灌注桩冲击钻卡钻原因分析及处理措施 精品

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1、灌注桩冲击钻卡钻原因分析及处理措施摘要：冲击钻锥钻孔施工工艺在工程桩基础施工中被广泛运用，但很难避免卡钻 现象。本文结合钦北铁路6#桥钻孔施工出现的卡钻现象，简要介绍卡钻的原因及处理预 防措施。关键词：冲击钻灌注桩卡钻原因分析处理方法预防措施冲击钻锥钻孔施工工艺具有适用地质广泛，包括黏性土、砂类土、砾石、卵石、漂 石、岩石等，且施工安全，设备简单，在桩基础施工特别是针对岩石地质的钻孔中被广 泛运用。但由于其钻具与钻机架为柔性连接，钻锥重量大，受操作人员施工经验影响大 等因素，容易出现卡钻、掉钻等事故，从而影响施工进度和施工安全。1卡钻原因分析1.1钻孔形成梅花孔（或称十字孔），冲锥被狭窄部位卡

2、住。所谓梅花孔即在冲击钻 钻进时，冲成的孔不圆而形成梅花状。梅花孔形成的原因有以下几种：钻锥转向装置 失灵，以致冲钻不转动，总在一个方向上下冲击；泥浆相对密度和粘度过高，冲击转 动阻力太大，钻头转动困难；操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻 头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置；有非匀质地层，如漂卵石层、堆 积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。1.2未及时补焊冲锥，钻孔直径逐渐变小，产生缩孔。而补焊后的冲锥大了，又用 高冲程猛击，极易发生卡钻。1.3伸入孔内不大的探头石未被击碎，卡住锥脚或锥顶。1.4孔口掉下石块或其他物件，卡住冲锥。1.5在粘土层中冲击的冲程太

3、高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。1.6大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。2卡钻处理方法处理卡钻应先弄清情况，针对卡钻原因进行处理。宜待冲锥有松动后方可用力上提， 不可盲动，以免造成越卡越紧。通常处理方法有以下几种：2.1当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较 大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。2.2卡钻不宜强提以防坍孔、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，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。2.3用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾住后，与大绳同时提动。 或交替提动，并多次上下、左右摆动试

4、探，有时能将冲锥提出。2.4在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。2.5用其他工具，如小的冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁， 或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。2.6用压缩空气管或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候， 使点松动后强行提出。2.7使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拔正。2.8用以上的方法提升卡锥无效时，可试用水下爆破提锥法。将防水炸药（少于1Kg） 放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉， 一般能将锥提出。2.9严重卡钻时，采取冰冻孔桩四周、人工下孔清阻等特殊方法

5、。3卡钻预防措施3.1加强人员培训，熟悉施工工艺，按部就班，不能急于求成，从而降低人为因素 的影响。3.2应经常检查转向装置的灵活性，即使修理或更换失灵的转向装置。3.3选用适当粘度和相对密度的泥浆，切不可太稠或太稀。既保证护壁安全，又要 保证充分翻渣且不增加钻锥的旋转阻力，并适时掏渣。3.4用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修正孔形。3.5出现梅花孔后，可用片石，卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。3.6经常检查孔的几何尺寸，一般用8号铁丝圈在钻锥底外侧，点焊固定，将钻锥 放入孔中再提出泥浆液面，观察铁丝变形情况，变形过大则说明孔壁不圆，应该采取措 施洗孔。3.7冲孔过程中随时

6、注意观察钻锥吊绳的运动轨迹，下钻锥时钢绳有偏弹、移位现 象，即是梅花孔形成的先兆，极容易卡钻。3.8为了防止缩孔应及时修补磨损钻头，使用失水率小的优质泥浆护壁并须快转慢 进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直径至 使发生缩孔部位达到设计孔要求为止。4工程实例钦北铁路6#桥位于广西省省钦州至北海客运铁路2标段，横跨钦北高速公路。主桥 上部构造为106 + 200+106m预应力混凝土连续钢构箱梁，采用双薄壁空心墩型式。主 桥16、17、18号墩的基础工程为20根240cm的群桩基础，端承桩桩深37m。原施工 方案拟采用人工挖孔，试验开挖桩孔2根，桩挖至13m后，

