橋梁鉆孔灌注樁施工中常見難點(diǎn)解決措施

1、cheng橋梁鉆孔灌注樁施工中常見問題處理措施鉆孔灌注樁是利用不同專業(yè)鉆孔機(jī)具，在地基的土石中造成一個直徑為圓形鉆孔，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后， 將鋼筋骨架掉入鉆孔中，然后通過安放在孔中的導(dǎo)管，直接在水中進(jìn)行混凝土的灌注作業(yè)，從而形成一棵 較粗糙的圓柱式樁基礎(chǔ)。由于其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡便等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于公路橋梁建設(shè)及 其他工程領(lǐng)域。橋梁鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，鉆孔、灌注混凝土都是在水下進(jìn)行的，影響鉆孔灌注樁施 工質(zhì)量的因素很多，如何有效的避免鉆孔過程中出現(xiàn)鉆頭掉落和灌注水下混凝土過程中發(fā)生斷樁等現(xiàn)象， 杜絕混凝土夾渣、不均勻等質(zhì)量弊病，發(fā)生施工質(zhì)量問題后如何恰如其分的處理以確保整個工程質(zhì)量

2、是路 橋人一直探討的問題，筆者結(jié)合自己的工程實(shí)踐，對橋梁鉆孔灌注樁施工中常見質(zhì)量問題的處理措施進(jìn)行 歸納總結(jié)，以供同仁交流。1鉆孔過程中常見問題及處理偏斜孔鉆機(jī)安裝時，支撐不好、樁孔地質(zhì)構(gòu)造不均勻等因素引起鉆機(jī)整體或鉆頭在鉆孔過程中發(fā)生偏斜，導(dǎo)致偏 孔。偏斜孔根據(jù)成因不同處理措施如下： 因鉆機(jī)傾斜造成的應(yīng)先移開鉆機(jī)，檢查鉆孔壁情況，如鉆孔壁比較穩(wěn)定，則應(yīng)加固施工范圍內(nèi)的地基或加大鉆機(jī)的支撐面積，而后，重新安裝鉆機(jī)恢復(fù)施工；鉆孔壁隨時有坍塌可能的，應(yīng)將鉆孔回填至原地面， 待地層靜止穩(wěn)定后重新開始鉆孔。地質(zhì)構(gòu)造不均勻引起的，先分析清楚巖層走向，爾后采用適當(dāng)?shù)幕靥盍希ㄒ话銥槠诱惩痢⒓儔A、鋸末等組

3、成的混合物）將鉆孔回填至計(jì)算確定的高程處，靜止一段時間后恢復(fù)施工?？字行钠钚∮?0的，靜止12h后可以繼續(xù)鉆孔。孔中心偏差大于20的，應(yīng)根據(jù)情況靜止2h以上，待地層沉積穩(wěn)定后恢復(fù)鉆孔 施工。穿過傾斜巖層過程中應(yīng)采用自重較大的復(fù)核式牙輪鉆、沖擊鉆慢速鉆孔。卡鉆鉆孔經(jīng)過巖層分界面時相鄰巖層強(qiáng)度差別較大、操作中未及時根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整鉆頭的行程等原因引起“卡鉆”現(xiàn)象。針對發(fā)生“卡鉆”的原因采取相應(yīng)的方法處理：由于“探頭石”引起的卡鉆可適當(dāng)往下放鉆頭，然后，強(qiáng)力快速往上提，使“探頭石”受瞬間沖擊縮回，從而順利提起鉆頭。元磨高速 K12+381譚家灣大橋3-1號樁施工中發(fā)生此類卡鉆現(xiàn)象，采用此方法處理順

