公路桥梁桩基施工常见事故及其处理方法

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公路桥梁桩基施工常见事故及其处理方法

                                 张豪 席岳勋

1陕西高速机械化工程有限公司

陕西西安 710000

                                     2陕西省交通规划设计研究院有限公司,陕西西安,710000

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摘要:本文针对公路桥梁桩基施工中的常见事故,包括钻孔偏斜、孔壁坍塌和桩底沉渣过厚,分析了事故的成因,并提出了相应的处理方法。对于钻孔偏斜强调钻机安装稳固、钻杆检查更换、钻进速度控制及导向装置引入的重要性;对于孔壁坍塌提出优化泥浆性能、规范护筒埋设、保持水位稳定和控制钻进速度的措施;对于桩底沉渣过厚,指出二次清孔工艺、调整泥浆性能和保持水位稳定的关键作用。

关键词:公路桥梁;桩基施工;事故处理

引言:随着我国基础设施建设的蓬勃发展,公路桥梁工程日益增多,其桩基施工质量作为桥梁安全之基备受关注。然而桩基施工面临地质复杂、技术挑战及管理水平不一等多重难题,导致施工事故频发,严重威胁桥梁质量与安全。鉴于此本文深入剖析公路桥梁桩基施工中的常见事故,并探讨其有效应对策略,旨在为提高施工安全性、保障桥梁质量提供理论依据与实践指导,推动我国桥梁建设事业稳健前行。

一、公路桥梁桩基施工常见事故

1.1钻孔偏斜

在公路桥梁桩基施工中,钻孔偏斜作为一项常见且棘手的问题,根源深植于多维度的复杂因素之中。地质条件的多变性首当其冲,岩层倾斜、软硬不均的地下构造如同隐形的迷宫,考验着施工技术的精准度。加之钻机安装过程中的细微偏差,即便是微小的倾斜,在持续的钻进过程中也会被不断放大,导致孔位偏离设计轨迹。此外钻杆自身的物理状态亦不容忽视。长期高负荷作业下,钻杆若发生弯曲变形,便如同失去了方向的舵手,引领钻头偏离正轨。而钻进速度的控制,则是艺术与科学的结合,过快则易失控,不仅加剧了钻具的磨损,更使得孔壁稳定性受到挑战,增加了偏斜的风险[1]。钻孔偏斜问题的解决,需从地质勘探的详尽性、钻机安装的精确性、钻杆维护的及时性,以及钻进参数的合理调控等多方面入手,构建全方位、多层次的防控体系,确保桩基施工的顺利进行。

1.2孔壁坍塌

孔壁坍塌作为公路桥梁桩基施工中不容忽视的隐患,其诱因错综复杂,深刻影响着施工安全与效率。泥浆作为护壁的关键介质,性能优劣直接关联到孔壁的稳定性。若泥浆性能未能达到设计标准,粘度不足、护壁能力欠缺,便难以有效抵御孔壁内外压差的冲击,导致坍塌事故的发生。护筒的埋设,作为另一道防线,规范性同样至关重要。埋设深度不足、位置偏移或周围回填土密实度不够,均会削弱护筒对孔壁的支撑作用,使得孔壁在外部荷载作用下易于失稳。孔内水位的维持亦是关键。水位下降,意味着孔内压力减小,与外部压力的不平衡加剧,孔壁受力状态恶化,坍塌风险随之上升。而钻进速度的盲目追求,往往忽视了孔壁形成过程的自然规律,过快的钻进速度导致泥浆来不及形成有效的护壁层,孔壁裸露时间过长,更易受到侵蚀与破坏。因此防范孔壁坍塌,需从优化泥浆配比、规范护筒埋设、严格监控孔内水位变化以及合理控制钻进速度等多方面入手,综合施策,确保桩基施工的顺利进行。

1.3桩底沉渣过厚

桩底沉渣过厚作为公路桥梁桩基施工中的一项技术难题,其成因深植于施工过程的多个环节。清孔作业作为预防沉渣积聚的首要步骤,彻底性直接决定了桩底环境的清洁度。若清孔方法不当或操作不够细致,残留的岩土碎屑便会在孔底逐渐累积,形成沉渣层,影响桩基承载力。泥浆性能的优劣,同样是影响沉渣厚度的关键因素。性能良好的泥浆应具备较高的悬浮能力与携渣能力,能够有效将钻进过程中产生的碎屑带出孔外。然而若泥浆粘度不足、比重失衡,携渣效果将大打折扣,导致沉渣在孔底沉积。此外桩孔内水位的稳定也至关重要。水位的频繁波动,不仅破坏了孔内压力场的平衡,还加剧了孔壁与孔底岩土的侵蚀与剥落,增加了沉渣的生成量。特别是在水位下降时,孔底形成负压区,吸引周围岩土颗粒向孔内迁移,进一步加剧了沉渣的积聚[2]。控制桩底沉渣厚度,需从优化清孔工艺、调整泥浆性能以及稳定桩孔内水位等多方面入手,确保桩基施工的质量与安全。

