淺談桂林地區沖擊鉆孔灌注樁施工中常見故障預防與處理

唐雄兵

摘 要:桂林地區溶洞、溶槽發育,巖層上伏層一般為砂礫或砂層且夾雜著流塑軟土層。因為能有效地克服不良地質缺陷而進入完整巖層且設備簡單、施工方便、適應范圍廣、適應性強、承載能力大、技術成熟、工藝可靠等特點,鉆孔灌注樁在巖溶地區普遍使用,但在鉆進成孔過程中,常發生鉆孔故障,本文就施工中遇到的坍孔、鉆孔偏斜、卡鉆等常見故障,結合作者的實踐經驗,就原因分析、預防措施、處理措施方面進行探討。

關鍵詞:桂林地區沖擊鉆孔灌注樁鉆孔故障處理方法

中圖分類號:U445.551 文獻標識碼:A 文章編號:1674-198X(2012)05(a)-0129-01

當前,在桂林地區的橋梁建設中經常采用鉆孔灌注樁的基礎形式,而在鉆孔灌注樁中,沖擊鉆孔灌注樁以其適用各類土層、成孔較快、故障率低、操作便捷及維護簡單的優點得以廣泛的應用。桂林地區除龍勝、資源等少數縣或地區外都屬于典型的喀斯特溶巖地貌,河流下面常伴隨有大量的溶溝、溶洞甚至地下暗河,這類地質情況給沖擊鉆孔灌注樁的施工帶來許多麻煩和問題,在此,根據本人在沖擊灌注樁施工建設方面的一點經驗,談一談在沖擊鉆孔灌注樁施工中一些常見故障的預防與處理。

首先是塌孔。我們在桂林地區全州、灌陽和興安等幾個縣的橋梁鉆孔灌注樁施工中都遇到過此類問題。在成孔至巖層后會常遇到一些大小不一的溶洞,若遇到溶洞較大,則當沖錘打穿巖層進入溶洞時,孔內泥漿涌入洞內造成孔內泥漿面突然下降(有時候下降幾米),孔內泥漿壓力驟然降低,此時砂礫層段的樁孔很容易造成塌孔。因此,我們在此類地質情況的沖擊鉆孔灌注樁施工中,砂礫層的樁孔部分全段使用鋼護筒,這樣在遇到溶洞泥漿面突然下降時由于鋼護筒的保護不會出現塌孔。若遇到的溶洞太大且里面充滿淤泥或水,或者遇到暗河時,則樁孔整段都須使用鋼護筒。例如,灌陽文市大橋加寬改建工程中的8#墩灌注樁的施工中便遇到了一個18深的大溶洞,最后成樁便是采用了整條樁全鋼護筒到底的方案。

若是在龍勝、資源等非喀斯特地貌的地方,由于其地質情況比較均勻簡單(砂礫層下面基本就是均勻的巖層,沒有溶洞)就沒用過多使用鋼護筒了。如在龍勝至三江二級路的各大橋沖孔樁施工中,砂礫層段都只是孔口部分使用了鋼護筒,砂礫層段都是利用泥漿進行簡單的泥漿護壁,護壁效果都不錯,成孔順利快捷。但是,若砂礫層太厚,僅靠簡單的泥漿護壁是很危險的,必須采取其他的護壁措施。如全沙線灌陽觀音閣大橋加寬工程,橋位處砂礫層特別厚(幾十米以上),設計樁基大都是二十幾米深的摩擦樁,樁身整體都處在砂礫層中,像這樣的樁孔若僅僅采用泥漿護壁是非常危險的,但若樁孔全段都采用鋼護筒護壁則將大大增加工程造價,權衡利弊后我們采用了泥漿加水泥護壁的方法,既在沖擊鉆孔時除加入粘土外還加入一定量的水泥,經實踐證明此方法護壁效果非常好,所成樁孔都沒發生塌孔現象,且對比全鋼護筒的方法節約了大量資金。

其次是偏錘。在喀斯特地貌的地方,樁孔在沖擊成樁的過程中遇到筍狀巖石、巖石突變處、溶溝及溶洞邊緣等這類地質情況時,就出現孔內部分是巖石部分是砂礫或其他軟弱地質的情況,此時沖錘著力不均勻就極易造成偏錘現象。處理偏錘現象的常用方法就是向孔內拋填片石和粘土,然后用沖錘減力緩緩沖擊。但有時遇到巖石太硬或者軟弱部分比較松軟,僅采用拋填片石和粘土的方法不能奏效,我們就采用先往樁孔澆注部分混凝土填平軟弱處,待混凝土達到一定強度后再重新進行沖擊,此方法的效果不錯。

再者是卡錘。當樁孔遇到筍狀巖石、巖石突變處、溶溝及溶洞邊緣發生偏錘時,若樁孔已較深,沖錘晃動厲害,很容易發生沖錘卡住的情況。卡錘發生后,不能強提沖錘,應輕輕提一下松一下,反復多次,錘頭若卡得不緊的話則一會錘頭就會松動。這樣處理不行,就用專門準備的鉤、抓工具鉤住沖錘上預留的孔洞,按以上方法反復輕提和松力,以松動沖錘。若這樣仍然不行,則要采用非常規的方法了。我們在一根樁基的施工中遇到卡錘情況,沖錘一直無法松動,我們用測繩測樁孔多個方向的深度明確了沖錘的傾斜方向和錘尾卡住的位置,然后用小劑量的防水炸藥放到錘尾卡住的位置,在起爆炸藥的同時樁機提起沖錘。爆炸法對相關操作人員的經驗素質要求比較高。

還有就是在混凝土灌注過程中的堵管。當混凝土堵管時,可用結實的長桿對喂料斗和導管內的混凝土進行沖搗或用振動棒進行振搗。另外,還有就是利用鉆機將喂料斗和導管進行重復一提一放的震動；但震動時特別要注意的就是震動過程中必須始終保證導管口處于混凝土面的最小埋置深度以下,否則就容易出現斷樁。如果通過以上辦法后堵管仍未處理好,此時若混凝土面已離孔口不深,則可將導管拔出,以后對未澆注好的樁段裝模后接樁進行普通混凝土澆注；此時若混凝土澆注不多,鋼筋籠仍可拔出,則應立即拔出導管和鋼筋籠,吸出已澆注的混凝土,重新進行清孔和灌注；此時若已澆注大量混凝土,鋼筋籠無法拔出,而混凝土面離孔口距離較深,又無法裝模接樁,那只有拔出導管后換用比鋼筋籠直徑略小的沖錘把已澆注好的樁段沖掉,最后拔出鋼筋籠,清孔后重新灌注。

另外還有一點是需要注意的,那就是在舊橋加寬工程中,要注意樁孔在沖擊成孔時的沖擊力對舊橋的影響,特別是那些基礎未坐落在基巖上的連拱老橋。在成孔過程中,應每天定時對橋梁基礎或橋墩固定一點進行高程測量,并對每跨拱圈進行仔細觀察看是否有新裂紋出現,還可在舊橋老裂紋處用強力膠粘上無彈性的觀測紙條(若紙條斷裂說明裂縫在發展)；若發現沖擊對舊橋有影響時應立即停止樁孔的沖擊成孔,并將情況上報有關部門改用其他成孔方法或進行其他方式的處理。

以上所述僅為本人在沖擊灌注樁施工建設中的一些個人經驗和見解,不免有許多偏頗和不足之處,請大家予以批評和指正。