桥梁钻孔灌注桩施工中坍孔的处理措施

宋军强

【摘 要】桥梁钻孔桩施工大部分在有水河道内进行，施工中由于受到河水的冲刷、工作面狭窄、水压影响筑岛稳定、地下水位相对较高、河床淤泥厚、砂卵石地质等不利条件的影响，施工难度会比较大，因而更容易发生坍孔的现象。本文针对阿尔及利亚贝佳亚高速公路项目，首先说明了桥梁钻孔灌注桩施工中发生坍孔的危害及原因，然后分析了桥梁钻孔灌注桩施工中坍孔的预防措施，最后探讨了发生坍孔后的处理措施。

【关键词】桥梁；钻孔灌注桩；坍孔；护筒；钢筋笼

一、桥梁钻孔灌注桩施工中发生坍孔的危害及原因

（一）危害

在终孔后下钢筋笼和灌注水下混凝土过程中，如果孔内水位忽然上升，溢出护筒，随即突降并冒出气泡；钻孔中出渣量显著增加而不进尺；钻机负荷显著增加等现象均表明是坍孔。如果不及时处理，将给工程质量带来隐患，进而影响桥梁整体的施工质量。

（二）原因

在桥梁施工的过程中，钻孔灌注桩出现坍孔的原因主要有以下几个方面：

1.在钻进的过程当中，碰到了通透性高的土质，例如卵石层、砂砾层等，导致孔内泥浆快速散失，继而使得水头下降，引发坍孔。

2.泥浆的质量存在问题，粘度和比重等主要性能不符合要求，难以筑成相对牢固的泥皮护壁，继而造成坍孔。

3.护筒的埋设深度过浅，下部孔口出现严重的漏水问题，在长时间的浸泡下变软，遇到来自外界的强大冲击力而导致坍孔。

4.钻孔的速度过快也会导致出现坍孔的现象，尤其是在土质松软的地方，钻孔的速度过快导致孔壁因振动塌陷，继而诱发坍孔。

5.在进行清孔的过程当中，未采取循序渐进降低泥浆比重的方式，孔内泥浆的粘稠度急剧下降，另外，清理后停歇的时间比较长也会引发坍孔。

6.钢筋骨架的下放操作不当，在下放的过程当中，钢筋骨架碰撞孔壁，造成坍孔。

二、桥梁钻孔灌注桩施工中坍孔的预防措施

（一）从内因着手

1.护筒埋设要符合规范要求。

护筒埋设必须注意护筒顶端高度和底端埋设深度以及护筒本身质量。护筒除了具有固定桩位、引导钻头作用外，还具有保持孔内水位（泥浆）高出地下水位或施工水位一定高度，形成孔内向孔壁的静水压以维护孔壁免于坍塌的作用。护筒顶高出地下水位或施工水位的高度要求与钻孔方法、地层情况有关。采用反循环钻孔方法时，护筒顶应高出地下水位或施工水位2.0m以上，采用正循环钻孔方法时，应高出1.0～1.5m以上。这时要注意护筒设有缺口时，护筒高度应从缺口底端算起，另外注意当地质不良（如松散的粉砂、细砂等砂类土），容易坍孔时，应比同类钻孔方法而地质好不易坍孔时的孔内水头要提高0.5m以上。

2.护壁泥浆的配制和泥浆池的准备。

泥浆配置应注意比重、粘度指标的控制；配置泥浆原材料的选用等。泥浆除了具有浮悬钻渣的作用外，同时在钻孔中，由于泥浆相对密度大于水的相对密度，故护筒内同样高的水头，泥浆的静水压力比水大，由于静水压力的作用泥浆可在孔壁形成一层泥皮，阻隔孔外渗流，因此具有保护孔壁免于坍塌的作用。泥浆比重性能应根据钻孔方法和地质情况确定，地质情况不好、孔径大、孔深时取高限。河道内施工要取泥浆比重高限，即1.45。泥浆配置原材料必须选用高质量的红粘土，要求泥浆具有较高粘度和较低的含率。泥浆池在河道内安置要根据筑岛面积大小综合考虑，但要注意泥浆池四周和底部不能漏水，更不能与河水串通，以防止泥浆比重减小。

（二）从外因着手

1.机具的选用。河道内施工，要选用小型设备。减少压力，减小震动，灵活机动。

2.钻孔方法的选用。宜采用正循环钻孔方法，而不用反循环钻孔方法。这是因为；一是对孔内水头高度要求不同，反循环比正循环要求偏高，增加了筑岛和护筒长度，这是因为前者的泥浆相对密度要求小于后者，需要较高的水头来弥补泥浆相对密度小而使孔壁侧压力减小的损失，以维护孔壁稳定。二是对孔壁的保护作用不同。正循环的泥浆是从钻杆内压入而从钻杆外的孔壁内上升至孔口，泥浆对孔壁有一个向上的流动分力，有助于孔壁的稳定；而反循环的泥浆是由孔口向下流动至孔底，再由钻杆中心吸上，泥浆下流时对孔壁增加了坍塌的可能性，这也是反循环孔内水头要求较高的原因之一。

3.钻孔过程。要始终保持足够的水头高度和合适的泥浆比重。在粘性土中钻进时，泥浆密度、粘度均可小些；在砂土中钻进时，为了避免或减少孔壁坍塌，要求泥浆密度、粘度均较粘土中钻进时大些。无论在什么地层钻进，无压钻进空转速度不能过快、过久。

4.清孔。清孔主要方法有掏渣清孔法、换浆清孔法、抽浆清孔方法、喷射清孔法。不论采用何种清孔方法，在清孔时，必须注意保持孔内水头，以防止坍孔。正循环宜采用换浆法，因为孔内仍为泥浆护壁，不易坍孔。

5.下钢筋笼。下钢筋笼要稳，不能冲击孔壁。钢筋笼下完后，不要直接搭设在护筒上。

6.灌注混凝土。应尽量避免机器设备震动，始终保持足够水头。争取在最短时间内完成。

三、发生坍孔后的处理措施

（一）钻孔时坍孔

判断坍孔的具体位置，如果出现护筒下陷或是歪斜的问题，且其周围伴有大量的裂缝，可认定为钻孔浅部坍塌，此时需要采用粘土进行回填施工，随后再继续进行钻孔作业。

如果坍孔的位置比较深，回填到坍孔的位置即可，同时适当提高水头，重新调整泥浆的比重，随后可继续钻进。如果坍孔情况非常严重，应当在坍孔现象发生后的第一时间采用粘土进行回填，暂停钻进，静置稳定一段时间，且明确具体的坍孔原因后再重钻。

（二）灌注混凝土时坍孔

如果坍孔情况比较轻微，立即暂停灌注，应查明原因，采取相应的措施。如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔；然后用吸泥机吸出坍人孔中的泥土，如不继续坍孔，可恢复正常灌注，灌注时间间隔应当<2h。

如坍孔仍不停止或坍塌部位较深且严重，尽可能地将钢筋笼拔出，再尽快以黏土掺砂砾回填，力求保住孔位地层少受扰动，等填土时机成熟后，重新钻孔成桩。

四、结语

综上，在桥梁钻孔灌注桩施工的过程中，坍孔是比较常见的问题，在每个施工环节均有可能出现，不利于桥梁施工的正常进行。鉴于此，需要在明确桥梁施工钻孔灌注桩坍孔原因的基础上，采取具有针对性的预防措施，防患于未然，然而从根本上杜绝或减少坍孔现象的发生。

参考文献：

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