30.8% 钻孔灌注桩塌孔及钢护筒下沉事故处理已改.docx

钻孔灌注桩塌孔及钢护筒下沉事故处理摘要：钻孔灌注桩由于造价成本低、承载力高、施工简单，在桥梁工程中运用的越来越多。由于钻孔灌注桩施工工序繁多，在施工过程中经常出现塌孔及钢护筒下沉事故，本文基于崇靖路左江特大桥32#B3终孔后出现塌孔及钢护筒下沉事故，分析其事故原因，并提出了处理措施，结果表明十分有效。可以对类似工程事故处理具有借鉴和指导作用。关键词：钻孔灌注桩；塌孔；钢护筒下沉；原因；处理Down hole bored piles and steel tube sinking accident treatmentAbstract: bored piles due to low cost, high bearing capacity, simple construction, cost of more and more used in bridge engineering. Due to the construction process of bored piles, hole collapse often occurs in the process of construction and steel tube sinking accident, this article is based on tang jing lu jiang bridge # 32 - B3 appears after the final hole hole collapse and steel tube sinking accident, analysis the cause of the accident, and puts forward the treatment measures, the results show that very effective. Can accident treatment has a reference and guide for similar projects.Keywords: bored pile;hole collapse;steelsinkcasing;cause;treatment随着我国经济高速的发展，我国交通运输事业也得到大力的改善，特别是西部开发的实施，我国西南地区修建的桥梁越来越多。钻孔灌注桩由于稳定性好、承载力高、沉降量小及沉降均匀，在施工过程中噪音低，对周边建筑及环境影响不大等优点，被广泛用于桥梁工程的桩基工程中。但由于施工中钻孔灌注桩工序繁琐，包括整平场地、放线测量、埋设护筒、钻机就位、成孔、钢筋笼下放、导管下放、灌注混凝土等一系列施工工序。在这些施工过程中，不可避免会出现扩颈、沉淀层厚度过大、缩颈、塌孔等工程事故，这些工程事故会不同程度影响桩的质量，问题严重使桩的承载力达不到设计和施工要求，因此，对钻孔灌注桩施工事故处理的研究十分有必要。本文通过崇左至靖西高速公路左江特大桥桩基32号B3终孔后出现塌孔及护筒下沉工程事故为例进行研究，希望能对类似工程具有指导和借鉴作用。1工程概况崇左至靖西高速公路左江特大桥位于广西崇左市太平镇，跨越左江干流，南岸崇左端属大村三北屯，北岸靖西端属公益村婆利屯，桥轴线走向方位角约313。桥梁中心桩号为K12+320，桥梁全长456m。桥梁上部构造拟采用预应力混凝土连续刚构和预应力混凝土连续小箱梁预应力混凝土连续刚构，下部构造拟采用肋板台、薄壁墩，墩台均采用桩基础。桩基础采用群桩，桩基础深度从3070米不等，下部结构采用承台单柱，上部结构采用现浇斜腹式简支箱梁。