鉆孔樁鋼護筒打設(shè)變形原因分析及處理措施

第第頁鉆孔樁鋼護筒打設(shè)變形原因分析及處理措施鋼護筒打設(shè)底口變形（1）事故經(jīng)過某跨海大橋主橋96根鉆孔樁均設(shè)置內(nèi)徑3m的鋼護筒，每根護筒分為三段，第二段Q345c材質(zhì)的鋼護筒作為樁基結(jié)構(gòu)的一部分與樁基共同受力,進行涂層防腐處理，防腐年限要求不小于30年。主墩單根鋼護筒最長56.5m,護筒底標高50.0m，重103t左右。鋼護筒上、中、下三個節(jié)段均采用螺旋卷制，整根由三個節(jié)段環(huán)縫拼接組成，水運至施工現(xiàn)場后采用液壓震動錘沉放。由于施工區(qū)域覆蓋層淺,地質(zhì)情況復雜,鋼護筒沉放過程中存在較多不可預見的不利因素，導致鋼護筒沉入后產(chǎn)生底口變形。（2）事故原因主要原因包括：巖層變化起伏大，振動錘激震力過大，護筒內(nèi)支撐松動或脫落，護筒結(jié)構(gòu)設(shè)計不當，浮吊起吊和移動護筒時速度過快。（3）事故處理措施摸清實際地質(zhì)狀況，確定各墩位的地質(zhì)變化情況，了解各墩位處覆蓋層較淺和孤石不規(guī)則散布較多的特點。仔細查閱地質(zhì)勘探圖并結(jié)合棧橋鋼管樁施打時的入土情況做參考。減小振動錘激震力，將激震力控制在易使護筒產(chǎn)生應力變形的范圍內(nèi)（激震力≤5000KN），改雙錘并聯(lián)施震為單錘點振，根據(jù)貫入度的變化調(diào)整激震力。檢查護筒內(nèi)支撐狀況，保證護筒內(nèi)支撐的穩(wěn)固，護筒橢圓度檢測合格率為100%增加支撐的剛度，加強支撐與護筒連接處的焊接。重新設(shè)計護筒強化護筒底口剛度，減少變形機率，對護筒底口易變形增加豎肋及環(huán)箍。勻速起吊和移動護筒，避免底口的碰撞，控制起吊和移動速度，將焊接吊耳改成鋼絲繩捆吊的方式，水平起吊，然后在水中翻身。鋼護筒打設(shè)變形（1）事故經(jīng)過護筒變形是本橋海上鉆孔樁施工過程中發(fā)生最多、影響最大的事故。在處理護筒變形過程中又頻繁引發(fā)了漏漿塌孔、埋鉆、串孔和斷樁等事故。護筒變形集中發(fā)生在南、北航道橋主塔墩：北航道橋兩個主塔墩共有鉆孔樁52根，發(fā)生變形的護簡計13根；南航道橋主塔墩共有鉆孔樁38根，發(fā)生變形的護筒計14根。護筒變形后卡鉆高度在護筒底口以上1~11m不等。（2）事故原因護筒變形的主要原因：一是護筒的壁太薄,其壁厚與直徑之比僅為1/172；二是淤泥質(zhì)黏土層內(nèi)摩擦角僅3°~4°，土壤處于流動狀態(tài)，土壓力很大。根據(jù)實測資料，護筒端部環(huán)向壓應力已達38~96MPa，而按薄壁圓管非彈性屈曲環(huán)向臨界應力計算,其屈曲臨界應力為50~71MPa。在土壓力作用下護筒的環(huán)向應力已達到屈曲臨界應力,護筒因環(huán)向失穩(wěn)而變形。圖2.1-5護筒入土范圍地質(zhì)示意圖（3）事故處理措施護筒變形后鉆頭不能通過，因此必須切除其變形部分(對于直徑較小、人土較淺的護筒最好拔出重打)。從地質(zhì)條件分析，淤泥質(zhì)亞黏土層必須要設(shè)置護筒才能進行正常鉆孔施工。因此，在護筒變形部分被切割后，必須另設(shè)護筒或形成相當于護筒的圍幕，在淤泥質(zhì)黏土層中，任何局部性的加固措施都存在很大的風險，都不能夠保證鉆孔樁的施工安全。在切割護筒變形部分以后，曾經(jīng)采用過多種局部加固辦法使鉆孔施工不漏漿、不塌孔，但最成功最可靠的辦法，還是在原護筒內(nèi)另設(shè)套管,或采用旋噴樁形成圍幕。（4）經(jīng)驗教訓本橋在灘涂區(qū)鉆孔樁施工、海上大型施工平臺和圍堰施工海水泥漿的使用和鉆孔樁孔底壓漿等方面均取得了成功，并積累了寶貴的經(jīng)驗。經(jīng)自平衡法檢測,鉆孔樁承載力均滿足設(shè)計要求。施工中有些事故雖然可以避免，但鉆孔樁施工工序多，時間長，發(fā)生事故的