2 橋梁施工鉆孔灌注樁坍孔的預(yù)防

預(yù)防橋梁施工鉆孔灌注樁坍孔，關(guān)鍵在于內(nèi)因與外因兩個方面。其中內(nèi)因指筑島、護(hù)筒埋設(shè)、護(hù)壁泥漿等方面，而外因則指機(jī)具選用、鉆孔方法、清孔與鋼筋籠下放等方面。

2.1 內(nèi)因分析

2.1.1 筑 島

筑島是河道內(nèi)橋梁鉆孔樁施工首先要面對的問題之一，要求筑島的工作面滿足施工要求。保證筑島的高度要保證護(hù)筒內(nèi)水頭高度要求，以水頭高度對孔壁施加側(cè)壓力，可起到預(yù)防坍孔的作用。河道內(nèi)橋梁施工的水位比孔頂高，導(dǎo)致孔內(nèi)水壓與孔外水壓的差值較小，孔壁容易受到地下水的壓迫而出現(xiàn)坍孔。有鑒于此，橋梁施工的筑島必須要符合規(guī)范，以便抬高水頭。另外還要滿足施工車輛通行與設(shè)備放置，與鉆孔位置保持足夠的距離，避免因震動而引發(fā)坍孔。一般筑島的高度要求比最高施工水位高出0.6 m左右，不可為了減少土方量而隨意降低筑島高度。

2.1.2 護(hù)筒埋設(shè)

在埋設(shè)護(hù)筒的過程當(dāng)中，需要注意三點(diǎn)問題：①護(hù)筒本身的質(zhì)量；②護(hù)筒底端的埋設(shè)深度；③護(hù)筒頂端的高度。

針對橋梁施工而言，埋設(shè)護(hù)筒的主要作用在于引導(dǎo)鉆頭與固定樁位兩個方面，維持孔內(nèi)的水位高于施工水位，繼而形成由孔內(nèi)指向孔壁的靜水壓，以預(yù)防孔壁坍塌。如果施工采用的是反循環(huán)鉆孔方法，所埋設(shè)的護(hù)筒頂部至少應(yīng)高于施工水位2.0 m，而如果采用的是正循環(huán)鉆孔方法，則應(yīng)當(dāng)高于施工水位1.2 m。

在計(jì)算護(hù)筒高度時需要注意護(hù)筒是否設(shè)有缺口，如果設(shè)有缺口，護(hù)筒高度應(yīng)當(dāng)從缺口的底端開始計(jì)算。如果施工現(xiàn)場的土質(zhì)不理想，出現(xiàn)坍孔的概率會更高，此時需要再將水頭提高0.8 m左右。常見的護(hù)筒埋設(shè)主要有四種，分別是深水平臺式、填筑式、挖埋式、圍堰筑島式。當(dāng)采用圍堰筑島方法進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)；如果河床為軟土構(gòu)造，應(yīng)當(dāng)及時以優(yōu)質(zhì)土將其置換，護(hù)筒的埋設(shè)深度應(yīng)當(dāng)>3.0 m，要求護(hù)筒的底端直接沉入河床土層。

2.1.3 護(hù)壁泥漿

在進(jìn)行泥漿配制的過程當(dāng)中，需要嚴(yán)格控制泥漿的粘度與比重。在橋梁鉆孔灌注樁施工當(dāng)中，泥漿可起到浮懸鉆渣、護(hù)壁和潤滑鉆頭的作用，再加上泥漿的密度大于水的密度，所以在護(hù)筒內(nèi)水頭高度相等的前提下，泥漿的靜水壓力大于水。在靜水壓力的影響下，泥漿可在孔壁形成泥皮，起到阻隔孔外滲流的作用，避免出現(xiàn)孔壁坍塌的問題。在施工現(xiàn)場地質(zhì)不理想（即屬于易坍土層）的情況下，盡可能采用比重大和粘度大的泥漿。采用紅粘土或優(yōu)質(zhì)膨潤土作為泥漿配置的主要原材料，提高泥漿的粘度。所修筑的泥漿池要求具備良好的閉水性，避免對泥漿的比重性造成不利的影響，嚴(yán)禁采用沙袋圍堰的方法構(gòu)造泥漿池。

