田聰

(四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司，成都，611130)

麥聯(lián)大橋樁基施工中存在的問題及處理方法

田聰

(四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司，成都，611130)

以黃金坪水電站省道S211復(fù)建公路工程Ⅲ標(biāo)段麥聯(lián)大橋?yàn)槔?，闡述了麥聯(lián)大橋樁基施工中常見的問題分析及處理方法，根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》和施工圖設(shè)計(jì)文件相結(jié)合，通過對(duì)麥聯(lián)大橋樁基施工中常見的問題進(jìn)行分析和處理，確保了麥聯(lián)大橋樁基施工進(jìn)度和施工質(zhì)量。

麥聯(lián)大橋 樁基施工 問題分析 處理方法

1 工程概述

黃金坪水電站省道S211復(fù)建公路起于四川省甘孜州康定縣姑咱鎮(zhèn)上游羊廠溝口附近，接現(xiàn)有省道S211公路K247＋000m，終點(diǎn)位于大渡河上游野壩村現(xiàn)有S211公路K231＋060m附近，路線全長12.7km。其中，麥聯(lián)大橋全長1433m，橋面寬9m，由3－16m一聯(lián)和4－16m一聯(lián)鋼筋混凝土連續(xù)板梁和31跨40m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T梁組成。板梁樁基樁直徑為2m，樁長25m～35m；預(yù)應(yīng)力T梁樁基直徑為2.2m，樁長30m～51m，全橋總共設(shè)計(jì)樁長2835.5m。

麥聯(lián)大橋橫跨大渡河左右兩岸，橋位區(qū)上覆表層土為第四系沖洪積漂石土、卵石土，揭露厚度為34.79m～36.30m(未揭穿)，上部密度松散，中下部為稍密～中密。下伏基巖為晉寧－澄江期第三期中性侵入巖之江咀石英閃長巖體，具中細(xì)粒半自形斑晶結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)。強(qiáng)風(fēng)化閃長巖單軸飽和抗壓強(qiáng)度為49.6MPa，屬較堅(jiān)硬巖，弱風(fēng)化閃長巖單軸飽和抗壓強(qiáng)度為49.4MPa～78.9MPa，為堅(jiān)硬巖。

2 樁基施工中常見問題及處理

2.1 塌孔

在沖孔樁施工過程中容易發(fā)生塌孔的問題，孔內(nèi)水位突然下降，孔口冒細(xì)密的水泡，出渣量顯著增加而不見進(jìn)尺，錘頭沖擊不穩(wěn)等，都是發(fā)生塌孔的前兆。麥聯(lián)大橋在樁基施工過程中，多根樁基出現(xiàn)了塌孔現(xiàn)象。

2.1.1 產(chǎn)生塌孔的原因分析

(1)泥漿相對(duì)密度不夠及其它泥漿性能指標(biāo)不滿足施工要求，使孔壁未形成堅(jiān)實(shí)泥皮；

(2)出渣后未及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充合格的泥漿；

(3)河水上漲，孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水，或錘頭通過砂礫等強(qiáng)透水層，孔內(nèi)水流失等，造成孔內(nèi)水頭高度不夠；

(4)護(hù)筒埋置太淺，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸濕泡軟，或錘頭提起過高而直接接觸在護(hù)筒上，由于沖擊使孔口坍塌，擴(kuò)展成較大坍孔；

(5)在松軟砂層中錘擊進(jìn)尺太快；

(6)清孔后泥漿相對(duì)密度、粘度等指標(biāo)降低，且清孔操作不當(dāng)，清孔時(shí)間過久或清孔停頓時(shí)間過長，清孔完成后未及時(shí)灌注混凝土；

(7)吊入鋼筋骨架時(shí)碰撞孔壁。

2.1.2 塌孔的預(yù)防和處理措施

(1)在松散粉砂土或流砂中沖孔時(shí)，應(yīng)控制進(jìn)尺速度，選用較大相對(duì)密度、粘度、膠體率的泥漿或高質(zhì)量泥漿，隨時(shí)檢測泥漿相對(duì)密度、粘度、含砂率、膠體率等泥漿性能指標(biāo)，不滿足施工要求時(shí)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，確保泥漿各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足施工需求；

