摘要：本文結合昆明至玉溪鐵路擴能改造工程西河二水庫特大橋鉆孔樁施工的具體情況,介紹水庫區松軟土層鉆孔樁施工塌孔、護筒下沉、擴孔等問題所采取的處理方案，為以后類似土層的鉆孔施工提供參考。

　　關鍵詞：鉆孔灌注樁,松軟土層,塌孔,長鋼護筒跟進

　　1、概述

　　西河二水庫特大橋位于玉溪市郊，跨越西河二水庫，地勢復雜，溝壑眾多，地表植被發育旺盛。基礎采用Φ1.5m鉆孔樁。其中6-25號墩位于庫區，每墩設12根樁基礎，均為摩擦樁。為配合鐵路施工，庫區蓄水已排出。庫區內不良地質主要為沖洪積或河湖交匯沉積軟土及松軟土，軟土主要為軟塑-流塑狀的淤泥質土、泥炭質土、泥炭等，分布不均勻，厚度變化較大，一般厚2～15m不等，局部埋深大于40m。由于軟土、松軟土物理力學指標低，壓縮性高，工程性能極差，對灌注樁施工最為不利,施工過程中經常在軟土層出現塌孔現象,故本文研究的是在軟土及松軟土中的施工情況。

　　2、成樁施工工藝

　　灌注樁施工選用220型旋挖鉆機,采用泥漿護壁法鉆進。鉆桿為摩擦加壓式鉆桿，鉆斗選用土層雙底鉆斗。泥漿選用高塑性粘土為主料,并加入膨潤土、純緘、羧甲基纖維素(CMC)等外加劑混合而成。根據軟土、松軟土的不良特性,泥漿相對密度、粘度均采用較大值進行配比。制備的泥漿性能見下表。

　　2.1 　施工準備

　　由于庫區長期蓄水，地表土含水量高，且極為松軟，鉆機無法直接進場施工。采取在橋墩承臺位置填筑50-100cm厚砂礫石土，平整后作為鉆機施工場地。場地平整完成后精確測放出樁位。

　　2.2 　埋設護筒

　　采用旋挖鉆機挖除表層2m 回填土、軟土,埋設2m 長鋼護筒,埋設時要嚴格控制護筒垂直度。

　　2.3 　鉆進

　　當鉆機就位準確，泥漿制備合格后即開始鉆進。鉆進時每回次進尺控制在60cm左右，剛開始要放慢旋挖速度，并注意放斗要穩,提斗要慢，特別是在孔口5～8m段旋挖過程中要注意通過控制盤來監控垂直度,如有偏差及時進行糾正，而且必須保證每挖一斗的同時及時向孔內注漿，使孔內水頭保持一定高度，以增加壓力，保證護壁的質量。同時，做好整個過程中的鉆進記錄，隨時根據不同地質情況調整泥漿指標和旋挖速度。

　　2.4 　清孔

　　成孔達到設計標高后，及時進行泥漿置換。并對孔深、孔徑、孔壁垂直度、沉淀厚度等進行檢查，檢測前準備好檢測工具，測繩、檢孔器等。

　　2.5 　下鋼筋籠

　　孔內泥漿達標后即進行起吊下放鋼筋籠入孔,鋼筋籠下放過程中應防止籠體碰觸孔壁引起塌孔, 當鋼筋籠到達設計位置時，焊吊筋固定

　　2.6 　二次清孔、灌注水下混凝土

　　二次清孔所用泥漿重新配制,相對密度控制在1. 05g/ cm3 ,粘度20 s 左右。混凝土采用水下灌注方式。灌注前對導管做水壓試驗,確保接頭密封良好。在灌注過程中保持導管在混凝土面以下2m 左右。

　　3、塌孔、擴孔及原因分析

　　鉆進過程中,保持泥漿面不得低于護筒頂50cm。混凝土灌注記錄顯示，本橋鉆孔樁混凝土灌注普遍超方30%以上。且約有10%的樁鉆至4.5m～11m 深的軟土、松軟土中發生了塌孔甚至埋鉆事故,造成無法繼續鉆進，施工多次被迫中止。

　　原因分析：由于軟土層含水量高, 土體呈高流動狀態，極不穩定，對外力反應靈敏,在微弱外力作用下會發生移動,喪失穩定。鉆孔過程中破壞了孔壁四周的應力平衡,周圍土體臨空面應力瞬間釋放完畢,土顆粒必然在合力作用下向孔內蠕動,進而帶動大范圍的土體流動,產生坍塌。同時,鉆機荷載及鉆進產生的振動擾動了土體,孔壁側壓力增大,也是導致塌孔的因素之一。

