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沖孔灌注樁的施工技術措施

文檔作者：馮燕文檔來源：浙江南興建設工程檢測有限公司		點擊數：	更新時間： 2022年09月02日
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第10卷第2期 石家莊鐵路職業(yè)技術學院學報 VOL．10 No．2
2011年6月 JOURNALOFSHIJIAZHUANG INSTITUTEOFRAILWAYTECHN0LOGY JUn．201 1
沖孔灌注樁的施工技術措施
馮 燕
(浙江南興建設工程檢測有限公司 浙江杭州 310051)
摘要：沖擊鉆進對于堅硬巖層有很強的適應性，在很多公路鐵路橋梁施工中都被廣泛采用。但
在遇到地下深部存在大傾角傾斜堅硬巖層層面時，沖錘在沖擊鉆進中由于磨損及孔壁坍塌等原因也
常常出現卡錘、埋錘事故，如處理不當可能造成工期延誤和重大經濟損失。從實際工作經驗出發(fā)系
統(tǒng)總結)中孔灌注樁施工中出現上述情況時的處理措施。
關鍵詞：沖孔灌注樁 斜面巖 卡錘 埋錘 爆破法
中圖分類號：U445．469 文獻標識碼：A 文章編號：1673—1816(2011)02—0049-04
鉆孑L灌注樁施工中普遍采用回旋鉆進與沖擊鉆進兩種方法，前者適用于粘性土層及全、強風化
巖層，對于弱風化、微風化等堅硬巖層則往往采用沖擊鉆進。堅硬巖層區(qū)沖孔灌注樁以其使用范圍
廣、單樁承載力高等優(yōu)點而被廣泛使用。當地下深部存在大角度傾斜巖層(斜面巖)時，處理不當
可能引起斜孔。此外，在沖擊成孔過程中，沖擊錘由于磨損錘體底部容易形成上大下小的錘形，這
樣當沖擊成孔至中微風化巖層或未風化巖層時，由于掉石、掉物或未及時修補沖擊錘就很容易造成
埋錘或卡錘事故。
由于事故發(fā)生在地下深處，操作鉆機的工人往往也不具備足夠的理論知識，而工程技術人員不
實際操作機器因此很難想出對策進行事故處理。最后在無計可施的情況下只得要求更改設計，設計
變更的結果通常是將原樁作廢，另}b2顆樁代替。這種解決問題的方案，不僅給施工單位帶來較大的
經濟損失，而且會延誤工期，特別是遇到因場地或其他原因無法變更設計時，往往使施工單位陷入
進退兩難的窘境。因此打撈埋錘、采取適當方法迅速處理斜面巖的工作顯得十分重要。以下是結合
具體工作經驗而采取的一些操作簡便且十分有效的處理上述問題的方法，供參考。
1 沖擊鉆進過程中斜面巖的處理
1．1液動沖擊回轉鉆進
中條山銅礦峪小西溝礦區(qū)，巖(礦)層具陡傾、軟硬巖層交替頻繁、硬度級差大、各向異性強
烈、不規(guī)則狀脈石英穿插多等特點。因此，在以往施工中，一直存在嚴重的孔斜問題。過去曾采用
初級定向，大口徑防斜等措施，雖然都取得了一定的效果， 但未能從根本上得到解決，不得不一度
中斷施工。最后決定采用液動沖擊回轉鉆探技術做為定向穩(wěn)斜鉆進I】J。統(tǒng)計表明，該項技術在陡傾
斜巖層中能夠提高臺月效率，特別是在堅硬巖石中提高單位小時效率幅度較大。對減少巖心堵塞、
收稿日期：2011—04—26
作者簡介：馮燕(1976一)，女，漢，浙江杭州人，本科，助理工程師，研究方向工程檢測。
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石冢莊鐵路職業(yè)技術學院學報 201 1年第2期
保持巖礦心完整、提高回次進尺也有一定的效果，有助于緩解鉆孔彎曲強度。
液動沖擊回轉鉆進是在原回轉的基礎上，增加了一個沖擊載荷。它只是起到輔助加載作用，對
巖石仍依靠回轉鉆進。對于需要采取完整巖石塊體的礦山，該方法還是比較適用的。對于建筑工程
基礎施工而言，此方法技術要求過高，并不太適用。
1．2回填塊石沖孔法
在建筑工程鉆孑L樁基礎施工中，如地下深部存在由于軟硬不一的傾斜巖層或大傾角傾斜巖層面
時，沖擊鉆進中沖錘就可能會沿著軟巖層或傾斜層面發(fā)生滑移的情況，易產生孔斜。
涪陵烏江大橋6號墩基礎施工中沖擊鉆機鉆孑L穿過松散層及堅硬河床面時，由于烏江河床陡峭