(2)發(fā)生孔口坍塌時(shí)，可立即拆除護(hù)筒并回填孔口，重新埋設(shè)護(hù)筒再?zèng)_；

(3)如發(fā)生孔內(nèi)坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘質(zhì)土(或砂礫和黃土)混合物到坍孔處以上1m～2m，如坍孔嚴(yán)重時(shí)應(yīng)全部回填，待回填物沉積密實(shí)后再行鉆進(jìn)；

(4)清孔時(shí)應(yīng)指定專人補(bǔ)漿(或水)，保證孔內(nèi)必要的水頭高度，清孔完成后及時(shí)進(jìn)行混凝土灌注施工；

(5)吊入鋼筋骨架時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔中心豎直插入，嚴(yán)防觸及孔壁。

2.2 偏孔問題

2.2.1 產(chǎn)生偏孔的原因

(1)沖孔中遇有較大的孤石或探頭石(斜坡巖面)；

(2)在有傾斜的軟硬地層交界處，巖面傾斜沖進(jìn)；或者粒徑大小懸殊的砂卵石層中沖進(jìn)，錘頭受力不均；

(3)沖孔樁機(jī)底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷、位移，鉆孔時(shí)錘頭擺動(dòng)偏向一方。

2.2.2 產(chǎn)生偏孔的預(yù)防及處理方法

(1)安裝沖孔樁機(jī)時(shí)要使底盤、底座水平，起重滑輪緣、固定錘頭的鋼絲繩的卡孔和護(hù)筒中心三者應(yīng)在一條豎直線上，并經(jīng)常檢查校正；

(2)當(dāng)發(fā)現(xiàn)錘頭沖擊不穩(wěn)時(shí)(左右擺動(dòng))應(yīng)停止沖擊，查看是否是發(fā)生偏孔，如果發(fā)生偏孔及時(shí)處理；

(3)當(dāng)發(fā)現(xiàn)有偏孔時(shí)，先查明偏孔原因及偏孔大小。如果是由于錘頭沖擊到孤石或探頭石(斜坡巖面)時(shí)，要及時(shí)向孔內(nèi)回填塊石，回填到高出巖面1m時(shí)再?zèng)_擊，如此反復(fù)回填、沖擊，直到孔位滿足設(shè)計(jì)要求后，才恢復(fù)正常鉆孔施工。

2.3 掉錘落物

2.3.1 產(chǎn)生掉錘落物原因分析

(1)該樁位位于前期沙場范圍內(nèi)，淘沙作業(yè)開挖最大深度約為5m左右，承包人在圍堰筑島填筑時(shí)高度約7m左右，且筑島填筑料下部大部分為河道中開采砂石料。該材料結(jié)構(gòu)松散，填筑過程中水下部位無法夯實(shí)，導(dǎo)致填筑體結(jié)構(gòu)松散，自穩(wěn)性極差，承包商無法將鋼護(hù)筒下至填筑底部，導(dǎo)致麥聯(lián)大橋16－1＃和16－2＃分別施工至35m和38m時(shí)發(fā)生孔口坍塌，導(dǎo)致施工鉆頭被埋。強(qiáng)行提錘時(shí)由于錘頭被埋較深，使鋼絲繩超負(fù)荷或疲勞斷裂；

(2)錘頭與鋼絲繩連接不牢。

2.3.2 掉錘落物預(yù)防措施及處理方法

(1)開沖前應(yīng)先檢查各接頭是否連接穩(wěn)定；經(jīng)常檢查錘頭、鋼絲繩和連接裝置，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)更換；

(2)掉錘后應(yīng)及時(shí)摸清情況，若錘頭被沉淀物或坍孔土石埋住，應(yīng)首先清孔，使打撈工具能接觸錘頭；

(3)備好備用電源，防止突然停電導(dǎo)致錘頭被泥漿、泥沙等沉淀物掩埋，錘頭無法提出。

2.4 梅花孔(或十字孔)問題

麥聯(lián)大橋5＃樁基在沖孔樁沖擊時(shí)，沖成的孔不圓，形成了梅花孔或十字孔。

2.4.1 形成梅花孔原因

(1)泥漿相對(duì)密度和粘度過高，沖擊阻力太大，錘頭轉(zhuǎn)動(dòng)困難；

(2)操作時(shí)鋼絲繩太松或沖程太小，錘頭剛提起又落下，鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間不充分或轉(zhuǎn)動(dòng)很小，改換不了沖擊位置；

