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大直径钻孔灌注桩成孔技术措施及事故处理

文档作者：陈金堂文档来源：江西省地质工程总公司		点击数：	更新时间： 2022年11月06日
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铷蘸 ．哮榭 ‘
／一 直径钻孔灌注桩成孔建术措施及事故 理
堡 ：兰(江西省地质工程总公司330002)
风陵渡黄河公路大桥的基础工程一一钻
孔灌注桩由江西省地质工程总公司六、九工程
处施工。钻孔桩孔径1．5m，孔深70m．桩长60m．
属特大、超长钻孔桩工程。由于该地层变化大，
软硬交错频繁，特别是两岸采取围堰筑岛施工，
使得局部河宽只有200m，水流速达5~6m／s 在
水探6～7m的拇段墩位上施工，难度特别大，所
以各项施工工艺、措施必须准确、得力。
1 成孔施工'I备
两边近岸墩位施工时，采用围堰筑岛法施
工，下设2～3m护筒即可满足茄工需要．而中
间墩位由于水深水急，需搭崩水上平台并在其
下设较长的护筒方能满足施工需要。
围堰时，用直径 425×10钢管长15m左
右打人河床中，作为便道基础：在墩位处，也用
净嘴
咛 中Lj ．f
此钢管组成钢管桩方阵，作为群体基础，再用
60 工字钢搭成方格．突出桩孔位置，再平行铺
设重型钢轨．两根合并一组，组距800ram，其
上垂直方面铺设一层方枕木，即成为水上施工
平台。平台面积约为16×32m ，平台面距水面
约6m．同时安排两台GPB一16型钻机施工．
在平台面及距水面0．6m处各定位固定两
组护筒导向槊．导向槊为半开式，内卿外方，甩
型钢制成，其拆装内径比护筒外径大6一
lOcm 。
一次性接长护筒16～18m．直径1．7m(用
lOmm钢板制)。单节护筒连接外加焊后，再加6
～8块12Omm×250mm、厚1Omm的加强块，
均布焊接，且底端护筒须加20Omm宽、lOmm
厚的保强圈 再在护筒下端3m处加焊两个
体竖向挠曲，有助于切实掌握有关围护结构的
变形速率，以尽可能避免事故。对于已出现失稳
预兆的情况，采取回填、地面衄载、墙外侧降水
等抢险措施较为有效。
6．5 围护结梅因开挖引起的水平侧移有可髓
导致相邻房屋或地下管线的不均匀沉降，并使
之产生开裂．排桩式围护结构的施筑，如打桩将
引起相邻土层水平向挤压和垂直向隆起，隆起
量及波及范围与桩悻的平面分布密度、打桩速
率、土质等众多因素有关。由于地层中孔晾水压
力总是先于地表隆起的发生，因而通过测读超
孔晾水压力变化情况来掌握打桩对地层影响是
一种有效的手段．
参考文献
[1]王链琦、严人觉主鳊 深基础工程国际会议
论文集．中国建筑工业出版社，1986
E2]豢惠民、叶致青主鳙．深基础施工实例．中国
建筑工业出版社，1992 ～
一38
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施工技术手册．对构筑物影响预测和防治，
1990
E4]上海市民用建筑设计院．地基基础设计规
范．上海市标准，DBJO8—11—89，1989
[SlPeck，R．B．，W ．E．Hans~on，T．H．Thorn—
durn， FoUndatiOn Engineering
JohnW alet and Sons，Inc，1974
[6]日皋建筑学套鳊．建筑基础构造设计规准，
同解说．1974 -
[7]王铁梦．建筑袖的裂缝拄制，上海科学技术
出版札1987
志谢
皋文援引的大部分资料均为近年来作者度
其同事们共同完成和正在进行的工程监测成
果，其中唐忠德割教授、陶履彬博士、陆浩亮剐
教授 扬慧芳实验师等做了大量工作，在此表示
衷心的感谢。
建筑施工第lB卷
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O 型环，当护筒下入导向架入水前，用钢丝绳