(7o0)，表面不平整，鉆孔面軟硬不均勻，容易產生斜孑L。發(fā)生斜孑L時首先提起鉆頭，向孔內拋填
小于15 em 的片石、碎石及粘土塊。將孔回填1．5 2．0 m。采取小沖程、低頻率的方式沖孔。并反復
向孔內填片石夾粘土塊，直至穿過斜坡面進入質地比較均勻、穩(wěn)定完整的基巖內1．0 m，然后提出鉆
頭，下1．8 m的鋼護筒嵌入基巖，換用直徑1．5 m鉆頭進行正常鉆孔施工。如采用上述方法仍達不到目
的，利用鉆機進行反循環(huán)清孑L，將孔底洗凈，用c2oN下混凝土(摻早強劑)封底1．5～2．0 m，待強
度達到20]VIPa時，繼續(xù)鉆孔l2】。
目前為止，該方法仍是沖孔灌注樁施工中處理斜面巖的最有效方法之一。該技術的主要要求是
控制回填塊石的質量及回填深度。
2 卡埋錘事故處理
2．1提錘沖頂法
在沖孔中，當錘被埋或卡在樁孔中某個位置時，可采用提錘沖頂法撈錘。操作方法：操作提錘
卷揚機使樁錘下落20～30 cm，然后提錘、落錘、反復沖擊卡阻部位。在打撈前和打撈過程中要始終
保持孔內泥漿循環(huán)，以免孔內沉渣增加，泥漿濃度宜控制在1．3一1．5之間。操作要有耐心，不要急于
求成，樁錘在沖頂時要做到“點到為止”，避免超負荷拉拽，損壞樁機。當用這種方法打撈無進展
或樁錘被埋到孔底時，可嘗試以下幾種方法打撈。p
2。2小孔沉渣法
當樁錘被埋在孔底時，可采用小孑L沉渣法，即在樁孔內側沖一個小孑L，小孔比大孔深0．6—
1 m。用鋼管把循環(huán)泥漿送人大孔底，反復沖刷大錘四周，使沉積在大錘周圍的泥沙流人小孔中，
減小大錘上拔的阻力。所使用小錘直徑應略小于樁孔的半徑，小錘沖程不宜過大，以免沖壞大錘
吊耳。通過泥漿循環(huán)排渣和護壁，孔深在50 m1)A內，用正循環(huán)時可采用3 PNL型22 kW 泥漿泵。
這種打撈方法多使用于樁錘被粉質土、砂、碎石或礫石等掩埋，不宜用于被塊石、強粘性土掩埋
的場合。
2．3空心錘沖孔法
空心錘沖孔打撈埋錘的方法，就是用一個特制的空心錘反復沖擊埋錘周圍的掩埋物，通過泥漿
循環(huán)排渣，清除埋錘四周的掩埋物，以便拔起埋錘。在使用空心錘沖孔過程中，應保持泥漿循環(huán)排
渣。當空心錘下端接近埋錘下端時，應以小沖程施打，以避免空心錘與埋錘抱死。當空心錘下端達
到孔底時，應停止沖擊并提起空心錘，操作樁機拉拔樁錘，若還不能拔起樁錘，可借助吊機或千斤
頂來拉拔。這種打撈方法適用于各種地質條件，特別適用于樁錘被塊石、礫石所卡阻或掩埋的場所，
50
第2期 馮燕 沖孔灌注樁的施工技術措施
打撈成功率很高。
2．4爆破方法處理
發(fā)生卡錘現象時，有時通過加大提升力可以解決，但卡得比較緊時又往往很難奏效，此時就應
該選用其它切實可行的方法取錘，其中采用爆破的方法就是一種。
由爆破引起的振動，常常會造成爆源附近的地面以及地面上的物體產生顛簸或搖晃(針對
地面上的爆破而言，水下爆破也是如此)，凡是由爆破所引起的這種現象及其后果，叫爆破地
震效應。用爆破法處理卡錘事故正是利用爆破地震效應的原理，使沖擊錘顛簸或搖晃，從而達
到取出沖擊錘的目的。用爆破法處理沖孔灌注樁施工中卡錘事故的關鍵之一，是一次起爆藥量
的確定，胡文年 根據多次取錘的成功經驗以及有關爆破理論，建議一次起爆藥量的確定參照
下面的計算式：
Q=n．R
式中： 次起爆藥量(kg)；
，l——經驗系數，一般取n=2～5；
— — 錘瓣到爆破中心的最小距離(m)。
用爆破法處理卡錘事故的具體施工方法為：首先將孔內沖擊渣清除干凈，特別是錘瓣間的沖擊
渣要清除干凈，保證清孔后能用測錘量到孔底(或卡錘位置)；然后用2—3節(jié)(40—60g)普通巖
石炸藥輔以必要的配重(不宜用鋼質材料)沉至孔底(或卡錘位置)并置于錘瓣間，此步驟要由有
經驗的人員完成，避免炸藥貼著錘瓣而將沖擊錘炸壞；引爆炸藥，引爆的同時卷揚機提升沖擊錘，
這樣取錘的成功率更高。 ．
爆破工作屬于特種作業(yè)，在進行操作時還應注意以下問題：
(1)爆破方案的設計要請專業(yè)的爆破技術人員配合；
(2)炸藥要從合法途徑獲得，爆破操作如裝藥、引爆必須由專業(yè)爆破人員完成；
(3)為確保周圍建(構)筑物的安全，要嚴格控制起爆藥量，盡量選用分段起爆；
