沖擊成孔灌筑樁施工工藝

1、沖擊成孔灌筑樁施工工藝一. 工程概況南廣鐵路工程 NGZQ-3 標(biāo)段沙子橋區(qū)段 ,位處于溶洞溶洞發(fā)育地帶 ,溶洞形狀各異 ,錯(cuò)落無(wú)序 ,規(guī)模大處溶洞呈多層分布 .在樁基礎(chǔ)施工前 ,除根據(jù)設(shè)計(jì)提供地初勘 .施勘地質(zhì)資料外 ,還應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)勘 .電磁波層析 CT 探測(cè)等多層次勘察 .根據(jù)溶洞地不同特點(diǎn) ,擬采取沖擊鉆機(jī)成孔并配合相應(yīng)地施工方案 ,確保成孔 .成樁地可靠性 .二. 主要施工工藝和技術(shù)要求2.1 概要沖擊成孔灌筑樁系用沖擊式鉆機(jī)或卷?yè)P(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 ,用泥漿循環(huán)法排渣 ,然后再灌筑混凝土成樁

2、.其特點(diǎn)是：設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單 ,適用范圍廣 ,操作方便 ,所成孔壁較堅(jiān)實(shí) .穩(wěn)定 ,坍孔少 ,不受施工場(chǎng)地限制 ,無(wú)噪聲和振動(dòng)影響等 ,因此被廣泛地采用 .但存在掏泥渣較費(fèi)工費(fèi)時(shí) ,不能連接作業(yè) ,成孔速度較慢 ,泥渣污染環(huán)境 ,孔底泥渣難以掏盡 ,使樁承載力不夠穩(wěn)定等問題 .適用于黃土 .粘性土或粉質(zhì)粘土和人工雜填土層中應(yīng)用 ,特別適于有孤石地砂礫石層 .漂石層 .堅(jiān)硬土層 .巖層中使用 ,對(duì)流砂層亦可克服 ,但對(duì)淤泥及淤泥質(zhì)土 ,則要十分慎重 ,對(duì)地下水大地土層 ,會(huì)使樁端承載力和摩阻力大幅度降低 ,不宜使用 .2.2 機(jī)具設(shè)備主要設(shè)備為簡(jiǎn)易地沖擊鉆機(jī) .它由簡(jiǎn)易鉆架 .沖錘 .轉(zhuǎn)向裝置 .護(hù)

3、筒以及 35t 雙筒卷?yè)P(yáng)機(jī)（帶離合器）等組成 .所用鉆具按形狀分 ,常用有十字鉆頭和三翼鉆頭兩種；前者專用于礫石層和巖層；后者適用于土層 ,沙子橋所用皆為十字鉆頭 .鉆頭和鉆機(jī)用鋼絲繩連接 , 鉆頭重 4t,鉆頭直徑 1.25m.轉(zhuǎn)向裝置是一個(gè)活動(dòng)地吊環(huán) ,它與主挖鋼繩地吊環(huán)聯(lián)結(jié)提升沖錘 .2.3 主要施工工藝和技術(shù)要點(diǎn)（1）沖擊成孔灌筑樁施工工藝程序是：場(chǎng)地平整樁位放線 .開挖漿池 .漿溝護(hù)筒埋設(shè)鉆機(jī)就位 .孔位校正沖擊造孔 .泥漿循環(huán) .清除廢漿 .泥渣清孔換漿終孔驗(yàn)收下鋼筋籠和鋼導(dǎo)管灌筑水下混凝土成樁養(yǎng)護(hù) .（2）成孔時(shí)應(yīng)先在孔口設(shè)圓形 68mm 鋼板護(hù)筒 ,它地作用是保護(hù)孔口 .定位導(dǎo)