根据地质勘探的资料显示：在桩基的地质剖面图上，桩基地质分为十二层，归分以下五类类：淤泥、粘土、亚粘土、粗砂、中砂，其中桩基钢护筒脚处于粗砂层，变截面处于中砂层，底端部位于中砂层。2钻孔灌注桩施工事故经过及原因分析2.1钻孔灌注桩施工事故经过（1）第一次事故经过2014年4月27日在桩基32号B3终孔后，终孔时：标高-50.12m，泥浆密度为1.13，含砂率为2.3%，粘度为18S。4月28日上午10：30开始拆除钻杆， 22点拆杆移机完毕，23点下放检孔器到位后，并没有发生异常现象，就开始下放钢筋笼。在下放钢筋笼的过程中，一切正常，钢筋笼于4月30日4：10下放到位。在钢筋笼下放到位后则立即检测声测管，发现四根管在标高为-42m左右的位置均不能通畅，此时量测孔底标高为-46.6m，反复量测均不能到终孔时的孔底标高。（2）第二次施工经过通过对收起测锤后发现测锤底部粘有灰色的亚粘土，质地比较坚硬，判断出并不是普通沉淀所造成；桩基成孔于粗砂层，在粗砂层上为粘土层，粘土层的颜色为红色，可以判断出并不是孔底附近的砂层发生塌孔的现象，亚粘土的分布最底层的标高约在-35m左右，孔底多出的约30方的泥和砂是由上部塌方造成的，因此，坍塌最有可能发生在护筒脚部分。4月30日早上7：30开始提升拆除钢筋笼，到12：15突然发现钢护筒下沉，下沉的速度不是很快，前后钢护筒下沉入水时间持续6分钟，钢护筒下沉后量测孔底标高为-44.6m，比下沉前又浅了2m，用测锤反复量测钢护筒的位置，下沉后钢护筒的顶面标高大约为-5.5m，钢护筒下沉约有10m深度，下沉后护筒入土约21m。此钢护筒总长为24.85m，自重为38.7吨，如下图1所示。图1 护筒标高变化图在拆除完钢筋笼后立即对32号墩B3桩进行了回填土处理，并加强观测，至回填土到护筒脚以上3m停止回填时，均未再发现48-B3桩护筒有再变化的现象。因此，判断钢护筒已停止下沉，趋于稳定。2.2原因分析32号墩B3桩发生塌孔和钢护筒下沉事故后，通过现场调查分析发生本次桩基事故主要原因有以下两方面：（1）B3桩终孔后验孔时泥浆各项性能指标均满足规范要求，52m长钢筋笼分4节，采用直螺纹连接接长下放，钢筋笼下放时间和钻机拆杆移机时间总共需要18h。由于，钢筋笼下放时间过长，造成泥浆胶体率下降多，泥浆各个指标不理想致使泥浆护壁效果不行，这是造成钻孔坍塌原因之一。（2）根据地质情况及塌孔深度可知，B3桩原钢护筒入土深15.8m，钢护筒持力层在粘土上，钢护筒只要入土深度达到5m，它摩阻力足够支撑其自重，对于塌孔深10m，还不能让钢护筒发生下沉事故，因此钢护筒发生下沉事故是由于钻机钻孔过程中发生塌方致使钢护筒脚附近掏空过多造成的。3处理方案3.1钢护筒垂直度和偏位情况在确定B3桩钢护筒回填土稳定后，为确定钢护筒垂直度及偏位情况是否满足设计要求，需要对其垂直度及偏位情况进行检查。用13米长280cm的钢筋笼探孔器下到回填土顶面；用250cm的钻头能顺利穿过护筒脚并提起，经探测其垂直度为0.8%，平面位置偏差7cm,钢护筒垂直度和偏位情况满足设计桩基要求。3.2 B3桩和钢护筒的处理方法根据检测结果，钢护筒垂直度和偏位情况满足规范要求，因此对桩基塌孔和钢护筒下沉做出以下处治措施：（1）用330cm、=18mm的钢护筒套住原310cm的钢护筒后，用120T的振动锤振动下沉330cm的钢护筒，其入土深度为330cm以上；（2）在330cm钢护筒和310cm钢护筒之间重叠部分的孔隙间用C30水泥浆进行水下压浆密实，完成330cm钢护筒和310cm钢护筒之间的连接；（3）压浆砼等强待其稳定后，钻机就位，按正常桩要求采用回旋钻机反循环成孔，成孔过程中加强护壁泥浆的控制，成孔后按正常桩基施工要求浇灌桩基混凝土；（4）成桩后桩径情况：在标高-5.5m以下部分符合原设计要求，在标高-5.5m以上部分桩径为330cm；（5）外套330cm钢护筒嵌入承台部分作防腐处理,其加工要求仍按原主墩桩基钢护筒加工工艺要求执行，（如图2）。