4、 利提起鉆頭。因鉆頭穿過巖層突變處導(dǎo)致的卡鉆，優(yōu)先采用水下爆破的方法處理。在巖層中此方法容易奏效，砂土地層中不宜采用此方法。由于機(jī)械故障導(dǎo)致鉆頭在濃泥漿中滯留時間過長造成鉆頭無法提升的現(xiàn)象，應(yīng)采取插入高壓水管置換泥漿的方法進(jìn)行處理?？s孔縮孔在飽和性粘土、淤泥質(zhì)黏土，特別是流塑性狀態(tài)土層中特有的現(xiàn)象，起原因是此類地層含水量高、塑 性大，鉆頭經(jīng)過后鉆孔壁回縮，導(dǎo)致鉆孔的直徑小于設(shè)計(jì)的樁直徑。一般采用塊、卵石回填，然后用重量 較大的沖擊鉆沖擊，擠緊鉆孔孔壁的辦法處理；或者采用在導(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金葉片進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 清理。掉鉆由于機(jī)械故障、鋼絲繩斷裂、孔壁坍塌等因素造成鉆頭落入孔底的現(xiàn)象通常稱“掉

5、鉆”。發(fā)生掉鉆后應(yīng)及 時采取恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行打撈。如孔壁穩(wěn)定，則直接用鉆機(jī)起吊“打撈器”入孔進(jìn)行打撈。如孔壁出現(xiàn)局部坍塌將鉆頭埋沒且大部分鉆孔壁處于穩(wěn)定時，應(yīng)先加大孔內(nèi)泥漿的濃度，將旋轉(zhuǎn)鉆頭放入安全的深度范圍攪動泥漿以加強(qiáng)鉆孔壁，而后，采用“氣舉法”清除鉆頭上的沉積土和淤泥，確認(rèn)鉆頭 已露出后再實(shí)施鉆頭的打撈工作。鉆孔壁隨時有繼續(xù)坍塌的可能，先在孔內(nèi)安裝長鋼護(hù)筒、攪拌樁維護(hù)、chengcheng帷幕法等方法加固鉆孔壁，然后打撈鉆頭。2水下混凝土灌注中出現(xiàn)問題的對策封底失敗由于首批混凝土數(shù)量過小、孔底沉渣厚度大等原因?qū)е率着炷凉嘧⑷肟缀螅磳?shí)現(xiàn)水下混凝土封底的 現(xiàn)象稱為封底失敗。封底失敗后，應(yīng)

6、立即暫停灌注，及時對孔內(nèi)已灌注的混凝土進(jìn)行清理。地層穩(wěn)定性較好的，應(yīng)采取導(dǎo)管內(nèi)安裝高壓風(fēng)管進(jìn)行二次清孔的方法將已灌注的混凝土清理干凈，重新請示監(jiān)理檢查，符合規(guī)范要求后可以重新開始水下混凝土灌注。地層穩(wěn)定性差或高壓清孔的方法不能奏效則應(yīng)及時拆除導(dǎo)管、拔除鋼筋籠，將鉆機(jī)安裝到位，將未灌注的混凝土部分鉆孔回填，待地層沉積穩(wěn)定后用沖擊鉆清除已灌注的混凝土，達(dá)到孔底設(shè)計(jì)標(biāo)高后，請示監(jiān) 理檢查合格后進(jìn)行水下混凝土灌注?？ü芤蚧炷梁鸵仔圆?、混凝土中含有大塊骨料或受潮凝固的水泥塊、灌注混凝土沖擊力不足等原因?qū)е滤?混凝土灌注過程中無法繼續(xù)進(jìn)行的現(xiàn)象統(tǒng)稱為“卡管”。由于混凝土質(zhì)量造成的導(dǎo)管堵塞，可以少量（根

7、據(jù)堵管前測量及計(jì)算的導(dǎo)管埋深結(jié)果，保證導(dǎo)管最小安全埋深確定）提升導(dǎo)管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土數(shù)量而后快速提升再迅速下放，以沖 擊疏通導(dǎo)管的方法進(jìn)行處理。由于混凝土沖擊力不足造成的，應(yīng)及時加長上部導(dǎo)管的長度，而后，以一次性較大量混凝土沖擊灌注達(dá) 到疏通導(dǎo)管的目的。采取“二次吹球法”進(jìn)行處理。具體操作方法：將導(dǎo)管插入已灌注混凝土中0.50.8m ,而后按照水下封底的方法實(shí)施二次封底。如以上幾種方法處理不能奏效應(yīng)立即停止，認(rèn)為已斷樁。斷樁由于灌注中提升導(dǎo)管失誤、混凝土供應(yīng)中斷（下雨、停電、機(jī)械故障等）或?qū)Ч苈┧仍驅(qū)е聦?dǎo)管中已灌注的混凝土與導(dǎo)管的混凝土隔斷，無法繼續(xù)灌注的現(xiàn)象稱為斷