4、向 ,維護(hù)泥漿面 ,防止坍方 .護(hù)筒內(nèi)徑比鉆頭直徑大 200mm,深 1.5m,如上部松土較厚 ,宜穿過松土層 ,以保護(hù)孔口和防止塌孔 .然后使沖孔機(jī)就位 ,沖擊鉆應(yīng)對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心 ,要求偏差不大于± 20mm,開始低錘（小沖程）密擊 ,錘高 0.40.6m,并及時(shí)加塊石與粘土泥漿護(hù)壁 ,泥漿密度和沖程可按表 1 選用 ,使孔壁擠壓密實(shí) ,直至孔深達(dá)護(hù)筒下 34m后 ,才加快速度 ,加大沖程 ,將錘提高至 1.52.0m 以上 ,轉(zhuǎn)入正常連續(xù)沖擊 ,在造孔時(shí)要及時(shí)將孔內(nèi)殘?jiān)懦隹淄?,以免孔內(nèi)殘?jiān)?,出現(xiàn)埋鉆現(xiàn)象 .各類土層中地沖程和泥漿密度選用表表 1項(xiàng)項(xiàng)目沖程泥漿密度備注次（

5、m）（ t/m 3）在 護(hù) 筒0.9土層不好時(shí)宜提高泥漿密度, 必要時(shí)加1中及護(hù)筒腳1.1 1.31.1入小片石和粘土塊下 3m 以內(nèi)2粘土1 2清水或稀泥漿 ,經(jīng)常清理鉆頭上泥塊3砂土1 21.3 1.5拋粘土塊 ,勤沖勤掏渣 ,防坍孔4砂卵石2 31.3 1.5加大沖擊能量 ,勤掏渣如巖層表面不平或傾斜, 應(yīng)拋入20 5風(fēng)化巖1 41.2 1.430cm 厚塊石使之略平 ,然后低錘快擊使其成一緊密平臺(tái) ,再進(jìn)行正常沖擊 , 同時(shí)加大沖擊能量 ,勤掏渣6塌 孔 回11.3 1.5反復(fù)沖擊 ,加粘土塊及片石填重成孔（3）沖孔時(shí)應(yīng)隨時(shí)測(cè)定和控制泥漿密度 .如遇較好地粘土層 ,亦可采取自成泥漿護(hù)壁

6、 , 方法在孔內(nèi)注滿清水 ,通過上下沖擊使成泥漿護(hù)壁 .每沖擊 12m 應(yīng)排渣一次 ,并定時(shí)補(bǔ)漿 , 直至設(shè)計(jì)深度 .排渣使用泥漿循環(huán)法 .將輸漿管插入孔底 ,泥漿在孔內(nèi)向上流動(dòng) ,將殘?jiān)鼛С隹淄?,本法造孔工效高 ,護(hù)壁效果好 ,泥漿較易處理 ,但對(duì)孔深時(shí) ,循環(huán)泥漿地壓力和流量要求高 ,較難實(shí)施 ,故只適于在淺孔應(yīng)用 .（4）在鉆進(jìn)過程中每12m 要檢查一次成孔地垂直度情況.如發(fā)現(xiàn)偏斜應(yīng)立即停止鉆進(jìn) ,采取措施進(jìn)行糾偏 .對(duì)于變層處和易于發(fā)生偏斜地部位 ,應(yīng)采用低錘輕擊 .間斷沖擊地辦法穿過 ,以保持孔形良好 .（5）在沖擊鉆進(jìn)階段應(yīng)注意始終保持孔內(nèi)水位高過護(hù)筒底口 0.5m 以上 ,以免

7、水位升降波動(dòng)造成對(duì)護(hù)筒底口處地沖刷 ,同時(shí)孔內(nèi)水位高度應(yīng)大于地下水位 1m 以上 .（6）成孔后 ,應(yīng)用測(cè)繩下掛 0.5kg 重鐵碗測(cè)量檢查孔深 ,核對(duì)無(wú)誤后 ,進(jìn)行清孔 ,使密度控制在 1.151.25 之間 .（7）清孔后應(yīng)立即放入鋼筋籠 ,并固定在孔口鋼護(hù)筒上 ,使其在澆筑混凝土過程中不向上浮起 ,也不下沉 .鋼筋籠下完并檢查無(wú)誤后應(yīng)立即澆筑混凝土 ,間隔時(shí)間不應(yīng)超過 4h, 以防泥漿沉淀和坍孔 .混凝土澆筑一般采用導(dǎo)管法在水中澆筑 .2.4 施工常遇問題及預(yù)防 .處理方法1.樁孔不圓 ,呈梅花形（?。┰颍? 鉆頭地轉(zhuǎn)向裝置失靈 ,沖擊時(shí)鉆頭未轉(zhuǎn)動(dòng)2 泥漿粘度過高 ,沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)阻力太大

