橋梁鉆孔灌注樁施工中坍孔的處理措施

宋軍強

【摘 要】橋梁鉆孔樁施工大部分在有水河道內進行，施工中由于受到河水的沖刷、工作面狹窄、水壓影響筑島穩定、地下水位相對較高、河床淤泥厚、砂卵石地質等不利條件的影響，施工難度會比較大，因而更容易發生坍孔的現象。本文針對阿爾及利亞貝佳亞高速公路項目，首先說明了橋梁鉆孔灌注樁施工中發生坍孔的危害及原因，然后分析了橋梁鉆孔灌注樁施工中坍孔的預防措施，最后探討了發生坍孔后的處理措施。

【關鍵詞】橋梁；鉆孔灌注樁；坍孔；護筒；鋼筋籠

一、橋梁鉆孔灌注樁施工中發生坍孔的危害及原因

（一）危害

在終孔后下鋼筋籠和灌注水下混凝土過程中，如果孔內水位忽然上升，溢出護筒，隨即突降并冒出氣泡；鉆孔中出渣量顯著增加而不進尺；鉆機負荷顯著增加等現象均表明是坍孔。如果不及時處理，將給工程質量帶來隱患，進而影響橋梁整體的施工質量。

（二）原因

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。

二、橋梁鉆孔灌注樁施工中坍孔的預防措施

（一）從內因著手

1.護筒埋設要符合規范要求。

護筒埋設必須注意護筒頂端高度和底端埋設深度以及護筒本身質量。護筒除了具有固定樁位、引導鉆頭作用外，還具有保持孔內水位（泥漿）高出地下水位或施工水位一定高度，形成孔內向孔壁的靜水壓以維護孔壁免于坍塌的作用。護筒頂高出地下水位或施工水位的高度要求與鉆孔方法、地層情況有關。采用反循環鉆孔方法時，護筒頂應高出地下水位或施工水位2.0m以上，采用正循環鉆孔方法時，應高出1.0～1.5m以上。這時要注意護筒設有缺口時，護筒高度應從缺口底端算起，另外注意當地質不良（如松散的粉砂、細砂等砂類土），容易坍孔時，應比同類鉆孔方法而地質好不易坍孔時的孔內水頭要提高0.5m以上。

2.護壁泥漿的配制和泥漿池的準備。

泥漿配置應注意比重、粘度指標的控制；配置泥漿原材料的選用等。泥漿除了具有浮懸鉆渣的作用外，同時在鉆孔中，由于泥漿相對密度大于水的相對密度，故護筒內同樣高的水頭，泥漿的靜水壓力比水大，由于靜水壓力的作用泥漿可在孔壁形成一層泥皮，阻隔孔外滲流，因此具有保護孔壁免于坍塌的作用。泥漿比重性能應根據鉆孔方法和地質情況確定，地質情況不好、孔徑大、孔深時取高限。河道內施工要取泥漿比重高限，即1.45。泥漿配置原材料必須選用高質量的紅粘土，要求泥漿具有較高粘度和較低的含率。泥漿池在河道內安置要根據筑島面積大小綜合考慮，但要注意泥漿池四周和底部不能漏水，更不能與河水串通，以防止泥漿比重減小。

（二）從外因著手

1.機具的選用。河道內施工，要選用小型設備。減少壓力，減小震動，靈活機動。

2.鉆孔方法的選用。宜采用正循環鉆孔方法，而不用反循環鉆孔方法。這是因為；一是對孔內水頭高度要求不同，反循環比正循環要求偏高，增加了筑島和護筒長度，這是因為前者的泥漿相對密度要求小于后者，需要較高的水頭來彌補泥漿相對密度小而使孔壁側壓力減小的損失，以維護孔壁穩定。二是對孔壁的保護作用不同。正循環的泥漿是從鉆桿內壓入而從鉆桿外的孔壁內上升至孔口，泥漿對孔壁有一個向上的流動分力，有助于孔壁的穩定；而反循環的泥漿是由孔口向下流動至孔底，再由鉆桿中心吸上，泥漿下流時對孔壁增加了坍塌的可能性，這也是反循環孔內水頭要求較高的原因之一。

3.鉆孔過程。要始終保持足夠的水頭高度和合適的泥漿比重。在粘性土中鉆進時，泥漿密度、粘度均可小些；在砂土中鉆進時，為了避免或減少孔壁坍塌，要求泥漿密度、粘度均較粘土中鉆進時大些。無論在什么地層鉆進，無壓鉆進空轉速度不能過快、過久。

4.清孔。清孔主要方法有掏渣清孔法、換漿清孔法、抽漿清孔方法、噴射清孔法。不論采用何種清孔方法，在清孔時，必須注意保持孔內水頭，以防止坍孔。正循環宜采用換漿法，因為孔內仍為泥漿護壁，不易坍孔。

5.下鋼筋籠。下鋼筋籠要穩，不能沖擊孔壁。鋼筋籠下完后，不要直接搭設在護筒上。

6.灌注混凝土。應盡量避免機器設備震動，始終保持足夠水頭。爭取在最短時間內完成。

三、發生坍孔后的處理措施

（一）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。

（二）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<2h。

如坍孔仍不停止或坍塌部位較深且嚴重，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，等填土時機成熟后，重新鉆孔成樁。

四、結語

綜上，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，然而從根本上杜絕或減少坍孔現象的發生。

參考文獻：

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