淺談旋挖鉆孔灌注樁塌孔處理措施在實際施工中的應用

李龍鋒

摘? ? 要：塌孔是鉆孔灌注樁施工過程中最常見的質量事故，本文在工程實踐的基礎上，介紹了幾種旋挖灌注樁塌孔的處理措施，為今后施工中的類似問題提供了參考。

關鍵詞：旋挖鉆、灌注樁、塌孔、處理措施

1? 前言

多年來，隨著中國社會經濟的快速發展，公路、鐵路等基礎建設在高速發展，橋梁樁基在工程中得到廣泛運用。根據不同的成孔方式，樁基施工分為鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁等幾類，土質類地段基本采用機械鉆孔灌注施工。根據鉆孔機械的鉆頭是否水層中施工，又分為泥漿護壁成孔和干作業成孔及套管護壁三種方法。而塌孔是鉆孔灌注樁施工過程常見的事故，如何快速正確的處理孔樁塌孔是鉆孔灌注樁質量控制的關鍵。結合自身的工程實際，來淺談一下在川南城際鐵路樁基施工過程中應用的塌孔的處理措施。

2? 工程概況

川南城際鐵路起于四川省內江市途徑自貢市終止于瀘州市，屬于四川盆地中南部。根據地勘資料以及區域地質水文資料分析，從地表往下地質大概為粉質黏土、泥巖夾砂巖，部分區域表層土為人工棄土或人工填土，地下水位較低，因此橋梁樁基全部為采用鉆孔樁基礎，在旱地區域可采用干作業灌注成孔。但在施工過程中部分樁基位于稻田或水塘中，原地面土為淤泥，承載力小，大型機械設備無法進場施工，因此在施工前采用土回填修筑施工平臺以及施工便道，這樣就導致在施工過程中就容易出現塌孔的現象。以川南城際鐵路下元村雙線特大橋為例，1#墩至6#墩都位于稻田中，在施工前期采用泥巖夾砂巖對紅線內進行拋石擠淤修筑施工平臺以及施工便道以便施工機械能進場施工，但施工樁基鉆孔過程中地面以下0m～6m的位置出現塌孔。

3? 塌孔原因分析

一般情況下樁基塌孔的原因有：工程地質的原因，施工方法的原因，護筒埋設的原因，孔內水位低和泥漿稠度小的原因等。根據下元村雙線特大橋樁基塌孔的程度以及塌孔的位置等現場情況分析塌孔的原因有：

①工程地質原因：該橋1#至6#墩位于稻田中，周圍的地表水豐富，地表土經水長期浸泡之后會形成淤泥，地質情況較差容易塌孔。

②施工方法的原因：該橋樁基采用旋挖鉆干孔作業法，無泥漿護壁，對于地質較差的孔樁無護壁防護措施。同時旋挖鉆鉆進速度過快對孔樁周圍土造成擾動，容易造成塌孔。

4? 塌孔處理方案的選擇

干作業橋梁樁基塌孔的處理方案一般有：采用泥漿護壁、埋設長護筒、低標號混凝土回填、沖擊鉆沖擊成孔等。根據下元村雙線特大橋樁基塌孔的原因結合現場實際情況與施工進度要求對各處理方案的可行性與經濟性進行分析比選。

4.1? 處理方案

①采用泥漿護壁，泥漿護壁因簡單易操作廣泛運用于干作業成孔樁基塌孔的處理。泥漿是由水、黏土（或膨潤土）和添加劑按一定的比例在泥漿池內拌制而成，具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大孔內靜水壓力，并在孔壁形成一層泥皮，阻隔孔內外滲流的作用。在制備泥漿時應注意控制以下四個方面：A、控制泥漿液面：要控制護筒內液面標高高于孔外水面1m，以保證孔內足夠的水頭壓力，維護下部孔壁安全;B、控制泥漿比重：泥漿比重過大，會造成附著在孔壁的泥皮較厚，而泥皮松疏、韌性較低，容易引起孔壁水化崩塌、脫漏，造成清孔困難。泥漿比重過小，會導致孔內水壓力較小，泥漿中固體顆粒含量少，不能有效的在孔壁上形成泥皮，易造成坍孔。因此泥漿比重宜控制在1.05～1.15之間;C、控制泥漿粘度：如果粘度過高，泵壓會增加，排量會減少，鉆孔速度會下降，排渣困難，一般泥漿粘度宜控制在16s～22s;D、控制泥漿pH值：弱堿性環境可使泥漿的成分充分凝結硬化且不易導致結塊，保證泥漿的膠體率和穩定性，降低其失水率，所以一般泥漿pH值宜控制在8～10。在鉆進的過程中，如果出現塌孔的現象應根據土層情況及時調整泥漿的性能指標和水位高程，比如提高泥漿比重，降低鉆進速度，延長泥漿造壁時間。

