黃河易坍塌地層塌孔埋籠一種處理方案

　　摘要：鄭州黃河公鐵兩用橋主橋鉆孔樁施工地處細(xì)、中砂為主易坍塌地層，施工中雖采取了多種措施，但仍有個別樁鉆孔樁不能順利成樁，本篇文章即講述了，出現(xiàn)鉆孔樁塌孔埋籠的具體處理方案，最終通過該方案的設(shè)施，很好地完成了鉆孔樁的處理，縮短了鉆孔樁的處理施工，且鉆孔樁的處理效果顯著。該文對以后鉆孔樁處理提供了借鑒經(jīng)驗，具有較大的應(yīng)用空間，其經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　關(guān)鍵詞：塌孔埋籠；處理方案；效果顯著

　　Abstract: The main LiangYong bridge HuangHeGong Zhengzhou iron bored pile construction, mainly located in fine Zhongsha easy slump strata in the construction, although many of the measures taken, but still have the individual pile of bored piles can't well into piles, this article is about, the emergence of bored pile hole collapse of the specific treatment scheme is buried cage, ultimately through the scheme facilities, and perform well in the bored pile processing, shorten the processing of bored pile construction, and the processing of the bored pile efficacy. This paper drilling pile after processing provides experience, it has great practical space, the economic benefit is remarkable.

　　Key Words: hole collapse buried cage; plan to deal with; effective remarkable

　　中圖分類號：       TU473        文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A                      文章編號：

　　一、工程概況

　　鄭州黃河公鐵兩用大橋為石武鐵路客運專線及中原黃河公路大橋跨越黃河的共用特大橋梁。橋址地層以第四系河流相粉、細(xì)、中砂為主，其間多夾粉土、粉質(zhì)粘土薄層或透鏡體。自上而下可分為6大層：第①大層主要為人工填土和種植土；第②大層為全新沖擊上層（Q4al），巖性主要由軟塑的粉質(zhì)粘土、粉土、粉細(xì)砂組成；第③大層為全新沖擊下層（Q4al），巖性主要由中密狀細(xì)砂組成，夾粉質(zhì)粘土、粉土、中砂透鏡體；第④⑤⑥大層為更新統(tǒng)沖積層（Q3al），第④大層巖性主要由密實狀中砂、細(xì)砂組成，夾密實狀粉土透鏡體；第⑤大層巖性主要為硬塑狀粉質(zhì)粘土，夾細(xì)砂、粉土透鏡體，在里程DK650+900以北段缺失。第⑥大層巖性主要為密實狀粉土、中砂、硬塑狀粉質(zhì)粘土透鏡體。

　　水中墩為主橋2#～5#墩，均采用鉆孔灌注樁群樁基礎(chǔ)，每墩24根直徑為2m的鉆孔樁，樁長95m，鉆孔深度超過100m。保證大直徑水上鉆孔樁順利成孔，是本施工的一個難點。在施工過程中項目部成立了泥漿檢測小組以加強施工過程控制，定時對泥漿性能指標(biāo)進(jìn)行檢測，確保泥漿性能指標(biāo)滿足要求，同時在鉆孔鉆進(jìn)過程中保持孔內(nèi)水頭在地下水位線以上2.0m，以加強護(hù)壁，通過多種手段防止鉆孔樁塌孔。

　　二、塌孔埋籠

　　在鉆孔樁施工過程中，雖采取了多種手段和方法，但仍難以完全保證鉆孔樁的正常成孔和灌注，其中主橋5-5#鉆孔樁成孔后，即采用了JJC-1D型灌注樁孔徑檢測系統(tǒng)對孔深、孔徑、傾斜、沉渣厚度等進(jìn)行自動檢測，檢測結(jié)果均滿足設(shè)計及規(guī)范要求。待下放完鋼筋籠后，二清結(jié)束后即安裝水封導(dǎo)管，在導(dǎo)管安裝時發(fā)生塌孔，經(jīng)檢測塌孔位置孔深約30m處，導(dǎo)致鋼筋籠被埋無法拔起。

　　三、處理方案比選

　　針對鋼筋籠被埋無法拔起，項目部進(jìn)行了多種方案研究，具體情況如下：

　　第一種處理方案：利用射水沖砂，將塌陷的土體抽至孔外，提出鋼筋籠。該方法在粉砂地層中有很大的風(fēng)險，面臨再次塌孔的幾率很大。

　　在通過對第一種處理方案研究的基礎(chǔ)上，形成了第二種處理方案：利用注砂漿加固樁周土體，再利用射水沖砂，將坍塌土體抽出。該方法由于采用注漿技術(shù)，投入需大大增加。如果注漿太靠近鋼筋籠，很難保證注漿后鋼筋籠能被順利提出；注漿離開鋼筋籠太遠(yuǎn)，則鋼筋籠外壁的土體仍會坍塌，將造成擴孔、封孔材料浪費、成樁質(zhì)量較差。

