鉆孔樁發生嚴重塌孔后取出鋼筋籠的關鍵技術

張成瑞，徐尚村，董 云

(1.江蘇北方路橋工程有限公司 淮安市 223001；2.江蘇交科交通設計研究院有限公司 淮安市 223001；3.淮陰工學院 淮安市 223001)

0 引言

目前，隨著我國的經濟建設迅速發展，房建、橋梁、水利、鐵路、港航等工程越來越多地采用了樁基工程。樁基工程出現嚴重塌孔事故也屢見不鮮，特別是在鋼筋籠安裝到位后，采用靜力拔除鋼筋籠往往是無濟于事，于是施工單位常常選擇填滿粘土或者投以石塊，然后用沖擊鉆機將鋼筋籠廢除，重新成孔[1]，這樣處理起來，歷時長，費用大。

針對現有技術存在的不足，我們提供一種解決上述問題的“基于鉆孔樁發生嚴重塌孔取出鋼筋籠方法”。下面就其關鍵技術進行具體闡述。

1 鉆孔樁塌孔分類

自鉆孔樁開鉆成孔直至混凝土澆注完成，在此過程中只要塌孔條件具備，隨時皆有可能發生塌孔。

我們按發生時間段將塌孔分為：鉆孔及清孔過程中塌孔、安裝鋼筋籠過程中塌孔、澆注混凝土過程中塌孔。為了更好地闡述塌孔處理問題，根據塌孔后采用靜力方法能否拔除鋼筋籠，又將塌孔分為一般塌孔和嚴重塌孔。其中，嚴重塌孔常常在鋼筋籠安裝或澆注混凝土過程中發生。

2 鉆孔樁嚴重塌孔處理方案

(1)安裝鋼筋籠過程中發生嚴重塌孔

安裝鋼筋籠及導管過程中，如發現孔內水位突然上升，隨著時間的推移，反復上下震蕩數次，回到靜止狀態，這表明已出現塌孔現象。此時，最好的處理辦法就是將導管及鋼筋籠及時取出，然后再用粘土將樁孔回填。當取出鋼筋籠有一定困難，可采用DZ90型振動錘配合一至兩臺50t以上吊車將其拔除。

(2)澆注混凝土過程中發生嚴重塌孔

在澆注混凝土過程中，出現塌孔現象。此時，最好的處理辦法是采用一臺以上DZ90型振動錘配合一至二臺50t吊車及時將鋼筋籠拔除。如遇困難還須用反循環鉆機，在混凝土終凝之前將其吸出。

3 鉆孔樁嚴重塌孔鋼筋籠拔除方法及實例

3.1 嚴重塌孔后鋼筋籠取出方法

(1)首先需確定鋼筋籠深度，如果鋼筋籠頂面位于鋼護筒底口以下，則須將鋼護筒加高接長，并將鋼護筒底口壓入鋼筋籠頂面1.0m以下，然后抽取樁孔內泥漿，便于將鋼筋籠頂部主筋接高加長至護筒上口0.5m以上。

(2)用壁厚10～20cm，高度1.0m的鋼圓筒，在其上口內壁沿徑向焊接一道厚度20～30mm，寬度在300mm以上夾持鋼板。將鋼筋籠主筋均勻分布焊接在鋼圓筒的外壁上。拔除鋼筋籠連接裝置示意圖如圖1所示。

1-鋼護筒、2-泥漿、3-鋼筋籠、4-吊孔、5-鋼圓筒、6-夾持鋼板

(3)采用兩臺吊車，一臺吊車吊索連接鋼圓筒，另一臺吊車連接振動錘，振動錘的液壓鉗夾緊鋼圓筒頂部的夾持鋼板。

(4)先啟動振動錘，在振動錘工作正常時，兩臺吊車同時配合抬升鋼圓筒，一起帶動鋼筋籠逐漸上升。鉆孔樁塌孔后鋼筋籠拔除示意圖如圖2所示。

1-鋼筋籠、2-鋼護筒、3-鋼圓筒連接裝置、4-振動錘、5-1號吊車、6-2號吊車

如果孔中泥土將鋼筋籠埋置過深，鋼筋籠難以取出。在安裝鋼圓筒拔除裝置前，先采用比鋼筋籠直徑小0.3m左右的鉆頭下鉆，將孔中塌方泥土或尚未終凝的混凝土清除出孔。

需要注意的關鍵技術：采用反循環鉆機進行清孔；用于清理的鉆頭上需安裝10～15cm長的鋼絲毛刷，確保鋼筋籠縫隙中的土方等雜物得到更進一步的清理；當鋼筋籠上升到一定高度，可及時解除振動錘；為了保證事故處理成功率，可選用一臺DZ90型振動錘、一至二臺50t以上吊車。鉆孔樁塌孔后清除孔內泥土及混凝土鉆頭示意圖如圖3所示。

