1、沖擊法鉆孔樁施工中若干問題淺析XXX（中鐵X局集團第一工程公司 遼寧XX 121000） 摘 要：本文主要介紹了沖擊法鉆孔樁施工中常見問題（如塌孔、卡鉆頭、掉鉆頭、補樁檢算等）的處理及預防措施。主題詞：沖擊法 鉆孔樁眾所周知，由于沖擊法鉆孔具有施工安全、機具簡單、易于操作、技術可靠、適用于任何地層等優點，而被廣泛地應用于公路、鐵路橋梁基礎的施工中。我國從 60年代中期就開始在橋梁施工中采用這種基礎形式。在我公司近年的工程施工中，當橋梁基礎設計為鉆孔樁時，成樁方法大部分采用了沖擊法。沖擊法施工可分為以下幾道工序：（1）場地準備 （2）樁位測量 （3）埋設護筒 （4）鉆機對位開鉆 （5）鉆孔 （6

2、）清孔、成孔檢驗 （6）下鋼筋籠 （7）灌注水下混凝土 （8）成樁檢驗。 下面將施工中容易出現的一些問題及處理方法、預防措施介紹如下：1塌孔1.1塌孔原因孔口護壁不好：當孔口土質為砂土、粉土或砂夾卵石時，由于開孔速度過快，或者開孔時泥漿比重較小，造成泥漿護壁不牢固，在水的；孔口受機械振動或鉆頭沖擊：由于成樁時間一般較長，大約需要45天，孔口長時間受機械震動；或者在淘泥清碴時鉆頭碰撞到護筒，破壞了護筒與土層接觸之間的泥漿護壁；孔內水位下降，沒有保持“水頭”壓力：當地下水位較高時，由于施工時疏忽了孔內水的流失；或者在淘泥清碴時沒有及時往孔內加水補充，使護壁外部的水壓大于孔內水壓，造成塌孔；其它原因

3、：如護筒埋設方法不正確，既整個樁位全部開挖時，回填的黏土不夠厚度或沒有達到夯實標準；當意想不到的地質原因，如出現流沙等，也會造成孔口塌陷。1.2塌孔處理方法當孔口局部塌陷時，往往會使護筒下沉，此時可采用草袋子（內裝粘土），重新回填夯實，然后另接一個直徑相同的護筒，兩護筒連接牢固并保證同心，這種方法缺點是灌注混凝土后，如果樁頭混凝土標高較高，最下節護筒可能提不出來；當孔壁大面積坍塌時，影響孔位中心或者鉆機穩定時，只能回填后重新開鉆；1.3預防塌孔的方法開孔時應采用較小沖程，一般 0.6m左右，使初步所成孔壁堅實、豎直、圓順，鉆進深度超過鉆頭全高加沖程后，方可進行正常沖擊；開孔時宜采用較大的泥漿比

4、重，當使用管形鉆頭時，一般地層為 1.21.4，松散地層為 1.31.5；當使用實心鉆頭時，可適當減小（1）；表一 鉆孔樁泥漿各項指標要求指 標一般地層松散地層說 明泥漿比重1.11.3為宜1.41.6為宜泥漿比重越大，其護壁性能和攜帶鉆碴能力也越大，但流動性差，泥漿循環阻力增加，清孔困難；黏 度1622S為宜1928S為宜泥漿黏度大，護壁及懸浮鉆碴能力強，但不易抽吸和凈化，且易“糊鉆”；含砂率新制泥漿不大于 4%；膠體率新制泥漿不應小于 95%；PH值：要求大于 6.5；鉆進過程中隨時觀察孔內水位，淘泥清碴時及時向孔內注水，以保持孔內“水頭”壓力；2鉆頭被卡住2.1卡鉆的原因在鉆進過程中，使

5、用實心鉆頭時，由于表層土質松軟，成孔過快，鉆頭不旋轉，造成“梅花”孔，當偶然一次沖擊力較大時，很容易將鉆頭卡住；施工中遇見不良地質情況，如孤石等，在使用“十字形”鉆頭沖擊成孔時造成卡鉆；鉆進中沒有控制好方向，形成偏孔卡鉆，此種情況在鉆孔長度較大、土層硬度不均勻時容易發生；鉆孔過程中發生塌孔，塌落的土石將鉆頭卡住；2.2卡鉆處理在主鋼絲繩未斷情況下：先用卷揚機使主繩受力繃直（盡可能達到最大程度），然后用吊車吊一重物（如鋼軌），當提升到一定高度后，自由下落沖擊鉆頭，這樣鉆頭受到震動，在鋼絲繩的拉力下會克服孔內“約束力”而有所松動，然后用卷揚機提出；在主鋼絲繩已斷情況下：先用打撈鉤（三面帶鉤，相間

