鉆孔樁鋼護(hù)筒打設(shè)變形原因分析及處理措施

第第頁鉆孔樁鋼護(hù)筒打設(shè)變形原因分析及處理措施鋼護(hù)筒打設(shè)底口變形（1）事故經(jīng)過某跨海大橋主橋96根鉆孔樁均設(shè)置內(nèi)徑3m的鋼護(hù)筒，每根護(hù)筒分為三段，第二段Q345c材質(zhì)的鋼護(hù)筒作為樁基結(jié)構(gòu)的一部分與樁基共同受力,進(jìn)行涂層防腐處理，防腐年限要求不小于30年。主墩單根鋼護(hù)筒最長56.5m,護(hù)筒底標(biāo)高50.0m，重103t左右。鋼護(hù)筒上、中、下三個(gè)節(jié)段均采用螺旋卷制，整根由三個(gè)節(jié)段環(huán)縫拼接組成，水運(yùn)至施工現(xiàn)場后采用液壓震動錘沉放。由于施工區(qū)域覆蓋層淺,地質(zhì)情況復(fù)雜,鋼護(hù)筒沉放過程中存在較多不可預(yù)見的不利因素，導(dǎo)致鋼護(hù)筒沉入后產(chǎn)生底口變形。（2）事故原因主要原因包括：巖層變化起伏大，振動錘激震力過大，護(hù)筒內(nèi)支撐松動或脫落，護(hù)筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，浮吊起吊和移動護(hù)筒時(shí)速度過快。（3）事故處理措施摸清實(shí)際地質(zhì)狀況，確定各墩位的地質(zhì)變化情況，了解各墩位處覆蓋層較淺和孤石不規(guī)則散布較多的特點(diǎn)。仔細(xì)查閱地質(zhì)勘探圖并結(jié)合棧橋鋼管樁施打時(shí)的入土情況做參考。減小振動錘激震力，將激震力控制在易使護(hù)筒產(chǎn)生應(yīng)力變形的范圍內(nèi)（激震力≤5000KN），改雙錘并聯(lián)施震為單錘點(diǎn)振，根據(jù)貫入度的變化調(diào)整激震力。檢查護(hù)筒內(nèi)支撐狀況，保證護(hù)筒內(nèi)支撐的穩(wěn)固，護(hù)筒橢圓度檢測合格率為100%增加支撐的剛度，加強(qiáng)支撐與護(hù)筒連接處的焊接。重新設(shè)計(jì)護(hù)筒強(qiáng)化護(hù)筒底口剛度，減少變形機(jī)率，對護(hù)筒底口易變形增加豎肋及環(huán)箍。勻速起吊和移動護(hù)筒，避免底口的碰撞，控制起吊和移動速度，將焊接吊耳改成鋼絲繩捆吊的方式，水平起吊，然后在水中翻身。鋼護(hù)筒打設(shè)變形（1）事故經(jīng)過護(hù)筒變形是本橋海上鉆孔樁施工過程中發(fā)生最多、影響最大的事故。在處理護(hù)筒變形過程中又頻繁引發(fā)了漏漿塌孔、埋鉆、串孔和斷樁等事故。護(hù)筒變形集中發(fā)生在南、北航道橋主塔墩：北航道橋兩個(gè)主塔墩共有鉆孔樁52根，發(fā)生變形的護(hù)簡計(jì)13根；南航道橋主塔墩共有鉆孔樁38根，發(fā)生變形的護(hù)筒計(jì)14根。護(hù)筒變形后卡鉆高度在護(hù)筒底口以上1~11m不等。（2）事故原因護(hù)筒變形的主要原因：一是護(hù)筒的壁太薄,其壁厚與直徑之比僅為1/172；二是淤泥質(zhì)黏土層內(nèi)摩擦角僅3°~4°，土壤處于流動狀態(tài)，土壓力很大。根據(jù)實(shí)測資料，護(hù)筒端部環(huán)向壓應(yīng)力已達(dá)38~96MPa，而按薄壁圓管非彈性屈曲環(huán)向臨界應(yīng)力計(jì)算,其屈曲臨界應(yīng)力為50~71MPa。在土壓力作用下護(hù)筒的環(huán)向應(yīng)力已達(dá)到屈曲臨界應(yīng)力,護(hù)筒因環(huán)向失穩(wěn)而變形。圖2.1-5護(hù)筒入土范圍地質(zhì)示意圖（3）事故處理措施護(hù)筒變形后鉆頭不能通過，因此必須切除其變形部分(對于直徑較小、人土較淺的護(hù)筒最好拔出重打)。從地質(zhì)條件分析，淤泥質(zhì)亞黏土層必須要設(shè)置護(hù)筒才能進(jìn)行正常鉆孔施工。因此，在護(hù)筒變形部分被切割后，必須另設(shè)護(hù)筒或形成相當(dāng)于護(hù)筒的圍幕，在淤泥質(zhì)黏土層中，任何局部性的加固措施都存在很大的風(fēng)險(xiǎn)，都不能夠保證鉆孔樁的施工安全。在切割護(hù)筒變形部分以后，曾經(jīng)采用過多種局部加固辦法使鉆孔施工不漏漿、不塌孔，但最成功最可靠的辦法，還是在原護(hù)筒內(nèi)另設(shè)套管,或采用旋噴樁形成圍幕。（4）經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)本橋在灘涂區(qū)鉆孔樁施工、海上大型施工平臺和圍堰施工海水泥漿的使用和鉆孔樁孔底壓漿等方面均取得了成功，并積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)自平衡法檢測,鉆孔樁承載力均滿足設(shè)計(jì)要求。施工中有些事故雖然可以避免，但鉆孔樁施工工序多，時(shí)間長，發(fā)生事故的