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浅谈冲孔灌注桩施工中卡锤、埋锤事故原因分析及预防处治

2020-08-16陈春城

装饰装修天地 2020年15期
关键词:事故原因

陈春城

摘    要:基础工程桩、支护桩采用冲孔成桩的施工方法,以其机械设备简单、施工工艺成熟、现场操作简便、施工时调度灵活、能够适应各种不同地质条件等特点,被普遍地在各个基础工程中广泛使用。但由于各种因素的影响,在施工过程中出现卡锤、埋锤的现象经常出现,本文就冲孔灌注桩在施工中出现卡锤、埋锤现象的原因及如何预防处治的方法进行探讨。

关键词:冲孔灌注桩施工;卡锤;埋锤;事故原因;预防处治

1  卡锤、埋锤产生的主要原因

冲孔灌注桩是冲孔机械利用冲击钻头提升一定高度,通过自重冲击土层、岩层进行成孔施工,采用一定粘度的泥浆护壁进行施工,由于是地下工程,施工过程中在场地标高和泥浆面以下,没有办法通过直观的检查来指导成孔,也没有办法通过检测设备的协助指导现场施工,只能凭借以往现场的施工经验,结合不同项目的施工条件,在成桩过程中出现卡锤、埋锤的原因有很多,经过汇总,主要有以下几个情况。

(1)坍孔造成埋锤。在施工过程中,由于地层存在土洞、溶洞,造成泥浆突然流失,桩孔内的泥浆液面急速下降,容易造成孔壁坍塌,把孔内的桩锤埋住、如果塌方量较大,桩锤容易卡住提不上来。

(2)孔底粘土粘住桩锤。在施工过程中,通过软粘土层时,由于泥浆循环不能有效的把软粘土返到孔口,在冲孔过程中,软塑性的粘土对桩锤有极大的吸附力将桩锤吸住,造成桩锤无法提上来。

(3)冲到岩层交界处造成卡锤。由于岩层成因复杂,岩面通常处于倾斜状态,不同岩层的物理特性差别较大,在冲击成孔过程中,软弱岩层进尺较快,在锤头不同方向进尺出现较大差异,经常出现斜孔,但是在孔底较深的位置又无法通过观察吊绳的摆动及时进行纠偏,遇到这种情况容易造成卡锤,如果遇到探头石也会出现类似情况。在岩溶地区,斜孔的现象更是经常出现,采用黄泥片石回填进行复冲的时候出容易造成卡锤。

(4)停工时间过长造成埋锤。冲孔过程中,泥浆里的含砂率较大,如果中途停电或是机械出现故障,孔内的悬浮物就会沉淀,如果时间过长,沉淀的砂石颗粒太多,就会造成卡锤,桩锤如果没有及时提上来,就会造成卡锤现象。

(5)换桩锤或是桩头补焊不及时容易造成卡锤。由于锤头磨损较大,同种桩径的锤头也会有差别,换锤后锤头直径比原来的大容易造成卡锤。岩溶地区成桩时间较长,有些桩甚至超过一个月,并且部分桩长较大,在不同进尺的桩孔内,孔径往往不一样,如果桩头补焊不及时,容易造成卡锤。

2  卡锤的预防措施

根据不同情况出现卡锤的原因分析,如果采取施工过程做好预防措施,有针对性采取一些措施,可以减少卡锤次数甚至避免卡锤的现象。经过总结,大致有以下几种措施:

(1)及时对施工机械进行维修保养。根据使用频率,及时对冲孔桩机以及泥浆设备进行维修保养。施工过程中,半个工作日就要吊起锤头,仔细检查桩机运行情况,检查钢丝绳索和锤头的磨损情况,做到及时发现缺陷及时修复,更换锤头时更要选择桩径一致的锤头。同时为了方便埋锤的时候进行打捞,要在桩锤上设置方便打捞套环。更换锤头后也要先试着几次慢速上下复冲,确定没有问题后才正式继续施工。如果发现桩机有异常情况及时将锤头提出桩孔,排查问题后再继续施工。

(2)防止漏浆坍孔埋锤。施工过程中,保证孔内泥浆粘度等质量指标,确保泥浆护壁的效果,使孔壁不易坍塌。如果泥浆流失要及时从大泥浆池补注浆液,保证孔内泥浆液面高度高于地下水位0.5m以上,这样不会因为孔内水头压力不足造成塌孔。如果遇到土溶洞,及时按应急处置方案将锤头提出孔,回填黄泥片石补足泥浆后方可继续施工。

