承压水地层段钻孔灌注桩施工技术

潘智武

(长沙市公路桥梁建设有限责任公司，湖南 长沙 410000)

1 工程实例

本工程为省道S107富新绵远河大桥危桥重建工程，位于四川省德阳地区绵竹市，跨越绵远河。该项目公路等级为一级公路，桥梁重建为拆除原有因四川汶川地震受损的14 m×30 m简支T梁桥，新建11 m×40 m简支T梁桥。全桥共分4联，桥面宽30.5 m，桩柱式墩台。0#～3#及9#～11#墩台位于河岸，4#～8#位于河床处；枯水期水深0.5 m，洪水期水深3 m。相关的工作人员依据地质勘测数据，在桩顶往下28～38 m间存在承压水。桥台桩径1.5 m，单根桩长58～60 m；桥墩桩径2.2 m，单根桩长60～64 m；每根桩基设计有40 m长的钢护筒穿过承压水区，采用钻孔桩施工。

2 承压水地层分类及对钻孔灌注桩施工的威胁

2.1 承压水水头高度超出地面

倘若在作业前无法明晰实际状况，并未针对性地防范举措，那么一旦钻孔钻到承压水层，其承压水从钻孔位置大量地涌到孔口，承压水层中的泥、砂、石灌入孔中，从而导致孔内严重坍塌。如果涌水的规模扩散，那就很难成孔。部分钻孔在逐渐掏出坍塌物之后，尽管可以钻到设计孔深，但是在灌注混凝土的过程中，如果混凝土面超出承压水层，那么伴随混凝土面渐渐上升，承压水逐渐沿着桩周将混凝土内水泥浆和一些沙子刷走，或者沿着上提的灌注导管往上转移，把导管周边水泥浆和一些沙子刷走就会构成一个过水通道，一直到灌注完成后，且在混凝土最终凝固之前，承压水构成的过水通道均会渐渐把周边的水泥和砂石刷走，接着就会导致桩身周边或者桩心出现较为显著的离析、冒水问题，同时承压水层上部桩体会受到较为严重的损害，此时就会成为废桩。

2.2 承压水水头上部地层存在强透水层

在对该地层进行成孔作业的过程中，常常会出现大面积漏水的问题，而如果钻孔深入至承压水层之后体现为涌水，那么在灌注混凝土完成之后，桩顶如果不冒水，却出现显著桩周离析的问题，沿着桩周或桩心上涌的承压水，通过强透水层渐渐流出，承压水层以上桩段明显受损，桩体依然属于废桩。

2.3 承压水水头高度超出地下水位线

在对该地层作业的过程中，很容易出现漏水、坍塌的问题，尤其是在设计期间，将承压水砂卵石层当作桩端持力层，在成孔之后尽管问题不显著，但是在灌注混凝土的过程中，如果承压水层到强透水层段，桩周混凝土或者桩心混凝土就会被刷出过水通道，产生较为严峻的威胁，而灌注完成之后却很难察觉到异常，如果相关的工作人员无法尽早察觉到下部桩身问题，那么就可能会引发更大的危害。

3 承压水地层引发钻孔灌注桩施工威胁的原因分析

首先，相关的勘察部门并未重视承压水对施工钻孔灌注桩带来的威胁，诸多的勘察文件对承压水的解释只是说明该层为承压水层，但是缺乏诸如水头高程、涌水量等参数，如此一来，就无法对工程提供相应的参照价值。其次，施工公司缺少大量关于承压水地层施工钻孔灌注桩的相关经验，因而在作业之前并未采取针对性地防范举措。第三，在作业过程中，一旦察觉到承压水涌出孔口，但是却无法在短时间内提出精准的分析评估，所以无法尽快采取措施进行处理，加深了威胁的程度。

4 承压水地层段钻孔灌注桩施工技术分析

4.1 钻孔前的准备工作

首先，相关的工作人员要科学布局泥浆池方位，在设置泥浆池时，需将其设置在筑岛填土坡脚2 m之外，这样就可以防止泥浆池渗漏水浸泡填土。倘若实地缺少地形条件，那么泥浆池就务必要安置在填土顶面，且针对泥浆池，相关的工作人员务必要做好防渗的工作，防止填土遭到泥浆池渗漏水的浸泡威胁，从而影响到土体平稳以及钻孔装置的顺利运作。其次，合理加工及埋设钢护筒。在选取钢护筒的过程中，要确保其结实耐用，不容易变形，且焊缝紧密不会漏水。如果钢护筒的直径相对很长，那么就要利用吊装装置配合埋设钢护筒，针对超出原地面的筑岛填土部分，相关的工作人员需要采取挖埋法，而针对原地面以下的部分，相关的工作人员要采取压入法。在埋设护筒的过程中，务必要精准测定钢护筒中心方位以及高度，护筒顶面中心以及设计桩位误差不可以大于5 cm，斜度不可以超出1%，由此确保有效桩长以及成桩质量。第三，相关的工作人员还需要准备好处置承压水流出的材料，尽可能地采用筑岛填土来均衡承压水的水头压力，一般情况下，在钻孔的过程中不会出现承压水流出的问题，不过考虑到地下地质及水文状况较为繁琐，所以会出现不可预见性，此时相关的工作人员要准备一定数量的砖渣、黏土以及纯碱等等，只要出现承压水流出的不良问题，那么就要在第一时间采取补救措施。

4.2 防控措施分析

在作业之前，相关的工作人员需要仔细地分析勘察报告，从而开展实地性的踏勘査访，全面地熟知地层和周边的作业环境，在了解承压水实际情形的过程中，需要预先熟知它们的水头高度、涌水量等参数，进一步分析对作业产生的影响，比如可能出现的危害等等，此时就要提供合理有效地防范举措，同时完成好技术、物资上的充分准备。一旦察觉到承压水地层会对工程带来的威胁，那么在选取成孔钻机的过程中，尽可能地不要采用循环钻机，而是要采取无循环钻孔的冲击钻机或者旋挖钻机，同时要综合勘察文件以及钻机特征，制定较为严密的施工预案。

5 结束语

综上所述，承压水地层对于基桩施工的威胁是极为显著的，而提前采取针对性的承压水地层段钻孔灌注桩施工技术以及措施可以减少危害程度，因而在后续的工作中，相关的施工人员务必要予以重视。