8、,鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)困難3 沖程太小 ,鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間不充分或轉(zhuǎn)動(dòng)很?。?）處理措施：經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置地靈活性；調(diào)整泥漿地粘度和相對(duì)密度；用低沖程時(shí) ,每沖擊一段換用高一些地沖程沖擊 ,交替沖擊修整孔形2. 鉆孔偏斜（?。┰颍? 沖擊中遇探頭石 .漂石 .大小不均 ,鉆頭受力不均2 基巖面產(chǎn)狀較陡3 鉆機(jī)底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷 4 土層軟硬不均；孔徑大 ,鉆頭小 ,沖擊時(shí)鉆頭向一側(cè)傾斜（2）處理措施：發(fā)現(xiàn)探頭石后 ,應(yīng)回填碎石或?qū)@機(jī)稍移向探頭石一側(cè) ,用高沖程猛擊探頭石 ,破碎探頭石后再鉆進(jìn) ,遇基巖時(shí)采用低沖程 ,并使鉆頭充分轉(zhuǎn)動(dòng) ,加快沖擊頻率 , 進(jìn)入基巖后采用高沖程鉆進(jìn)；若發(fā)現(xiàn)孔斜 ,

9、應(yīng)回填重鉆；經(jīng)常檢查及時(shí)調(diào)整；進(jìn)入軟硬不均地層 ,采取低錘密擊 ,保持孔底平整 ,穿過此層后再正常鉆進(jìn)；及時(shí)更換鉆頭3. 沖擊鉆頭被卡（?。┰颍? 鉆孔不圓 ,鉆頭被孔地狹窄部位卡住（叫下卡） ；沖擊鉆頭在孔內(nèi)遇到大地探頭（叫上卡） ；石塊落在鉆頭與孔壁之間 2 未及時(shí)焊補(bǔ)鉆頭 ,鉆孔直徑逐漸變小 , 鉆頭入孔沖擊被卡3 上部孔壁坍落物卡住鉆頭 4 在粘土層中沖程太高 ,泥漿粘度過高 ,以致鉆頭被吸住5 放繩太多 ,沖擊鉆頭傾倒頂住孔壁6 護(hù)筒底部出現(xiàn)卷口變形 ,鉆頭卡在護(hù)筒底 ,拉不出來(lái)（2）處理措施：若孔不圓 ,鉆頭向下有活動(dòng)余地 ,可使鉆頭向下活動(dòng)并轉(zhuǎn)動(dòng)至孔徑較大方向提起鉆頭；使鉆頭向

10、下活動(dòng) ,脫離卡點(diǎn)；使鉆頭上下活動(dòng) ,讓石塊落下及時(shí)修補(bǔ)沖擊鉆頭；若孔徑已變小,應(yīng)嚴(yán)格控制鉆頭直徑,并在孔徑變小處反復(fù)沖刮孔壁,以增大孔徑；用打撈鉤或打撈活套助提；利用泥漿泵向孔內(nèi)泵送性能優(yōu)良地泥漿,清除坍落物 ,替換孔內(nèi)粘度過高地泥漿；使用專門加工地工具將頂住孔壁地鉆頭撥正；將護(hù)筒吊起 ,割去卷口 ,再在筒底外圍用 12mm 圓鋼焊一圈包箍 ,重下護(hù)筒于原位4. 孔壁塌坍（?。┰颍?沖擊鉆頭撞擊孔壁2 泥漿相對(duì)密度偏低 ,起不到護(hù)壁作用； 孔內(nèi)泥漿面低于孔外水位3 遇流砂 .軟淤泥 .破碎地層或松砂層鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺太快 4 地層變化時(shí)未及時(shí)調(diào)整泥漿相對(duì)密度5 清孔或漏漿時(shí)補(bǔ)漿不及時(shí) ,造成泥漿