2.2 外因分析

2.2.1 機(jī)具選用

鑒于橋梁鉆孔灌注樁施工的工作面非常有限，再加上鉆孔的穩(wěn)定性能較差，在滿足使用性能的情況下，施工機(jī)具的選用應(yīng)當(dāng)以小型設(shè)備為主，以期降低壓力與振動頻率，避免對鉆孔施工造成影響，導(dǎo)致坍孔問題的發(fā)生。

2.2.2 鉆孔方法

建議以正循環(huán)鉆孔方法為主，盡量不采用反循環(huán)鉆孔方法，正循環(huán)鉆孔方法對孔壁的保護(hù)作用比反循環(huán)鉆孔方法更強(qiáng)，前者的泥漿由鉆桿內(nèi)壓入，繼而由鉆桿外壁上升到孔口位置，形成流動分力，可確?？妆诜€(wěn)定。后者的泥漿由孔口自行流至孔底，通過鉆桿中心將其吸上，而泥漿在下流的過程當(dāng)中對孔壁形成沖刷作用，導(dǎo)致坍孔。

2.2.3 清孔與鋼筋籠下放

常見的清孔方法有四種，分別是噴射清孔法、掏渣清孔法、抽漿清孔法、換漿清孔法。無論采取哪一種方法，在清孔的過程當(dāng)中，孔內(nèi)水頭都是需要重點(diǎn)把握的問題。一般情況下，建議采用換漿清孔法，鑒于孔內(nèi)為泥漿護(hù)壁，采取換漿清孔法不易造成坍孔。在下放鋼筋籠的過程當(dāng)中，需要遵循“穩(wěn)”與“慢”兩項(xiàng)準(zhǔn)則，緩慢下放，保持穩(wěn)定，避免晃動而對孔壁造成強(qiáng)烈的沖擊，造成坍孔。此外，鋼筋籠下放完畢之后，嚴(yán)禁直接支承搭設(shè)在護(hù)筒之上，避免對護(hù)筒形成壓迫作用，破壞護(hù)筒的穩(wěn)定性。

3 發(fā)生坍孔后的處理措施

3.1 鉆孔時坍孔

判斷坍孔的具體位置，如果出現(xiàn)護(hù)筒下陷或是歪斜的問題，且其周圍伴有大量的裂縫，可認(rèn)定為鉆孔淺部坍塌，此時需要采用粘土進(jìn)行回填施工，隨后再繼續(xù)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。如果坍孔的位置比較深，回填到坍孔的位置即可，同時適當(dāng)提高水頭，重新調(diào)整泥漿的比重，隨后可繼續(xù)鉆進(jìn)。如果坍孔情況非常嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)在坍孔現(xiàn)象發(fā)生后的第一時間采用粘土進(jìn)行回填，暫停鉆進(jìn)，靜置穩(wěn)定一段時間，且明確具體的坍孔原因后再重鉆。

3.2 灌注混凝土?xí)r坍孔

如果坍孔情況比較輕微，立即暫停灌注，應(yīng)查明原因，采取相應(yīng)的措施。如保持或加大水頭、移開重物、排除振動等，防止繼續(xù)坍孔；然后用吸泥機(jī)吸出坍人孔中的泥土，如不繼續(xù)坍孔，可恢復(fù)正常灌注，灌注時間間隔應(yīng)當(dāng)<2 h。

如坍孔仍不停止或坍塌部位較深且嚴(yán)重，宜將導(dǎo)管拔出，盡可能地將鋼筋籠拔出，再盡快以黏土摻砂礫回填，力求保住孔位地層少受擾動，待回填土沉實(shí)時機(jī)成熟后，重新鉆孔成樁。

4 結(jié) 語

總而言之，在橋梁鉆孔灌注樁施工的過程中，坍孔是比較常見的問題，在每個施工環(huán)節(jié)均有可能出現(xiàn)，不利于橋梁施工的正常進(jìn)行。鑒于此，需要在明確橋梁施工鉆孔灌注樁坍孔原因的基礎(chǔ)上，采取具有針對性的預(yù)防措施，防患于未然，以期從根本上杜絕或減少坍孔現(xiàn)象的發(fā)生。

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