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【摘 要】 东北地区辽宁大连市周边,岩溶地质情况较多,给钻孔灌注桩施工带来许多困难,本文着重探讨成孔前钻孔施工的注意事项及常见事故处理,成孔后灌注砼施工在另行探讨,为全国其他有相同地质情况的钻孔桩施工作为参考。
【关键词】 岩溶;地质;钻孔桩;施工;处理。
由于钻孔灌注桩施工工艺已经很成熟,对其详细施工工艺本文不再一一说明,只针对岩溶地质情况下的施工注意事项及常见事故处理进行阐述。对岩溶地区一般采用冲击钻较多,本文主要针对冲击钻机钻进施工进行说明。
一、钻孔技术注意事项
1钻前准备
岩溶地区钻孔桩的钻前准备工作要足够充分,主要包括以下内容:
1.1掌握详细的桩位处地质、水文资料,进行分析研究,制定最适当的施工方案和施工技术保证措施。
1.2备足成孔用水、粘土、片石、碎石等必备材料,确保意外情况出现时不致发生停工待料及其他严重事故的发生。
1.3护筒埋设要牢固,不渗漏,经久耐用。
1.4根据地质情况配备钻机,一般此地质情况采用冲击钻机的较多。
2各种不同土层的钻进要点
2.1通过粘质土、粉质土时:使用冲击钻机宜用中冲程,使用卷扬机冲击锤,宜采用1m-1.5m小冲程,并输入较低稠度泥浆,防止卡钻、埋钻。
2.2通过易塌孔的土层或流砂地段时:各种钻机均应多投粘土提高泥浆的稠度与相对密度,并添加片、碎石、卵石、使之被挤入孔壁,此时,冲击钻机宜使用小冲程。
2.3通过松散砂、砾石夹土、卵石夹土或松散的碎石层时,必须加大泥浆稠度,增添小片石反复冲击,使孔壁被挤实。
2.4通过大块石、漂石、基岩或坚硬密实的碎石层时,如表面不平整,应先投入粘土小片石,(粒径小于15cm),将表面垫平,此时冲击钻机使用它的最高冲程(1m),高锤猛击或高低冲程交替冲击,务须将大石块打碎,碎块挤入孔壁,并通过粘稠的泥浆和钻渣将孔壁石缝堵严,避免孔壁漏水,防止发生倾斜,塌孔事故。
2.5孔内遇到坚硬大漂石,任意捶打均不见效,此时可在孔上安装勘察用的小型钻机,在漂石上打眼装炸药,放炮炸碎后在冲击钻进。
3分级钻进成孔
为了解决钻大孔时需要的冲锤重量超过机器负荷能力矛盾,可以采用分级钻进成孔的办法,此时采用的重锤以不超过机器负荷能力的70%为宜。一般采用二级钻进成孔,最多三级,分级太多,施工麻烦,功效较低,不宜采用。
3.1二级成孔:第一级成孔的锤头直径可为第二级(设计孔径)锤头直径的40%-60%,用第一级锤头先钻成第一级孔,第二级成孔则用第二级钻头在已钻的第一级孔中扩钻,由于小孔造成凌空面,故扩钻较快。但会产生较大粒径的土石沉于孔底,造成更难钻进的情况。为此可在第二级钻孔前,向第一级孔投泥球填塞1/3或一半的孔深。
3.2三级成孔:第一级孔的锤头直径为设计孔径的40%-50%,第二级孔的锤头直径为设计孔径的75%-80%,最后用设计孔径的锤头扩孔。
二、常见事故处理
1.钻孔偏斜
1.1原因分析
由于遇到探头石、地质软硬不均、岩面倾斜或钻架移位等原因,冲成的孔不直。
1.2处理措施
1)发现探头石后,回填片、卵石,用冲击锤打掉探头石。或将钻架略移向探头石一侧,用冲击锤高锤猛击,斩断探头石,然后将钻架移回原位继续钻进。
2)用小型钻机对探头石打眼爆破;
3)在倾斜的岩面上回填30cm-50cm厚的片、卵石,然后冲击成孔;
4)向钻孔中灌注混凝土到与倾斜岩面上缘相平高度,待混凝土达到一定强度后在冲击成孔。
2卡锤
2.1原因
1)钻孔成梅花形,冲锤被狭窄部位卡住;
2)未及时焊补冲锤,钻孔直径逐渐变小,而焊补后冲锤直径变大,又用高冲程猛击,极易发生卡锤;
3)伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锤脚或锤顶;
4)孔口掉下石块或其他物件,卡住冲锤;
