鉆孔樁回旋鉆機施工實踐探討

侯進

摘 要：回旋鉆機在鉆孔中往往出現(xiàn)各種各樣的問題，作者根據(jù)自己的施工經(jīng)驗，介紹回旋鉆機鉆孔施工工藝和常遇問題的處理。

關(guān)鍵詞：土質(zhì)變化；施工事項；問題處理

前言

地基土層的工程性質(zhì)與水文地質(zhì)條件以及荷載特性、使用要求、施工技術(shù)等因素息息相關(guān)。江蘇地區(qū)等級公路的大中橋基礎(chǔ)設(shè)計近20年大部分均采用鉆孔樁深基礎(chǔ)，在作者所參加施工的大、中、小橋中，均采用的是鉆孔樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)工程是隱蔽工程，如有缺陷較難發(fā)現(xiàn)，也較難彌補或修復(fù)，而這些缺陷往往直接影響整個結(jié)構(gòu)的使用。樁基礎(chǔ)施工的進度經(jīng)?？刂普麄€結(jié)構(gòu)的施工進度，因此必須精心施工。樁基礎(chǔ)的施工方案和施工方法應(yīng)該結(jié)合設(shè)計要求、現(xiàn)場地形、地質(zhì)條件、施工技術(shù)設(shè)備、施工季節(jié)、氣候、水文等情況來研究決定。文章對回旋鉆機樁基礎(chǔ)施工工藝和常遇問題的處理進行了介紹。

1 回旋鉆機工作原理

鉆孔樁基礎(chǔ)工程的樁孔鉆進是橋梁施工的關(guān)鍵工序，回旋鉆機成孔的原理是利用鉆具的回旋切削土體鉆進，并在鉆進的同時采用循環(huán)泥漿的方法護壁排渣，繼續(xù)鉆進成孔，有正、反循環(huán)泥漿兩種方法。

2 基本條件

2.1 江蘇地區(qū)所遇土質(zhì)有亞粘土，粉性粉砂土，細、中粗砂，粘性土，砂類土，含少量礫石、卵石的土，含鈣、鐵、錳質(zhì)粘土等。

2.2 鉆孔基本上選用GPS15型回旋鉆機和125型潛水鉆機、啞輪鉆機等，常采用正、反兩種循環(huán)方法施工。

2.3 泥漿的制備

2.3.1 施工中遇到較厚的粘土中鉆進，也可放入清水中由鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進自行生成泥漿。

2.3.2 當土質(zhì)為砂類土，含少量礫、卵石土?xí)r，應(yīng)準備黃粘土和陶土等造漿能力強、粘度大的土，在鉆進中分批漿打碎的粘土投入孔內(nèi)。

2.3.3 泥漿性質(zhì)指標，在鉆進過程中一般在1.1-1.4，粘度18S-20S。

2.4 護筒埋設(shè)

2.4.1 護筒平面位置應(yīng)埋設(shè)準確，同時內(nèi)徑比回旋鉆孔大20cm以上。

2.4.2 護筒頂標高應(yīng)高出地下水位和施工最高水位1.5m，無水地面應(yīng)高出20cm以上。

2.4.3 護筒底應(yīng)低于施工最底水位0.3m，同時根據(jù)地形、土質(zhì)情況，注意旱地埋置深度，以防穿孔。

2.5 其他應(yīng)注意的問題

2.5.1 根據(jù)孔深和土質(zhì)變化，選擇適用的鉆機和泥漿泵。

2.5.2 鉆機就位后要做到平穩(wěn)，其工作平臺中的支撐基礎(chǔ)承載力也需要滿足施工要求。

2.5.3 在鉆機鉆進過程中，要隨時對鉆進不同土層時的泥漿指標等性能的變化進行檢測和控制，并做好進尺、土質(zhì)、泥漿的原始記錄。

2.5.4 經(jīng)常檢查鉆機和泥漿泵的電路連接，密封程度及傳動部件等使用情況，以免因機械故障停鉆造成塌孔事故。

3 鉆進時一般問題及處理

3.1 坍孔應(yīng)根據(jù)塌孔原因采取相應(yīng)的措施

3.1.1 鉆孔過程中發(fā)生坍孔后，要查明原因進行分析處理，可采用加深埋護筒等措施后繼續(xù)鉆進.

