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1、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SiehuanWaterPowerV0】.3O.No.2Apr.,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;TV55
2、3;TV543;TV52文献标识码:B文章编号:1001-2184(2011)02-0029-021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
3、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
4、,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
5、,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
6、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;
7、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
