陳春城
摘? ? 要:基礎工程樁、支護樁采用沖孔成樁的施工方法,以其機械設備簡單、施工工藝成熟、現(xiàn)場操作簡便、施工時調(diào)度靈活、能夠適應各種不同地質條件等特點,被普遍地在各個基礎工程中廣泛使用。但由于各種因素的影響,在施工過程中出現(xiàn)卡錘、埋錘的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn),本文就沖孔灌注樁在施工中出現(xiàn)卡錘、埋錘現(xiàn)象的原因及如何預防處治的方法進行探討。
關鍵詞:沖孔灌注樁施工;卡錘;埋錘;事故原因;預防處治
1? 卡錘、埋錘產(chǎn)生的主要原因
沖孔灌注樁是沖孔機械利用沖擊鉆頭提升一定高度,通過自重沖擊土層、巖層進行成孔施工,采用一定粘度的泥漿護壁進行施工,由于是地下工程,施工過程中在場地標高和泥漿面以下,沒有辦法通過直觀的檢查來指導成孔,也沒有辦法通過檢測設備的協(xié)助指導現(xiàn)場施工,只能憑借以往現(xiàn)場的施工經(jīng)驗,結合不同項目的施工條件,在成樁過程中出現(xiàn)卡錘、埋錘的原因有很多,經(jīng)過匯總,主要有以下幾個情況。
(1)坍孔造成埋錘。在施工過程中,由于地層存在土洞、溶洞,造成泥漿突然流失,樁孔內(nèi)的泥漿液面急速下降,容易造成孔壁坍塌,把孔內(nèi)的樁錘埋住、如果塌方量較大,樁錘容易卡住提不上來。
(2)孔底粘土粘住樁錘。在施工過程中,通過軟粘土層時,由于泥漿循環(huán)不能有效的把軟粘土返到孔口,在沖孔過程中,軟塑性的粘土對樁錘有極大的吸附力將樁錘吸住,造成樁錘無法提上來。
(3)沖到巖層交界處造成卡錘。由于巖層成因復雜,巖面通常處于傾斜狀態(tài),不同巖層的物理特性差別較大,在沖擊成孔過程中,軟弱巖層進尺較快,在錘頭不同方向進尺出現(xiàn)較大差異,經(jīng)常出現(xiàn)斜孔,但是在孔底較深的位置又無法通過觀察吊繩的擺動及時進行糾偏,遇到這種情況容易造成卡錘,如果遇到探頭石也會出現(xiàn)類似情況。在巖溶地區(qū),斜孔的現(xiàn)象更是經(jīng)常出現(xiàn),采用黃泥片石回填進行復沖的時候出容易造成卡錘。
(4)停工時間過長造成埋錘。沖孔過程中,泥漿里的含砂率較大,如果中途停電或是機械出現(xiàn)故障,孔內(nèi)的懸浮物就會沉淀,如果時間過長,沉淀的砂石顆粒太多,就會造成卡錘,樁錘如果沒有及時提上來,就會造成卡錘現(xiàn)象。
(5)換樁錘或是樁頭補焊不及時容易造成卡錘。由于錘頭磨損較大,同種樁徑的錘頭也會有差別,換錘后錘頭直徑比原來的大容易造成卡錘。巖溶地區(qū)成樁時間較長,有些樁甚至超過一個月,并且部分樁長較大,在不同進尺的樁孔內(nèi),孔徑往往不一樣,如果樁頭補焊不及時,容易造成卡錘。
2? 卡錘的預防措施
根據(jù)不同情況出現(xiàn)卡錘的原因分析,如果采取施工過程做好預防措施,有針對性采取一些措施,可以減少卡錘次數(shù)甚至避免卡錘的現(xiàn)象。經(jīng)過總結,大致有以下幾種措施:
(1)及時對施工機械進行維修保養(yǎng)。根據(jù)使用頻率,及時對沖孔樁機以及泥漿設備進行維修保養(yǎng)。施工過程中,半個工作日就要吊起錘頭,仔細檢查樁機運行情況,檢查鋼絲繩索和錘頭的磨損情況,做到及時發(fā)現(xiàn)缺陷及時修復,更換錘頭時更要選擇樁徑一致的錘頭。同時為了方便埋錘的時候進行打撈,要在樁錘上設置方便打撈套環(huán)。更換錘頭后也要先試著幾次慢速上下復沖,確定沒有問題后才正式繼續(xù)施工。如果發(fā)現(xiàn)樁機有異常情況及時將錘頭提出樁孔,排查問題后再繼續(xù)施工。
(2)防止漏漿坍孔埋錘。施工過程中,保證孔內(nèi)泥漿粘度等質量指標,確保泥漿護壁的效果,使孔壁不易坍塌。如果泥漿流失要及時從大泥漿池補注漿液,保證孔內(nèi)泥漿液面高度高于地下水位0.5m以上,這樣不會因為孔內(nèi)水頭壓力不足造成塌孔。如果遇到土溶洞,及時按應急處置方案將錘頭提出孔,回填黃泥片石補足泥漿后方可繼續(xù)施工。
