黄河易坍塌地层塌孔埋笼一种处理方案

　　摘要：郑州黄河公铁两用桥主桥钻孔桩施工地处细、中砂为主易坍塌地层，施工中虽采取了多种措施，但仍有个别桩钻孔桩不能顺利成桩，本篇文章即讲述了，出现钻孔桩塌孔埋笼的具体处理方案，最终通过该方案的设施，很好地完成了钻孔桩的处理，缩短了钻孔桩的处理施工，且钻孔桩的处理效果显著。该文对以后钻孔桩处理提供了借鉴经验，具有较大的应用空间，其经济效益显著。

　　关键词：塌孔埋笼；处理方案；效果显著

　　Abstract: The main LiangYong bridge HuangHeGong Zhengzhou iron bored pile construction, mainly located in fine Zhongsha easy slump strata in the construction, although many of the measures taken, but still have the individual pile of bored piles can't well into piles, this article is about, the emergence of bored pile hole collapse of the specific treatment scheme is buried cage, ultimately through the scheme facilities, and perform well in the bored pile processing, shorten the processing of bored pile construction, and the processing of the bored pile efficacy. This paper drilling pile after processing provides experience, it has great practical space, the economic benefit is remarkable.

　　Key Words: hole collapse buried cage; plan to deal with; effective remarkable

　　中图分类号：       TU473        文献标识码：A                      文章编号：

　　一、工程概况

　　郑州黄河公铁两用大桥为石武铁路客运专线及中原黄河公路大桥跨越黄河的共用特大桥梁。桥址地层以第四系河流相粉、细、中砂为主，其间多夹粉土、粉质粘土薄层或透镜体。自上而下可分为6大层：第①大层主要为人工填土和种植土；第②大层为全新冲击上层（Q4al），岩性主要由软塑的粉质粘土、粉土、粉细砂组成；第③大层为全新冲击下层（Q4al），岩性主要由中密状细砂组成，夹粉质粘土、粉土、中砂透镜体；第④⑤⑥大层为更新统冲积层（Q3al），第④大层岩性主要由密实状中砂、细砂组成，夹密实状粉土透镜体；第⑤大层岩性主要为硬塑状粉质粘土，夹细砂、粉土透镜体，在里程DK650+900以北段缺失。第⑥大层岩性主要为密实状粉土、中砂、硬塑状粉质粘土透镜体。

　　水中墩为主桥2#～5#墩，均采用钻孔灌注桩群桩基础，每墩24根直径为2m的钻孔桩，桩长95m，钻孔深度超过100m。保证大直径水上钻孔桩顺利成孔，是本施工的一个难点。在施工过程中项目部成立了泥浆检测小组以加强施工过程控制，定时对泥浆性能指标进行检测，确保泥浆性能指标满足要求，同时在钻孔钻进过程中保持孔内水头在地下水位线以上2.0m，以加强护壁，通过多种手段防止钻孔桩塌孔。

　　二、塌孔埋笼

　　在钻孔桩施工过程中，虽采取了多种手段和方法，但仍难以完全保证钻孔桩的正常成孔和灌注，其中主桥5-5#钻孔桩成孔后，即采用了JJC-1D型灌注桩孔径检测系统对孔深、孔径、倾斜、沉渣厚度等进行自动检测，检测结果均满足设计及规范要求。待下放完钢筋笼后，二清结束后即安装水封导管，在导管安装时发生塌孔，经检测塌孔位置孔深约30m处，导致钢筋笼被埋无法拔起。

　　三、处理方案比选

　　针对钢筋笼被埋无法拔起，项目部进行了多种方案研究，具体情况如下：

　　第一种处理方案：利用射水冲砂，将塌陷的土体抽至孔外，提出钢筋笼。该方法在粉砂地层中有很大的风险，面临再次塌孔的几率很大。

　　在通过对第一种处理方案研究的基础上，形成了第二种处理方案：利用注砂浆加固桩周土体，再利用射水冲砂，将坍塌土体抽出。该方法由于采用注浆技术，投入需大大增加。如果注浆太靠近钢筋笼，很难保证注浆后钢筋笼能被顺利提出；注浆离开钢筋笼太远，则钢筋笼外壁的土体仍会坍塌，将造成扩孔、封孔材料浪费、成桩质量较差。

