冲击法钻孔桩施工中若干问题浅析

冲击法钻孔桩施工中若干问题浅析
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（中铁X局集团第一工程公司辽宁XX 121000）
摘要：本文通过赤大白地方铁路ZH-10标桥梁钻孔桩施工，总结了复杂地质条件下，钻孔桩施工的常见问题（如塌孔、卡钻头、掉钻头、补桩检算等），并总结了检测手段和处理措施。

为桥梁钻孔桩施工提供了一定的施工经验，
在桥梁桩基施工遇到异常情况中可以提供一定的方法和措施处理。

主题词：冲击法钻孔桩成孔
众所周知，由于冲击法钻孔具有施工安全、机具简单、易于操作、技术可靠、适用于任何地层等优点，而被广泛地应用于公路、铁路桥梁基础的施工中。

我国从 60年代中期就开始在桥梁施工中采用这种基础形式，赤大白地方铁路ZH-10标的地质条件比较复杂，最适合冲击法施工桥梁桩基。

冲击法施工可分为以下几道工序：
（1）场地准备（2）桩位测量（3）埋设护筒（4）钻机对位开钻（5）钻孔（6）清孔、成孔检验（6）下钢筋笼（7）灌注水下混凝土（8）成桩检验。

下面将施工中容易出现的一些问题及处理方法、预防措施介绍如下：
1塌孔
1.1塌孔原因
1.1.1孔口护壁不好：当孔口土质为砂土、粉土或砂夹卵石时，由于开孔速度过快，或者开孔时泥浆比重较小，造成泥浆护壁不牢固，在水的；
1.1.2孔口受机械振动或钻头冲击：由于成桩时间一般较长，大约需要4~5天，孔口长时间受机械震动；或者在淘泥清碴时钻头碰撞到护筒，破坏了护筒与土层接触之间的泥浆护壁；
1.1.3孔内水位下降，没有保持“水头”压力：当地下水位较高时，由于施工时疏忽了孔内水的流失；或者在淘泥清碴时没有及时往孔内加水补充，使护壁外部的水压大于孔内水压，造成塌孔；
1.1.4其它原因：如护筒埋设方法不正确，既整个桩位全部开挖时，回填的黏土不够厚度或没有达到夯实标准；当意想不到的地质原因，如出现流沙等，也会造成孔口塌陷。

1.2塌孔处理方法
1.2.1当孔口局部塌陷时，往往会使护筒下沉，此时可采用草袋子（内装粘土），重新回填夯实，然后另接一个直径相同的护筒，两护筒连接牢固并保证同心，这种方法缺点是灌注混凝土后，如果桩头混凝土标高较高，最下节护筒可能提不出来；
1.2.2当孔壁大面积坍塌时，影响孔位中心或者钻机稳定时，只能回填后重新开钻；
1.3预防塌孔的方法
1.3.1开孔时应采用较小冲程，一般 0.6m左右，使初步所成孔壁坚实、竖直、圆顺，钻进深度超过钻头全高加冲程后，方可进行正常冲击；
1.3.2开孔时宜采用较大的泥浆比重，当使用管形钻头时，一般地层为 1.2～1.4，松散地层为 1.3~1.5；当使用实心钻头时，可适当减小（1）；
1.3.3钻进过程中随时观察孔内水位，淘泥清碴时及时向孔内注水，以保持孔内“水头”压力；
2钻头被卡住
2.1卡钻的原因
2.1.1在钻进过程中，使用实心钻头时，由于表层土质松软，成孔过快，钻头不旋转，造成“梅花”孔，当偶然一次冲击力较大时，很容易将钻头卡住；
2.1.2施工中遇见不良地质情况，如孤石等，在使用“十字形”钻头冲击成孔时造成卡钻；
2.1.3钻进中没有控制好方向，形成偏孔卡钻，此种情况在钻孔长度较大、土层硬度不均匀时容易发生；
2.1.4钻孔过程中发生塌孔，塌落的土石将钻头卡住；
2.2卡钻处理
2.2.1在主钢丝绳未断情况下：先用卷扬机使主绳受力绷直（尽可能达到最大程度），然后用吊车吊一重物（如钢轨），当提升到一定高度后，自由下落冲击钻头，这样钻头受到震动，在钢丝绳的拉力下会克服孔内“约束力”而有所松动，然后用卷扬机提出；
2.2.2在主钢丝绳已断情况下：先用打捞钩（三面带钩，相间 120度），钩在钻头的打捞环上（打捞环在钻头下 0.5m处），然后使用卷扬机按照以上方法进行打捞；或者将钢丝绳系在钢轨束上，在钢轨束两端使用千斤顶，也可以将钻头顶起。

此方法关键是测量好钻头在孔内的深度，以便使打捞钩顺利地钩在打捞环上。

3偏孔
3.1在冲击法钻孔中，按照施工规范要求，钻孔偏差不能大于50mm，倾斜度不能大于1%；一般是由于以下原因造成偏孔：
3.1.1由于钻机在孔口位置长时间振动，造成三脚架下沉，使钻机位置偏移形成偏孔；
3.1.2由于地质影响原因，桩位土质硬度不均匀，在冲击时钻头偏心受力会形成偏孔；
3.2偏孔的检测：
3.2.1偏孔在施工中的检测，是用检察钻机的位移来观测的，钻机平台稳定，定滑轮不位移，钢丝绳在锤击和拉起瞬间保持竖直；
3.2.1成孔后用监控器检测成孔的垂直度，监控器能够顺利的探到孔底；钢丝绳固定在监控器的中心，孔定的钢丝绳与桩中心对正，拉直钢丝绳，用全站仪测量钢丝绳的斜度，测得钻孔桩的倾斜度。

3.3偏孔处理方法
3.3.1当偏孔较大超限时，可回填片石、粘土等，然后重新开钻；
3.3.2由于地质原因偏孔时，可先调整钻机或三脚架的中心位置，形成反方向的预偏心，此种方法会形成扩孔，造成灌注混凝土浪费；
3.3.3加强施工中的观测，发现有偏孔趋势时，及时进行处理。

3.3.4搭设稳定的钻机平台，防止因钻机机身的倾斜而产生偏孔。

4结束语：
塌孔、卡钻、偏孔是钻孔桩施工中常见的问题，我们面对这些问题已经总结出过程中和成孔后检的测手段及处理措施，为今后的施工提供了宝贵的施工经验。

我们通过赤大白地方铁路塔拉索特大桥的施工经验总结，为今后的钻孔桩施工提供了参考资料，使我们工程施工前能做到预防、施工中能做的控制、施工后能做的正确检测，我们能快速的掌握冲击法钻孔的技术要领和注意事项，增强了工程技术人员的施工经验和管理信心。

参考资料：（1）《钢结构施工技术规范》—TB10203-2002
（2）《桥梁施工技术规范》西南交大李克钏主编（中国铁道出版社）
2012年03月15日。