(4)要注意裝藥的準確性；選用抗水性能較好的炸藥；
(5)在進行爆破作業(yè)時一定要取得當地公安機關的批準。
但爆破法如果遇到復雜地形則容易造成較大的擴孔，這樣會增加工程成本，所以在采用本方法
前必須對地質情況做到充分了解。
3 工程實例
京滬高鐵南京鐵心橋段鉆孔施工過程中，鉆進約lO余米后就出現約3 4 m的傾斜巖層，剛開始
遇到此巖層時，由于施工單位經驗不足，試圖進行修改沖錘形狀來防止斜孔產生，后經現場有經驗
的鉆機機長建議，鉆孔人斜面巖后先提出沖錘，后人工往孔內灌人大塊石，逐段沖孔。鉆孔成型后
驗孔合格，滿足設計要求。
該工程鉆孔樁施工中也常遇到沖錘被卡甚至被埋等事故，現場施工人員采用提錘沖頂、爆破等
方法，都將險情一一排除，并積累了豐富的經驗。
杭寧高速14標杭州段，主線橋樁基施工過程中I44墩在施工到距樁底5 m左右時卡錘，無法提升!
由于鉆機機長經驗不足無計可施，欺騙監(jiān)理已到樁底，但被監(jiān)理發(fā)現同時打撈黃金時間已過， 后找
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來有經驗的鉆機長處理，先是采用提錘沖頂法但是不成功，最后決定采用爆破方法處理，首先清楚
孔內沉渣，然后將計算好的一次起爆炸藥裝好由有經驗的人沉入孔底置于錘瓣間，引爆炸藥后爆破
成功提錘。
4 結語
沖孔灌注樁施工過程中往往面臨比較復雜的地質環(huán)境，并常出現如斜孔、卡錘、埋錘等事故，
工程現場操作人員及技術人員一定得掌握相應處理措施，在發(fā)生上述情況時冷靜、正確的處理，才
能保證工程安全、正常進行。上述處理措施中有些還需完善，如遇斜面巖時填人大塊石，在一定程
度上雖然能有效避免斜孔，但施工時間的延長使施工單位的成本及工期提出了更高的要求。
參考文獻：
【1】程國強．液動沖擊回轉鉆進在深孔陡傾斜巖層中的應用，1991(6)：201～212
【2】張利軍．深水鉆孔樁基礎施工技術．東北水利水電'2000(3)：24～26
【3】梅華國．沖孔灌注樁施工中埋錘或卡錘事故的處理措施．電力建設，2004(3)39—40
[4】胡文年-爆破技術在沖孔灌注樁中的應用．水文地質與工程地質，2000(4)49—50
Construction Technology M easures of Punching Holes Filling Pile
， FENG Yan
(Zhejiang Nanxing Test for Construction Co．，Ltd Hangzhou Zhejiang 3 1005 1 China)
Abstract：The impact hammer has very strong compatibility when it sneaks in the hard formation．It is
widely used in various construction process of road，railway and bridge．However the impact hammer will
cause jaInmiI and burying damage because of attrition or opening wall caving in，and all improper
treatment will result in the delay of completion an d heavy economic loss．This paper systematically
summ arizes the procedure of resolving the above mentioned problems oc curred in the proc ess of punching
holes filling pile．
Key words：punch holes tilling pile inclining crag jamming hammer burying hammer
blastingproc edure
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