(3)有非勻質(zhì)地層，如漂卵石層、堆積層等易出現(xiàn)探頭石，造成局部孔壁凸進(jìn)，成孔不圓。

2.4.2 預(yù)防辦法

(1)選用適當(dāng)粘度和相對(duì)密度的泥漿，并適時(shí)掏渣；

(2)用低沖程時(shí)，每沖擊一段換用高一些沖程沖擊，交替沖擊修整孔形；

(3)出現(xiàn)梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填鉆孔，重新沖擊，直到成孔滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 卡錘

在進(jìn)行麥聯(lián)大橋樁基施工時(shí)，2＃、3＃、4＃、6＃樁基均出現(xiàn)了卡錘問題。

2.5.1 產(chǎn)生卡錘的原因分析

(1)沖孔形成梅花形，錘頭被狹窄部位卡住；

(2)孔口掉下石塊或其它物件，卡住沖錘；

(3)在粘土層中沖擊沖程太高，泥漿太稠，以致沖錘被吸?。?/p>

(4)鋼絲繩松放太多，沖錘傾倒，頂住孔壁；

(5)樁基地質(zhì)情況不均勻，靠山側(cè)圍巖相對(duì)較為堅(jiān)硬，另一側(cè)圍巖強(qiáng)度相對(duì)較弱，鉆機(jī)沖孔時(shí)鉆頭容易朝一側(cè)傾斜，導(dǎo)致卡錘。

2.5.2 產(chǎn)生卡錘的處理方法

(1)當(dāng)為梅花樁時(shí)，若錘頭向下有活動(dòng)余地，可使錘頭向下并轉(zhuǎn)動(dòng)直徑較大方向提起鉆頭。也可松一下鋼絲繩，慢慢提起錘頭，有可能將錘頭提出；

(2)卡錘不宜強(qiáng)提以防坍孔。宜用由下向上頂撞的辦法，輕打卡點(diǎn)的石頭，有時(shí)使錘頭上下活動(dòng)，也能脫離卡點(diǎn)或使掉入的石塊落下；

(3)用較粗的鋼絲繩帶打撈鉤或打撈繩放進(jìn)孔內(nèi)，將沖錘勾住后，與大繩同時(shí)提動(dòng)，或交替提動(dòng)，并多次上下、左右擺動(dòng)試探，有時(shí)能將錘頭提出；

(4)在打撈過程中，要繼續(xù)攪拌泥漿，防止沉淀埋錘頭；

(5)用其它工具，如小沖錘、小掏渣筒等下到孔內(nèi)沖擊，將卡錘的石塊擠進(jìn)孔壁；

(6)試用水下爆破提錘法，將防水炸藥或自制火藥包(小于1kg)放于孔內(nèi)，沿錘的滑槽放到錘底，而后引爆，震松卡錘，然后提拉錘頭；

(7)用以上方法提升錘頭無效時(shí)，可采用潛水員下到卡錘處，將卡錘的石塊或其它物體慢慢取出，然后再用較大的鋼絲繩套住錘頭將其鉆頭提出。

2.6 沖孔漏漿

在進(jìn)行麥聯(lián)大橋樁基施工時(shí)，1＃、13＃、14＃、15＃、16＃、17＃樁基均出現(xiàn)了沖孔漏漿問題。

2.6.1 產(chǎn)生漏漿原因分析

(1)樁基地質(zhì)條件較差，樁基位置為覆蓋層或松散堆積體，樁基底部存在裂隙。在透水性強(qiáng)的砂礫或流砂中，特別是在有地下水流動(dòng)的地層中沖進(jìn)時(shí)，稀泥漿向孔壁外漏失；

