牛王洞大橋深樁基施工技術

【摘要】黃織鐵路線牛王洞大橋鉆孔樁基較深,并通過復雜地質，只有根據地質動態制定合施工方案,才能確保橋梁樁基的完整性符合設計要求,減少質量缺陷。

【關鍵詞】牛王洞大橋；鉆孔深樁基；施工對策；缺陷處理

【中圖分類號】 U445 【文獻標識碼】A

【文章編號】1674-1145（2008）02-0143-02

黃織線牛洞大橋全長338.48m,中心里程為DK64+774,1#～7#墩均為鉆孔樁基礎,樁長最深55m, 最淺為20 m,巖溶十分發育,地質構造復雜,施工難度極大。鉆孔樁是在泥漿護壁條件下，利用機械鉆進形成樁孔，采用導管法灌注水下混凝土的施工方法。鉆孔、灌注混凝土都是在水下進行，工程質量只能通過科學的過程控制和完工后的儀器檢測來確認。有效地避免鉆孔過程中出現鉆頭掉落和灌注水下混凝土過程中發生斷樁等現象，杜絕混凝土夾碴、不均勻的質量弊病發生。

一、鉆孔過程中出現的相關問題的處理

1. 偏斜孔 鉆機安裝時，支撐不好、樁孔地質構造不均勻等因素引起鉆機整體或鉆頭在鉆孔過程中發生偏斜，導致出現偏孔。

（1）因鉆機傾斜造成的應先移開鉆機，檢查鉆孔壁情況，如果鉆孔壁比較穩定，則應加固施工范圍內的地基或加大鉆機的支撐面積，而后，重新安裝鉆機恢復施工；鉆孔壁隨時有坍塌可能的，應將鉆孔回填至原地面，待地層靜置穩定后重新開始鉆孔。

（2）地質構造不均勻引起的，先分析清楚巖層的走向，爾后采用適當的回填材料將鉆孔回填至計算確定的高程處，靜置一段時間后恢復施工。孔中心偏差小于20cm的，靜置1～2h后可以繼續鉆孔。

2.護筒脫落由于護筒背后回填質量不好受地面流的浸泡等因素引起的護筒失去穩定、脫落。出現護筒脫落應立即停止鉆孔，將鉆機移開，采取相應措施處理。

3.卡鉆鉆孔經過巖層分界面時相鄰巖層強度差別較大、操作中未及時根據地質情況調整鉆頭的行程等原因引起“卡鉆”現象。

（1）由于“探頭石”引起的卡鉆現象，可以適當往下放鉆頭，而后，強力快速往上提，使“探頭石”受瞬間沖擊縮回，從而順利提起鉆頭。

（2）因鉆頭穿過巖層突變處導致的卡鉆，優先采用水下爆破的方法進行處理。在整體巖層中此方法容易奏效，砂土地層中不宜采取此方法處理。

（3）由于機械故障導致鉆頭在濃泥漿中滯留時間過長造成的鉆頭無法提升現象，應采取插入高壓水管置換泥漿的方法進行處理。

4. 縮孔是在飽和性粘土、淤泥質黏土，特別是IL＞1.0處于流塑性狀態的土層中出現的特有現象，其原因是此類地層含水高、塑性大，鉆頭經過后鉆孔壁回縮，從而導致鉆孔的直徑小于設計的樁直徑。針對發生縮孔的原因，采取塊、卵石土回填，而后用重量較大的沖擊鉆沖擊，擠緊鉆孔孔壁的辦法處理。

5. 掉鉆由于機械故障、鋼絲繩斷裂、孔壁坍塌等因素造成鉆頭落入孔底的現象通常稱“掉鉆”。鉆孔壁穩定的情況，直接用鉆機起吊“打撈器”入孔進行打撈，打撈前，先用“探針”探明鉆頭在孔中的位置為制定打撈方案提供依據。打撈設備和打撈操作方法必須保證在抓住鉆頭后盡量一次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的現象發生。

