常見鉆孔施工故障的成因分析及其預(yù)防和處理措施

陳建宏 韓莉莉

（1、陜西交通集團商漫分公司；2、商洛公路局山陽公路段，陜西 山陽 726400）

常見鉆孔施工中的故障主要有坍孔、斜孔、擴孔、縮孔、卡鉆、掉鉆、糊鉆等，針對以上問題，結(jié)合在具體橋梁鉆孔施工中的經(jīng)驗，將其成因和預(yù)防及處理措施分別簡析淺談如下。

1 坍孔

1.1 成因

1.1.1 孔口坍塌

A護筒埋置過淺或回填粘土夯實不徹底，周圍封填不密實而漏水。

B開鉆階段泥漿不濃，鉆進過快，致使護筒刃腳下鉆孔護壁不牢。

C孔口排水不暢，致使護筒周圍土層長期處于飽水狀態(tài)，孔口壓力太大后外力碰撞致使護筒松動等。

1.1.2 孔內(nèi)坍塌

A泥漿比重不夠，未形成可靠護壁。

B孔內(nèi)水頭高度不夠或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水，降低了靜水壓力差，對孔壁壓力小。

C操作不當(dāng)，如提升沖錘時傾倒或放鋼筋骨架時碰撞孔壁，破壞了護壁泥皮。

D向孔內(nèi)加水時流速過大，直接沖刷孔壁。

E鉆頭長時間快速空轉(zhuǎn)或循環(huán)泵量過大，致使水流沖刷護壁泥皮等。

F在松軟砂層中鉆進，進尺太快。

1.2 預(yù)防及處理措施

1.2.1 鉆孔施工時，根據(jù)不同地質(zhì)，調(diào)整泥漿比重，確保泥漿具有足夠的稠度，維護孔壁穩(wěn)定。

1.2.2 清孔時及時補漿，保證孔內(nèi)必要的水頭高度；供漿管避免直接插入鉆孔中，應(yīng)通過水池使水減速后流入鉆機中。

1.2.3 提升鉆頭及下放鋼筋籠時應(yīng)保持垂直，盡量不要碰撞孔壁；在松軟砂層或含砂較高的砂性粘土層施鉆時，應(yīng)控制進尺速度，并用合適的泥漿稠度施鉆。

1.2.4 當(dāng)發(fā)生孔口坍塌時，應(yīng)及時回填粘土，用編織袋加固護筒后繼續(xù)鉆孔；當(dāng)護筒有偏斜移位時，則應(yīng)拆除護筒并回填，待沉淀密實重新埋設(shè)護筒后再重新鉆孔；坍孔部位不深時，可用深埋護筒法，將護筒周圍土夯填密實，重新鉆孔；若孔口坍塌嚴重，應(yīng)下鋼護筒至未塌處1米以下。

1.2.5 當(dāng)發(fā)生孔內(nèi)坍塌時，首先應(yīng)判明坍塌位置和程度。輕度坍孔時，可加大泥漿相對密度和提高水位；坍孔嚴重時，用粘土泥膏或水泥粘土團投入，回填砂和粘土混合物到坍孔處以上1～2m，待孔壁穩(wěn)定后采用低速小沖程鉆進；如坍孔特別嚴重時，則要全部回填，待回填物沉積密實后再行鉆孔。

2 鉆孔偏斜

2.1 成因

2.1.1 鉆機底座不平或已發(fā)生不均勻沉降，或鉆機鉆架不穩(wěn)，受振動后產(chǎn)生偏位。

2.1.2 地層分界處土層軟硬不均勻、巖面傾斜或卵石大小懸殊致使錘頭所受阻力不均勻。

2.1.3 鉆孔時遇到有孤石、探頭石，由于有孤石的存在，樁身可能處于一半是巖石而另一半是泥土處，孔底情況構(gòu)成了一邊虛一邊實的情形，沖錘在落下沖擊時，自然地沖向虛的一邊，形成了斜孔。

2.1.4 擴孔較大處，錘頭擺動，偏向一邊。

2.2 預(yù)防及處理措施

2.2.1 在安裝鉆機時使轉(zhuǎn)盤、底座水平，起重滑輪輪軸、固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者在一條豎直線上，經(jīng)常檢查和校正鉆機的位置，鉆桿、接頭逐個檢查，并采取措施固定其位置不發(fā)生偏移。

2.2.2 發(fā)生孔身偏斜、彎曲時，應(yīng)分析原因，進行處理，一般斜孔可在偏斜處吊住鉆錘上下反復(fù)掃孔，使孔垂直。

2.2.3 當(dāng)出現(xiàn)斜孔時，沖錘會偏位或傾斜。鋼絲繩擺動會很大，傾向一邊，此時，要停止沖孔，把沖錘拉起，檢查沖錘是否出現(xiàn)蒜頭型，如出現(xiàn)蒜頭型，則要把沖錘修焊好，并在孔內(nèi)回填石塊并用沖錘將石塊夯壓實，使孔底平衡受力，再起錘慢慢沖進，起錘的高度應(yīng)控制在1.5m以內(nèi)。如再有偏差，重復(fù)回填沖進，填石厚度要高于傾斜面為宜，回填太厚則造成浪費而影響修孔速度，回填不夠則起不到充填作用。如在填石修孔無效的情況下，則要采取第二步措施，就是把孔內(nèi)泥漿調(diào)節(jié)至1.15以下，且無沉碴現(xiàn)象為宜，然后進行水下砼灌注，將傾斜部位用高標號快速凝結(jié)砼封底，等到砼硬度和巖石的強度差不多時，再進行沖孔修正。直至傾斜率小于1%，方可繼續(xù)沖進。

