浅谈冲击钻孔灌注桩施工质量事故预防及处理

曹映雪

(衡水公路工程路桥总公司)

1 冲击钻孔施工要点

冲击钻孔的程序:钻进→抽碴→投泥(或泥浆)→钻进的反复循环以及辅助作业(检查孔径，钻具，修理机械设备，补焊钻头等)，关键问题是掌握冲程大小和抽碴时机。

(1)开孔前应在护筒内多加一些粘土块，如地表土层疏松，还要混合加入一定数量的片、卵石，然后注入泥浆或清水，借钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁，以加固护筒脚。在开孔时应用小冲程慢冲，若用简易钻机施工时，冲程不宜大于1 m;当孔底已在护筒脚以下3～4 m，就可根据地质情况，适当加大冲程。

(2)操作时，要注意察看钢丝绳回弹和旋转的情况，再听冲击声音，借以判断孔底地质情况。本着“勤松、少松”的原则，因为松多了减少冲程，松少了可能空打，损坏机具。若用简易钻机施工时，最好在钢丝绳上作标记来控制冲程，以便钻头到底要及时收绳提钻，以免绳松出多了缠着卷筒，同时也提高冲击频率。也不宜过早收绳，防止空打。冲孔过程中，要勤掏碴，勤保养机具，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况，检查转向装置是否灵活，预防发生安全质量事故。

(3)开孔时要随时检查孔位，必须使钻头中心对准桩孔中心。孔内水位应高于护筒脚0.5 m以上，比护筒顶至少低0.3 m，以免水荡漾损坏护筒脚孔壁与防止泥浆溢出。孔内水位要比孔外水位高1.0～1.5 m以上，以保持必要的水头高度。在粘土层钻进时，冲程不宜过大，如用简易钻机时，一般在2 m以内，以防粘钻。在砂层或淤泥层钻进时，应多投粘土，并掺片、卵石投入孔内，用小冲程将粘土和片、卵石挤进孔壁加固。在砂，卵石地层钻进时，泥浆比重应大一些，可用1.5左右，冲程亦可较大，如用简易钻机时，冲程可提高到2～3 m。在基岩中钻进，可用大冲程，在不损坏钻头的情况下，适当采用高提猛击，增加冲击动能，加快进度，冲程一般在3 m以上，但不可太高;泥浆比重以满足悬浮钻碴为度，约在1.3左右。太小不利于浮碴，太大增加钻头的阻力。

2 钻进中注意事项

(1)钻架使用时间长，可能发生位移，或孔内有探头石或其他情况，会使所钻的孔偏离设计孔位，因此每个台班要用探孔器检查钻孔一次。探孔器高度为钻孔直径的4～6倍，即长4～5m，直径比钻头直径小2～4 cm的专用钢筋笼。如发现移位、钻孔偏斜或弯孔现象应及时处理。

(2)冲击钻头的刃口在钻进中不断磨损，特别在冲击基岩，卵、漂石时磨损更快。因此，要定时检查钻头，当钻头磨损比原来尺寸小3～4 cm或刃口磨钝时，就及时焊补，以免孔径不合要求及易发生卡钻事故;焊补后的钻头在原孔中使用时，为防止卡钻，要先用小冲程慢慢冲击一段时间，将孔扩大一些后。才可用大冲程钻进。

(3)设专人负责记录钻进中的一切情况，以备钻进中分析和处理，也是使用时的原始依据。

3 钻孔易发事故的预防及处理

(1)坍孔的主要原因一是泥浆比重不够及其泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实护壁;二是由于掏渣后未及时补充水或泥浆，或潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失而造成孔内水头高度不够;三是护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸泡变软，或钻机装置在护筒上，由于振动使孔口坍塌;四是清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，泥浆吸走后未及时补浆或水，使孔内水位低于地下水位;五是清孔操作不当，供水管直接冲刷孔壁，清孔时间过久或清孔后停顿过久;六是吊入钢筋笼时碰撞孔壁，破坏了泥浆护壁。

预防及处理措施:

①在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制钻进速度，选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆。或投入粘土掺片石、卵石，低锤冲进，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用。

②发生孔口坍塌时，可立即拆除护简并回填孔口，重新埋设护筒再钻。

③发生孔内坍塌时，应先判明坍塌位置，再以粘土掺砂砾回填至坍孔处以上1～2 m，如坍孔严重时全部回填，待回填物沉密后再行钻进。

④清孔时应保证孔内必要的水头高度，供水管不要直接插入孔中，应通过水槽使水减速后流入孔中，避免冲刷孔壁。

⑤吊入钢筋笼时，应对准钻孔中心竖直插入，避免碰撞孔壁。

(2)造成钻孔倾斜的主要原因钻孔中遇有较大的孤石或探头石，在有倾斜度的软硬地层交界处、岩面倾斜处钻进，或者粒径大小悬殊的砂卵石地层中钻进，钻头受力不均切扩孔较大处，钻头摆动偏向一方;钻机未安置平稳或产生不均匀沉陷，偏离设计中心位置。

预防及处理措施:

①安装钻机时要使底座平稳，起重滑轮、连接钻头的卡口和护筒中心应在一条竖直线上，并经常检查校正。

②由于主杆塔架较高，冲击时上部摆动较大，必须在钻架上增设斜秆固定，在有倾斜的软硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，或回填片、卵石冲平后再钻。

③查明钻孔倾斜的位置和倾斜的情况后，一般可在倾斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。倾斜严重时应回填粘土砂砾石，待沉积密实后再钻进。

4 发生掉钻的主要原因

预防及处理措施:

(1)经常检查钻锥、钢丝绳、转向装置和连接装置。为方便打捞落锥，可在冲锥上预先焊接打捞环、打捞杠或在锥身绑扎几圈钢丝绳等。

(2)掉钻后应及时摸清情况，采用相应的方法进行打捞。常用打捞方法有以下几点:①当钢丝绳折断或钢丝绳卡环松脱，若钻锥上留有不小于2 m长钢丝绳时，可用打捞叉打捞;②当钻锥上有钢丝绳圈或打捞环、打捞杠等，可采用打捞钩打捞。当钻孔深度不深时，也可采用偏钩配合钢丝绳及长竹竿打捞。

5 流砂

钻头通过细砂或粉砂层时，由于渗水量大，孔内水压低，加上地层受到钻头冲击震动，容易发生流砂。流砂使钻速减慢，严重者，钻孔会被流砂回填。发生流砂时，应及时提高孔内水位，多投粘土块，加大泥浆比重，利用钻头的冲击，将粘土挤入流沙层以加固孔壁。

6 结语

冲击钻孔灌注桩施工中每一道工序的质量，对灌注桩成桩的质量和施工进度起到至关重要的作用。尤其是钻孔偏斜和坍孔的问题，它们在冲击钻孔施工过程中是经常发生的，处理起来比较困难。要认真考虑、全面分析可能造成钻孔偏斜和坍孔的因素，做好准备工作，使之少发生、不发生，以避免因处理偏斜和坍孔而导致工时增多、工期延长、工程成本增大。

［1］ 公路桥涵施工技术规范(JTJ04l-2000)［S］.北京:人民交通出版社.

［2］ 公路施工手册—桥涵［M］.北京:人民交通出版社.