②埋設長護筒，當塌孔深度不深時，可采用深埋長護筒作為樁基塌孔部位護壁的方法進行處理。具體的處理方法為：首先測明塌孔的具體部位、塌孔程度，以便確定埋設長護筒的長度;然后對樁基塌孔部位進行擴孔，以便長護筒的埋設，長護筒埋深需超過塌孔深度，將樁基塌孔部位全部用鋼護筒作為護壁，防止塌孔;埋設護筒時護筒頂面需高出原地面30cm～50cm，以免在樁基施工過程中，孔口渣土掉入孔內影響樁基質量;護筒放置好后對護筒周圍進行回填并夯實，再重新開鉆。在樁基混凝土初凝后及時將護筒拔出以便重復利用，避免資源浪費。在拔護筒的過程中一定要注意不要破壞樁身混凝土，保證樁基質量。

③低標號混凝土回填，該處理措施適用于干孔灌注且塌孔部位較深且的樁基。具體處理措施為：先鉆穿塌孔處直至巖層，對塌孔部位進行擴孔，待塌孔部位不持續出現大面積塌孔時將塌孔渣土清出孔內后采用低標號混凝土（一般采用C15混凝土）回填至塌孔頂以上1.0m的位置，待混凝土初凝后重新開鉆，此時塌孔處的孔壁就形成混凝土護壁防止塌孔。

④沖擊鉆沖擊成孔，該處理措施適用于塌孔十分嚴重旋挖鉆機無法成孔的樁基。具體處理措施為：用片石或性狀好的砂巖填滿至塌孔位置以上1m～2m，穩定兩周后，采用手控沖擊鉆機反復沖擊孔樁。在沖擊過程中，孔壁不斷受到擠壓而達到密實，使孔樁不再塌孔。

4.2? 可行性與經濟性比選

結合現場實際情況與上述處理方案，從可行性分析，川南城際鐵路橋梁樁基大部分采用旋挖鉆機鉆進成孔，進場設備無沖擊鉆，且沿線周邊無巖石和砂巖，從機械設備的準備、施工周期與施工材料等因素考慮，沖擊鉆沖擊成孔處理方案可行性不高，不適用于下元雙線特大橋樁基塌孔處理。

從經濟性分析，采用低標號混凝土回填既要浪費混凝土，又要二次開鉆，所需成本最高。泥漿護壁需開挖泥漿池造漿，且剩余泥漿需外運處理，成本次之。由于下元村雙線特大橋塌孔樁基基本位于地面以下0m～6m范圍內，現場所配備的護筒足以滿足埋設長護筒的條件，且長護筒可以重復利用，減少材料的浪費，施工完成后通過二次經營增加了一部分施工措施費用，從而使經濟效益達到最大，因此埋設長護筒方案最經濟可行。最終下元村雙線特大橋塌孔樁基全部采用埋設長護筒的方案進行處理。

5? 處理效果

通過埋設長護筒，將塌孔部位用鋼護筒護住，在旋挖機鉆進的過程中降低鉆機的鉆進速度與鉆斗的提升速度，防止因鉆進過快或鉆斗升降速度過快而擾動周圍土引起孔壁坍塌，同時也要注意及時用裝載機清走孔口的渣土，避免因孔口周圍渣土積累過多擠偏護筒和壓塌井壁。旋挖鉆鉆進成孔后及時灌注成孔，待混凝土初凝后將樁周圍的土挖掉拔出護筒以便護筒重復利用，這樣既不影響施工進度又保證了樁基的施工質量。最終下元村雙線特大橋1#-6#墩樁基按計劃時間節點順利完成施工任務，且樁基第三方檢測全部為I類樁。

6? 結束語

在不良地質條件下，樁基施工的塌孔現象較為普遍，往往延長了工期，增加了工程造價，制約了工程的順利進行。而造成塌孔的原因有很多種，塌孔處理方案要根據現場實際情況進行選擇，既要考慮施工進度又要節約工程成本，對癥下藥采取最合適的塌孔處理方案，確保樁基施工的順利進行。

參考文獻：

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