5)在黏土层中冲击的冲程太高,泥浆太稠,以致冲锤被吸住;
6)锤绳松放太多,冲锤倾倒,顶住孔壁。
2.2处理方法
处理卡锤应先弄清情况,针对卡锤原因进行处理,宜待冲锤有松动后方可用力上提,不可盲动,以免造成越卡越紧。1)当为梅花卡钻时,若钻头向下有活动余地,可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松钢丝绳,使钻锤转动一个角度,有可能将钻锤提出。2)卡钻不宜强提以防塌空、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使调入的石块落下。3)用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将冲锤勾住后,与钻绳同时提住,或交替提动,并多次上下左右摆动试探,有时候能将冲锤提出。4)在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。5)用其他工具,如小的冲锤、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锤的石块挤进孔壁,或把冲锤碰活动脱离卡点后,在将冲锤提出,但要稳住钻绳以免冲锤突然下落。6)用压缩空气管或高压水管下如孔内,对准卡锤一侧或吸锤处适当冲射一些的时候,使卡点松动后强行提出。7)使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。8)用以上方法提升卡锤无效时,可试用水下爆破提锤法。将防水炸药防御孔内,沿锤的滑槽放入锤底,而后引爆,震松卡锤,再用卷扬机和链滑车同时提拉。
三、结束语
岩溶地质情况下的钻孔桩施工,地下情况千遍万化,会遇到很多突发事故,本文只针对钻孔偏斜和卡锤两项常见事故进行浅谈阐述,仅供参考,如遇其他事故,必要时还需潜水员潜入孔内一探究竟,对應采取相关处理措施。
随着科学进步,地下声探检测等新技术的逐渐推广,钻孔施工工艺会更加成熟完善。会朝着高安全、高质量的方向发展。
【关键词】 岩溶;地质;钻孔桩;施工;处理。
由于钻孔灌注桩施工工艺已经很成熟,对其详细施工工艺本文不再一一说明,只针对岩溶地质情况下的施工注意事项及常见事故处理进行阐述。对岩溶地区一般采用冲击钻较多,本文主要针对冲击钻机钻进施工进行说明。
一、钻孔技术注意事项
1钻前准备
岩溶地区钻孔桩的钻前准备工作要足够充分,主要包括以下内容:
1.1掌握详细的桩位处地质、水文资料,进行分析研究,制定最适当的施工方案和施工技术保证措施。
1.2备足成孔用水、粘土、片石、碎石等必备材料,确保意外情况出现时不致发生停工待料及其他严重事故的发生。
1.3护筒埋设要牢固,不渗漏,经久耐用。
1.4根据地质情况配备钻机,一般此地质情况采用冲击钻机的较多。
2各种不同土层的钻进要点
2.1通过粘质土、粉质土时:使用冲击钻机宜用中冲程,使用卷扬机冲击锤,宜采用1m-1.5m小冲程,并输入较低稠度泥浆,防止卡钻、埋钻。
2.2通过易塌孔的土层或流砂地段时:各种钻机均应多投粘土提高泥浆的稠度与相对密度,并添加片、碎石、卵石、使之被挤入孔壁,此时,冲击钻机宜使用小冲程。
2.3通过松散砂、砾石夹土、卵石夹土或松散的碎石层时,必须加大泥浆稠度,增添小片石反复冲击,使孔壁被挤实。
2.4通过大块石、漂石、基岩或坚硬密实的碎石层时,如表面不平整,应先投入粘土小片石,(粒径小于15cm),将表面垫平,此时冲击钻机使用它的最高冲程(1m),高锤猛击或高低冲程交替冲击,务须将大石块打碎,碎块挤入孔壁,并通过粘稠的泥浆和钻渣将孔壁石缝堵严,避免孔壁漏水,防止发生倾斜,塌孔事故。
2.5孔内遇到坚硬大漂石,任意捶打均不见效,此时可在孔上安装勘察用的小型钻机,在漂石上打眼装炸药,放炮炸碎后在冲击钻进。
