您当前的位置:首页 > 发表论文>电子机械论文

灌注桩冲击钻卡钻原因分析及处理措施_冲击钻灌

2015-10-29 10:08 来源:学术参考网 作者:未知

论文摘要: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。
论文关键词: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:
  1)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;
  2)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;
  3)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;
  4)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。
  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Φ240cm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,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(0~9)m为强风化灰岩,(9-21)m为中风化灰岩,抗压强度19Mpa,(21~37)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,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:
  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:
  ①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;
  ②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;
  ③使用小钻锥冲击:用1.5m直径的小冲击锥放入孔内,冲击卡住的钻锥,卡住的钻锥下移了10cm,但没有再动。
  ④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。
  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,Φ28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。

相关文章
学术参考网 · 手机版
https://m.lw881.com/
首页