　　第三种处理方案：利用冷冻土体的办法，并采用冲击钻砸孔。该方法将会浪费较多时间，同时成孔后混凝土浇筑也会比设计量大很多，时间长且经济效益差。

　　通过比较分析，大胆提出第四种处理方案即采用小钻头扫孔，千斤顶顶升方法来提升被埋钢筋笼。该方法具有以下几个方面的优点：

　　（1）该方案只需利用现有的钢管桩、常规的穿心千斤顶即现有的钻头即可解决问题，减少了设备投入，缩短了处理工期，经济效益显著。

　　（2）处理效果好，处理后该桩位的成桩质量有保证。

　　四、主要处理方法及步骤如下

　　1、钻孔桩钢护筒处理

　　采用振动锤再次插打钢护筒，直至贯入度达到首次插打时的控制值，以免后续扫孔时在原穿孔位置再次穿孔。

　　2、回填钻孔桩

　　采用细砂+粘土作为回填材料，这种材料密度大，可以防止继续塌孔；粘土有利于重钻时保持孔壁的稳定，不至于再次发生塌孔。

　　3、静置

　　在钻孔桩回填完成后，不能立即进行下步施工，需等待十五天左右，以等待孔内土体稳定（期间可以施工与其距离较远的其它桩基）。

　　4、扫孔

　　将钻机对中（原中心线），利用原有钻孔设备和一个直径比设计钢筋笼内径小20cm的小钻头安装扫孔器（图1）扫孔，钻孔和扫孔同步。扫孔器采用打散的钢丝绳固定在圆形钢板上，上下共3排钢丝绳，钢丝绳直径由下往上递增，最下一层钢丝绳的直径比小钻头直径略大，最上一层钢丝绳的直径略大于钢筋笼直径。小钻头可以将钢筋笼内的土体钻动，扫孔器能将钢筋笼上的土体及钢筋笼外壁的土体扰动、清除，最终使钢筋笼与孔壁脱离。

　　图1 扫孔器结构图

　　在扫孔过程中必须保持内外水头差，确保泥浆浓度，防止再次塌孔，因此在扫孔过程中使用水泥调浆。

　　5、设置起顶点

　　在原有钻孔桩护筒外侧焊接4个牛腿，以便于钢筋笼提升时，有较好的反力点。

　　6、提升钢筋笼

　　考虑到钢筋笼本身的变形，提升过程中要与孔壁发生摩擦，提升的力量将比其自重大。特在钢筋笼顶口增焊48根吊装钢筋，吊筋上方与直径为1.8m的小钢护筒（与钢筋笼直径相同）焊接，在小钢护筒底设两根分配梁，下面置四台千斤顶（图2），千斤顶的反力点位于钻孔桩护筒牛腿处。吊装钢筋、千斤顶、两分配梁的承载力均为钢筋笼自重的10倍以上。千斤顶加压顶起钢筋笼。钢筋笼被顶起一段距离后，与孔壁土体间的约束已很小，换用吊重能力为钢筋笼自重2倍的龙门吊机将钢筋笼提起，分阶段拆除。

　　图2 提升装置布置图

　　7、重钻封孔

　　在钢筋笼提出后，即用钻孔桩的标准钻头重新扫孔，成孔后利用JJC-1D型灌注桩孔径检测系统对孔深、孔径、倾斜、沉渣厚度进行检测，确保成孔质量，重新下放钢筋笼，灌注水下砼。

　　五、效果评定

　　该桩在监理单位的监督下经第三方检测后，被评定为I类桩，该处理方案取得了预期的效果，节约了成本，缩短了处理的时间，很好地解决了钻孔桩施工中塌孔埋笼问题。

　　六、结束语

　　通过详细的理论论证及工程实践，可以认为采用以上方案对钻孔桩施工中发生的塌孔埋笼的处理是切实可行的，是非常成功的，取得了经济效益，同时也确保了钻孔桩的成桩质量。对以后类似事故的处理具有较高的借鉴和参考意义。