摘要：随着我国基础设施建设的飞速发展，桥梁建设越来越重要，其质量直接影响着整个工程的施工质量及通车情况。下面本文将结合实际工程项目，对该桥梁桩基础施工过程中塌孔原因进行分析，并提出合理的处理措施。
关键词：钻孔桩；塌孔；预防；处理措施
前言：随着城市基础设施的大力建设，市政道路交通也逐步向城乡结合部、郊区迅速展开。由于靠近城乡结合部或郊区，地质情况就相对较复杂，对于市政桥梁桩基的影响也加大。桥梁钻孔桩施工过程中，桩基出现塌孔是一种‘常发病’和‘多发病’，如何预防钻孔桩塌孔成为桥梁施工中的质量控制点。
1钻孔灌注桩施工
1.1项目概述
本桥梁跨径组成为3-16m，全桥一联。上部结构采用装配式后张法预应力钢筋混凝土简支空心板；下部采用柱式台、柱式墩，墩、台均采用钻孔灌注桩基础。地勘钻孔资料中地质岩性为：第四系素填土、杂填土、细砂、粉质黏土、粉砂。
1.2钻孔灌注桩施工
（1）前期准备
在本项目施工过程中，该桥全部处于水塘中，跨越了整个河道，所以在桥梁两侧修筑土围堰排水，并采用粘土在桥梁墩台位置修筑钻机工作平台。在施工过程中，结合工程实际情况，选择反循环钻机开展作业，同时进行测量放样工作：在此过程中需要加设临时水准点，位置偏差不能大于20毫米，并精确测量护筒标高至毫米。使用δ=8毫米厚钢板制成护筒进行埋设，护筒顶端高于地面0.3米，埋深为2米，采用粘土在护筒四周分层夯实。按照比例配制粘土和水制作成泥浆，在配制泥浆过程中，考虑到粉砂层地质，可以对相关技术指标适当提高，含砂率控制在小于2%，粘度控制在22秒，相对密度为1.08即可。
（2）钻机就位
在钻桩后安装钻机，应对钻盘水平度予以优先测量，其次再测量钻杆的导向杆垂直度，通过对桩位的复测，于钻机外侧定出桩位控制桩根，然后对桩心桩与钻尖的对中情况进行测量，在规范标准内控制其偏差，至此钻机就位工作顺利完成。
（3）钻孔
在钻进过程中，水头高度应保持在1.5至2米，以慢速钻进法开始钻孔，待地层内已经导向部位已全部进入，即可遵循正常速度钻进。若工程地层易塌陷且存在粉砂层，可按照中挡速度钻井，并增加泥浆指标检测次数，检测需要每次加长钻杆时就开展一次，以此来保证护壁密实度，控制泥浆的密度与粘度。在钻井过程中，要低挡慢速、轻压，控制进尺速度应小于每小时0.5米。成孔时，为了不扰动砂性层，造成液化情况，就必须降低对地层的扰动，严格使用高速运转，通常会使用低速运转。如地下水位变化较大，应及时通过虹吸管连接或增大水头、升高护筒等措施解决。
（4）清孔
对于设计标高，当钻孔达到时，需要及时检查孔径与孔深，待符合规定即可清孔。清孔时，结合地质情况，可使用掺加清水换浆的方法，可在1.2至1.3间保持钢筋安装前的清孔泥浆比重。混凝土灌注前需要再次清孔，在1.03至1.10间控制泥浆比重，粘度为17至20Pa.s，含砂率小于2%。
（5）钢筋加工及安装
可采用φ8钢筋进行箍筋，并采用电弧焊接主筋连接。为了保证钢筋骨架稳定性与足够的刚度，可用辅助钢筋或施焊加固钢筋的部分交叉处。在吊装钢筋笼后，可使用焊接方法连接成整体，在钢筋笼外侧每隔一段距离设置一个混凝土保护层垫块。
（6）混凝土灌注
通常会用钢导管灌注混凝土，在开展作业前，应进行接头抗拉与水密承压试验，要注意水压与孔内水深相比，应大于1.3倍，同时不小于焊缝与导管壁承受混凝土时压力值的1.3倍。一般采用坍落度较大的混凝土开展钻孔灌注桩作业，坍落度应控制在0.18至0.22米。混凝土首次数量应符合填充导管底部的需求和导管首次大于1.0米的埋置深度。
