桥梁桩基采用冲击钻造孔常见事故的预防
及处理
第3O卷第2期 2011年4月 四川水力发电 SiehuanWaterPower V0】.3O.No.2 Apr.,2011
桥梁桩基采用冲击钻造孔常见事故的预防及处理 曹振中
(葛洲坝集团第Z-l-程有限公司,四川成都610091)
摘要:冲击钻适用于粘土,砂类土,砾石,卵石漂石和较软岩层等地层结构的桥梁桩基造孔,尤其是在岩层,卵石和碎石等
地层中钻孔效率较高.但冲击钻造孔易发生坍孔,形成梅花孔,弯(斜)孔,掉钻和卡钻等事故.对采用冲击钻造孔时如何预
防及处理上述常见的钻孔事故进行了总结探讨. 关键词:桩基;冲击钻;造孔;事故处理
中图分类号:TV54;TV553;TV543;TV52号:1001-2184(2011)02-0029-02 1冲击钻孔的施工程序
测量放样一钻机定位一钻孔一掏渣一泥浆调 制一清孔一终孔验收;相关的辅助作业包括:孔径 检查,钻具及机械设备修理等. 2冲击钻孔的施工要点
利用冲击钻造孔的关键点是要掌握钻头冲程 的大小和掏渣时机:
(1)开孔前,应在护筒内多加一些粘土以及
文献标识码:B
文章编
一
定数量的片,卵石,然后注入泥浆或清水,利用 钻头的冲击把泥浆,石块挤入孔壁,对护筒底部进 行加固.孔内水位应高于护筒脚0.5m以上,比 护筒至少低0.3m,以免泥浆荡漾损坏护筒底部 以下孔壁并防止泥浆溢出.孔内水位应比孔外水 位高1～1.5m以上,以保持必要的内外水位落差. (2)开孔时,要随时检查孔位,必须使钻头中 心对准孔位中心.开孔时,应先小冲程慢冲,若通 过坚硬密实的卵石层或基岩漂石类的地层宜采用 高冲程(100cm);而通过松散砂,砾石或卵石夹 土层,以及通过高液限粘土,含砂低液限粘土时宜 采用中冲程(75cm).冲程过高,对孔底振动大, 易引起坍孔;在易坍塌或流沙地段宜用小冲程,并 需提高泥浆的稠度和相对密度.孔底已在护筒脚 以下0.3～0.4m时即可以根据地质情况,适当加 大冲程.
(3)造孔过程中,要注意均匀地松放钢丝绳, 察看钢丝绳回弹和旋转的情况,钢丝绳的松放需 本着\勤松,少松\的原则,防止钢丝绳松放过少 或过早松放而产生空打现象,且极易损坏机具,同 收稿日期:2011-03—15 时要提高冲击频率.
(4)冲孔过程中,要勤掏渣,勤保养机具,勤 检查钢丝绳和钻头磨损情况,检查转向装置是否 灵活,预防发生安全质量事故.
(5)严格控制泥浆比重.泥浆比重以满足悬 浮钻渣为宜,正常情况下,泥浆比重约为1.3g/ cm '
,不宜过大或过小.过小不利于浮渣,过大增 加钻头的阻力.
3事故的成因及其预防处理措施 3.1梅花孔 原因分析:
(1)钻头转向装置转动失灵,以致不能转动, 且总在一个方向上下冲击.
(2)泥浆太稠,相对密度和粘度过高,妨碍钻 头转动,冲程过小,没有足够的转动时间,以致在 一
个冲程内无法完成转向. 预防及处理措施:
(1)根据地层情况,采用适当的冲程.同时, 为了加强钻头的旋转,采用大捻角的钢丝绳做大 绳,并使用合金套活动接头连接钻头,并保证其转 动灵活.一旦出现梅花孔,应回填片石至梅花孔 顶部以上0.5m,用小冲程重钻.
