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      常見鉆孔施工故障的成因分析及其預(yù)防和處理措施

      2012-12-30 19:41:41陳建宏韓莉莉
      中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2012年7期
      關(guān)鍵詞:孔底縮孔孔壁

      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.

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