图2 桩基础处理示意图4预防措施及处理效果4.1预防措施为了保证B3桩及其它未完成桩基的施工质量，并结合质量保证体系的要求，现场又制定了以下预防措施：（1）桩基在钻孔过程中、下钢筋笼过程中及灌注水下桩基混凝土未过钢护筒脚之前，均应保持孔内水位比外面高出2.5m以上；（2）钻到钢护筒脚的松散粗砂层时，要加袋装水泥反复搅拌造浆护壁，护好壁后再钻过钢护筒脚的粗砂层，同时控制进尺速度；（3）钻孔过程中应加强护壁泥浆质量的控制，造浆材料所需的PHP、CMC、膨润土、石灰等，严格按要求添加；泥浆的各项性能指标为，相对密度达到1.101.15、粘度2428s、砂量3%、pH值：79；（4）加强协调安排，以保证桩基成孔后拆钻杆、移钻机、下钢筋笼、清孔、灌注水下混凝土等作业的连续性，尽量缩短桩基成孔后至灌完桩基混凝土的时间。4.2处理效果32号墩B3桩按既定的处理方案进行了回填、外套钢护筒、压浆联接、静止稳定；35d后，钻机重新就位，按正常桩基要求采用回旋钻机反循环成孔，成孔过程中严格按工艺要求执行，同时加强了泥浆各项性能指标的控制，保证泥浆的护壁质量；成孔后按正常施工要求尽快浇注了桩基混凝土。在11 d的时间内，顺利完成了从再次成孔到浇注混凝土的施工，成桩后经检测，该桩的质量等级为类优良桩。5结束语桥梁工程中，桩基施工是基础，桩基的施工是否顺利，决定了工程的成本和工期，本文在桩基塌孔和钢护筒下沉事故处理中，首先对发生事故原因进行分析研究，并采取相应施工措施，通过处治措施对塌孔进行回填、外套钢护筒、压浆联接、静止稳定的处理方法，避免了更加严重的质量事故发生，获得了良好的效果，希望对类似工程事故提供借鉴和参考作用。参考文献1 汝鑫，简析地基在建筑施工中的重要性J.科技风,2013.01期:171 2 王晓亮，浅析泥浆护壁灌注桩J.企业技术开发,2012.07 第31卷第20期:151-152 3 鲍红雷，刍议监理人员如何控制桩基础工程的质量J.现代装饰（理论）,2013.01期:116-117 4 刘海旋，浅析钢筋混凝土灌注桩施工工艺J.水泥与混凝土,广东建材 2005年第9期:40-42 5 乔振峰，浅谈钻孔灌注桩施工中成孔成桩质量控制J.交通建设,2013.02：2956 公路施工手册（桥涵）人民交通出版社7 中华人民共和国行业标准编写组.JTJ041-2011公路桥涵施工技术规范S.北京：人民交通出版社，2011.8 中华人民共和国行业标准编写组.JTJ076-2012公路工程施工安全技术规程S.北京：人民交通出版社，2012.窗体顶端钻孔灌注桩塌孔及钢护筒下沉事故处理摘要：钻孔灌注桩由于造价成本低、承载力高、施工简单，在桥梁工程中运用的越来越多。由于钻孔灌注桩施工工序繁多，在施工过程中经常出现塌孔及钢护筒下沉事故，本文基于崇靖路左江特大桥32#B3终孔后出现塌孔及钢护筒下沉事故，分析其事故原因，并提出了处理措施，结果表明十分有效。可以对类似工程事故处理具有借鉴和指导作用。