引上两环，利用固定在上游的滑轮组通过卷扬
机校正护简垂直度和位置，同时在上、下导向架
上各加焊6～8块限位块，均与护筒保持5ram
间隙，以保证护筒与设计位置吻合。经校核无误
后，下放护简入水，同时用卷扬机牵引，以消除
水对护筒冲击影响，使护筒垂直人土，当靠自重
A土到不再下沉时，及时检测人土深度，再采用
DZ一60型震动锤锤击，并及时抽出校正钢丝
绳。一般情况下护筒人土4m，进人亚粘土层1
m便可满足成孔需要。用循环泥浆槽连通2～3
个护筒，另加一个50ms左右泥浆箱，即可进行
一台套钻机正、反循环的成孔施工。
1
2 戚孔施工
。
在两根试压桩及前期工程桩施工中，发现
孔段中有8段土层由于含胶结物，．软硬变化大，
钻孔极 弯曲，无法用硷孔器测孔，须进行大量
的二次护 扫孔工作。五个桩孔均进行过二次扫
孔工作 时间超过3天／孔，最长达7天l：fL。
另外还有几段土层坚硬密实，极难进尺，班进尺
不超过o．3m，以及～ 些软硬夹层，钻进时钻具
跳动严重，钻头合金碰损，消耗量大，也易震松
螺杆，发生断杆掉钻事故，针对以上施工中的问
题，我们主要采取了以下主要技术措施：
2．1 拄正器 ’
由一根长8m的钻杆，焊上两条与钻头同
、半径的钢腰带，并加焊保径块，固定在钻头上
端，与钻头共同形成一个钢性好、长达5m的
满眼 钻具，减少了钻具与孔壁间隙，增强了
钻具的稳定性和导向作用，改善了下部钻具的
弯曲状态，保证了钻头基本处在钻孔中心位置，
使其垂直钻进，因而有效地防止了孔斜和弯曲，
消除了胶结层(软硬不均，局部分布不均，其层
面与钻孔轴线并不垂直)及粒度太小不同鳆l卵，
砾石、弧石对钻具的影啊，以及钻头螺旋转动
吃软怕硬 形成的孔斜，局部弯睦和钻孔内
来复线式的小台阶。使检孔器能够顺利通过。用
上扶正器后，成孔检孔通过率l00 ，节约了太
量的扩、扫孔时间。
2．2 投碎石人孔
施工中，由于地层中厚薄不均的多层粉，
1994年第4期
细砂胶结层，总厚度达20余米，钻进困难，加上
界面不整合，钻机跳动严重，钻进效率极慢，而
采取向孔内投混凝土用粗骨料一碎石用正循
环成孔效果明显。 ·
经统计，在难度增加，即难以施工的地层由
88．7 增加到42．7 的情况下，投石后钻进成
孔时间反而由原占总台时率76．1 降到
6O．2 ，降低幅度达20 ，按单孔成孔1O天计，
每单孔节约2天时间，垒桥可节约近I1个月旅工
期。
在施工粘性土等地层时，钻头易 糊钻 ，
影响钻进速度，造成反循环不畅通又加重 糊
钻 ，从而，无法继续施工。用投碎石就可不起
钻而使 糊钻 物脱离钻具。推广此法后，每成
一个孔从原起钻四次减少到二次，。太太辟低了
工人的劳动强度和施工对间。
2．3 “止动垫
在胶结层中施工钻具胱锄严重，常常造成
钻头与钻杆之间 钻头与扶正器、扶正器与钻杆
之间连接螺杆的松动，就是采用“双螺母 在
每次起话时也都发现这几处螺杆松动，造成丝
杆与法兰、定位铺与定位眼眼位扩大，每次惨朴
法兰都要点焊补眼，人工打磨惨眼，费工费时，
而且多次发生由于松动而剪断螺杆造成掉落钻
头的事故
为此，我们采用8号铁丝“梅花 状点焊
连接6个螺母，使之共同起到止动作用。在实践
中，连接处均来发生松动，如在9__3 孔处理事
故时，用直径1．5m简式钻头修孔，因发生意
外，钻杆本体裂断，钻头掉人孔内，在钻头打捞
上来后发现用铁丝连接处螺杆丝毫未动，防橙
效果极为明显。特别是施工时震动太，或惨扩钻
孔时，用此法防松效果显著．
2．4 钻头大小与合金块选择
在卵 砾石层中和砂层中选用 1．26～
1．45m的钻头钻进，以减少该地层的超径系散，
钻头可以是三翼或四翼的，坚硬的亚粘土则选
用 1．50m的双腰带三翼钻头较佳。
． 在30 Z 30×150的方钢上焊接8 Zl5
Z 30的片状硬质合金进行亚粘土孔段的施工，
真正前角控制在15。，这样能成条状的切下土
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层，而对砂层、砾石层用方钢直接焊接在钻头翼