(2)護(hù)筒埋置太淺，圍堰回填土夯實(shí)不夠，致使刃腳漏漿；

(3)護(hù)筒制作不良，接縫不嚴(yán)密，造成漏漿；

(4)水頭過高，水柱壓力過大，使孔壁滲漿。

2.6.2 產(chǎn)生漏漿的處理辦法

(1)凡屬于第一種情況，使用較粘稠或高質(zhì)量的泥漿沖孔。沖擊樁基可加稠泥漿或回填粘土摻片石、卵石反復(fù)沖擊增強(qiáng)護(hù)壁；

(2)屬于護(hù)筒漏漿的，如果接縫處漏漿不嚴(yán)重，可用棉絮堵塞，封閉接縫；如果漏水嚴(yán)重的，應(yīng)挖出護(hù)筒，修理完善后重新埋設(shè)。如果護(hù)筒埋置太淺，圍堰回填土夯實(shí)不夠，致使刃腳漏漿的，應(yīng)對(duì)護(hù)筒進(jìn)行加長加深，護(hù)筒埋深至少穿過圍堰填筑范圍。

2.7 灌注混凝土?xí)r斷樁

2.7.1 首批混凝土封底失敗

2.7.1.1 事故原因和預(yù)防措施

(1)由于計(jì)算錯(cuò)誤，使導(dǎo)管下口距離孔底太高或太低。太高了使首批混凝土數(shù)量不夠，埋不了導(dǎo)管下口(1m以上)，太低了使首批混凝土下落困難，造成泥漿與混凝土混合。一般要求導(dǎo)管底部距離孔底在50cm左右。

預(yù)防措施:準(zhǔn)確計(jì)算每節(jié)導(dǎo)管的長度，并編號(hào)記錄，復(fù)核孔深及導(dǎo)管總長度。也可將拼裝好的導(dǎo)管直接下到孔底，相互校核長度，然后再將導(dǎo)管提出孔底50cm左右；

(2)由于計(jì)算錯(cuò)誤，造成首批混凝土數(shù)量不夠，埋管失敗。

預(yù)防措施:根據(jù)樁孔直徑、樁孔孔底至導(dǎo)管底端間距(一般為50cm左右)、導(dǎo)管初次埋設(shè)深度(≥1m以上)、導(dǎo)管內(nèi)徑(一般為 200mm～350mm)以及導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外壓力所需的高度(一般控制在2m～6m)等，認(rèn)真計(jì)算和復(fù)核首批混凝土數(shù)量；

(3)首批混凝土和易性太差，翻漿困難，或坍落度太大，造成離析。

預(yù)防措施:嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制好混凝土和易性。試驗(yàn)人員加強(qiáng)對(duì)砂石骨料、水泥、外加劑等原材料的質(zhì)量控制，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行拌制，控制好拌合時(shí)間，同時(shí)要求加強(qiáng)對(duì)混凝土出機(jī)口和現(xiàn)場的塌落度檢查，確保灌注時(shí)混凝土的和易性、塌落度以及強(qiáng)度等性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求；

(4)導(dǎo)管密封性差，在首批混凝土灌注后，由于外部泥漿壓力太大，滲入導(dǎo)管內(nèi)，造成混凝土與泥漿混和。

預(yù)防措施:灌注水下混凝土前，要求先對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密承壓試驗(yàn)，待導(dǎo)管內(nèi)有壓氣體全部排出，導(dǎo)管內(nèi)無氣泡冒出時(shí)再進(jìn)行混凝土灌注施工。

2.7.1.2 處理辦法

首批混凝土封底失敗后，應(yīng)立即快速撥出導(dǎo)管，立即清孔，待清孔完成后，重新進(jìn)行水下混凝土灌注施工。

2.7.2 供料和設(shè)備故障使灌注停工

2.7.2.1 事故原因和預(yù)防措施由于設(shè)備故障，混凝土材料供應(yīng)問題造成停工較長時(shí)間，使混凝土凝結(jié)而斷樁。

預(yù)防措施:施工前應(yīng)提前對(duì)混凝土拌和設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢查，保證使用時(shí)拌和設(shè)備正常運(yùn)行，確?；炷恋陌韬湍芰M足現(xiàn)場施工需求。對(duì)于混凝土運(yùn)輸設(shè)備，要求運(yùn)輸能力務(wù)必滿足現(xiàn)場灌注混凝土的施工需求，最好多備用一臺(tái)運(yùn)輸設(shè)備。灌注混凝土前要求提前上報(bào)事故應(yīng)急預(yù)案，確保樁基混凝土灌注順利施工。