8、樁。在灌注過程中認(rèn)定發(fā)生斷樁事故后，應(yīng)立即停止繼續(xù)灌注，提拔導(dǎo)管和鋼筋籠，盡量將損失減少到最小，并采取以下方法處理：斷樁截面位置處于設(shè)計(jì)樁全長三分之一以下時，一般采取沖擊鉆清除已灌注部分，再實(shí)施原位恢復(fù)。元磨高速K18+610窯平大橋3-1#樁在設(shè)計(jì)樁長約5米處（約全樁長四分之一）處發(fā)生斷樁，采用此方法進(jìn)行 處理效果很好。 斷樁截面位置處于設(shè)計(jì)樁全長三分之二以上且距離孔口深度不大于10m時，先進(jìn)行鉆孔壁加固，而后進(jìn)行鉆孔樁的接長比較經(jīng)濟(jì)。斷樁截面位置處于設(shè)計(jì)樁全長三分之一與三分之二之間的，應(yīng)對各種處理方法進(jìn)行對比，選擇經(jīng)濟(jì)、可行的處理方法。墩（臺）布置有條件，樁布置改變造成損失較小的，應(yīng)積極與

9、設(shè)計(jì)單位聯(lián)系爭取變更設(shè)計(jì)， 元磨高速公路K10+298金山立交橋4-1#樁在設(shè)計(jì)樁全長約二分之一處發(fā)生斷樁，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位確定后，將4-1#樁用C15片石外回填至原地面線 （報廢該樁）,同時，把原4棵小1.2m樁基礎(chǔ)改為3棵小1.5m樁基礎(chǔ)， 節(jié)約了工期，減少了施工單位的損失；樁布置無法改變但可以加樁的，最好由設(shè)計(jì)單位提供增加樁方案， 實(shí)施增加基樁；不具備以上兩類情況的一般應(yīng)及時采取沖擊鉆處理后原位恢復(fù)。 樁長大于40m的樁出現(xiàn)斷樁情況，應(yīng)對處理方案詳細(xì)論證后再行實(shí)施，切勿盲目操作以免帶來較大損失。2.4鋼筋籠上浮由于鋼筋籠的加固不可靠或灌注過程中操作因素帶來的鉆孔樁鋼筋籠移位現(xiàn)象統(tǒng)稱為鋼筋籠上

10、浮。發(fā)現(xiàn)鋼 筋籠上浮。應(yīng)立即停止灌注，采取以下措施進(jìn)行處理：對于鋼筋籠上浮在1倍直徑以下的可采取有效防止上浮的措施后繼續(xù)灌注。懸吊鋼筋焊縫脫落的，應(yīng)及時補(bǔ)焊；懸吊鋼筋彎曲的情況應(yīng)增加鋼管支撐。鋼筋籠上浮比較嚴(yán)重的必須拔出鋼筋籠，比照斷樁處理。3灌注樁成樁后發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷的處理 chengcheng樁長小于設(shè)計(jì)要求樁長小于設(shè)計(jì)要求的缺陷可以分為兩類：第一類處理樁頭后，混凝土頂面高程小于設(shè)計(jì)要求；第二類鉆孔底部沉積的虛渣在清理時未清理干凈導(dǎo)致樁全長小于設(shè)計(jì)或嵌入基巖深度小于設(shè)計(jì)。針對以上情況分別采取以下相應(yīng)措施處理：樁頂高程小于設(shè)計(jì)要求的原因是混凝土終孔時控制失誤，應(yīng)采取開挖接長的方法處理。接長施