二、公路桥梁桩基施工事故处理方法

2.1钻孔偏斜处理方法

在公路桥梁桩基施工中,钻孔偏斜的矫正策略需从多个维度综合施策。首要之务是确保钻机的稳固安装,通过精密调整其底座,使之达到水平且垂直的最佳状态,从而在源头上减少因钻机自身不稳而产生的偏斜倾向。针对钻杆弯曲这一常见诱因,必须实施严格的检查与更换机制。一旦发现钻杆存在弯曲或磨损迹象,应立即替换为符合标准的直杆,以确保钻进过程中的力线稳定,避免进一步加剧钻孔的偏离。此外钻进速度的控制亦不容忽视。遵循慢速低压的原则,使钻头在岩层中缓慢而均匀地推进,有助于精确控制钻孔轨迹,减少因速度过快而产生的冲击力与振动,从而有效预防钻孔偏斜。最后引入导向装置作为辅助手段,可进一步提升钻孔的精度与稳定性。导向装置能够引导钻头沿着预设轨迹行进,即使在复杂地质条件下也能保持较高的垂直度,为公路桥梁桩基的施工质量提供有力保障。

2.2孔壁坍塌处理方法

孔壁坍塌作为公路桥梁桩基施工中的一大挑战,处理方法需从泥浆性能、护筒埋设、水位控制及钻进速度等多个维度综合施策。优化泥浆性能,是提升护壁效果的关键。通过调整泥浆的配比与性能参数,如粘度、密度与胶体率等,能够更好地粘附于孔壁,形成一层坚实的保护层,有效抵御地下水压力与地质应力的侵蚀,防止孔壁坍塌。护筒的埋设亦需严格遵循规范。选用材质优良、壁厚适宜的护筒,并确保埋设深度与位置准确无误,能够紧密贴合孔壁,为钻孔作业提供坚实的支撑与保护。保持孔内水位稳定,是预防孔壁坍塌的重要措施之一。通过连续不断地向孔内注入清水或泥浆,确保孔内水位始终高于地下水位,以平衡孔内外压力差,减少孔壁坍塌的风险[3]。同时控制钻进速度也是至关重要的。在钻进过程中,应避免过度振动与冲击,以免对孔壁造成损伤。通过控制钻头的转速与进给量,使钻进过程平稳有序减少孔壁坍塌的可能性。

2.3桩底沉渣过厚处理方法

在公路桥梁桩基施工中,桩底沉渣过厚问题直接影响桩基承载力与稳定性,需采取有效措施加以解决。其中二次清孔工艺的应用尤为关键。通过该工艺,能在初次清孔基础上进一步清除孔底残留的沉渣,确保孔底干净无杂质,为后续灌注混凝土创造良好条件。此外调整泥浆性能也是减少桩底沉渣的重要手段。优化泥浆的粘度、密度等参数,增强其携渣能力,使泥浆在循环过程中能更有效地携带并排出孔内细小颗粒与沉渣,保持孔内清洁。同时保持孔内水位稳定亦不容忽视。稳定的水位能减少孔内外压力差,防止地下水与孔壁岩土的渗透作用,从而降低沉渣产生的风险。在施工过程中,应持续监控孔内水位变化,及时补水或排水,确保水位始终保持在合理范围内。针对桩底沉渣过厚问题,需从二次清孔、泥浆性能调整及孔内水位控制等多方面综合施策。通过精细化的操作与严格的质量控制,有效减少桩底沉渣提升桩基施工质量确保公路桥梁的安全与稳定。

结语:通过对公路桥梁桩基施工中常见事故的深入分析与处理方法的详细探讨,我们深刻认识到,确保桩基施工的质量与安全是一项系统性、复杂性的工程。它要求我们从地质勘探、施工技术、设备维护、材料选用等多个方面全面发力,严格控制施工过程中的每一个环节。无论是钻孔偏斜导致的施工轨迹偏离,还是孔壁坍塌引起的施工安全隐患,亦或是桩底沉渣过厚对桩基承载力的不利影响,这些问题都需要我们严肃对待,科学分析成因,制定并实施合理的解决方案。只有全方位、多层次地进行预防和处理,我们才能有效规避风险,保障施工顺利进行。

参考文献:

[1]陈锦莉.公路桥梁施工方法及技术研究[J].工程技术研究,2023,8(15):58-60.DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2023.15.019.

[2]伏永祥.公路桥梁桩基施工技术要点[J].科技资讯,2023,21(13):105-108.DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2210-5042-4594.

[3]秦霞.公路桥梁桩基施工质量问题及控制分析[J].交通科技与管理,2023,4(01):126-128.