关键词：钻孔灌注桩；塌孔；钢护筒下沉；原因；处理Down hole bored piles and steel tube sinking accident treatmentAbstract: bored piles due to low cost, high bearing capacity, simple construction, cost of more and more used in bridge engineering. Due to the construction process of bored piles, hole collapse often occurs in the process of construction and steel tube sinking accident, this article is based on tang jing lu jiang bridge # 32 - B3 appears after the final hole hole collapse and steel tube sinking accident, analysis the cause of the accident, and puts forward the treatment measures, the results show that very effective. Can accident treatment has a reference and guide for similar projects.Keywords: bored pile; hole collapse; steel sink casing; cause; treatment随着我国经济高速的发展，我国交通运输事业也得到大力的改善，特别是西部开发的实施，我国西南地区修建的桥梁越来越多。钻孔灌注桩由于稳定性好、承载力高、沉降量小及沉降均匀，在施工过程中噪音低，对周边建筑及环境影响不大等优点，被广泛用于桥梁工程的桩基工程中。但由于施工中钻孔灌注桩工序繁琐，包括整平场地、放线测量、埋设护筒、钻机就位、成孔、钢筋笼下放、导管下放、灌注混凝土等一系列施工工序。在这些施工过程中，不可避免会出现扩颈、沉淀层厚度过大、缩颈、塌孔等工程事故，这些工程事故会不同程度影响桩的质量，问题严重使桩的承载力达不到设计和施工要求，因此，对钻孔灌注桩施工事故处理的研究十分有必要。本文通过崇左至靖西高速公路左江特大桥桩基32号B3终孔后出现塌孔及护筒下沉工程事故为例进行研究，希望能对类似工程具有指导和借鉴作用。1工程概况崇左至靖西高速公路左江特大桥位于广西崇左市太平镇，跨越左江干流，南岸崇左端属大村三北屯，北岸靖西端属公益村婆利屯，桥轴线走向方位角约313。桥梁中心桩号为K12+320，桥梁全长456m。桥梁上部构造拟采用预应力混凝土连续刚构和预应力混凝土连续小箱梁预应力混凝土连续刚构，下部构造拟采用肋板台、薄壁墩，墩台均采用桩基础。桩基础采用群桩，桩基础深度从3070米不等，下部结构采用承台单柱，上部结构采用现浇斜腹式简支箱梁。从地质勘探中可以看出：根据桩基地质的剖面图能够看出，桩基的地质一共有12层，可以分为淤泥、粘土、亚粘土、粗砂、中砂五中类型，桩基的钢护筒脚在粗砂层中，它的变截面在中砂层中，低端处在中砂层。2钻孔灌注桩施工事故经过及原因分析2.1钻孔灌注桩施工事故经过（1）第一次事故经过2014年4月27日在桩基32号B3终孔后，终孔时：标高-50.12m，泥浆密度为1.13，含砂率为2.3%，粘度为18S。4月28日上午10：30开始拆除钻杆， 22点拆杆移机完毕，23点下放检孔器到位后，并没有发生异常现象，就开始下放钢筋笼。在下放钢筋笼的过程中，一切正常，钢筋笼于4月30日4：10下放到位。在钢筋笼下放到位后则立即检测声测管，发现四根管在标高为-42m左右的位置均不能通畅，此时量测孔底标高为-46.6m，反复量测均不能到终孔时的孔底标高。