11、工前，先清理干凈混凝土以上的浮渣和松散混凝土等，將頂面人工鑿修平整。爾后，在護(hù)筒防護(hù)下開挖接長部分的樁孔。接長部分樁孔直徑應(yīng)大于設(shè)計(jì)鉆孔直徑40,深度從平整后混凝土面向下不小于接長部分樁孔的直徑的1倍。開挖后，將原灌注的混凝土表面清理干凈，灌注混凝土至設(shè)計(jì)位置。接長部分混凝土的強(qiáng)度應(yīng)比 原設(shè)計(jì)提高一個等級，新舊混凝土的結(jié)合面必須作好混凝土的接茬處理。因鉆孔底部沉積物未清理干凈造成的樁全長小于設(shè)計(jì)現(xiàn)象處理難度較大。一般可在爭取設(shè)計(jì)單位同意的前提下，采取樁底部壓漿或者高壓注漿處理。樁體混凝土不連續(xù)由于灌注過程中，發(fā)生孔壁局部坍塌餓雜物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在樁體形成夾層導(dǎo)致鉆孔樁混凝土

12、不連續(xù)。對于此類問題，應(yīng)積極與設(shè)計(jì)單位協(xié)調(diào)采取合理措施處理。對于鉆孔樁底部混凝土夾渣的情況，采取底部壓漿或高壓注漿的方法處理。樁體的少量夾層或不連續(xù)，用小型沖擊鉆鉆一系列小直徑的孔進(jìn)行置換清理泥漿和雜物（鉆孔直徑60-75,樁中心一個孔，其余 34個孔分布在以樁中心為圓心，直徑在450左右的圓周上），清理后進(jìn)行高壓注漿處理。此方法處理費(fèi)用較高，元磨高速K15+417.6南溪河大橋5-3#樁采用此方法處理，費(fèi)用達(dá) 15萬元。 對于夾層較嚴(yán)重的，在在鉆孔樁中心處鉆一個直徑75孔探明缺陷范圍。而后以樁中心為圓心，采用沖擊鉆鉆直徑80100的孔，而后人工入孔清理，清理結(jié)束后，灌注高強(qiáng)混凝土。此類樁的處

13、理費(fèi)用較高，會 給施工單位造成很大損失。綜上所述，鉆孔樁的處理方法很多，難度也較大，無論采用什么先進(jìn)的方法處理都將對工程的進(jìn)度、質(zhì)量 及施工企業(yè)的信譽(yù)帶來不可忽視的影響。因此，我認(rèn)為在鉆孔樁施工中必須加強(qiáng)施工人員的質(zhì)量意識，責(zé) 任到人，層層把關(guān)，作到每個工序嚴(yán)格按照規(guī)范操作，水下混凝土灌注統(tǒng)一指揮、緊張有序，對可能出現(xiàn) 的問題制定切實(shí)有效的防范措施，盡最大努力杜絕事故發(fā)生。我國公路隧道塌方段治理方法1、工程概況某隧道為分離式隧道，設(shè)計(jì)凈空斷面為14.0mX5.0m,曲墻復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)。按新奧法施工，進(jìn)出口段采用大管棚、超前小導(dǎo)管、型鋼支撐或超前錨桿、鋼格柵拱架成洞。隧道特點(diǎn)：隧道地處丘陵地貌，

14、山坡坡度約為 1030 ,植被較發(fā)育。中部山脊走向接近 南北向，未見崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。隧道巖層走向與隧道軸線大角度相交，間有斷裂及向斜構(gòu)造分布， 巖層層理、裂隙發(fā)育較全，易產(chǎn)生坍塌和掉塊。隧道進(jìn)出口段處見風(fēng)化凹槽，地層巖性為砂土狀及碎塊 狀強(qiáng)風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r層，厚度大、地層滲透系數(shù)大，屬強(qiáng)過水通道，水量豐富。洞室埋深淺，大部分處于 埋深小于40m的淺埋地段。側(cè)壁易失穩(wěn)，拱部無支護(hù)時易產(chǎn)生坍塌。隧道地下水主要風(fēng)化層孔隙裂隙水 和基巖裂隙水，受大氣降水及地下水側(cè)向補(bǔ)給，水量貧乏，但隧道中部的構(gòu)造斷裂帶位于小山谷旁，富水 性較好?？辈炱陂g對鉆孔進(jìn)行穩(wěn)定水位恢復(fù)觀測，未見涌水等地下水發(fā)育跡象，但隧道