6、120度），鉤在鉆頭的打撈環上（打撈環在鉆頭下 0.5m處），然后使用卷揚機按照以上方法進行打撈；或者將鋼絲繩系在鋼軌束上，在鋼軌束兩端使用千斤頂，也可以將鉆頭頂起。此方法關鍵是測量好鉆頭在孔內的深度，以便使打撈鉤順利地鉤在打撈環上。3偏孔3.1在沖擊法鉆孔中，按照施工規范要求，鉆孔偏差不能大于 50mm，傾斜度不能大于 1%；一般是由于以下原因造成偏孔：由于鉆機在孔口位置長時間振動，造成三腳架下沉，使鉆機位置偏移形成偏孔；由于地質影響原因，樁位土質硬度不均勻，在沖擊時鉆頭偏心受力會形成偏孔；3.2偏孔處理方法當偏孔較大超限時，可回填片石、粘土等，然后重新開鉆；由于地質原因偏孔時，可先調整鉆機

7、或三腳架的中心位置，形成反方向的預偏心，此種方法會形成擴孔，造成灌注混凝土浪費；加強施工中的觀測，發現有偏孔趨勢時，及時進行處理。4補樁及其檢算：由于施工中的各種原因，會發生斷樁或其他事故，而又無法在原位置重新鉆孔或鉆孔特別困難時，就要進行補樁設計，在向設計部門提供施工方案時，可以參照以下步驟進行：4.1設計資料匯總：主要包括線路等級、橋墩、混凝土梁、人行道結構形式、工程所在地氣象、水文資料等。4.2補樁形式擬定：一般有以下（a）、（b）兩種形式： 線路方向 線路方向 水流方向水流方向 （a） （b） -廢樁 -補樁 原承臺尺寸線圖一 補樁位置示意圖4.3采用靜矩法確定新的合力重心一般情況下采

8、用原設計樁長,或者根據下式計算新的樁長（2）：（1）計算單樁受力：Ni=u（N/n）（Ni樁頂軸向力；u系數；N豎向荷載；n樁的根數）；（2）計算樁長：P=1/2 ×（Ufili）+m0A（P= Ni ；U樁的周長，按成樁直徑計算；fi樁側土的極限摩阻力； li樁長； m0折減系數；A樁底面積； 樁底持力層容許承載力）；4.4將荷載計算、匯總、并簡化到基底4.5樁基檢算：一般需要計算以下幾個方面局部沖刷線處的樁基橫向位移及轉角位移X0=H0/（a3EI）×Ax+M0/ （a2EI）×Bx ；轉角0= H0/（a2EI）×A+ M0/ （aEI）×

9、;B樁身彎矩Mmax及應力max計算彎矩Mmax=H0/a×Am+M0Bm ；應力max= Mmax/A樁側土的橫向抗力計算：任意深度y處的樁側土的橫向抗力為y=（aH0/b0）×a+a2M0 Bm ；并畫出樁身彎距圖，以便檢算樁身強度樁身強度檢算樁身混凝土標號、配筋一般按照原設計執行，或適當加強，也可以不進行此項檢算。樁基承載力檢算根據單樁軸向容許承載力P=1/2（Ufili）+m0A（按設計樁徑計算），得到l/d；按照l/d4d、10dl/d4d、l/d10d三種情況分別計算；當P為主力加附加力控制時，允許應力可提高20%。承臺檢算應進行群樁作用、承臺抗穿透能力檢算；一般情況下也可不進行檢算。4.6檢算結論以上計算過程應分別按照“一孔輕載”、“一孔重載”、“兩孔活載”三種情況，在最不利荷載時滿足要求，補樁設計才為合格。4.7以上是孔樁類型為摩擦樁時的計算方法，當孔樁設計為柱樁時，單樁軸向容許承載力按下式計算：P=1