（2）第二次施工经过通过对收起测锤后发现测锤底部粘有灰色的亚粘土，质地比较坚硬，判断出并不是普通沉淀所造成；桩基成孔于粗砂层，在粗砂层上为粘土层，粘土层的颜色为红色，可以判断出并不是孔底附近的砂层发生塌孔的现象，亚粘土的分布最底层的标高约在-35m左右，孔底多出的约30方的泥和砂是由上部塌方造成的，因此，坍塌最有可能发生在护筒脚部分。4月30日早上7：30开始提升拆除钢筋笼，到12：15突然发现钢护筒下沉，下沉的速度不是很快，前后钢护筒下沉入水时间持续6分钟，钢护筒下沉后量测孔底标高为-44.6m，比下沉前又浅了2m，用测锤反复量测钢护筒的位置，下沉后钢护筒的顶面标高大约为-5.5m，钢护筒下沉约有10m深度，下沉后护筒入土约21m。此钢护筒总长为24.85m，自重为38.7吨，如下图1所示。图1 护筒标高变化图在拆除完钢筋笼后立即对32号墩B3桩进行了回填土处理，并加强观测，至回填土到护筒脚以上3m停止回填时，均未再发现48-B3桩护筒有再变化的现象。因此，判断钢护筒已停止下沉，趋于稳定。2.2原因分析32号墩B3桩发生塌孔和钢护筒下沉事故后，通过现场调查分析发生本次桩基事故主要原因有以下两方面：（1）B3桩终孔后检查孔的时候泥浆的各个方面都是符合要求的，五十二米长的刚筋笼分为四段，使用直螺纹的连接方式下投，钢筋笼的下投时间与钻机拆杆移机时间总共需要18h。由于，钢筋笼下放时间过长，造成泥浆胶体率下降多，泥浆各个指标不理想致使泥浆护壁效果不行，这是造成钻孔坍塌原因之一。（2）根据地质的实际和塌陷孔的深度可以得出，B3桩的原钢护筒进到土的深度是15.8米，护筒的持力层处于粘土上，所以钢护筒进到土的深度只需要五米，那么它的摩擦力就能够承担它自身的重量，针对塌孔深10m，还不能让钢护筒发生下沉事故，因此钻机钻孔的中间出现了塌方导致钢护筒脚周围被掏空，最终引起了钢护筒下沉事故的出现。3解决方法3.1钢护筒垂直度和偏位情况在确定B3桩钢护筒回填土稳定后，为确定钢护筒垂直度及偏位情况是否满足设计要求，需要对其垂直度及偏位情况进行检查。用13米长280cm的钢筋笼探孔器下到回填土顶面；为了使钻头能够通过护筒脚并可以提起，钻头直径选用250cm，检测出垂直度是0.8%，平面所处位置的偏差为7cm，钢护筒垂直度和偏位情况满足设计桩基要求。3.2 B3桩和钢护筒的解决方案从检测中可以得出，钢护筒的偏位和垂直度都是符合规定的要求，因此对桩基塌孔和钢护筒下沉做出以下处治措施：（1） 钢护筒采用的是330cm、=18mm，再把原310cm的钢护筒套住，使用120T的振动锤使330cm的钢护筒下沉，进入土的深度至少330cm。 （2）在330cm和310cm两个钢护筒中间重叠的地方存在的孔缝隙要使用C30的水泥浆，然后在水下用水泥浆把缝隙紧密压住，这样就使330cm和310cm两个钢护筒中间的连接完成；（3）在等压浆砼趋于稳定之后，准备好钻机位置，按照桩的正常规范要求使钻机正反回旋，最后重复变成孔即可，在做孔的中间要控制好护壁的泥浆，做好孔后对桩基浇灌混凝土时可以按照平常桩基的要求施工；（4）做好桩之后直径的要求：在标准高度-5.5米之下的桩满足原来的要求，其余的桩直径设计为330cm；（5）外套330cm钢护筒嵌入承台部分作防腐处理,加工的工艺要求可以根据原先主墩的钢护筒来进行，图2为示意图。图2 桩基处理示意图4预防方法及解决效果4.1预防方法为了确保所有桩基的质量，施工地做出了一些预防的方法：（1） 对桩基进行钻孔的中间、向下放钢筋笼时以及对桩基进行灌注混凝土没有达到筒脚的时候，孔外的水位都要比孔内的至少低两米半；（2） 等钻到达筒脚所处的粗砂层，应该至少加袋水泥做成泥浆保护其外壁，然后再让钻穿过粗砂层，在这个时候要特别注意进尺的快慢要控制好；（3） 在进行钻孔的时候要做好要护壁