15、大部分穿行于粉砂 巖、泥巖區(qū)，層理裂隙發(fā)育，且本隧道發(fā)育有多條斷裂帶，為潛在的良好透水帶。2、塌方產(chǎn)生原因chengcheng地質(zhì)因素隧道工程屬地下工程，地質(zhì)情況千變?nèi)f化，施工過程中受各種不可預(yù)見的地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)構(gòu)造 的影響巨大。公路隧道工程受多變的地質(zhì)條件影響，如遇到地下水、巖溶、斷層破碎帶、高地應(yīng)力、巖爆、 瓦斯、偏壓淺埋、膨脹土等條件，使施工難度大，安全性差；而且公路隧道開挖跨度大，單洞三車道隧道 開挖跨度達(dá)16m,形狀扁平，且防水要求高，加之受勘查水平及其他很多相關(guān)因素的制約，這些無疑加大 了公路隧道的施工難度和塌方事故產(chǎn)生。此隧道中地層巖性為砂土狀及碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r層，厚度大、

16、地層滲透系數(shù)大，屬強(qiáng)過 水通道，水量豐富。水滲入圍巖使軟化系數(shù)大的巖石強(qiáng)度降低，結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度減小，導(dǎo)致塌方。洞室 埋深淺，大部分處于埋深小于 40m的淺埋地段。塌方處地表人工采土開挖范圍較大，未采取防護(hù)措施。設(shè)計(jì)因素公路隧道工程設(shè)計(jì)方法當(dāng)前主要有工程類比法、理論計(jì)算法及現(xiàn)場監(jiān)控法等，這些方法又以工 程類比法運(yùn)用得最為廣泛。在設(shè)計(jì)過程中若對圍巖判斷不準(zhǔn)或情況不明，從而設(shè)計(jì)的支護(hù)類型與實(shí)際要求 不相適應(yīng)，也是導(dǎo)致施工中產(chǎn)生松馳坍塌等異?，F(xiàn)象的原因，而且設(shè)計(jì)中的地質(zhì)勘查周密詳盡與否也是造 成施工塌方事故產(chǎn)生的誘發(fā)甚至主導(dǎo)因素。施工因素施工中的不規(guī)范施工也是導(dǎo)致塌方的重要因素之一。目前，中國公路隧

17、道施工隊(duì)伍的技術(shù)、管 理及施工水平參差不齊，加之一些建設(shè)環(huán)節(jié)的操作不規(guī)范，有的施工企業(yè)及人員對新奧法原理缺乏深入學(xué) 習(xí)、認(rèn)識、研究和應(yīng)用，導(dǎo)致不規(guī)范施工現(xiàn)象較為普遍。認(rèn)識因素不可否認(rèn)的是，“不塌方、不賺錢”的觀念目前還在一定范圍內(nèi)存在。有些施工單位及施工人 員甚至期盼著塌方，從而增加工程量或者設(shè)計(jì)變更以帶來更大的施工利潤。另一方面，“地質(zhì)工作是設(shè)計(jì) 人員的任務(wù)，而不是施工人員的事” 這一傳統(tǒng)觀念致使減弱甚至忽略了施工過程中的地質(zhì)勘測及預(yù)報工作， 從而也加大了施工塌方事故產(chǎn)生的可能性。3、隧道塌方處理方法塌方事故發(fā)生后，及時對塌方體進(jìn)行處理，對塌方體表面噴一層20厚的C25早強(qiáng)混凝土并掛網(wǎng)將塌方