(2)加大钻头的摩擦角,以减少钻头与孔壁 的摩擦力,随时调整泥浆稠度. 3.2坍孔
在不良地层(如软土,粉砂,细砂及松散堆积 层)中钻孔,容易发生坍孔.在开孔阶段坍孔,会 使护筒沉陷,歪斜而失去导向作用,造成偏孔;在 正常钻进中坍孔,会造成扩孔或埋钻事故;在灌注 SichuanWaterPower囡
曹振中:桥梁桩基采用冲击钻造孔常见事故的预防及处理2011年第2期 混凝土时坍孔,则会造成断桩事故. 原因分析:
(1)护筒周围未使用粘土回填夯实,钻头,抽
渣筒经常撞击孔壁.
(2)泥浆相对密度不够,性能指标不符合要 求,使固壁未能形成坚实泥皮;泥浆面高度不够, 对孔壁的压力小.
(3)在向孔内加水调整泥浆性能时,流速过 大并直接冲刷孔壁.
(4)钢丝绳松放过多,钻头晃动碰撞孔壁. (5)射水(风)压力太大,延续时间太长而引 起孔壁坍孔. 预防及处理措施:
(1)根据以上分析得知,坍孔主要是由于施 工操作不当造成的.通常把预防坍孔的主要经验 总结为六句话:\埋设护筒是关键,莫把孔内水位 变,把好泥浆质量关,孔口周围水不见,吸泥射水 掌握好,精心操作处处严\
(2)如果发现护筒倾斜下陷,孔口土层下沉, 说明孔口坍塌,必须停钻处理;若钻孔不深,可用 粘土加片石回填,重新安装护筒后再开钻施钻;若 钻孔较深,可将护筒接长,将护筒安放到坍塌孔段 以下,在护筒顶部四周回填粘土,或用草袋装粘土 堆码加固.
(3)在钻进中如发现泥浆面冒出大量细小气 泡,进度突然变慢,孔底标高上抬等现象,说明孔壁 正发生坍塌,此时应查明坍塌位置并采取相应措 施:可投入粘土,加大泥浆比重,提高孔内水位继续 钻进;船L情况严重时,须用粘土加片石回填至坍 塌部位以上0.5m重新开钻;必要时,也可下钢套 管护壁,在灌注水下混凝土时,随灌随将套管拔出. 3.3弯(斜)孔
原因分析:
(1)在钻进过程中,由于缆风绳松紧不一致,钻 机不稳,产生位移或者不均匀沉陷且未及时纠正. (2)钻孔中遇有大孤石或探头石;在有倾斜 的软硬地层交界处,岩层倾斜处钻进,或者粒径大 小悬殊的卵石层中钻进,钻头受力不均. 预防及处理措施:
(1)弯(斜)孔造成钢筋笼难以下到设计标 高,从而使桩基偏心受力,降低桩基的承载力.故 钻孔过程中必须经常检查钻机的位置有无挪动, 团SichuanWaterPower
钻头回弹,旋转是否正常,地层结构有无变化. (2)钻头下放要徐缓,主绳在泥浆面上逐渐 离开桩基中心位置,钻头触及孔底后将主绳稍微 带紧,主绳位置偏移,提钻时有轻微卡钻等均表明 孔位出现斜(弯),需及时查明斜(弯)位置和软硬 地层交接位置的标高和长度,回填粘土加片石至 不规则孔段,待沉积密实后再继续钻进. (3)如在基岩倾斜处发生弯孔时,则需用混 凝土回填至不规则孔段以上0.5m,待混凝土终 凝后重新钻孔.
(4)对于倾斜严重的孔段,可在偏斜处放置 少量炸药(少于1kg)爆破. 3.4掉钻 原因分析:
(1)联结钢丝绳与钻头的绳卡松动或数量不足. (2)钢丝绳磨损丝超过规定,合金套的合金 灌注质量差,致使钢丝绳拔出.
(3)卡钻时强提,使钢丝绳超负荷致疲劳断裂.
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