桥梁钻孔灌注桩施工中塌孔的处理措施

□张国明（平顶山市湛河区农林水利局）

□朱克斌 □范晓柯（平顶山市农田水利技术指导站）

在桥梁钻孔灌注桩施工中遇到较厚的沙卵石地层时，容易发生塌孔现象，针对这种情况，在施工中采取适当的技术措施和工艺保证措施，可有效防止这一事故的发生。下面以平顶山湛河开发路一桥钻孔灌注桩施工过程中塌孔的处理过程为例，阐述钻孔灌注桩在砂卵石地层施工过程中塌孔的处理措施。

1.工程概况

平顶山市开发路湛河一桥位于平顶山市区东部的湛河河段上，全桥总长200m，主桥为不对称单塔单索面部分斜拉桥，跨径组合为20m+20m+88m+72m，北段引桥为两跨20m预应力混凝土空心板，主塔下部采用钢筋混凝土双墙薄壁墩，基础采用群桩承台，承台下为15根直径1.8m深54m的钢筋混凝土钻孔灌注桩。桩基位于湛河主河槽内偏南，钻孔机械为DW-200型旋挖钻。

2.问题的提出

钻孔灌注桩施工时段为8-9月，正逢汛期，河水水位较高。自8月27日至9月6日，在主塔承台下受力桩钻孔过程中出现塌孔多次，其中3-3#轴线桩在浇筑混凝土过程中塌孔，致使钢筋笼在孔中也未能完全拔出。出现事故后立即停工整顿，查找原因。

3.原因分析

经过参建各方认真总结分析，认为塌孔原因有以下几方面：

3.1 桥址地质情况不良。根据地质报告和实际钻孔记录情况，砂卵石层埋深较浅，位于钻孔垂直剖面的上部，在施工作业面以下8～23m，砂卵石层厚度达15m，卵石含量高达70%，平均粒径8～10cm，最大粒径40cm；在接近钻孔底部处有1层砂岩，厚度约2m。

3.2 钻孔使用的泥浆比重偏小、粘度不够，形成的孔壁泥皮厚度和强度不够，孔内外水头差小，孔内泥浆水头不稳定。

3.3 钻孔施工过程中阴雨连绵，致使孔口护筒以下土层松软变形；同时桩位位于湛河主河槽内，又逢水库汛期泄洪防水，致使湛河水位较高。

3.4 钻孔过程中，成孔中间环节施工安排不紧凑，向孔内补充泥浆不及时，进尺速度没有根据不同地层情况合理控制。

4.处理办法

针对塌孔事故参建各方成立了“塌孔紧急处理小组”，及时咨询有关专家，多方查找塌孔原因，认真分析、研究、筛选处理方案，最后提出处理办法如下：

4.1 改进成孔措施

4.1.1 护筒埋设牢固，加强孔口保护，护筒埋置深度由原来的4m加深到6m。确保施工期护筒内泥浆水平面标高要不低于外围地下水位2m。

4.1.2 在砂卵石层钻进时，采用高速旋转钻头、低进尺的钻进办法，合理控制进尺速度，使孔壁形成均质、致密的泥皮。砂卵石层钻进速度由原来的5m/h减小到3m/h。

4.1.3 起落钻具要匀速，避免猛放猛提；钢筋笼吊放时要注意位置准确，缓慢均匀，随时调整笼身的垂直度，避免钢筋笼倾斜或摆动碰撞孔壁。

4.2 采用优质泥浆

4.2.1 调整泥浆配比，加入适量的外加剂，改善泥浆性能，提高形成泥皮的固壁效果。采用钠质膨润土造浆，同时在泥浆中加入水解聚丙烯胺、水解聚丙烯氰钾盐、中性羧甲基纤维素、纯碱、NKHM堵漏剂等外加剂。在成孔过程中,膨润土在自重压力作用下,向孔周的土体发生渗透,失去部分水分,使靠近土体泥浆变稠,静切力增加,在泥浆外加剂共同作用下，最终形成强度高、护壁效果好的均质、致密泥皮。调整后的泥浆基本配方性能指标为：密度 1.2g/cm3,粘度 21s，pH=9。

4.2.2 专人配置泥浆，严格按照指标进行泥浆配制；专人负责向孔内补浆，发现孔内泥浆水头下降，及时向孔内补浆，保持孔内泥浆水头比孔外水位高2m以上，保证孔内泥浆水面标高变幅不超过0.5m。

4.3 加强施工现场管理，使施工过程中各个环节紧凑合理，尽量缩短工序间的停顿时间，把人为因素降到最小限度。

按照上述办法改进后，桩基施工过程进展顺利，虽然施工过程中又遇多次大雨、白龟山水库放水（湛河为白龟山水库泄水渠），再没有出现过塌孔事故。

5.结语

在灌注桩施工中，遇到砂卵石等不良地层时，可通过改进成孔工艺，采用优质粘土造浆，合理紧凑安排钻孔、换浆、清孔、浇筑等中间过程，尽量缩短施工过程各个环节的停顿时间等项保证措施，可有效的避免塌孔事故的发生。