大直径嵌岩桩施工中卡锤的处理及预防.pdf

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1、圃大直径嵌岩桩施工中卡锤的处理及预防王小军中国铁建港航局集团有限公司摘要：本文主要对舟山外钓岛光汇万吨级油品码头工程嵌岩桩冲孔法施工中卡锤现象的发生原因、处理方法及预防措施进行了介绍。本工程根据嵌岩桩斜桩和直桩的施工特点不同，选择了两种锤型，直桩采用十字型锥型锤，斜桩采用圆筒米字型锤，同时采取了各种措施来预防卡锤现象的发生，有效的降低了卡锤事故造成的损失。关键词：大直径嵌岩桩；冲孔法；卡锤；锤型选择；处理；预防1工程概况拟建的舟山外钓岛光汇万吨级油品码头工程处在浙江省舟山群岛西部，共有103根嵌岩桩，其中直径1．8m的直桩55根，直径1．8m的斜桩40根，直径2．4

2、m的斜桩8根，嵌岩桩嵌岩深度为5—9m。直径r．8m的斜桩斜率为10：1、8：1，直径2．4m的斜桩斜率为10：1。码头所处区域地质情况：6#引桥区域抛石层较浅，但岩面起伏较大，现场施工中发现相邻两根桩中风化层标高有差异，且冲孔至中风化层时容易形成斜面；7#引桥区域抛石层较厚，最厚处抛石层达到40m左右；码头平台区域局部中分化岩面起伏较大，且少数勘探孔显示强风化层厚度较大，少数嵌岩桩孔位中分化岩面有少量裂隙。2嵌岩桩施工中卡锤的发生原因、处理及预防2．1嵌岩桩施工工艺流程嵌岩桩施工的基本工艺为：钢护筒由打桩船沉桩完成后，在钢护筒上焊接牛腿，然后搭设工字钢贝雷架铺设钢

3、板，整个钢平台完成后再采用冲孔法成孔，冲孔深度达到设计嵌岩深度后，清孔，下放钢筋笼，浇筑水下混凝土，从而完成嵌岩桩施工。2．2钻机冲击锤锤型的选择由于本工程嵌岩桩直桩桩径较大，为1．8m，所以钻机选用卷扬机冲击反循环钻机，直桩的锤头选用十字型锥型锤头。项目刚开工时，项目部根据以往海上大直径斜孔嵌岩桩的施工经验，准备在斜孔嵌岩桩施工中采用ZSD系反循环旋挖钻机，后经查询资料后得知斜率不大的嵌岩桩使用冲击钻机配以圆筒米字型锤头成孔效率更高，且成本大大降低，所以决定斜桩采用卷扬机冲击反循环钻机配以圆筒米字型锤头。斜桩锤圆筒部分长度加工为8-lOm，大于嵌岩深度，不易卡锤。

4、2．3嵌岩桩施工卡锤的主要原因(1)钢护筒卷边在钢护筒沉桩施工中，若钢护筒桩端处卷边后，锤头无法穿出钢护筒，容易造成卡锤。(2)基岩面倾斜如果基岩面高程变化较大，冲孔时容易形成斜面。如果冲孔时形成斜面而不及时向孔内填入块石，则嵌岩孔的垂直度有偏差，使冲锤易在嵌岩段卡住。(3)基岩较硬导致嵌岩桩孔壁不光滑本工程所处地质中风化岩石强度较高，同时本工程嵌岩桩入岩深度大(5-9m)，冲击锤冲孔时岩石破碎困难，破碎不完整，形成锯齿形孔壁，这种情况下十字型锥型锤头棱角较多容易卡锤。(4)塌孔或缩孔7#引桥区域在现场冲孔中发现抛石层较厚，最厚处甚至达到40m，嵌岩桩的钢护筒根本穿

5、透不了抛石层，嵌岩桩冲孔过程中易漏浆甚至形成缩孔、塌孔，一旦缩孔塌孔则容易发生卡锤现象。(5)桩锤选择不合理在冲孔嵌岩桩施工中常用的是十字型锥型锤，本工程直桩嵌岩桩可以采用十字型锥型锤，但是在斜桩嵌岩桩的施工中，如果采用十字型锥型锤，在钢护筒内冲孔时没有大碍，但是冲锤冲出钢护筒底后，容易形成偏孔导致卡锤，因此斜孔嵌岩桩不能采用十字型锥型锤。圆筒米字型锤冲锤圆筒段可以在一定范围内增加长度，本工程冲锤圆筒段长度为8-lOm，大于嵌岩深度5-9m，这样就使斜孔嵌岩桩嵌岩段冲孔时冲锤的上部不会超出钢护筒的范围，大大降低了卡锤的概率。所以斜孔嵌岩桩采用圆筒米字型锤头更合理。十

6、字型锥型锤和圆筒米字型锤见图1和图2。图1十字型锥型锤图2圆筒米字型锤2．4卡锤事故的处理(1)出现卡锤现象时先轻提，若轻提不动，可用相邻孔位的钻机的卷扬机配合本钻机的卷扬机一起提升锤头。若一次不能成功，则保持嵌岩桩孔内泥浆循环，使岩渣处于悬浮状，多提升几次冲锤，直至成功为止。(2)若第一种方法不能奏效，则保持嵌岩桩孔内泥浆的循环，并采用爆破的方法使冲锤松动，冲锤松动后再使用卷扬机将冲锤拉出。(3)若以上方法均不能奏效，为了不影响嵌岩桩施工的2015。03231圃进度，可派潜水员潜水作业，将钻锤被卡部位采用水下切割的方法切除，再使用卷扬机将钻锤提升上去。(4)若是钢

7、护筒卷边造成的卡锤，需要根据卷边的程度来决定下一步该采取哪些措施。若是钢护筒卷边不严重，只需往孔内抛填块石，继续冲；gill]可。若是判断护筒卷边较严重，可让潜水员将卷边处采用水下切割的方法割除，再进行冲孔。(5)若是因塌孔造成卡锤，在锤头取出后，往孔内回填粘土，至少回填到塌孔处1m以上。并及时造浆循环，加大泥浆的浓度，并以此增强孔壁的稳定性，然后再继续冲进。2．5卡锤现象的预防(1)专门针对嵌岩桩施工的卡锤问题进行一次技术交底，并加强嵌岩桩冲孔操作工人的技能培训，使工人能掌握一定的卡锤现象应变能力。(2)技术人员需要加强对现场地质情况的学习，保证卡锤现象发生后