在混凝土完全埋住导管后，为了防止钢筋笼上浮，应对混凝土灌注速度进行降低，并经常检查导管在混凝土灌注中的埋深，在2至6米控制导管埋深，并及时拆除导管。将1根以上主筋设置并伸长至护筒，加以焊接固定。待灌注后的混凝土达到设计标高后，为了保证桩顶混凝土密实度，应再灌注0.5至1.0米。
2桩基础施工塌孔成因分析及措施处理
2.1塌孔成因
在成孔后与钻孔中极易发生塌孔，其属于一种常见事故，结合本项目钻孔过程与相关施工工艺，导致塌孔原因可表现为以下几个方面：第一，护壁效果差，泥浆稠度小，出现漏水；周围封堵不严密，护筒埋置较浅而出现漏水；护筒底部出现漏水，护筒底部土层厚度不足，孔壁压力较小，泥浆水头高度不足。第二，水头对孔壁的压力较小，泥浆相对密度过小。第三，在松软砂层中未控制进尺速度，孔壁渗水，泥浆护壁形成较慢。第四，钻井途中停钻时间较长，未能在地下水位线或孔外水位线2.0米以上保持孔内水头，导致水头对孔壁的压力不足。第五，在掉放钢筋笼或提升钻头时碰撞孔壁。第六，孔内水流失导致水头高度不够。第七，有车辆振动或大型设备存在于钻孔附近。第八，混凝土时间过长，未能及时在清孔后灌注混凝土。
2.2塌孔预防措施
第一，针对不同的地质情况，结合提供的地质勘探资料，选用适宜钻井速度、泥浆粘度以及泥浆比重。如应选用较好的造浆材料在砂层中，加大泥浆稠度，适当降低进尺速度，加强护壁且提高泥浆粘度。第二，在陆地上埋置护筒时，护筒周围要回填密实，底部也应夯填密实。第三，结合地质资料，水中振动沉入护筒时，将护筒穿过透水层与淤泥，保证护筒不漏水，衔接较为严密。第四，采用升高护筒，在潮汐或汛期水位变化大时，增加水位，进一步稳定水头压力。第五，无特殊原因时，尽量保持钻孔连续作业。第六，在对钢筋笼与钻头进行提升时，应尽量保持垂直，不要碰撞孔壁。第七，开展钻孔作业过程中，要防止车辆与大型设备通过或开展作业。第八，不具备灌注时，要降低泥浆比重，暂时不要清孔。
2.3塌孔的处理
第一，当发生轻微塌孔时，应提高泥浆水头，增大泥浆比重，增大水头压力。第二，可改用深埋护筒，在塌孔不深时，重新开钻，夯实护筒周围。第三，可采用不小于%5水泥砂浆的粘土或砂类土、片石及时回填较为严重的塌孔，必要时应移开钻机，防止在孔内埋入钻机，在回填完毕后即可重钻。另外，当片石岩面在回填后倾斜较大时，钻头极易摆动并撞击孔壁与护筒，导致卡钻、塌孔及偏孔现象，应采用小冲程进行冲击，在凿平孔底凸出部分，再加大冲程转入正常冲击。本工程项目中采用了回填砂类土，由于塌孔不深，所以夯实后采用反循环钻桩工艺重新开钻，至此完成成孔作业。
结束语：
本工程项目塌孔最主要的原因为：1）施工组织过程中没有较为完整的施工组织方案；2）泥浆采用化学泥浆但没有严格控制各项配比、含砂率、稠度等参数，没有很好的起到泥浆护壁、平衡水头的作用；3）桩基础钻进过程中没有按照土质条件控制钻进速度、钻头提升速度、钻头摆动幅度等，最终造成塌孔现象。最终采取处理措施如下：1）提供较为完整的施工组织方案及施工过程中遇到各类现象的预防措施；2）按照规范规定及借鉴类似项目的施工经验，配置泥浆池，选用水、黏土（膨润土）、添加剂合理配置泥浆；3）采用反循环钻工艺，依据施工规范合理控制钻进速度、钻头提升速度、钻头摆幅等，最终成孔成桩。
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