钻孔施工坍塌处理

钻孔施工坍塌处理

刘显涛

中交三公局二公司北京010000

【摘要】对于孔坍塌的处理，关键是要及时，争取在第一时间内完成。

【关键词】坍塌处理措施及时

工程概况：

青银高速公路黄河大桥段工地地处在黄河大桥南大堤的一侧，自古由于黄河水的冲刷及河道的演变，地下地质情况比较复杂。主河道内以亚砂土、粉砂土、亚粘土、粘土为主，场区地下水发育，地下水位主要为第四系潜水，含水层为亚砂土和砂土，对混凝土无腐蚀性。河道外侧是黄河水发水时淤积成的平原，在地表的地层地质情况就相对的稳定，地下水位在1.1~1.5m，在地面以下0.5~1.5m的范围内为地表有机质土层，3.0~5.0m的范围内为砂土亚砂土地层。

1.塌孔处理过程：

黄河大桥桩基的特点是数量多，桩径大，桩深，并且主墩的桩基有亚洲第一大桩之称，这在施工上有一定的难度，桩基施工时，护筒埋设在砂土层中。

在六月中旬到七月份，这段时间当地村民种植水稻，河道放水，水位很高，七八月份是汛期，雨水量特别大。这给施工增加了难度。

在钻机施工中，埋设护筒是成孔的关键工序之一。护筒的高度在1.5~2.5m之间，也就是护筒埋设在砂土亚砂土的土层中。当地的水位距地面2m左右，在地表以下的砂土亚砂土土层中，由于砂土的颗粒大，这种地层极不稳定，容易坍刘显涛塌，这就对护筒埋设要求更高。

在29#墩左B桩的施工，6月28日8：00成孔，并通过了监理工程师的验收，9：00点钟，吊车就位，开始提钻。因有别的原因，9：30分吊车被抽调到别处下钢筋笼子。到11：30分，提钻完成，因为没有吊车下钢筋笼子，提完钻之后就等待吊车，这期间孔内的泥浆发生沉淀，在孔口处的泥浆稠度降低，对孔壁的水头压力减小，并且当孔内的泥浆沉淀成清水以后，与地下水位连通，护筒底下部没有在粘土层中，而是在砂性土中，当护壁的泥皮和孔内水的压力以及孔壁砂子的摩擦阻力不能抵消护筒及砂子的自重时，就会发生塌孔。在6月29日早晨6：20分，当吊车就好位，准备吊钢筋笼子时，29#墩左B桩基发生塌孔，护筒沉陷。

塌孔后，项目部的技术人员赶到现场处理，准备采用两种方案。一是在塌陷范围较小，深度不大的情况下，采用重新埋置护筒的办法；二是在塌陷范围大，深度也较大的情况下，这种情况拖延了时间比较危险，只有把这个孔用粘土填掉，放置半个月以上才能重新开钻。

29#墩左B桩基护筒沉陷以后，马上组织人员把护筒吊出，迅速量出塌陷的深度是2.7m，塌陷宽度4.2m，用第一种方式处理可行。

先把护筒加长，必须把护筒插到塌陷的位置以下，原护筒是1.8m长，再接上一个备用的护筒1.6m长，护筒的总长度为3.4m，焊接好后，用钢筋在周边加固，然后用吊车把护筒平吊，轻放入孔中，此时护筒露出地面0.6m高，然后吊起两根钻杆放在护筒上平压，配合人力，把护筒下压插到塌孔位置以下，护筒上口距地面近0.2m。挂上护桩线定出桩位中心，用吊车起吊移动护筒，使护筒位置满足桩中心位置准确的要求。对好中心桩位后，用土袋装土，把装好土的土袋沿护筒周围对称填放，两边挤紧，使护筒不发生偏移，填土袋时始终都对称进行，大致填充到1.5m左右，使护筒底部被土袋挤压紧密，其余塌陷的部分用粘土填充。填充时不要贪图省力用机械直接往塌陷的坑里填土，这样容易使护筒受侧向力的挤压发生偏移。把粘土运到塌坑旁边，人工填充，采用对称的原则，把塌坑内填平，使坑内的泥浆排到泥浆池中。距地面0.5m左右，用些建筑垃圾或废料硬物填充压实。压实好后，钻机就可以重新就位了。在成孔验收时，量得孔深为72.5m，塌孔后，量得孔深为67.65m，孔内落物深度达5.15m，需要钻机重新就位，进行补钻，达到设计深度后再重新提钻。

29#墩左B桩孔处理及时，早晨6：30分塌陷，到中午14：20分就把护筒就位好，埋置完毕。整个处理过程用了将近8个小时，处理的十分成功，对施工没有造成任何不良的影响。

经过这次经历，为现阶段的桩基施工敲响了警钟。

2.坍塌的原因分析：

2.1护筒设置短，埋置太浅；

2.2周围封填不密实而漏水，或夯填不实水沿护筒渗透；

2.3操作不当，如提升钻头、冲击（抓）锥或掏渣筒倾倒，或放钢筋骨架时碰撞孔壁；

2.4泥浆稠度小，起不到护壁作用；

2.5泥浆水位高度不够，对孔壁压力小；

2.6向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁；

2.7在松软砂层中钻进，进尺太快。

事故处理的原则：

事故发生后，首先要在最短的时间内查明原因，弄清楚是由于那个环节出错而导致事故的发生，这就需要我们在事故全过程做好详细的施工记录，以备查找。查出原因后再合理确定处理方案进行处理。确定处理方案时要考虑到处理结果是否会影响其他的分项工程，如果对其他的分项工程有影响，还得进行论证、优化方案，直到影响减到最小。

3.防止塌孔的预防措施：

3.1护筒的长度视地质情况及土层的厚度而定：当地表层为粘土层且厚度在3米左右时，护筒长度在1.5~2.0米；当地表土层为砂性土时且厚度在3米左右时，护筒要加长，一直使护筒的刃角伸到粘土层中埋实；当地表土层为砂性土时且厚度大于3米时护筒的长度要在1.8~2.5米，并且在护筒的下面0.5米的砂土层换成粘土夯实，使护筒的刃角立在粘土层上；要求基坑直径比扩筒直径大30cm，以便有工作空间夯实；

3.2垂直下放护筒，就位对中，护筒外侧用粘土层层夯实，每层不超过20cm，一直填到地面，以免钻孔过程中护筒发生偏移、下沉等现象；

3.3所用的粘土过干时，洒少量的水润湿，以利于夯实。注意：粘土不要过湿，更不要用水浸泡，浸泡后粘土没有强度，对护筒的侧向挤压力变小，反而会使护筒下沉；

3.4成孔后，泥浆比重不要小于1.15；

3.5在钢筋笼子没有到场时，不要急于提钻；提钻后接着下钢筋笼子，时间间隔不宜过长。

3.6提钻后，往孔内加入泥浆，保持孔内水头压力；

3.7钢筋笼子焊接要迅速，监理检验合格后下放孔内，要接着安装下放导管，进行二次清孔，泥浆循环。

3.8二次清孔，把孔深清到设计深度，泥浆比重降到1.10左右，沉渣达到设计范围内。

4结束语：

钻孔桩施工工艺看似简单，但内涵相当丰富，且隐蔽性强，质量控制过程中出现问题处理相当困难，所以在施工中以预防为主，把塌孔的原因仔细分析清楚，针对每一个原因，预先制定好措施，以避免出现问题。我们还应继续积累经验，加强自身素质，结合工程建设法律、法规及施工技术规范、技术标准、施工合同技术条款等规定，争取在以后桩基施工中把质量控制得更好。