　　第三種處理方案：利用冷凍土體的辦法，并采用沖擊鉆砸孔。該方法將會浪費較多時間，同時成孔后混凝土澆筑也會比設(shè)計量大很多，時間長且經(jīng)濟(jì)效益差。

　　通過比較分析，大膽提出第四種處理方案即采用小鉆頭掃孔，千斤頂頂升方法來提升被埋鋼筋籠。該方法具有以下幾個方面的優(yōu)點：

　　（1）該方案只需利用現(xiàn)有的鋼管樁、常規(guī)的穿心千斤頂即現(xiàn)有的鉆頭即可解決問題，減少了設(shè)備投入，縮短了處理工期，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　（2）處理效果好，處理后該樁位的成樁質(zhì)量有保證。

　　四、主要處理方法及步驟如下

　　1、鉆孔樁鋼護(hù)筒處理

　　采用振動錘再次插打鋼護(hù)筒，直至貫入度達(dá)到首次插打時的控制值，以免后續(xù)掃孔時在原穿孔位置再次穿孔。

　　2、回填鉆孔樁

　　采用細(xì)砂+粘土作為回填材料，這種材料密度大，可以防止繼續(xù)塌孔；粘土有利于重鉆時保持孔壁的穩(wěn)定，不至于再次發(fā)生塌孔。

　　3、靜置

　　在鉆孔樁回填完成后，不能立即進(jìn)行下步施工，需等待十五天左右，以等待孔內(nèi)土體穩(wěn)定（期間可以施工與其距離較遠(yuǎn)的其它樁基）。

　　4、掃孔

　　將鉆機對中（原中心線），利用原有鉆孔設(shè)備和一個直徑比設(shè)計鋼筋籠內(nèi)徑小20cm的小鉆頭安裝掃孔器（圖1）掃孔，鉆孔和掃孔同步。掃孔器采用打散的鋼絲繩固定在圓形鋼板上，上下共3排鋼絲繩，鋼絲繩直徑由下往上遞增，最下一層鋼絲繩的直徑比小鉆頭直徑略大，最上一層鋼絲繩的直徑略大于鋼筋籠直徑。小鉆頭可以將鋼筋籠內(nèi)的土體鉆動，掃孔器能將鋼筋籠上的土體及鋼筋籠外壁的土體擾動、清除，最終使鋼筋籠與孔壁脫離。

　　圖1 掃孔器結(jié)構(gòu)圖

　　在掃孔過程中必須保持內(nèi)外水頭差，確保泥漿濃度，防止再次塌孔，因此在掃孔過程中使用水泥調(diào)漿。

　　5、設(shè)置起頂點

　　在原有鉆孔樁護(hù)筒外側(cè)焊接4個牛腿，以便于鋼筋籠提升時，有較好的反力點。

　　6、提升鋼筋籠

　　考慮到鋼筋籠本身的變形，提升過程中要與孔壁發(fā)生摩擦，提升的力量將比其自重大。特在鋼筋籠頂口增焊48根吊裝鋼筋，吊筋上方與直徑為1.8m的小鋼護(hù)筒（與鋼筋籠直徑相同）焊接，在小鋼護(hù)筒底設(shè)兩根分配梁，下面置四臺千斤頂（圖2），千斤頂?shù)姆戳c位于鉆孔樁護(hù)筒牛腿處。吊裝鋼筋、千斤頂、兩分配梁的承載力均為鋼筋籠自重的10倍以上。千斤頂加壓頂起鋼筋籠。鋼筋籠被頂起一段距離后，與孔壁土體間的約束已很小，換用吊重能力為鋼筋籠自重2倍的龍門吊機將鋼筋籠提起，分階段拆除。

　　圖2 提升裝置布置圖

　　7、重鉆封孔

　　在鋼筋籠提出后，即用鉆孔樁的標(biāo)準(zhǔn)鉆頭重新掃孔，成孔后利用JJC-1D型灌注樁孔徑檢測系統(tǒng)對孔深、孔徑、傾斜、沉渣厚度進(jìn)行檢測，確保成孔質(zhì)量，重新下放鋼筋籠，灌注水下砼。

　　五、效果評定

　　該樁在監(jiān)理單位的監(jiān)督下經(jīng)第三方檢測后，被評定為I類樁，該處理方案取得了預(yù)期的效果，節(jié)約了成本，縮短了處理的時間，很好地解決了鉆孔樁施工中塌孔埋籠問題。

　　六、結(jié)束語

　　通過詳細(xì)的理論論證及工程實踐，可以認(rèn)為采用以上方案對鉆孔樁施工中發(fā)生的塌孔埋籠的處理是切實可行的，是非常成功的，取得了經(jīng)濟(jì)效益，同時也確保了鉆孔樁的成樁質(zhì)量。對以后類似事故的處理具有較高的借鑒和參考意義。