18、體封閉，然后進(jìn)行超前小導(dǎo)管注漿預(yù)支護(hù)加固、穩(wěn)定圍巖。針對現(xiàn)場塌方的實(shí)際情況，對受塌方影 響的初期襯砌裂縫地段進(jìn)行加固，并及時施作二次襯砌，對塌方體進(jìn)行加固處理，對地表進(jìn)行封閉。開裂、侵限段落的加固處理塌方事故直接影響初期支護(hù)拱體長達(dá)7m- 19m拱頂初期支護(hù)下沉變形較大，出現(xiàn)多條較大裂縫。為了防止塌方范圍繼續(xù)擴(kuò)大，以及防止前端的初期襯砌支護(hù)下沉變形加大，對初期襯砌裂縫地段采取了如 下加固措施：(1)對樁號初期襯砌裂縫地段的初期支護(hù)，拱部增設(shè)徑向。chengcheng50X5小導(dǎo)管，呈梅花型布置，間距為100X 100。施工后及時注漿以加固圍巖，防止洞室周圍圍巖塑性區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)展。通過監(jiān)控量測結(jié)果

19、可以看出小導(dǎo)管注漿后圍巖變形減少，達(dá)到了預(yù)期的效果。(2)先對每板型鋼拱腳底部每側(cè)各施打向下為45。的兩根3.5m。長注漿小導(dǎo)管鎖腳，然后用工字鋼做臨時支撐，工字鋼(或槽鋼)做底梁。待鋼支撐施工完畢 后，設(shè)水平橫向支撐形成環(huán)，工字鋼用25鋼筋縱向連接，環(huán)向間距為 100.工字鋼按70間距安裝，加設(shè)楔形硅墊于噴射混凝土與型鋼之間塞縫。(3)未塌方段由于受到塌方體的影響，緊鄰塌方體10m范圍內(nèi)的周壁圍巖發(fā)生較大變形，嚴(yán)重侵占了二次襯砌規(guī)定的 5-10,最薄處只有40o為了確保二襯尺寸，對侵限地段已經(jīng)施工完畢的工字鋼支 撐進(jìn)行了抽換。抽換采取間隔抽換，型鋼更換后，對侵入二襯范圍的噴射外進(jìn)行鑿除，滿足

20、設(shè)計(jì)初支厚度 后進(jìn)行重新補(bǔ)噴，然后再進(jìn)行二襯的正常施工。塌方整治總體方案塌方體圍巖結(jié)構(gòu)屬 V級圍巖，塌方體厚度為 8m- 17m高度為36m,塌方空腔較大。在處理、加 固好未塌方段后，在做好隧道地表排水和保證安全的前提條件下，按照下列方案和工藝過程進(jìn)行塌方體處 理。加強(qiáng)對塌方體的監(jiān)控量測對洞周塌方范圍進(jìn)行定時、定位的觀測，隨時掌握塌方體動向，并將現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析， 以便對圍巖穩(wěn)定進(jìn)行分析，修正和完善搶險方案。洞內(nèi)塌方影響段處理(1)對塌方體表面噴一層 20厚的C25早強(qiáng)混凝土并掛網(wǎng)將塌方體封閉，保持塌方體穩(wěn)定。應(yīng) 在塌方體下部打入50X5鋼花管，以利塌方體內(nèi)排水工作。(2)在塌方影響段內(nèi)采用89X6超前注漿鋼花管，環(huán)向、縱向間距分別為50、100,扇形布置，外寸f角為15、30、45 ,長度為18mo(3)待塌方體注漿固結(jié)強(qiáng)度及超前支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，方可對塌方段進(jìn)行開挖。嚴(yán)格采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑，必要時加上下臺階法進(jìn)行掘進(jìn)，逐段清理塌方體并開挖到設(shè)計(jì)輪廓線后，隨即噴射5混凝土，架設(shè)22a工字鋼支撐(間距為50)。并用注漿小導(dǎo)管鎖腳(每處施做兩根3.5m長，50X5小導(dǎo)管), 必要時可施工臨時仰拱(現(xiàn)澆 20厚C20硅)，鋼支撐架設(shè)后應(yīng)立即復(fù)