沖擊鉆孔施工掉錘、卡錘原因分析及預(yù)防、處理措施

李明

【摘要】沖擊鉆錐鉆孔施工工藝在鉆孔灌注樁樁基礎(chǔ)施工過程中被廣泛使用，但很難避免掉錘、卡錘現(xiàn)象，本文結(jié)合濟(jì)廣高速濟(jì)南連接線工程沖擊鉆機(jī)施工過程中所出現(xiàn)掉錘、卡錘事故的處理及預(yù)防措施，簡要分析沖擊鉆孔中出現(xiàn)掉錘、卡錘的原因及預(yù)防、處理措施。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁；卡錘 ；掉錘；原因分析；預(yù)防；處理措施

在濟(jì)廣高速濟(jì)南連接線工程中，沖擊鉆是普遍采用的樁基成孔機(jī)具，然而在施工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)錘頭脫落、卡錘等情況，下面就施工中常見的掉錘、卡錘情況及處理措施做一分析。

一、沖擊鉆的特點(diǎn)

沖擊鉆成孔灌注系用沖擊式鉆機(jī)或卷揚(yáng)機(jī)懸吊沖擊鉆頭（又稱沖錘）上下往復(fù)沖擊，將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用淘渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成樁。

沖擊鉆施工特點(diǎn)：設(shè)備構(gòu)造簡單，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定，塌孔少，不受施工場地限制，無噪聲和振動影響等；適用于黃土、粘性土、粉質(zhì)粘土、人工雜填土、堅(jiān)硬土層、含有孤石的砂礫石層、漂石層、巖層，因此被廣泛地采用。弱風(fēng)化云母片麻巖中每小時(shí)可鉆進(jìn)7～10cm。

由于沖擊鉆的適用性廣、操作簡單、成本低，因此被鉆孔樁基施工中廣泛采用。

二、原因分析

1、掉錘原因分析

1）鋼絲繩斷絲過多，未及時(shí)更換，造成鋼絲繩斷裂。

2）施工人員操作不當(dāng)，出現(xiàn)卡鉆情況下，強(qiáng)提猛拉造成鋼絲繩超負(fù)荷或疲勞斷裂。

3）錘頭頂部質(zhì)量差，導(dǎo)致套筒部位（俗稱錘脖子）斷裂或者銷子斷裂，從而導(dǎo)致掉錘。

4）鋼絲繩的繩卡數(shù)量不足或者松弛，未能及時(shí)加固檢查，致使鋼絲繩接頭滑脫。

2、卡錘原因分析

1）在采用旋挖加沖擊接力施工工藝時(shí)，旋挖成孔的傾斜度、沖擊鉆與孔的對中很重要，如上部傾斜或者沖擊鉆沒有和孔中心對中，鉆進(jìn)時(shí)極易鉆偏，造成卡錘。

2）錘頭焊補(bǔ)不及時(shí)，嚴(yán)重磨耗的錘頭往往鉆出較設(shè)計(jì)樁少小的孔，而焊補(bǔ)后的錘頭大了，又用高沖程猛擊，極易發(fā)生卡錘。

3）孔口掉物，防護(hù)措施不到位，孔口掉下石塊或其他鐵件卡住錘頭。

4）鋼絲繩在沖擊過程中放松太多，錘頭傾倒，頂住孔壁。

5）地質(zhì)不均勻，如漂卵石層、姜石層等，易造成局部孔壁凸進(jìn)，成孔不圓，或錘頂轉(zhuǎn)向裝置不靈活，鉆頭轉(zhuǎn)動時(shí)間不充分或者轉(zhuǎn)動很小，改變不了沖擊鉆位置，形成梅花孔，錘頭被狹窄部位卡住。

6）地層中有軟塑土、流沙層，遇水膨脹后使孔孔徑縮小，或地層中有淤泥軟臥層，鉆進(jìn)過程不連續(xù)，停頓時(shí)間稍長，容易發(fā)生縮孔，錘頭未及時(shí)提出，導(dǎo)致卡錘發(fā)生。

