钻孔桩钢护筒打设变形原因分析及处理措施.docx

钻孔桩钢护筒打设变形原因分析及处理措施钢护筒打设底口变形(1)事故经过某跨海大桥主桥96根钻孔桩均设置内径3m的钢护筒，每根护筒分为三段，第二段Q345c材质的钢护筒作为桩基结构的一部分与桩基共同受力，进行涂层防腐处理，防腐年限要求不小于30年。主墩单根钢护筒最长56.5m,护筒底标高50.Om,重103t左右。钢护筒上、中、下三个节段均采用螺旋卷制，整根由三个节段环缝拼接组成，水运至施工现场后采用液压震动锤沉放。由于施工区域覆盖层浅，地质情况复杂，钢护筒沉放过程中存在较多不可预见的不利因素，导致钢护筒沉入后产生底口变形。(2)事故原因主要原因包括：岩层变化起伏大，振动锤激震力过大，护筒内支撑松动或脱落，护筒结构设计不当，浮吊起吊和移动护筒时速度过快。(3)事故处理措施摸清实际地质状况，确定各墩位的地质变化情况，了解各墩位处覆盖层较浅和孤石不规则散布较多的特点。仔细查阅地质勘探图并结合栈桥钢管桩施打时的入土情况做参考。减小振动锤激震力，将激震力控制在易使护筒产生应力变形的范围内(激震力W5000KN),改双锤并联施震为单锤点振，根据贯入度的变化调整激震力。检查护筒内支撑状况，保证护筒内支撑的稳固，护筒椭圆度检测合格率为100%增加支撑的刚度，加强支撑与护筒连接处的焊接。重新设计护筒强化护筒底口刚度，减少变形机率，对护筒底口易变形增加竖肋及环箍。匀速起吊和移动护筒，避免底口的碰撞，控制起吊和移动速度，将焊接吊耳改成钢丝绳捆吊的方式，水平起吊，然后在水中翻身。钢护筒打设变形(1)事故经过护筒变形是本桥海上钻孔桩施工过程中发生最多、影响最大的事故。在处理护筒变形过程中又频繁引发了漏浆塌孔、埋钻、串孔和断桩等事故。护筒变形集中发生在南、北航道桥主塔墩：北航道桥两个主塔墩共有钻孔桩52根，发生变形的护简计13根；南航道桥主塔墩共有钻孔桩38根，发生变形的护筒计14根。护筒变形后卡钻高度在护筒底口以上lllm不等。(2)事故原因护筒变形的主要原因：一是护筒的壁太薄，其壁厚与直径之比仅为1/172；二是淤泥质黏土层内摩擦角仅3°4。，土壤处于流动状态，土压力很大。根据实测资料，护筒端部环向压应力已达3896MPa,而按薄壁圆管非弹性屈曲环向临界应力计算，其屈曲临界应力为5071MPa0在土压力作用下护筒的环向应力已达到屈曲临界应力，护筒因环向失稳而变形。7Om第“由所50.w-7355w图2.1-5护筒入土范围地质示意图(3)事故处理措施护筒变形后钻头不能通过，因此必须切除其变形部分(对于直径较小、人士较浅的护筒最好拔出重打)。从地质条件分析，淤泥质亚黏土层必须要设置护筒才能进行正常钻孔施工。因此，在护筒变形部分被切割后，必须另设护筒或形成相当于护筒的围幕，在淤泥质黏土层中，任何局部性的加固措施都存在很大的风险，都不能够保证钻孔桩的施工安全。在切割护筒变形部分以后，曾经采用过多种局部加固办法使钻孔施工不漏浆、不塌孔，但最成功最可靠的办法，还是在原护筒内另设套管，或采用旋喷桩形成围幕。(4)经验教训本桥在滩涂区钻孔桩施工、海上大型施工平台和围堰施工海水泥浆的使用和钻孔桩孔底压浆等方面均取得了成功，并积累了宝贵的经验。经自平衡法检测，钻孔桩承载力均满足设计要求。施工中有些事故虽然可以避免，但钻孔桩施工工序多，时间长，发生事故的几率高，在海洋环境中不宜大量采用。处理海上工程事故不仅耽误工期，而且成本很高，当必须采用钻孔桩基础时，施工组织设计应力求回避风险，防止发生事故。