(3)根据不同地质情况控制成孔进尺。施工前察看地质资料,察看地质勘察资料、工程桩超前钻探资料,了解相邻桩的地质情况以及附近桩的施工情况,及时控制打桩速度,在岩面复杂的区域控制进尺速度,低锤密击,不宜很大的冲程击打,每进尺1.5m~3m及时复测桩位,出现偏孔、斜孔后及时回埋复冲纠编。全截面入岩后,岩面较为均匀的可以提高冲程,施工过程中及时清理泥浆池内的渣粒。

(4)出现斜孔及时处理。施工过程中,如果钢丝绳摆动较大,或是岩溶地区施工时同一标高容易反复出现斜孔,这时需要按溶洞处理方案及时回填黄泥片石进行复冲,直到穿过斜岩面为止。可以用低锤密击的方法。

(5)卡锤后及时处置。施工过程中,如果卡锤,要保持泥浆正常循环,保证悬浮的颗粒不沉淀,同时启动应急预案组织人员进行捞锤,及时将锤头捞出。

3  卡锤或埋锤的处理措施

在施工过程中,经常出现卡锤或是掉锤,如果施工时没有及时处理,错过了最佳处置时间,这样会加大捞锤难度,也会造成锤头就无法捞出。如果遇到卡锤、埋锤的时候,应该针对不同情况采取不同方法进行打捞。

(1)挂钩打捞法。施工前,每个锤头都会有吊环,一旦出现卡锤,在泥浆正常循环的情况下,此时桩孔护壁较好,可以采用挂钩打捞法进行多次试捞将锤头捞出,必要时采用吊机协助。

(2)爆破松动打捞法。施工过程中,锤头卡在岩土层中,根据施工记录及现场测量,确定锤头的位置后。将挷有炸药的配重沉入桩底,同时通过钢丝绳拉紧锤头,利用炸药产生的振动将锤头提出桩孔,有时要在不同方向、位置,多进行几次才会将锤头拉出。

(3)拉锤上冲法。在施工过程中,如果因为缩孔或其它原因,导致桩锤卡在桩孔中间的某个位置,可采用拉锤上冲法将锤头拉上来。方法如下:在锤头卡在桩孔中间时,在钻机主绳上绑个带子作个记号,将锤头下放一定距离,一般在50cm以内,慢慢提起桩锤击打卡锤位置,由于锤头本身就有4t~6t重,提锤速度不宜过快,击打力度要小,经过反复的击打可以将锤头拉出,如果用力过猛,容易造成锤头掉入孔内,后续打捞后更是无法将锤头捞出。如果以上方法不能凑效,可以再试一下以下方法进行捞锤。

(4)小孔沉渣法。当桩锤埋在桩底时,可以在桩孔内侧冲一个小孔,小孔要比大孔深1米左右。再用钢管正循环把泥浆送入大孔底部,经过不断循环,大锤四周沉积的泥砂流入小孔,经过返浆锤头周边的泥砂不断减少,慢速提升桩锤直至捞出。这种方法在砂层、粉质砂土地层效果较好,不适用于粘性土层或被坠落的块石造成的卡锤。

(5)空心锤冲孔法。这种方法是利用钢管以及锤齿焊接成一个空心锤,通过空心锤反复冲击再经过泥浆循环返渣,把覆盖在桩锤上的沉渣绝大部分返到了孔口,采用这种方法的时候要采用低锤密击的方法,否则容易造成空心锤与桩锤抱紧。空心锤到了孔底就可以提起,拉拔樁锤,必要时可用吊机配合捞锤,这个方法特别适用于桩锤被块石、砾石所卡阻或掩埋的情况,打捞成功率较高。

(6)抬高桩机尾部拉拔法。在粘性土地层施工时,往往桩锤容易被软塑性的粘土吸住,一时桩锤无法拔出,可以通过收紧钢丝绳,使桩机尾部离地50cm,这样就会持续的拉拔力作用在桩锤上,由于桩底是软塑性粘土,在力的作用下产生徐变,最终桩锤可顺利捞出。采用这种方法要求泥浆不断循环,以免沉淀的碎渣造成埋锤。

4  结语

每个项目需要根据工程特点,地质情况,在采用冲孔灌注桩进行施工时,认真分析在哪个环节可能发生卡锤,及时地做好相应的准备,采取有效的预防措施、处置手段,可以使桩成孔效率提高,推进工程进度,降低卡锤造成的经济损失。

参考文献:

[1] 苏宏阳.郦锁林基础工程施工手册(2版)[M].北京:中国计划出版社,2002.

[2] 公路施工手册(桥涵分册)[M].北京:人民交通出版社,2001.

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