1-合金鋼鉆牙、2-鋼絲毛刷、3-導向筒、4-鉆桿

3.2 嚴重塌孔后鋼筋籠取出實例

揚州跨古運河某橋梁6號墩樁基為群樁基礎。每承臺下有12根樁。每樁樁徑為1.5m，樁長為47m。采用反循環鉆機成孔。

樁基范圍內地層平均厚分別為：4.0m雜填土層、1.2m淤泥層、5.1m粉砂夾粉土層、13.08m粉土夾粉砂層、15.15m粉砂夾粉土層、5.93m粉土夾粉砂層、12.89m粉砂層。

場地地勢略有起伏，地面標高約為 6.0～7.1m，古運河河底高程-0.6m左右。另外，揚州古運河作為城市內河，常年控制水位標高在 4.80m左右，雨季時因大量大氣降水，最高水位可達 5.78m左右。該區域內的第四系松散巖類孔隙水主要為潛水，潛水位年變幅最大為 2.15m，最小為 0.84m。

先后共有兩根樁基發生塌孔。其中一根樁基在混凝土澆注前塌孔，另一根在混凝土澆注約1/3處發生塌孔。塌孔后，兩根樁基在采取靜力拔除鋼筋籠無效的情況下，啟用了“基于鉆孔樁發生嚴重塌孔取出鋼筋籠方法”。下面對該橋6號墩樁孔發生嚴重塌孔處理方法進行簡要介紹。

3.2.1發生在混凝土澆注前塌孔的事故樁處理方法

(1)第一根樁基在鋼筋籠及導管安裝完成后，進行第二次清孔過程中出現嚴重塌孔。事故發生后，首先將鋼護筒頂端接高加長，并將鋼護筒底口壓入鋼筋籠頂面1.0m。然后抽取樁孔中泥漿，待泥漿降至鋼筋籠頂面以下0.5m后，開始將鋼筋籠頂部主筋加高接長至護筒上口0.5m。

(2)加工一直徑1.3m的鋼圓筒，圓筒壁厚15mm，高度為1.2m。鋼圓筒上口內壁沿直徑方向加焊一道夾持鋼板，鋼板厚度20mm，寬度300mm。為保證振拔錘液壓鉗牢固夾持該夾持鋼板，在鋼圓筒上部兩側對稱割出吊索孔。鋼筋籠取出前鋼圓筒施工現場圖如圖4所示。

圖4 鋼筋籠取出前鋼圓筒施工現場圖

(3)一臺50t吊車吊索連接鋼圓筒的吊索孔，將鋼筋籠主筋均勻分布焊接在鋼圓筒的外壁上，焊縫長度要求達到鋼筋籠主筋直徑5倍以上長度；另一臺50t吊車連接振動錘。振動錘選用DZ90型，振動錘的液壓鉗夾緊連接在鋼圓筒頂部的夾持鋼板上。

(4)先啟動振動錘，在振動錘工作正常時，兩臺吊車同時配合抬升鋼圓筒，一起帶動鋼筋籠逐漸上升，當鋼筋籠上升到一定高度，無需振動錘配合，及時解除振動錘。然后，直接利用吊車將鋼筋籠從樁孔中拔除。

3.2.2在混凝土澆注過程中塌孔的事故樁處理方法

第二根樁基由于是在混凝土澆注約1/3處發生的塌孔，防止采用3.2.1方法不夠奏效，同時為了在混凝土發生終凝前將混凝土排出孔外，首先采用比鋼筋籠直徑稍小的1.1m鉆頭(鉆頭結構如圖3所示)重新下鉆，仍采用反循環方式將孔中塌方泥土及尚未終凝的混凝土清除出孔。最后仍采用上述3.2.1方法也成功地將鋼筋籠從孔中取了出來。

4 結語

目前，采用鉆孔樁發生嚴重塌孔取出鋼筋籠方法，成功率保持在100%。而且該方法安全可靠、投資少、適用性強、技術易于被施工、技術人員掌握。因而，可以顯著提高事故處理時效，減少經濟損失。同時，也開創了鉆孔樁發生塌孔、混凝土卡管、斷樁等樁基處理的新思維[2]，該項發明在為施工企業取得了較大的經濟效益同時，也獲得了很大的社會效益，具有很好的推廣價值。因此，該成果于2018年也成功申報國家發明創造專利[3]。