浅谈桂林地区冲击钻孔灌注桩施工中常见故障预防与处理

唐雄兵

摘 要:桂林地区溶洞、溶槽发育,岩层上伏层一般为砂砾或砂层且夹杂着流塑软土层。因为能有效地克服不良地质缺陷而进入完整岩层且设备简单、施工方便、适应范围广、适应性强、承载能力大、技术成熟、工艺可靠等特点,钻孔灌注桩在岩溶地区普遍使用,但在钻进成孔过程中,常发生钻孔故障,本文就施工中遇到的坍孔、钻孔偏斜、卡钻等常见故障,结合作者的实践经验,就原因分析、预防措施、处理措施方面进行探讨。

关键词:桂林地区冲击钻孔灌注桩钻孔故障处理方法

中图分类号:U445.551 文献标识码:A 文章编号:1674-198X(2012)05(a)-0129-01

当前,在桂林地区的桥梁建设中经常采用钻孔灌注桩的基础形式,而在钻孔灌注桩中,冲击钻孔灌注桩以其适用各类土层、成孔较快、故障率低、操作便捷及维护简单的优点得以广泛的应用。桂林地区除龙胜、资源等少数县或地区外都属于典型的喀斯特溶岩地貌,河流下面常伴随有大量的溶沟、溶洞甚至地下暗河,这类地质情况给冲击钻孔灌注桩的施工带来许多麻烦和问题,在此,根据本人在冲击灌注桩施工建设方面的一点经验,谈一谈在冲击钻孔灌注桩施工中一些常见故障的预防与处理。

首先是塌孔。我们在桂林地区全州、灌阳和兴安等几个县的桥梁钻孔灌注桩施工中都遇到过此类问题。在成孔至岩层后会常遇到一些大小不一的溶洞,若遇到溶洞较大,则当冲锤打穿岩层进入溶洞时,孔内泥浆涌入洞内造成孔内泥浆面突然下降(有时候下降几米),孔内泥浆压力骤然降低,此时砂砾层段的桩孔很容易造成塌孔。因此,我们在此类地质情况的冲击钻孔灌注桩施工中,砂砾层的桩孔部分全段使用钢护筒,这样在遇到溶洞泥浆面突然下降时由于钢护筒的保护不会出现塌孔。若遇到的溶洞太大且里面充满淤泥或水,或者遇到暗河时,则桩孔整段都须使用钢护筒。例如,灌阳文市大桥加宽改建工程中的8#墩灌注桩的施工中便遇到了一个18深的大溶洞,最后成桩便是采用了整条桩全钢护筒到底的方案。

若是在龙胜、资源等非喀斯特地貌的地方,由于其地质情况比较均匀简单(砂砾层下面基本就是均匀的岩层,没有溶洞)就没用过多使用钢护筒了。如在龙胜至三江二级路的各大桥冲孔桩施工中,砂砾层段都只是孔口部分使用了钢护筒,砂砾层段都是利用泥浆进行简单的泥浆护壁,护壁效果都不错,成孔顺利快捷。但是,若砂砾层太厚,仅靠简单的泥浆护壁是很危险的,必须采取其他的护壁措施。如全沙线灌阳观音阁大桥加宽工程,桥位处砂砾层特别厚(几十米以上),设计桩基大都是二十几米深的摩擦桩,桩身整体都处在砂砾层中,像这样的桩孔若仅仅采用泥浆护壁是非常危险的,但若桩孔全段都采用钢护筒护壁则将大大增加工程造价,权衡利弊后我们采用了泥浆加水泥护壁的方法,既在冲击钻孔时除加入粘土外还加入一定量的水泥,经实践证明此方法护壁效果非常好,所成桩孔都没发生塌孔现象,且对比全钢护筒的方法节约了大量资金。

其次是偏锤。在喀斯特地貌的地方,桩孔在冲击成桩的过程中遇到笋状岩石、岩石突变处、溶沟及溶洞边缘等这类地质情况时,就出现孔内部分是岩石部分是砂砾或其他软弱地质的情况,此时冲锤着力不均匀就极易造成偏锤现象。处理偏锤现象的常用方法就是向孔内抛填片石和粘土,然后用冲锤减力缓缓冲击。但有时遇到岩石太硬或者软弱部分比较松软,仅采用抛填片石和粘土的方法不能奏效,我们就采用先往桩孔浇注部分混凝土填平软弱处,待混凝土达到一定强度后再重新进行冲击,此方法的效果不错。

再者是卡锤。当桩孔遇到笋状岩石、岩石突变处、溶沟及溶洞边缘发生偏锤时,若桩孔已较深,冲锤晃动厉害,很容易发生冲锤卡住的情况。卡锤发生后,不能强提冲锤,应轻轻提一下松一下,反复多次,锤头若卡得不紧的话则一会锤头就会松动。这样处理不行,就用专门准备的钩、抓工具钩住冲锤上预留的孔洞,按以上方法反复轻提和松力,以松动冲锤。若这样仍然不行,则要采用非常规的方法了。我们在一根桩基的施工中遇到卡锤情况,冲锤一直无法松动,我们用测绳测桩孔多个方向的深度明确了冲锤的倾斜方向和锤尾卡住的位置,然后用小剂量的防水炸药放到锤尾卡住的位置,在起爆炸药的同时桩机提起冲锤。爆炸法对相关操作人员的经验素质要求比较高。

还有就是在混凝土灌注过程中的堵管。当混凝土堵管时,可用结实的长杆对喂料斗和导管内的混凝土进行冲捣或用振动棒进行振捣。另外,还有就是利用钻机将喂料斗和导管进行重复一提一放的震动；但震动时特别要注意的就是震动过程中必须始终保证导管口处于混凝土面的最小埋置深度以下,否则就容易出现断桩。如果通过以上办法后堵管仍未处理好,此时若混凝土面已离孔口不深,则可将导管拔出,以后对未浇注好的桩段装模后接桩进行普通混凝土浇注；此时若混凝土浇注不多,钢筋笼仍可拔出,则应立即拔出导管和钢筋笼,吸出已浇注的混凝土,重新进行清孔和灌注；此时若已浇注大量混凝土,钢筋笼无法拔出,而混凝土面离孔口距离较深,又无法装模接桩,那只有拔出导管后换用比钢筋笼直径略小的冲锤把已浇注好的桩段冲掉,最后拔出钢筋笼,清孔后重新灌注。

另外还有一点是需要注意的,那就是在旧桥加宽工程中,要注意桩孔在冲击成孔时的冲击力对旧桥的影响,特别是那些基础未坐落在基岩上的连拱老桥。在成孔过程中,应每天定时对桥梁基础或桥墩固定一点进行高程测量,并对每跨拱圈进行仔细观察看是否有新裂纹出现,还可在旧桥老裂纹处用强力胶粘上无弹性的观测纸条(若纸条断裂说明裂缝在发展)；若发现冲击对旧桥有影响时应立即停止桩孔的冲击成孔,并将情况上报有关部门改用其他成孔方法或进行其他方式的处理。

以上所述仅为本人在冲击灌注桩施工建设中的一些个人经验和见解,不免有许多偏颇和不足之处,请大家予以批评和指正。