3分级钻进成孔
为了解决钻大孔时需要的冲锤重量超过机器负荷能力矛盾,可以采用分级钻进成孔的办法,此时采用的重锤以不超过机器负荷能力的70%为宜。一般采用二级钻进成孔,最多三级,分级太多,施工麻烦,功效较低,不宜采用。
3.1二级成孔:第一级成孔的锤头直径可为第二级(设计孔径)锤头直径的40%-60%,用第一级锤头先钻成第一级孔,第二级成孔则用第二级钻头在已钻的第一级孔中扩钻,由于小孔造成凌空面,故扩钻较快。但会产生较大粒径的土石沉于孔底,造成更难钻进的情况。为此可在第二级钻孔前,向第一级孔投泥球填塞1/3或一半的孔深。
3.2三级成孔:第一级孔的锤头直径为设计孔径的40%-50%,第二级孔的锤头直径为设计孔径的75%-80%,最后用设计孔径的锤头扩孔。
二、常见事故处理
1.钻孔偏斜
1.1原因分析
由于遇到探头石、地质软硬不均、岩面倾斜或钻架移位等原因,冲成的孔不直。
1.2处理措施
1)发现探头石后,回填片、卵石,用冲击锤打掉探头石。或将钻架略移向探头石一侧,用冲击锤高锤猛击,斩断探头石,然后将钻架移回原位继续钻进。
2)用小型钻机对探头石打眼爆破;
3)在倾斜的岩面上回填30cm-50cm厚的片、卵石,然后冲击成孔;
4)向钻孔中灌注混凝土到与倾斜岩面上缘相平高度,待混凝土达到一定强度后在冲击成孔。
2卡锤
2.1原因
1)钻孔成梅花形,冲锤被狭窄部位卡住;
2)未及时焊补冲锤,钻孔直径逐渐变小,而焊补后冲锤直径变大,又用高冲程猛击,极易发生卡锤;
3)伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锤脚或锤顶;
4)孔口掉下石块或其他物件,卡住冲锤;
5)在黏土层中冲击的冲程太高,泥浆太稠,以致冲锤被吸住;
6)锤绳松放太多,冲锤倾倒,顶住孔壁。
2.2处理方法
处理卡锤应先弄清情况,针对卡锤原因进行处理,宜待冲锤有松动后方可用力上提,不可盲动,以免造成越卡越紧。1)当为梅花卡钻时,若钻头向下有活动余地,可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松钢丝绳,使钻锤转动一个角度,有可能将钻锤提出。2)卡钻不宜强提以防塌空、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使调入的石块落下。3)用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将冲锤勾住后,与钻绳同时提住,或交替提动,并多次上下左右摆动试探,有时候能将冲锤提出。4)在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻。5)用其他工具,如小的冲锤、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锤的石块挤进孔壁,或把冲锤碰活动脱离卡点后,在将冲锤提出,但要稳住钻绳以免冲锤突然下落。6)用压缩空气管或高压水管下如孔内,对准卡锤一侧或吸锤处适当冲射一些的时候,使卡点松动后强行提出。7)使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。8)用以上方法提升卡锤无效时,可试用水下爆破提锤法。将防水炸药防御孔内,沿锤的滑槽放入锤底,而后引爆,震松卡锤,再用卷扬机和链滑车同时提拉。
三、结束语
岩溶地质情况下的钻孔桩施工,地下情况千遍万化,会遇到很多突发事故,本文只针对钻孔偏斜和卡锤两项常见事故进行浅谈阐述,仅供参考,如遇其他事故,必要时还需潜水员潜入孔内一探究竟,对應采取相关处理措施。
随着科学进步,地下声探检测等新技术的逐渐推广,钻孔施工工艺会更加成熟完善。会朝着高安全、高质量的方向发展。