(3)根據(jù)不同地質情況控制成孔進尺。施工前察看地質資料,察看地質勘察資料、工程樁超前鉆探資料,了解相鄰樁的地質情況以及附近樁的施工情況,及時控制打樁速度,在巖面復雜的區(qū)域控制進尺速度,低錘密擊,不宜很大的沖程擊打,每進尺1.5m~3m及時復測樁位,出現(xiàn)偏孔、斜孔后及時回埋復沖糾編。全截面入巖后,巖面較為均勻的可以提高沖程,施工過程中及時清理泥漿池內(nèi)的渣粒。
(4)出現(xiàn)斜孔及時處理。施工過程中,如果鋼絲繩擺動較大,或是巖溶地區(qū)施工時同一標高容易反復出現(xiàn)斜孔,這時需要按溶洞處理方案及時回填黃泥片石進行復沖,直到穿過斜巖面為止。可以用低錘密擊的方法。
(5)卡錘后及時處置。施工過程中,如果卡錘,要保持泥漿正常循環(huán),保證懸浮的顆粒不沉淀,同時啟動應急預案組織人員進行撈錘,及時將錘頭撈出。
3? 卡錘或埋錘的處理措施
在施工過程中,經(jīng)常出現(xiàn)卡錘或是掉錘,如果施工時沒有及時處理,錯過了最佳處置時間,這樣會加大撈錘難度,也會造成錘頭就無法撈出。如果遇到卡錘、埋錘的時候,應該針對不同情況采取不同方法進行打撈。
(1)掛鉤打撈法。施工前,每個錘頭都會有吊環(huán),一旦出現(xiàn)卡錘,在泥漿正常循環(huán)的情況下,此時樁孔護壁較好,可以采用掛鉤打撈法進行多次試撈將錘頭撈出,必要時采用吊機協(xié)助。
(2)爆破松動打撈法。施工過程中,錘頭卡在巖土層中,根據(jù)施工記錄及現(xiàn)場測量,確定錘頭的位置后。將挷有炸藥的配重沉入樁底,同時通過鋼絲繩拉緊錘頭,利用炸藥產(chǎn)生的振動將錘頭提出樁孔,有時要在不同方向、位置,多進行幾次才會將錘頭拉出。
(3)拉錘上沖法。在施工過程中,如果因為縮孔或其它原因,導致樁錘卡在樁孔中間的某個位置,可采用拉錘上沖法將錘頭拉上來。方法如下:在錘頭卡在樁孔中間時,在鉆機主繩上綁個帶子作個記號,將錘頭下放一定距離,一般在50cm以內(nèi),慢慢提起樁錘擊打卡錘位置,由于錘頭本身就有4t~6t重,提錘速度不宜過快,擊打力度要小,經(jīng)過反復的擊打可以將錘頭拉出,如果用力過猛,容易造成錘頭掉入孔內(nèi),后續(xù)打撈后更是無法將錘頭撈出。如果以上方法不能湊效,可以再試一下以下方法進行撈錘。
(4)小孔沉渣法。當樁錘埋在樁底時,可以在樁孔內(nèi)側沖一個小孔,小孔要比大孔深1米左右。再用鋼管正循環(huán)把泥漿送入大孔底部,經(jīng)過不斷循環(huán),大錘四周沉積的泥砂流入小孔,經(jīng)過返漿錘頭周邊的泥砂不斷減少,慢速提升樁錘直至撈出。這種方法在砂層、粉質砂土地層效果較好,不適用于粘性土層或被墜落的塊石造成的卡錘。
(5)空心錘沖孔法。這種方法是利用鋼管以及錘齒焊接成一個空心錘,通過空心錘反復沖擊再經(jīng)過泥漿循環(huán)返渣,把覆蓋在樁錘上的沉渣絕大部分返到了孔口,采用這種方法的時候要采用低錘密擊的方法,否則容易造成空心錘與樁錘抱緊??招腻N到了孔底就可以提起,拉拔樁錘,必要時可用吊機配合撈錘,這個方法特別適用于樁錘被塊石、礫石所卡阻或掩埋的情況,打撈成功率較高。
(6)抬高樁機尾部拉拔法。在粘性土地層施工時,往往樁錘容易被軟塑性的粘土吸住,一時樁錘無法拔出,可以通過收緊鋼絲繩,使樁機尾部離地50cm,這樣就會持續(xù)的拉拔力作用在樁錘上,由于樁底是軟塑性粘土,在力的作用下產(chǎn)生徐變,最終樁錘可順利撈出。采用這種方法要求泥漿不斷循環(huán),以免沉淀的碎渣造成埋錘。
4? 結語
每個項目需要根據(jù)工程特點,地質情況,在采用沖孔灌注樁進行施工時,認真分析在哪個環(huán)節(jié)可能發(fā)生卡錘,及時地做好相應的準備,采取有效的預防措施、處置手段,可以使樁成孔效率提高,推進工程進度,降低卡錘造成的經(jīng)濟損失。
參考文獻:
[1] 蘇宏陽.酈鎖林基礎工程施工手冊(2版)[M].北京:中國計劃出版社,2002.
[2] 公路施工手冊(橋涵分冊)[M].北京:人民交通出版社,2001.