摘要：本文針對安徽省紅楊樹泵站工程在粉砂層中進行鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)塌孔的現(xiàn)象，分析造成塌孔的原因，提出相應(yīng)處理措施，以供類似工程參考和借鑒。
　　關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁，粉砂土，坍孔，處理措施
　　
　　1工程概況
　　紅楊樹泵站控制排澇面積為9.26km2,按10年一遇3日暴雨3日排出設(shè)計，設(shè)計排澇流量為5.0m3/s。該泵站工程等別為Ⅳ等，泵站規(guī)模為小（1）型，由進水閘、前池、泵房、壓力水箱、排澇涵洞等主要建筑物組成。
　　2工程地質(zhì)
　　紅楊樹泵站勘察場地勘探深度內(nèi)地層均為第四系長江沖洪積地層。根據(jù)鉆探將地層自上而下分為5層（各土層物理力學(xué)指標見表1.1）：
　　
　　表1.1各土層物理力學(xué)指標

　　考慮到本工程的基礎(chǔ)底板坐落在第③層土（淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土）上，修正后的地基承載力的特征值也只有68.5kPa。根據(jù)站身穩(wěn)定計算結(jié)果可知，站身基底完建期及樞紐其他各段平均基底應(yīng)力均大于地基承載能力。此外，第③層土（淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土）天然含水量高達36.2%，壓縮性高，靈敏度高，施工期間極易被擾動破壞而形成“彈簧土”，從而產(chǎn)生較大的地基沉降。這對安裝精度要求較高的水泵機組來說是不允許的。因此，必須對紅楊樹泵站工程的排澇進水閘、前池、泵房及壓力水箱等部位進行地基處理。
　　經(jīng)過方案比選，最終確定選用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁方案進行地基處理。鉆孔灌注樁樁徑0.6m，間距1.5m，梅花型布置，樁長按伸入第④層（粘質(zhì)粉土層）1.5m控制，樁長13.50～15.5m，鉆孔灌注樁共計335根，有效樁長4690m。
　　3塌孔現(xiàn)象的成因分析
　　本工程鉆孔灌注樁采用回轉(zhuǎn)鉆機泥漿護壁正循環(huán)法施工。順利完成泵房底板下鉆孔灌注樁施工后，在進行進水閘樁基礎(chǔ)鉆孔施工過程中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)水位突然下降，施工單位正準備加大泥漿補充時出現(xiàn)了塌孔現(xiàn)象。
　　地勘報告中：“第③層土（淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土）有薄層粉砂，含有泥炭質(zhì)和腐植物。”但在實際鉆孔過程中，經(jīng)地質(zhì)部門現(xiàn)場取樣分析發(fā)現(xiàn)，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層中夾有平均厚度為3.0m粉質(zhì)砂層。由于夾砂層為易塌孔地質(zhì)，在鉆進過程中多次出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，影響了施工進度，使工程陷于被動，造成了一定的經(jīng)濟損失。
　　造成塌孔的主要影響因素有工程地質(zhì)條件、泥漿的原料及性能指標、鉆機類型及鉆機鉆進的速度等。經(jīng)分析，造成本工程鉆孔灌注樁施工過程中出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象的原因主要有以下兩點：
　　（1）夾砂層為易塌孔地質(zhì)
　　鉆孔灌注樁鉆進過程中發(fā)現(xiàn)的平均厚度為3.0m的粉砂層有“空隙大、滲透性好、內(nèi)聚力小，對外力反應(yīng)靈敏，在微弱動水或外力作用下易產(chǎn)生移動，喪失穩(wěn)定”的特性。若鉆孔灌注樁在鉆進過程中未采取確當?shù)奶幚泶胧┚蜁�破壞土體本身的應(yīng)力平衡，形成塌孔。本工程在施工過程中發(fā)現(xiàn)粉砂層后未采取合理的處理措施是造成塌孔的主要原因。
　　（2）泥漿性能指標不滿足要求
　　本工程采用普通粘土為原料制配泥漿，經(jīng)現(xiàn)場檢測，泥漿的性能指標基本滿足規(guī)范要求。泥漿的性能指標決定了泥漿能否形成均質(zhì)、致密的泥皮，避免形成水土流失通道，造成土體失穩(wěn)。本工程鉆孔灌注樁在施工過程中，漿液與孔中的粉質(zhì)粘土及粉砂等混合后在泥漿池中沉積，使?jié){液逐漸變稀，這也是造成塌孔的原因之一。
　　4處理方案
　　根據(jù)上述分析，針對本工程鉆孔灌注樁施工過程中出現(xiàn)的塌孔現(xiàn)象提出了以下兩種處理方案：
　　方案一：采取圍堰筑島和在鉆孔灌注樁上游5.0m處打φ1.0m降壓井，以保持鉆孔過程中孔內(nèi)水位高于地下水位1.5m以上；改用鈉基膨潤土泥漿護壁，充分利用膨潤土泥皮形成速度快、自我修復(fù)性和高膨脹性的特點；同時在施工過程中，經(jīng)常檢測漿液性能指標，及時進行漿液補充；當土層變化時，應(yīng)相應(yīng)增加漿液性能指標的檢測次數(shù)。
　　同時考慮到由于地質(zhì)條件的變化，粉砂層的極限摩阻力大于粉質(zhì)粘土的極限摩阻力，即可提高鉆孔灌注樁的樁側(cè)阻力；但塌孔后導(dǎo)致樁側(cè)孔壁變松軟，降低了樁側(cè)阻力。為安全考慮，將原設(shè)計樁長加長1.5m，即鉆孔灌注樁伸入第④層（粘質(zhì)粉土層）3.0m。
　　方案二：若采取方案一后仍存在塌孔現(xiàn)象，則改用沖擊鉆成孔。即先往孔內(nèi)注水，保持水頭高度，同時停止鉆進，回填片石和粘土混合物至塌孔處以上1.0～2.0m，增加泥漿稠度，控制水位下降，用低沖程反復(fù)沖孔，孔壁密實后控制中速擋鉆進速度鉆進。若塌孔嚴重時，用片石和粘土把整個孔全部回填，待回填物沉淀密實后將鋼護筒沉入原位后重新鉆進。同時將原設(shè)計樁長加長1.5m，即鉆孔灌注樁伸入第④層（粘質(zhì)粉土層）3.0m。
　　5結(jié)語
　　本工程采取方案一后，保證了周圍土體的穩(wěn)定，在回轉(zhuǎn)鉆孔過程中未出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。因此，在鉆孔灌注樁施工過程中遇粉砂質(zhì)土層時，可采用圍堰筑島和在鉆孔灌注樁上游打降壓井保持孔內(nèi)水位后，采用膨潤土泥漿護壁，以充分利用膨潤土泥皮形成速度快、自我修復(fù)性和高膨脹性的特點，保證了周圍土體的穩(wěn)定，有效地防止塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。