11、面過低 ,孔壓不夠而塌孔6 成孔后未及時(shí)灌筑混凝土或下鋼筋籠時(shí)撞擊孔壁造成塌孔（2）處理措施：探明坍塌位置 ,將砂和粘土（或砂礫和黃土）混合物回填到坍孔位置以上 12m,等回填物沉積密實(shí)后再重新沖孔；按不同地層土質(zhì)采用不同地泥漿相對(duì)密度；提高泥漿面；嚴(yán)重坍孔 ,用粘土泥膏投入 ,待孔壁穩(wěn)定后 ,采用低速重新鉆進(jìn)；地層變化時(shí)要隨時(shí)調(diào)整泥漿相對(duì)密度 ,清孔或漏漿時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充泥漿 ,保持漿面在護(hù)筒范圍以內(nèi)；成孔后應(yīng)及時(shí)灌筑混凝土；下鋼筋籠應(yīng)保持豎直 ,不撞擊孔壁5. 流砂（?。┰颍? 孔外水壓力比孔內(nèi)大 ,孔壁松散 ,使大量流砂涌塞孔底2 掏渣時(shí) ,沒有同時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充水 ,造成孔外水位高于孔內(nèi)（2

12、）處理措施：流砂嚴(yán)重時(shí) ,可拋入碎磚石 .粘土 ,用錘沖入流砂層 ,做成泥漿結(jié)塊 ,使成堅(jiān)厚孔壁 ,阻止流砂涌入保持孔內(nèi)水頭 ,并向孔內(nèi)拋粘土塊 ,沖擊造漿護(hù)壁 ,然后用掏渣筒掏砂6. 沖擊無(wú)鉆進(jìn)（?。┰颍? 鉆頭刃腳變鈍或未焊牢被沖擊掉 2 孔內(nèi)泥漿濃度不夠 ,石渣沉于孔底 , 鉆頭重復(fù)擊打石渣層（2）處理措施：磨損地刃齒用氧氣乙炔割平 ,重新補(bǔ)焊；向孔內(nèi)拋粘土塊 ,沖擊造漿 , 增大泥漿濃度 ,勤掏渣7. 鉆孔直徑?。ǎ。┰颍? 選用地鉆頭直徑小2 鉆頭磨損未及時(shí)修復(fù)（2）處理措施：選擇合適地鉆頭直徑 ,宜比成樁直徑小 20cm；定期檢查鉆頭磨損情況 ,及時(shí)修復(fù)8. 鉆頭脫落（?。┰颍?大繩在轉(zhuǎn)向裝置聯(lián)結(jié)處被磨斷； 或在靠近轉(zhuǎn)向裝置處被扭斷 ,或繩卡松脫或鉆頭本身在薄弱斷面折斷 2 轉(zhuǎn)向裝置與鉆頭地聯(lián)結(jié)處脫開（2）處理措施：用打撈活套打撈；用打撈鉤打撈；用沖抓錐來(lái)抓取掉落地鉆頭 ,預(yù)防掉鉆頭 ,并檢查易損壞部位和機(jī)構(gòu)9. 吊腳樁（！）原因：1 清孔后泥漿相對(duì)密度過低 ,孔壁坍塌或孔底涌進(jìn)泥砂 ,或未立即灌筑混凝土2 清渣未凈 ,殘留沉渣過厚3 沉放鋼筋骨架 .導(dǎo)管等物碰撞孔壁 ,使孔壁坍落孔底（2）處理措施：做好清孔工作 ,達(dá)到要求立即灌筑混凝土 ,