7、渗水大，导致施工速度缓慢， 选用冲击钻钻孔。地质情况：地表下(09)m为强风化灰岩，(9-21)m为中风化灰岩，抗压强度19Mpa， (2137)m为白云岩，抗压强度34Mpa。设备准备：根据地质状况，选用冲击锥钻机成孔，其主卷扬机额定拉力10t ；钻锥 五瓣齿梅花形，钻锥顶之下0.5m处加绕钻一圈的打捞环；拉钻钢丝绳产地日本，直径28mm；钻机吊臂高9m；机架重量12T。场地准备：施工前首先整平场地，控制地表高程为孔桩顶高程加1.2m。接着埋设护 筒，护筒采用人工挖孔钢筋混凝土现场浇注，护筒直径2.6m，护筒混凝土标号C30。钻 机安装，场地表面铺0.3m石渣或碎石硬化，再支垫枕木安装钻机，

8、确保钻机稳定不下 沉、倾斜。开孔前用全站仪精确放样，在护筒壁上埋设定位钢筋，定期检查大绳中心偏 位。在钻孔施工期间，出现多次卡钻现象，较为严重的有两次，处理过程如下：4.1第17-11号桩孔钻至17.5m深时，检查钻具完毕放钻下孔时卡钻。经过原因分 析：钻机在钻进时，钻锥上提高度过高，每次都达到4m以上，造成冲进速度过快，孔 壁探头石清洗不干净，形成梅花孔。现场采取了如下措施：卷扬机拉提：卷扬机重复 提钻锥，并配以将钢丝绳左右拔移、旋转，没有效果；使用捞钩打捞：勾住钻锥周边 的钢丝绳圈打捞环，再用卷扬机重复提钻锥，调用25t吊车近距离起吊，没有效果； 使用小钻锥冲击：用1.5m直径的小冲击锥放

9、入孔内，冲击卡住的钻锥，卡住的钻锥下 移了 10cm，但没有再动；用炸药爆炸振动：用上方法取钻锥共耗时两天，期间钢丝 绳拉断两根，没能将钻锥提起来，后仔细分析了地质资料，在桩孔周围地表9m以下都 是完整灰岩，决定使用小防水药包（3节）爆破方法松动钻锥。先用测绳准确测量钻锥 的位置，沿锥的滑槽放到锥底，依靠爆炸的强大振力抖动钻锥挤压桩孔周围孔壁岩石， 同时在炸药爆炸时用卷扬机拉紧钻锥，炸药引爆后，钻锥终于被提起来。4.2第17-5号桩孔钻至12.5m深时，钻锥在上提3m往下冲时，碰撞孔壁倾翻了 90 度，横卧于孔底的最深处，钻锥的锥齿和锤头分别卡在桩孔的两侧，在三天的时间内使 用了各种方法，未能

10、将钻锥取出。后查看施工记录：在钻进土层时，由于工人一味追求 施工速度，在12小时内冲孔了 8m，泥浆稀释速度慢，冲孔泥浆比重很高（查施工记录 为1.45）。钻锥在冲进时基本没有旋转，钻锥的梅花齿将孔壁土拉出5道深槽，钻锥在 冲进上提和下落时都以土槽为轨道上下运动，形成了严重的梅花孔。进入岩石层，钻锥 在倾翻后，钻头和钻齿卡在两边突出的岩石下。由于孔深不太深，经研究决定采取人工清除阻碍的方法。具体方法有下：焊接制作 钢筋笼（钢筋笼直径238cm，长13m，28主筋间距10cm，螺旋钢筋间距10cm），用 吊车将钢筋笼放入孔内支撑护壁，钢筋笼的底部与钻锥最高处接触。同时准备四台泥浆 泵并制作了两池

11、比重较高的泥浆（比重1.4），其中两台泥浆泵安装在泥浆池内（当抽干 泥浆的桩孔有坍塌现象时及时回浆护壁），将泵管接至孔口；另两台泥浆泵从钢筋笼中 放入孔底，开启孔中的泥浆泵将孔内的泥浆液面抽至钻锥以下。经过观察护壁稳定的情 况下，由人工使用风镐凿掉阻挡的岩石，卷扬机拉提钻锥头，将钻锥取出。为消除梅花孔，回填片石混合粘土至形成梅花孔的起点，重新冲孔，卡钻现象消除。5结语冲击钻钻孔的卡钻现象在施工中很难避免的，但大多数都是因为人为的因素造成 的。急于求成，一味追求进度，反而因此影响进度并造成不必要的浪费。施工技术管理 人员应熟悉施工工艺，坚持以“预防为主，处理为辅”的原则精心组织施工。参考文献：1成永裕，臧洪林，蔡绍忠等公路施工手册桥涵分册.人民交通出版社.2000年 1月.张之强等.公路工程管理与实务.中国建筑工业出版社.2004年5月.