二、水下混凝土灌注中出現問題的對策

1.卡管因混凝土和易性差、混凝土中含有大塊度骨料或受潮凝固的水泥塊、灌注混凝土沖擊力不足等原因導致水下混凝土灌注過程中無法繼續進行的現象統稱為“卡管”。

（1）由于混凝土質量造成的導管堵塞，可以少量提升導管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土數量而后快速提升再迅速下放，以沖擊疏通導管的方法進行處理。

（2）由于混凝土沖擊力不足造成的，應及時加長上部導管的長度，而后，以一次性較大量混凝土沖擊灌注達到疏通導管的目的。

2.斷樁由于灌注中提升導管失誤、混凝土供應中斷或導管漏水等原因導致導管中已灌注的混凝土與導管的混凝土隔斷，無法繼續灌注的現象通稱為斷樁。在灌注過程中認定發生斷樁事故后，應立即停止繼續灌注，提拔導管和鋼筋籠，盡量將損失降低到最小。并采取以下辦法處理：

（1）斷樁截面位置處于設計樁全長的三分之一以下時，一般采取沖擊鉆清除已灌注部分，再實施原位恢復。

（2）斷樁截面位置處于設計樁全長的三分之二以上且距離孔口深度不大于10m時，先進行鉆孔壁加固，而后進行鉆孔樁的接長比較經濟。

（3）斷樁截面位置處于設計樁全長的三分之一與三分之二之間的，應對各種處理方法進行對比，選擇經濟、可行的處理方法。

4. 鋼筋籠上浮由于鋼筋籠的加固不可靠或灌注過程中操作因素帶來的鉆孔樁鋼筋籠移位現象統稱鋼筋籠上浮。對于鋼筋籠上浮在1倍直徑以下的可以在采取有效防止上浮的措施后繼續灌注；懸吊鋼筋焊縫脫落的，應及時補焊；懸吊鋼筋彎曲的情況應增加鋼管支撐。

三、灌注成樁后發現的質量缺陷的處理

1. 樁全長小于設計要求這種缺陷可分為兩類：處理樁頭后，混凝土頂面高程小于設計要求、鉆孔底部沉積的虛碴在清孔時未清理干凈導致樁全長小于設計、嵌入基巖深度小于設計。

（1）樁頂高程小于設計要求的原因是混凝土灌注終孔時控制失誤。基坑開挖后進行鉆孔樁的接長。接長施工前，先清理干凈混凝土以上的浮碴和松散混凝土等，將頂面人工鑿修平整。

（2）因鉆孔樁底部沉積物未清理干凈造成的樁全長小于設計現象處理的難度較大。

2. 樁體混凝土不連續由于灌注過程中，發生的孔壁局部坍塌的雜物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在樁體形成夾層導致鉆孔樁混凝土不連續。

（1）對于鉆孔樁底部混凝土夾碴的情況，采取樁底部壓漿或者高壓注漿方法處理。

（2）樁體的少量夾層或不連續，用小型沖擊鉆鉆一系列小直徑的孔進行置換清理泥漿和雜物，清理后，進行高壓注漿處理。

（3）對于夾層較嚴重的，在鉆孔樁中心處鉆一個直徑75mm孔探明缺陷范圍。而后，以鉆孔樁中心為圓心，采用沖擊鉆鉆直徑80～100cm的孔，而后人工入孔清理，清理結束后，灌注高強混凝土。

四、結語

鉆孔樁施工過程控制處理的方法很多，難度也較大，在鉆孔樁施工中必須作到每個工序嚴格按照規范操作，水下混凝土灌注統一指揮、緊張而有序，對可能出現的問題制定切實有效的防范措施，由于根據地質動態，不斷更新施工工藝，確保所有鉆孔樁基礎完成后，樁的完整性經檢測均達到設計要求。

【作者簡介】賴世英（1979—），廣西容縣人，中鐵二十五局柳州鐵路有限公司計劃合同部部長，助理工程師，研究方向：橋梁與隧道。