2.7.2.2 處理方法

(1)如果樁基在灌注過程中，因供料不及時(shí)導(dǎo)致導(dǎo)管內(nèi)混凝土堵塞，無法正常灌注混凝土，此時(shí)可采取迅速拔出堵塞導(dǎo)管，重新安裝導(dǎo)管插入已灌注的混凝土內(nèi)，立即組織進(jìn)行重新接樁灌注施工；

(2)斷樁距離地面較深，考慮提起鋼筋籠后重新成孔，斷樁距離地面較淺，可采用接樁；

(3)如原孔無法利用，則回填后采取補(bǔ)樁的辦法。

2.7.3 導(dǎo)管撥空、掉管

2.7.3.1 事故原因和預(yù)防措施

(1)由于測量和計(jì)算錯(cuò)誤，致使灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管撥空，導(dǎo)管內(nèi)充滿泥漿；或?qū)Ч苈裆钸^少，泥漿涌入導(dǎo)管。

預(yù)防措施:應(yīng)認(rèn)真測量和復(fù)核孔深、導(dǎo)管長度，并做好相應(yīng)的測量記錄。對(duì)導(dǎo)管埋深長度隨時(shí)進(jìn)行測量，保證導(dǎo)管埋深在2m～6m范圍內(nèi)，適當(dāng)取保守?cái)?shù)值；

(2)導(dǎo)管接頭連接不符合要求，導(dǎo)管掛住鋼筋籠，強(qiáng)拉而拉脫等導(dǎo)致掉管。

預(yù)防措施:每次拆管后應(yīng)仔細(xì)重新連接導(dǎo)管接頭，導(dǎo)管埋深較大時(shí)應(yīng)及時(shí)拆管。

2.7.4 灌注過程中混凝土上升困難、不翻漿

2.7.4.1 事故原因

(1)混凝土供料間隔時(shí)間太長，灌注停頓，混凝土流動(dòng)性變??；

(2)混凝土和易性太差；

(3)導(dǎo)管埋深過大；

(4)灌注將近結(jié)束時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高減小，超壓力降低；

(5)管外的泥漿及所含渣土稠度增加，相對(duì)密度增大。

2.7.4.2 補(bǔ)救措施

(1)隨時(shí)對(duì)導(dǎo)管埋深進(jìn)行檢測，只要導(dǎo)管埋深超過2m就可以提升導(dǎo)管，減少導(dǎo)管埋深；

(2)提高導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高，在灌注混凝土?xí)r隨時(shí)上下提升晃動(dòng)導(dǎo)管；

(3)在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土。

3 結(jié)語

綜上所述，針對(duì)麥聯(lián)大橋樁基施工中所面臨的特殊水文和地質(zhì)條件，采取各種施工辦法，從而有效地解決了麥聯(lián)大橋樁基施工過程中遇到的塌孔、偏孔、掉錘落物、梅花孔、卡錘、沖孔漏漿、灌注混凝土?xí)r斷樁等一系列難題，確保了施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，為以后處理類似樁基施工問題提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。目前，黃金坪水電站省道S211復(fù)建公路工程麥聯(lián)大橋已按照設(shè)計(jì)要求施工完成，所有的每道施工工序均按照《大渡河黃金坪水電站S211線復(fù)建公路兩階段施工圖設(shè)計(jì)》、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》等進(jìn)行檢查驗(yàn)收，并按照《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)每個(gè)分項(xiàng)、分部工程進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定；樁基無損檢測全部滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，橋梁荷載試驗(yàn)各項(xiàng)參數(shù)均滿足要求，試驗(yàn)合格，于2014年11月16日已正式投入使用。

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2095－1809(2016)05－0075－04

田聰(1974－)，男，貴州省沿河縣人，大本，注冊(cè)監(jiān)理工程師，高級(jí)工程師，主要從事水利水電工程建設(shè)監(jiān)理工作。