某桥梁桩基施工中冲孔灌注桩内坚硬异物分析

【摘 要】冲孔灌注桩是桩基施工过程中常采用的桩体形式，由于地质情况的不同，施工过程中必然会遇到各种不同状况。本文以某桥梁桩基础施工为例，分析冲孔灌注桩施工过程中遇到桩孔有坚硬异物的原因及相应处置措施，相关结论可为今后从事类似工程项目的建设提供参考意见。

【关键词】桩基工程;处置措施;冲孔灌注桩;坚硬异物

【Abstract】Punching hole pile is a common form in bridge pile construction， because of the different geological conditions， variety of status will be encountered in the process of construction. This paper takes bridge pile construction an example， reasons and corresponding treatment measures for meeting hard special bodies are given， related conclusions can provide references for the construction in the future similar project.

【Key words】Pile foundation engineering;Treatment measures;Punching hole pile;Hard special bodies

近年来，随着土木工程施工技术的不断发展，桩基施工技术水平也得到提高。冲孔灌注桩以其自身操作简捷、成本低廉、适应性强、低噪音等优点被广泛应用于各类工程，并取得了良好效果。但在实际工程项目施工建设中，冲孔灌注桩也会出现各种问题，不但影响施工质量，而且还拖延施工进度。如由于施工场地地质情况的不同，施工过程中常常遇到偏锤、梅花桩等状况，常用的处置手段是采取回填鹅卵石等硬度较大的填料重新锤击[1-2]，但国内外至今未有相关文献讨论过桩孔内存在坚硬异物的处理办法。本文以某桥梁桩基础施工为例，首先对冲孔灌注桩内出现坚硬异物的原因进行分析，然后提出应对措施，并对相应措施的优缺点进行分析，以期为今后从事类似工程项目建设提供参考意见。

1 工程概况

某桥梁工程项目桥型为53.8m空腹式混凝土悬链线板拱桥，跨越旱沟，双幅双向四车道行车;桥址地质情况以强风化、中风化的砂岩为主，夹杂少量粉质粘土。主拱圈的基础设计形式包括桩基础和混凝土扩大基础，分别用Ⅰ类基础和Ⅱ类基础命名[3]。Ⅰ类桩基础承台长23.5m，宽7.6m;桩设计参数为：直径2m，桩长11.5～18m，桩间净距2m，全部为端承桩，嵌入中风化砂岩深度为2倍的桩径（4m）;桩编号为1#～12#，施工平面布置如图1。冲孔灌注桩施工按如下流程：施工准备测量放线定桩位埋设护筒桩机就位校正冲进成孔入岩清孔安装钢筋笼再清孔安设导管水下混凝土浇灌拔管拆卸桩身保养桩头凿除桩基检测竣工验收。当施工到12#桩时，桩孔内发现异物，其中12#桩桩长为18m。

图1 桩基施工平面布置图

2 冲孔灌注桩钻孔异物分析

2.1 桩孔异物情况

在12#桩冲孔深度达到13.5～14m时，发生过偏锤现象，并采取了以下处理措施：

（1）按照常规方法调整偏锤。考虑到其他桩也发生过偏锤现象，所以采取常规的技术措施（回填部分鹅卵石）进行处理后继续冲孔，但经过多次调整，偏锤问题仍然未能解决。

（2）锤头上焊接Φ12钢筋试探：待终孔后，打桩负责人凭借多年打桩经验发现孔内仍有异物存在（因为锤头下落到异物位置时，钢丝绳明显偏移一定距离）。然而锤头却可以自由上下，不会被卡住，项目部决定在锤头上焊接一圈Φ12螺纹钢筋进行试探，但异物竟然将钢筋刮断，此措施失败。

（3）锤头上焊接Φ28钢筋再探：项目部认为异物为大的孤石或者其他坚硬异物，决定采取在锤头上焊接一圈Φ28螺纹钢筋，异物仍然将Φ28螺纹钢筋刮弯，而且将钢筋表面螺纹都刮落。

（4）利用挂钩下井勾挂：上述三种方法失效后，项目部决定采用挂钩下到井下，试图把异物勾落，由于挂钩在泥浆内不容易定位，即使勾到异物也脱钩，此措施仍然失败。

2.2 桩孔异物分析

鉴于采取上述措施之后仍未收到预期效果，推测异物在孔内位置如图2示。对桩孔内异物特征作如下分析：

（1）异物未能卡住锤头，说明异物尺寸小于锤头梅花尺寸，而且异物表明非常光滑;挂钩挂不住异物，说明异物与孔深方向斜交，锤头可以沿孔深方向顺利滑下。

（2）异物可以把Φ12螺纹钢筋刮断，说明异物非常坚硬，可能为坚硬岩石或其他东西。

（3）异物可以把Φ28螺纹钢筋刮弯，而且将螺纹钢筋的螺纹刮掉，说明异物的硬度比普通钢筋硬度大得多，因此基本可以排除异物为坚石的可能。

图2 异物在桩孔内大致位置图

2.3 桩孔异物对桩施工影响

由于异物的存在，在冲孔过程中，造成桩孔缩孔、偏孔、孔壁变形等现象，如图3，不能满足设计要求，且异物卡住钢筋笼，使钢筋笼无法下放到孔底，影响冲孔桩整体施工质量。

图3 异物导致冲孔桩孔壁变形

3 处置措施及优缺点分析

经过分析一致认为异物不能采用常规办法清除，须考虑其他专门措施，包括：填细砂改为人工挖孔、潜水员下水操作、更改设计，移换桩孔、更改设计，割钢筋笼等。

（1）填细砂改为人工挖孔。向桩孔内填砂，边填砂边抽泥浆，泥浆不能抽太快，防止塌孔，然后在人工挖孔，做好井壁防护，直到挖除异物。

优缺点分析：由于砂石松散，开挖容易，而且施工快捷，可以查清异物，如异物为文物可就地保护。清除异物之后，再重新灌入泥浆，进行水下灌注桩，可以保证桩基质量。但是，施工过程中，发现地下水位较高，而且水量较大，如采取人工挖孔，地下水较难控制，仍有塌孔隐患，且耗时较长，措施费用较高。

（2）潜水员下潜到异物处，查明异物，再做处理。

优缺点分析：可以查明异物，但水下操作非常困难，且一般项目部亦无类似施工经验，

（3）更改设计，移换桩孔。将桩身移位，废弃此桩，重新冲孔。

优缺点分析：由于场地限制，桥横向已无多余桩位，桥纵向若增加一桩，将使承台圬工量大大增加，不经济，且桩间距较小，重新冲孔可能仍会遭遇异物。

（4）更改设计，割钢筋笼。经测量确定异物处于桩身13.5m深处，所以可将13.5m以下三根主筋割断，同时割断对应箍筋，然后钢筋笼便可通过异物下落孔底。

优缺点分析：此办法施工起来最简单，但显然12#桩的承载力将受到影响。

4 结语

本文以某桥梁桩基施工为例，分析了冲孔灌注桩施工过程中遇到桩孔有坚硬异物的原因及相应处置措施，相关结论可为今后从事类似工程项目的建设提供参考意见。

【参考文献】

[1]JTG/TF50-2011.公路桥涵施工技术规范[S].

[2]JTG D63-2007.公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[3]四川省川建勘察设计院.新津老君山项目大桥工程地质详勘报告[R].2009.

作者简介：陈松柏（1982―），男，工程师，主要从事施工项目管理工作。

林喜明（1978―），男，工程师，主要从事施工项目管理工作。