3.1.2 根據(jù)現(xiàn)場情況也可在泥漿中加入大量的干鋸末，同時增大泥漿比重（控制在1.15～1.4之間），改善其孔壁結(jié)構(gòu)。

3.1.3 在潮汐或汛期地區(qū)如果水位變化過大時，需保證水頭相對穩(wěn)定。

3.1.4 鉆頭每次進入液面時，速度要非常緩慢，等鉆頭完全進入漿液后，再勻速下到孔底，每次提鉆速度控制在0.3～0.5m/s。坍孔嚴重時，應(yīng)回填重新鉆孔。

3.2 掉鉆落物的原因及采取相應(yīng)的措施

3.2.1 操作不慎，落入扳手、撬棍等物。

3.2.2 鉆桿接頭不良或滑絲。

3.2.3 掉鉆落物：卡鉆時強提強扭，操作不當，使鉆桿或鋼絲繩超負荷或疲勞斷裂。

3.2.4 開鉆前應(yīng)清除孔內(nèi)落物，零星鐵件可用電磁鐵吸取，較大落物和鉆具也可用沖抓錐打撈，然后在護筒口上加蓋。

3.2.5 掉鉆后應(yīng)及時摸清情況，若鉆錐被沉淀物或坍孔土石埋住應(yīng)首先清孔，使打撈工具能接觸鉆桿和鉆錐。

3.3 產(chǎn)生糊鉆的原因及相應(yīng)的措施

正反循環(huán)回旋鉆進中，糊鉆的表征是在細粒土層中鉆時進尺緩慢，甚至不進尺出現(xiàn)憋泵現(xiàn)象。在粘土層中沖擊成孔時，由于沖程太大，泥漿粘度過高，泥渣量大，鉆桿內(nèi)徑過小，出漿口堵塞以致鉆頭被糊鉆或者被埋住。

3.3.1 對正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆，可清除泥包，調(diào)節(jié)泥漿的相對密度和粘度，適當增大泵量和向孔內(nèi)投入適量砂石解決泥包糊鉆，選用刮板齒小、出漿口大的鉆錐。

3.3.2 在鉆進軟塑土層中的時候，進尺速度要緩慢，鉆速一般控制在65轉(zhuǎn)/分之內(nèi)。

3.3.3 嚴重糊鉆時應(yīng)停鉆，清除鉆渣。對鉆桿內(nèi)徑、鉆渣進出口和排渣設(shè)備的尺寸進行檢查計算。

3.3.4 當粘土層較厚時，改變鉆頭刮板角度和加大齒距。

3.4 擴孔

3.4.1 遇砂類土層或軟淤泥，容易造成坍塌而擴孔，我們采取的措施是輸入高濃度泥漿，加大泥漿的比重。

3.4.2 鉆進時有硬桿件物體掉入孔內(nèi)，隨著旋轉(zhuǎn)鉆頭的擴大而孔壁也產(chǎn)生隱患，當發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象的時候要采取特殊的技術(shù)予以清除。

3.4.3 鉆桿轉(zhuǎn)運中局部受壓彎曲或剛度疲勞或?qū)驁A與鉆頭中心不在同一軸心上。鉆前應(yīng)檢查以上內(nèi)容，更換或較正偏位。

3.4.4 擴孔嚴重時，按塌孔處理，回填粘土，沉淀密實后重鉆。

3.5 縮孔

3.5.1 鉆錐焊補不及時、嚴重磨耗的鉆錐往往鉆出較設(shè)計樁徑稍小的孔，應(yīng)及時補焊鉆錐、合金片等以滿足鉆孔徑要求。

3.5.2 使用卷揚機吊住鉆錐上下、左右反復(fù)掃孔以擴大孔徑，直至使發(fā)生縮孔部位達到設(shè)計要求為止。

3.6 鉆孔漏漿

3.6.1 在透水性強的砂礫或流砂中，特別是在有地下水流動的地層中鉆進時，稀泥漿向孔壁外漏失。應(yīng)使用較粘稠或高質(zhì)量的泥漿鉆孔。沖擊鉆機可加稠泥漿或回填粘土摻片石、卵石反復(fù)沖擊增強護壁。

3.6.2 如接縫處漏漿不嚴重，可由潛水工用棉絮堵塞，封閉接縫。如漏水嚴重，應(yīng)挖出護筒，修理完善后重新埋設(shè)護筒。

3.7 鉆孔偏斜

3.7.1 鉆桿彎曲，接頭不正，鉆桿接頭應(yīng)逐一檢查，及時調(diào)正，當主鉆桿彎曲時，要用千斤頂及時調(diào)直。

3.7.2 安裝鉆機時要使轉(zhuǎn)盤、底座水平，起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者應(yīng)在一條豎直線上，并經(jīng)常檢查校正。

3.7.3 由于主鉆桿較長，轉(zhuǎn)動時上部擺動過大。必須在鉆架上增設(shè)導(dǎo)向架，控制桿上的提引水龍頭，使其沿導(dǎo)向架對中鉆進。

4 結(jié)束語

在實際施工鉆孔過程中，我們要根據(jù)土質(zhì)等具體情況控制和調(diào)整鉆進速度、泥漿稠度等性能指標，避免和防止坍孔等各種事故的發(fā)生。當鉆孔遇到問題時，首先在保證工程質(zhì)量的前提下，同時進行經(jīng)濟效益比較，然后制定切實可行的處理方法。同時要求施工人員應(yīng)有高度的責任感和較高的技術(shù)水平以及實踐經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)問題，迅速正確地處理，施工中要加強質(zhì)量管理，嚴格執(zhí)行崗位責任制。

參考文獻

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