鉆孔樁鋼護筒在塊石覆蓋河床條件下堵漏施工措施

鞏 明 孫浩然

中鐵大橋局集團第二工程有限公司 江蘇 南京 210015

1 概 述

新建福廈鐵路烏龍江特大橋采用孔跨布置為:(72+109+432+56+56)m的高低塔雙索面混合梁斜拉橋，邊跨均設置一輔助墩和橋臺。主墩基礎采用φ2.5m鉆孔樁。

橋梁跨越烏龍江，兩個主塔墩均位于深水中，采用主跨一跨過江的結構，水深最高達20m，為半日潮往復流，水流量大速高，且主墩處被江邊兩側山體滾落的大直徑塊石所覆蓋，下伏基巖主要為侏羅系上統（J3n）凝灰巖，基巖巖面傾斜，墩位處最大高差19.6m。

2 鋼護筒安放工藝簡述

結合現場的地質情況，鋼護筒無法按照常規方法利用振動錘直接插打到位，因而采用鉆機預先處理樁位處河床再利用鉆機跟進下沉的方式。首先利用鉆機實心鉆頭對亂石區進行沖砸平整處理，然后安放鋼護筒導向設施，下放護筒于處理平整后的河床面上，調整護筒垂直度，并利用導向上的頂、底面導向塊限位護筒；利用DZ200型震動打樁錘自重將護筒下壓至穩定，啟動震動錘，逐漸調大頻率，無明顯下沉后停止，此時鋼護筒處于相對穩定狀態；安放鉆機進行沖砸，每進尺1米左右后利用打樁錘插打，無明顯下沉后在利用沖擊鉆機沖砸，如此反復跟進直至鋼護筒埋深滿足要求。

3 漏漿原因

鋼護筒跟進完成后緊接鉆孔樁施工，漏漿是鉆孔施工中常出現的事故，輕微的漏漿會導致泥漿比重下降、滲出，嚴重時會導致護筒底口處土體結構破壞，導致大量江砂涌入鋼護筒內從而無法正常鉆進，影響成樁質量。

通過對鉆孔施工出現漏漿時泥漿指標的測定、前后河床面標高的對比、鉆孔出渣渣樣的分析、潛水員水下查探，以及綜合分析了漏漿孔的施工情況，分析出由于塊石覆蓋地層導致漏漿的幾方面的原因。

3.1 鋼護筒底口與原狀土接觸不密實

鋼護筒是通過沖擊鉆機沖砸后跟進的，在護筒安放到位前鉆頭破壞了原有地層的完整性，鋼護筒外壁不能與地層密實貼合，導致護筒底口容易發生滲漏現象。

3.2 塊石覆蓋層過厚

原河床表面聚集著大量大小不一、直徑較大的山體滾落塊石，其強度高，地質勘探顯示往下是粗砂、全風化凝灰巖、強風化凝灰巖、弱風化凝灰巖。因粗砂和全風化凝灰巖強度較小，沖擊鉆機在跟進施工時只是將山體滾落的塊石砸入松軟地質層中，導致護筒底口實際坐落在塊石上，鉆孔樁施工時由于沖擊鉆機的震動，導致被擠密的塊石間出現縫隙，造成滲漏。

3.3 泥漿的制備和水頭差不合理

優質的泥漿有利于平衡內外土層壓力和水壓力。在鉆進過程中泥漿比重偏小，加之橋址峽口區域水流急，半日潮潮水落差大，內外壓力差較大容易壓穿護筒底口。

3.4 不當的處理方式

沖擊鉆機卡鉆、掉鉆的處理不當也是導致漏漿的一方面原因，由于鉆頭在堅硬巖層中鉆進時磨損較快，擴孔率不大，當加焊鉆頭致鉆頭直徑過大時，很容易發生卡鉆現象，當卡鉆嚴重或出現掉鉆埋錘現象時，施工人員采用反循環清渣或強拉硬拽的方式處理，可能會引發漏漿。

4 處理方案及防范措施

針對以上漏漿原因的分析，綜合大量的相關資料和現場實際情況采取了以下幾點措施進行有效的處理和防范。

4.1 保證規范施工

①針對局部塊石覆蓋厚的地域，保證鋼護筒入土深度超過塊石層的厚度。②配置優質的泥漿，加強檢測頻率，并保證泥漿循環系統的正常運轉。通過首件工程和相關施工經驗，將泥漿比重調配至1.2～1.4g/cm3，以對塊石縫隙形成有效保護。③通過泥漿循環系統調節孔內泥漿面標高，保證水頭滿足要求。④在加焊鉆頭時通過磨損情況來判斷滿足鉆頭直徑的孔內標高位置，嚴格控制加焊的厚度，于孔內回填相應量的片石，低沖程施工，避免造成卡鉆。

4.2 填加堵漏材料

①在開鉆前向護筒內投入水泥經沖擊鉆低沖程沖砸擠密后靜置24h后再進行鉆孔施工，對護筒底口起到固化作用。②鉆孔過程中漏漿可根據具體漏漿嚴重程度及鉆孔深度的具體情況采取不同的堵漏及預防措施：當鉆進量較小時，可以回填片石黃土，反復沖砸重新擠密，也可以澆筑高強度早凝混凝土的方法，待混凝土強度達到30MPa后繼續鉆進；若孔內標高與護筒底標高相差較大時，則先通過測量河床標高的變化找到漏砂位置，然后在低平潮時從護筒外側拋填袋裝黃土或澆筑水下混凝土堵漏。③針對KTY動力頭鉆機出現輕微漏漿，可在孔內投入木屑、海帶絲、棉絮等擴散填充物，利用磨巖鉆頭的旋轉和泥漿的包裹使得填充物對護筒底口進行填充。

4.3 二次跟進鋼護筒

此方法處理常規的底口滲漏較為經濟簡單并且效果良好。具體方法為接長鋼護筒利用震動錘插打鋼護筒，至無下沉為止，此時護筒外壁與地層貼合擠密。

4.4 注漿加固

護筒安放到位后利用潛孔機在護筒周邊打入一定數量的下孔，小孔深度超過塊石層約1米，利用壓漿機器進行水泥漿壓漿，先小壓力注入，待靜置一段時間后再增加壓力對其壓漿，可將護筒外側的塊石縫隙很好的堵住。

4.5 套內護筒

若護筒底部存在較大塊石，在護筒外側澆筑混凝土后仍有滲漏現象，此時護筒固結無法二次跟進施工，可在護筒內下放直徑略小的鋼護筒，底標高控制在塊石層底標高以下，效果較為顯著。

5 結論

針對深水、潮差大、存在大直徑塊石覆蓋的地質水文條件，提出了幾種鋼護筒漏漿的處理措施，起到良好的實際效果。