7）孔內(nèi)有探頭石、巖面不平，造成錘頭傾斜，導(dǎo)致卡鉆。

8）粘土層地質(zhì)中，沖擊鉆沖程太高，換漿不及時(shí)，導(dǎo)致泥漿太稠，以致錘頭被吸住。

三、處理方法

1、掉錘處理方法

掉錘后要及時(shí)進(jìn)行打撈，以免停頓時(shí)間太長致使錘頭被沉積物或坍孔土石埋住。打撈工具主要有以下幾種：

1）打撈鉤。一般錘頭上都有用鋼絲繩圈成的打撈圈，將打撈鉤放入孔內(nèi)，探到錘頭位置后，左右上下擺動，使打撈叉鉤往錘上的打撈圈，以提出錘頭。

2）打撈活套。一般用于當(dāng)打撈鉤難以鉤住錘頭，或當(dāng)打撈鉤不足以將錘頭提起時(shí)，可以用打撈活套以附加一根鋼絲繩用其他起重設(shè)備配合鉆機(jī)一起拉起錘頭。

3）打撈抓。打撈抓是專門制作的，下放時(shí)主繩不用力，由副繩提著下放，此時(shí)圓周的抓是敞開的，等到放到錘頂時(shí)，主繩用力提時(shí)打撈抓四周的抓收縮，如能抓住錘頭頂部的窗口，用起重機(jī)拉起錘頭，在錘定左右擺動以便能抓住錘頂。

一般情況下，當(dāng)發(fā)生掉鉆情況后，打撈時(shí)錘頭周圍都有不同程度的沉淀物，如不將這些沉淀物清離錘頭，使用打撈工具很難將錘頭拉起。因此，打撈前應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿密度，泥漿泵不能停，保持孔內(nèi)泥漿不會沉淀，對于沉淀部分要用泥漿泵或用掏渣筒將其清除，以減小錘頭周圍阻力。對于沉淀較厚或較難沖起的，應(yīng)用小錘頭或者泥漿管端部做出尖錘形在其周圍沖擊，或用高壓氣管下到孔內(nèi)，把沉淀物沖起，待錘周圍松動后將錘提起。

2、卡錘處理措施

處理卡錘時(shí)，首先要弄清楚是何種原因造成的，針對不同原因進(jìn)行不同處理，如經(jīng)過一下措施均不能撈出錘頭的，需要及時(shí)聘請專業(yè)水下?lián)棋N隊(duì)伍進(jìn)行打撈。

1）定時(shí)檢查機(jī)械設(shè)備，定期檢查樁機(jī)、泥漿泵等設(shè)備的運(yùn)行是否正常，一般應(yīng)每四小時(shí)檢查一次索具和樁錘，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理。每次換錘時(shí)應(yīng)檢查錘徑是否符合要求，為便于打撈，應(yīng)在樁錘上設(shè)打撈環(huán)、打撈杠、打撈套。更換新樁錘后應(yīng)上下拉孔數(shù)次，沖程不宜太大，確定不會卡錘時(shí)方能繼續(xù)沖孔。若機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)設(shè)法將樁錘提出孔外。

2）當(dāng)因梅花孔造成卡錘時(shí)，若錘頭有向下活動余地，可使鉆頭向下活動并轉(zhuǎn)動至孔徑較大方向提起鉆頭，也可略微松一松鋼絲繩，使錘頭轉(zhuǎn)動一個(gè)角度，也有可能將錘頭提出。

3）用較粗的鋼絲繩帶打撈鉤放進(jìn)孔內(nèi)，將錘頭勾住后與大繩同時(shí)提動，或交替提動，并多次上下左右擺動試探，有時(shí)能將錘頭提出。

4）鉆頭卡住鐵件等物品時(shí)，不要強(qiáng)提猛拉，以防造成鋼絲繩斷裂及坍孔。采用由上向下頂撞的辦法輕輕擊打卡點(diǎn)的物品，使鉆頭上下活動，有時(shí)也能脫離卡點(diǎn)或者使掉入的物件落下。