2.2.4 遇到有孤石、探頭石時，用低速沖孔，將石打碎。

3 卡鉆（錘）

3.1 成因：孔內(nèi)出現(xiàn)梅花孔、探頭石、縮孔等未及時處理。沖錘被孔內(nèi)落下的石塊或誤落入孔內(nèi)的大工具卡住。入孔較深的鋼護筒傾斜或下端被鉆頭撞擊嚴重變形。沖錘尺寸不統(tǒng)一，換錘或焊錘后錘徑增大。下沖錘太猛，或鋼繩過長，使沖錘傾斜卡在孔壁上。沖錘在孔內(nèi)靜置時間過長被沉淀的泥漿埋鉆。

3.2 預(yù)防及處理措施

在施工過程中定時提錘檢查錘齒的磨損情況，嚴禁使用蒜頭型沖錘；入巖后提錘不能太低，防止出現(xiàn)梅花孔；注意換錘直徑變化情況，換錘后要緩緩放入孔底，不能強行沖擊性沉放；沖錘要反復(fù)提升，開始時放入沖程不宜太大，發(fā)現(xiàn)沒有卡錘時再用高沖程沖孔。

沖錘若能向下活動的卡鉆，可用上下提升法解決，即：不斷地上下提動鉆頭，并配以將鋼絲繩左右拔移或旋轉(zhuǎn)。

卡鉆后不宜強提，只宜輕提鉆頭，提不動時，可用小沖錘或沖、吸結(jié)合的辦法將沖錘周圍的鉆碴松動后再提出。

施工中注意保持護筒垂直，防止傾斜；沖錘更換或維修時尺寸應(yīng)統(tǒng)一，下鉆時控制進尺速度，不要過猛過快。

一旦出現(xiàn)卡錘，沖錘拉不上來，開始可用樁機副卷揚機下鉤打撈，當(dāng)鉤住沖錘時，樁機主、副二根鋼絲上下抖動，一松一緊，卡得不緊時可拉起沖錘。

如果卡死了，則要進行孔底爆破，實施過程是，采用適當(dāng)?shù)恼ㄋ幒碗娎坠?，包扎好后，放入孔底在錘腰處用電引爆，在爆炸的瞬間，沖錘用勁上提，沖錘便可拉起，孔底爆破，地面振動不大，孔壁一般不會塌方，對地層也無破壞，但實施時，要注意安全，輕輕包扎，電線要絕緣，線頭不能碰到任何有感應(yīng)電的地方，做到絕對安全，并要求專業(yè)技術(shù)人員操作。

4 掉鉆（錘）

4.1 成因：吊沖錘的鋼絲繩卡環(huán)松動?？ㄣ@（錘）時操作不當(dāng)，強提強拉，使鋼絲繩疲勞斷裂。

4.2 預(yù)防及處理措施

樁機操作人員，應(yīng)隨時掌握孔底深度、鋼絲繩的磨損程度、錘壁、螺桿、彈簧、錘牙是否受損或斷裂，要預(yù)防為主，經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置，保證靈活；經(jīng)常檢查鉆桿、鋼絲繩及聯(lián)結(jié)裝置的磨損情況，及時更換磨損件，防止掉鉆。每工作班都應(yīng)把鉆錘的鋼絲繩卡環(huán)螺絲擰緊，防止沖錘斷落在孔底?？ㄣ@（錘）時應(yīng)設(shè)有保護繩方能適度強提，嚴防沖錘空打。萬一沖錘斷落孔底，則要及時地進行打撈，撈錘方法通常使用一種船錨式的鋼板鉤，縛在樁機鋼絲繩上，放入孔底進行鉤撈。對于掉鉆，宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈。若鉆體已被泥沙埋住，可用小沖錘或沖、吸的辦法將鉆錘周圍的鉆碴松動后，先清除泥沙，使打撈工具接觸鉆錘體后再打撈。

5 擴孔及縮孔

5.1 成因

孔壁坍塌或沖錘擺動過大產(chǎn)生擴孔。產(chǎn)生縮孔的原因是沖錘磨損過大，焊補不及時或因地層中有軟塑土，遇水膨脹后使孔徑縮小。

5.2 預(yù)防及處理措施

采取防止坍孔和防止沖錘擺動過大的措施。經(jīng)常檢查鉆具尺寸，及時焊補沖錘，并在軟塑地層采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護壁。已發(fā)生縮孔時，宜在該處用沖錘上下反復(fù)掃孔以擴大孔徑。必要時可特制擴孔糾偏檢孔器。

6 糊鉆、埋鉆

6.1 成因

粘土層中鉆進的進尺過快，鉆渣加大，循環(huán)液泵量不夠，泥漿比重過大。

6.2 預(yù)防及處理措施

預(yù)防埋鉆，應(yīng)對泥漿稠度、鉆渣進出口、鉆桿內(nèi)徑大小、排渣設(shè)備進行檢查計算，并控制適當(dāng)?shù)倪M尺，減慢鉆進速度，加快泥漿循環(huán)。遇到坍孔或其他原因造成的埋鉆，應(yīng)使用空氣吸泥機吸走埋鉆的泥砂，提出鉆頭。沖擊鉆錘糊鉆時,應(yīng)減小沖程、降低泥漿稠度，并在粘土層上回填部分砂、礫石。若已嚴重糊鉆，應(yīng)停鉆提出鉆頭，清除鉆渣。

[1]《公路施工手冊》-橋涵，交部第一公路工程總公司主編，人民交通出版（2002）.

[2]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）,人民交通出版.