　　4、處理對策

　　4.1 　控制鉆機工作的平穩度減少對土體的擾動

　　在鉆機下加墊2cm厚鋼板兩塊，尺寸為2×3m，有效分散鉆機荷載。鉆孔過程中，盡量保證土渣充滿整個鉆斗，一是減少泥漿的無形損失，二是提高清除土渣的效率。控制鉆斗在孔內的升降速度，不得隨意加快或減慢鉆斗的升降速度，防止因泥漿液對孔壁的沖刷及負壓而導致孔壁坍塌。

　　4.2 　調整泥漿指標

　　施工初期，結合鉆孔樁實際施工情況，采取了改用膨潤土泥漿并適當增大泥漿比重的方法進行處理，充分利用膨潤土泥皮形成速度快,并有強烈的自我修復特性和高膨脹性, 膨潤土泥皮具有連續性、穩定性和抗破壞性,從而可以給泥漿與土體之間提供了良好的受力介質,但從實際效果來看，并未達到預期結果，鉆孔樁擴孔、塌孔依然嚴重。

　　4.3 　采用長鋼護筒跟進施工

　　經認真分析研究，決定采用長鋼護筒跟進法進行施工，以有效減小塌孔、擴孔對鉆孔樁成樁質量造成的不利影響。

　　4.3.1 鋼護筒制作

　　1)鋼板材質采用HPB235鋼。鋼板厚度為12mm。鋼護筒分節在工地進行連接。

　　2)鋼護筒制作要求：焊縫連續、飽滿、不漏水、能滿足受力及施工要求，鋼護筒兩個方向的直徑誤差不大于5mm，鋼護筒節段間錯臺不大于3mm，鋼護筒對接應順直，不垂直度不大于1‰，鋼護筒端面平整，鋼護筒分節制造完畢并驗收合格后，要在護筒兩端設十字撐桿，防止護筒變形。

　　4.3.2 鋼護筒施工

　　鋼護筒的埋設采用直接插打。

　　4.3.2.1鋼護筒導向架制作

　　鋼護筒導向架用工鋼拼裝。導向架拼裝高度為4.5米。底部寬度為2×2m，下設16型槽鋼井字架增強導向架的穩定性。

　　4.3.2.2鋼護筒下沉施工

　　①為了在插打過程中保護瀝青涂層，在鋼護筒底節外側加焊1.4cm厚，50 cm寬的鋼帶作為刃腳(如下圖)。

　　②鋼護筒導向架制作完成，試拼檢查合格。

　　③各種鋼護筒下沉機械到位，并進行調試。

　　④施做好瀝青涂層的鋼護筒運至下沉現場。

　　⑤鋼護筒下沉前筒壁的瀝青涂層經檢驗合格。

　　4.3.2.3鋼護筒插打

　　①利用孔口的測放的十字樁拼裝鋼護筒導向架。

　　②導向架拼裝合格后進行固定(用纜風或型鋼地錨)。

　　③在導向架及鋼護筒周圍做好垂度的觀測裝置，記錄初始數據。

　　④用振動錘夾著鋼護筒(鋼護筒直徑位置)，用吊車吊起振動錘與鋼護筒下放至導向架。

　　⑤開動振動錘進行鋼護筒下沉，每下沉50cm后停止振動下沉，對鋼護筒進行垂直度量測，發現鋼護筒有傾斜及時對鋼護筒進行糾偏。

　　⑥糾偏時采用移動振動錘偏壓下沉的方法進行。

　　⑦鋼護筒對接時應分層進行焊接，在每層焊接結束后應敲掉焊渣，目測合格后再進行下一層焊接。鋼護筒焊接時要保持鋼護筒的整體直度。

　　⑧在鋼護筒下沉至設計高程后停止振動，撤掉機械及設備鋼護筒下沉結束。

　　4.3.2 灌注完成后鋼護筒拔出

　　灌注完成后，在混凝土初凝前拔出長鋼護筒。采用吊車吊起振動錘夾著鋼護筒拔出，操作時要注意：振動錘檔位選擇應為低振動檔位，拔出過程中對鋼護筒垂直度進行不間斷量測，發現鋼護筒有傾斜及時進行糾偏。

　　5、　結束語

　　通過西河二水庫特大橋庫區松軟土層鉆孔樁的施工，我們積累了類似工程地質鉆孔樁的施工經驗。長鋼護筒跟進法可有效降低水庫庫區松軟土層鉆孔樁施工塌孔及擴孔造成的砼超方，采用本法與一般鉆孔樁的施工方法相比，由于塌孔情況大幅減少，由塌孔造成的工期延誤大幅減少，后期處理問題樁也相應大幅減少，節約了大量人力、機械費用等成本，形成了較好的經濟效益。

　　參考文獻：

　　1 鐵路工程基樁檢測技術規程 TB10218-2008 鐵建設〔2008〕85號

　　2 鐵路橋梁鉆孔樁施工技術指南TZ322-2010 經規標準〔2010〕42號

　　3 基礎工程施工手冊 中國計劃出版社 2002 年