5）用其他工具，如小的錘頭等下到孔內(nèi)沖擊，將卡錘的石塊擠進(jìn)孔壁，或把卡錘碰活動脫離卡點(diǎn)后，再將錘頭提出，或用壓縮空氣管或者高壓水管下入孔內(nèi)，對準(zhǔn)卡錘一側(cè)或吸錘處適當(dāng)沖射一些時(shí)候，使卡點(diǎn)松動后強(qiáng)行提出。

6）當(dāng)埋錘時(shí)間較短或者較淺時(shí)，可在樁孔四周搭設(shè)枕木垛，將兩根大鋼軌扣在一起，同時(shí)將大繩扣在鋼軌上，鋼軌兩頭用兩臺不小于50T的千斤頂，慢慢頂起鋼軌，使鋼軌帶動大繩緩慢上升，但要注意頂升過程要緩慢，待鋼軌有一定撓度時(shí)，停一會，借鋼軌回彈之力緩緩拉起，以免用力過大將大繩拉斷。對嚴(yán)重的塌孔埋錘，可采用比錘頭直徑大的空心錘在原錘上面的土、石清除掉，接觸原錘后，再換用比原錘稍大的空心錘，沖鉆至原錘底部，使原錘與周圍孔壁分離后，提出空心錘。再將打撈鉤入孔打撈。再用卷揚(yáng)機(jī)會同其他起重機(jī)械設(shè)備同時(shí)提拉。

7）用以上方法提升卡錘無效時(shí)，可試用水下爆破法，將防水炸藥放于孔內(nèi)，沿錘的滑槽放到錘底，然后引爆震送卡錘，再用鉆機(jī)或者其他起重機(jī)具同時(shí)提拉。一般能夠提出。但在爆破時(shí)應(yīng)注意炸藥用量，以免過大損壞錘頭或造成塌孔。

四、預(yù)防措施

1）開鉆前要對鉆機(jī)位置進(jìn)行平整壓實(shí)，保證鉆機(jī)穩(wěn)定，四周設(shè)防護(hù)，防治施工中孔內(nèi)落石掉物。

2）經(jīng)常檢查鉆機(jī)、鋼絲繩和連接裝置，經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置的靈活性，及時(shí)修理或更換失靈的轉(zhuǎn)向裝置。

3）鉆進(jìn)過程中要經(jīng)常測量泥漿密度、粘度等指標(biāo)，以免粘錘卡錘。

4）鉆進(jìn)時(shí)要根據(jù)地質(zhì)情況來確定不同的沖程及進(jìn)度，用低沖程時(shí)，每沖擊一段換用高一些的沖程沖擊，交替沖擊修整孔徑。

5）經(jīng)常檢查補(bǔ)焊錘頭，防治直徑過小造成塌孔。

6）為方便打撈，錘頭上預(yù)先焊打撈環(huán)、打撈杠或者鋼絲繩圈的打撈圈。

五、結(jié)術(shù)論

沖擊鉆掉錘、卡錘產(chǎn)生的原因及處理預(yù)防措施進(jìn)行分析和描述，在施工中，操作人員要細(xì)心，勤檢查，按操作規(guī)程操作，遇到的問題采用合理的處理方法，就能夠順利解決。引起鉆孔灌注樁質(zhì)量問題的原因較多，各個(gè)環(huán)節(jié)都可能會出現(xiàn)重大質(zhì)量事故。只要掌握了這些容易出現(xiàn)問題的原因之所在、出現(xiàn)這些問題后的處理措施，才能在樁基施工過程中有針對性地做到事先預(yù)防和控制、才能做到發(fā)生了其中的某種故障后能從容的進(jìn)行處理，才能確保樁基的工程質(zhì)量，確保工程進(jìn)度。

【參考文獻(xiàn)】

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