橋梁施工鉆孔灌注樁坍孔的預防與處理

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，繼而提出幾點預防與處理的建議，旨在保證橋梁鉆孔樁施工的順利進行，以供廣大同行借鑒與參考。

關鍵詞：橋梁施工；鉆孔灌注樁；坍孔；預防；處理

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

我國橋梁施工應用鉆孔灌注樁技術始于20世紀50年代初期，鉆孔灌注樁的穩定性較強，安全可靠，目前已得到了廣泛的應用。橋梁鉆孔樁施工多在河道內進行，筑島穩定性容易受到河水沖刷以及強大水壓的影響，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，鉆孔灌注樁出現坍孔的原因主要有以下幾個方面：

①在鉆進的過程當中，碰到了通透性高的土質，例如卵石層、砂礫層等，導致孔內泥漿快速散失，繼而使得水頭下降，引發坍孔。

②泥漿的質量存在問題，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壁，繼而造成坍孔。

③護筒的埋設深度過淺，下部孔口出現嚴重的漏水問題，在長時間的浸泡下變軟，遇到來自外界的強大沖擊力而導致坍孔。

④鉆孔的速度過快也會導致出現坍孔的現象，尤其是在土質松軟的地方，鉆孔的速度過快導致孔壁因振動塌陷，繼而誘發坍孔。

⑤在進行清孔的過程當中，未采取循序漸進降低泥漿比重的方式，孔內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坍孔。

⑥鋼筋骨架的下放操作不當，在下放的過程當中，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防

預防橋梁施工鉆孔灌注樁坍孔，關鍵在于內因與外因兩個方面。其中內因指筑島、護筒埋設、護壁泥漿等方面，而外因則指機具選用、鉆孔方法、清孔與鋼筋籠下放等方面。

2.1 內因分析

2.1.1 筑 島

筑島是河道內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筒內水頭高度要求，以水頭高度對孔壁施加側壓力，可起到預防坍孔的作用。河道內橋梁施工的水位比孔頂高，導致孔內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坍孔。有鑒于此，橋梁施工的筑島必須要符合規范，以便抬高水頭。另外還要滿足施工車輛通行與設備放置，與鉆孔位置保持足夠的距離，避免因震動而引發坍孔。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 護筒埋設

在埋設護筒的過程當中，需要注意三點問題：①護筒本身的質量；②護筒底端的埋設深度；③護筒頂端的高度。

針對橋梁施工而言，埋設護筒的主要作用在于引導鉆頭與固定樁位兩個方面，維持孔內的水位高于施工水位，繼而形成由孔內指向孔壁的靜水壓，以預防孔壁坍塌。如果施工采用的是反循環鉆孔方法，所埋設的護筒頂部至少應高于施工水位2.0 m，而如果采用的是正循環鉆孔方法，則應當高于施工水位1.2 m。

在計算護筒高度時需要注意護筒是否設有缺口，如果設有缺口，護筒高度應當從缺口的底端開始計算。如果施工現場的土質不理想，出現坍孔的概率會更高，此時需要再將水頭提高0.8 m左右。常見的護筒埋設主要有四種，分別是深水平臺式、填筑式、挖埋式、圍堰筑島式。當采用圍堰筑島方法進行護筒埋設；如果河床為軟土構造，應當及時以優質土將其置換，護筒的埋設深度應當>3.0 m，要求護筒的底端直接沉入河床土層。

2.1.3 護壁泥漿

在進行泥漿配制的過程當中，需要嚴格控制泥漿的粘度與比重。在橋梁鉆孔灌注樁施工當中，泥漿可起到浮懸鉆渣、護壁和潤滑鉆頭的作用，再加上泥漿的密度大于水的密度，所以在護筒內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，避免出現孔壁坍塌的問題。在施工現場地質不理想（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。采用紅粘土或優質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，嚴禁采用沙袋圍堰的方法構造泥漿池。

2.2 外因分析

2.2.1 機具選用

鑒于橋梁鉆孔灌注樁施工的工作面非常有限，再加上鉆孔的穩定性能較差，在滿足使用性能的情況下，施工機具的選用應當以小型設備為主，以期降低壓力與振動頻率，避免對鉆孔施工造成影響，導致坍孔問題的發生。

2.2.2 鉆孔方法

建議以正循環鉆孔方法為主，盡量不采用反循環鉆孔方法，正循環鉆孔方法對孔壁的保護作用比反循環鉆孔方法更強，前者的泥漿由鉆桿內壓入，繼而由鉆桿外壁上升到孔口位置，形成流動分力，可確保孔壁穩定。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中對孔壁形成沖刷作用，導致坍孔。

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，在清孔的過程當中，孔內水頭都是需要重點把握的問題。一般情況下，建議采用換漿清孔法，鑒于孔內為泥漿護壁，采取換漿清孔法不易造成坍孔。在下放鋼筋籠的過程當中，需要遵循“穩”與“慢”兩項準則，緩慢下放，保持穩定，避免晃動而對孔壁造成強烈的沖擊，造成坍孔。此外，鋼筋籠下放完畢之后，嚴禁直接支承搭設在護筒之上，避免對護筒形成壓迫作用，破壞護筒的穩定性。

3 發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，如果出現護筒下陷或是歪斜的問題，且其周圍伴有大量的裂縫，可認定為鉆孔淺部坍塌，此時需要采用粘土進行回填施工，隨后再繼續進行鉆孔作業。如果坍孔的位置比較深，回填到坍孔的位置即可，同時適當提高水頭，重新調整泥漿的比重，隨后可繼續鉆進。如果坍孔情況非常嚴重，應當在坍孔現象發生后的第一時間采用粘土進行回填，暫停鉆進，靜置穩定一段時間，且明確具體的坍孔原因后再重鉆。

3.2 灌注混凝土時坍孔

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

如坍孔仍不停止或坍塌部位較深且嚴重，宜將導管拔出，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，待回填土沉實時機成熟后，重新鉆孔成樁。

4 結 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，在每個施工環節均有可能出現，不利于橋梁施工的正常進行。鑒于此，需要在明確橋梁施工鉆孔灌注樁坍孔原因的基礎上，采取具有針對性的預防措施，防患于未然，以期從根本上杜絕或減少坍孔現象的發生。

參考文獻：

[1] 莫麗芬.論橋梁鉆孔樁坍孔的預防與處理[J].技術與市場，2012，（4）.

[2] 韓清燕.橋梁鉆孔樁坍孔的預防與處理[J].山東交通科技，2012，（4）.

[3] 田文才，裘繼榮.鉆孔灌注樁施工技術在公路橋梁施工中的應用分析[J].江西建材，2014，（20）.

[4] 王寧海.談鉆孔灌注樁中坍孔和斷樁[J].經濟研究導刊，2011，（25）.

[5] 嚴文學.淺談橋梁鉆孔灌注樁的施工過程及注意要點[J].甘肅科技縱橫，2013，（6）.

[6] 路小浪.橋梁工程中鉆孔灌注樁基礎施工技術探討[J].河南科技，2013，（6）.