片上即可：对于胶结层可在方钢上焊多排太八
角合金。
可以通过焊接合金块来调整钻头直径太
小．使之既能使检孔器顺利通过，又能使扩径系
数控制在较小的范围内。
2．5 戚孔措施
护筒的埋设、固定和止水是成孔的关键。因
其直接影响到成孔是否垂直，钻孔施工是否顺
利．钻进到距护筒底脚0．5m左右时，控制成孔
参数并改用正循环工艺成孔，当穿过护筒0．5m
时，及时回填粘土及水泥混合物lm高，然后慢
进正循环二次成孔，超过护筒底2m后改用反
循环工艺成孔，始终保持施工时水头高度。
3 典型事故处理
3．1 6—3#亍乞掉钻与配重块事故处理 。
在6号墩成孔施工中，进行6—3 孔成孔
工作时，在孔深30m处遇一层倾斜的厚0．6m
的胶结层，其上部孔段由中砂构成。胶结层钻进
时，由于进尺难，钻进时间长，加上钻孔偏斜，使
得中砂层孔径超过2m，此时钻头芯管扭裂，钻
头掉人孔内。处理中，钻头平躺在中砂层孔段，
但24～27m连续为胶结层夹层，孔径较为规
整，总长2．2m的钻头怎样也提不出孔来：同时
雪上加霜，把lt重的钻具配重块也掉人孔内，
与钻头平行夹在孔中互相挤死。
’ 经过多次分析研究，并征得设计、监理方同
意，决定用 2．2m钻头扩孔，进行打捞处理，
当 2．2m钻头扩至23m处，就碰到孔内钻头
及配重块，然后用直径~00mm的筒式钻头在
孔内钻小眼，原则是只要未 碰铁 就尽量钻
深，并保证2．2m的整个孔径中空位全部钻到，
‘ 方面借 探明事故物在孔内状态，另～ 方面
清除事故物四周渣物 最后用钢板割制的竖钩，
分两次用 剑2天的时间全部谤理了孔内遗留
物
3．2 断桩接桩成孔处理
在施1：10—8#孑L时，灌注混凝土到钢筋笼
底3m处，发生导管与飒筋笼皎 现象，升 降
导管，钢筋笼都跟着升、降 _无涟解脱．只好一同
起拔而造成断桩。
40 一
在1l—l5 孔成桩时，早期灌注的混凝土
早强，形成环状硬盖，使得混凝土面进入笼底时
顶起4吨多重钢筋并把限位用的 42mm钻
杆顶断2根，也只好停灌而导致断桩。
二次断桩都由于已戚桩25m,~右，全部扫
掉已成的混凝土桩非常困难，就是采取接桩措
施，扫掉上部(接合面)混凝土也须认真对待．
10—8 孔，由于扫混凝土及时，量4 在3
天时问内完成了扫混凝土工作，重新下笼下管
灌注成桩．而l1一l5 桩由于扫混凝土工作量
大、硬度大，在扫混凝土时造成孔斜和 生台
阶，再次下笼时不能到位，只得再次灌注混凝
土。为保证扫混凝土时垂直，在混凝土初凝时就
用 500ram钻头带扶正器钻一个6～7m小
眼，使小眼确保在桩中心，然后分2～3级进行
护孔扫混凝土工作。
扫混凝土清孔时，在原直径500ram基础
上用直径1200mm钻头，前端带有导正器，后
有扶正器，钻到指定深度，再用直径1500ram
钻头，同前扩孔到要求深度，然后下笼下管。
接桩灌注时，二次清孔工作特别重要，一定
要彻底换浆，上下混凝土面上允许有颗粒物存
在，但不允许有泥浆沉淀物。
为了了解接桩效果，除用水电效应法测试
桩身质量外，还要求进行取芯，了解接合面混凝
土连接情况，为确保能取得距地面加余米处的
桩段混凝土芯，在下笼时随笼下两根 89x3
导管，距离接桩面3m左右。
经两种方法测定，两根桩均定为合格桩。混
凝土面接触情况良好，无任何夹层．
信息窗
第八届华东六省一市建筑施工学术交流会于
1994年6B 21～24日在上海举行，皋届售议以论文交
流与参观大型工程为主，重在深大基础厦高耸结构
工．会议决定，第九届会议由山东省组织筹办
全国预应力应用技术交流研讨会 将于1994年
9月中下旬在河南开封市召开，本次会议由中国土木
工程学售、中国土本工程学会混凝土厦预应力混凝
土分会、中国科技咨询中 预应力技术专家组共同
举办。 (新)
建筑藏工第16巷

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