論文摘要：對(duì)于橋梁工程而言，其主體工程主要分為下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)指蓋梁以上部分，下部結(jié)構(gòu)又可以分為樁基與墩身部分。常言道“萬(wàn)丈高樓從地起”，這充分體現(xiàn)各種工程建設(shè)中基礎(chǔ)建設(shè)是其致關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而橋梁建設(shè)中樁基成孔施工又是其基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。日常施工中樁基施工又主要采用機(jī)械成孔，其不但成孔速度快而且成孔質(zhì)量好，故在施工中是一種常用的、主要的施工工藝�，F(xiàn)就鉆孔成孔質(zhì)量相關(guān)問(wèn)題與大家初探。
論文關(guān)鍵詞：鉆孔樁,鉆機(jī),成孔質(zhì)量
一、鉆機(jī)的選擇
1、按土質(zhì)選擇鉆機(jī)
鉆孔的方式總的來(lái)說(shuō)有三大類(lèi)，即沖擊法、沖抓法和旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。在巖性均勻的土層與巖層中適于用旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，即根據(jù)土體的強(qiáng)度等特性選擇不同鉆頭旋轉(zhuǎn)切削土體，然后通過(guò)泥漿的循環(huán)將鉆渣清除。但在卵石、漂石層等軟硬相間的地層中，由于孔底巖性不一，鉆進(jìn)時(shí)易引起鉆桿劇烈跳動(dòng)振顫，損壞鉆具，此時(shí)可選用沖擊鉆。沖擊鉆即利用沖擊錐自由下落的沖擊力破碎巖石，將鉆渣擠入孔壁或懸浮在泥漿中排除。由于排渣不利，沖擊鉆鉆進(jìn)速度一般較慢，故在施工中多采用反循環(huán)沖擊鉆，即在沖擊錐中空的孔中穿入泥漿管，沖擊過(guò)程中泥漿管插入鉆孔底部不動(dòng)，用泥漿泵吸渣排出，很大程度上提高了沖擊鉆的鉆進(jìn)速度。
2、按樁徑選擇鉆機(jī)
日常施工中不但要考慮土質(zhì)特點(diǎn)，還要綜合考慮樁徑、樁深來(lái)選擇鉆機(jī)。隨著鉆孔的發(fā)展，大直徑樁、變截面樁已較多出現(xiàn)，要求的鉆機(jī)性能亦越來(lái)越高，因此，在考慮適當(dāng)?shù)你@機(jī)時(shí)，必須注意以下兩個(gè)方面：
①鉆機(jī)能承擔(dān)的扭矩：每種類(lèi)型的鉆進(jìn)成孔機(jī)械各有所長(zhǎng)短，無(wú)論優(yōu)選何種機(jī)型和工藝，均應(yīng)根據(jù)樁徑、地質(zhì)條件、水文情況、承包商的設(shè)備條件及工期等諸多因素綜合考慮確定。大口徑鉆孔所需鉆機(jī)型號(hào)主要取決于土壤的強(qiáng)度，即同一型號(hào)鉆機(jī)在不同土壤中能直接鉆不同的大直徑樁孔。土壤是變化的，鉆進(jìn)時(shí)不同地層扭矩是變化的，而決定鉆機(jī)性能的基本要素（動(dòng)力）是已知的，所以鉆機(jī)分類(lèi)宜以扭矩M大小為準(zhǔn)。
扭矩的計(jì)算方法如下式：
M=A×M×F
式中：A—系數(shù)，考慮到傳遞扭矩過(guò)程中扭矩的損失，取經(jīng)驗(yàn)值1.4～1.7；
M—單位破巖面積所需扭矩，直鉆（一次成孔）經(jīng)驗(yàn)值0.6～0.8kNm/㎡，而擴(kuò)鉆經(jīng)驗(yàn)值0.4～0.8kNm/㎡；
F—鉆頭破巖面積。
另一方面，M的大小，此值應(yīng)小于該鉆機(jī)的扭矩額定值M；在小于M的情況下，鉆機(jī)可以根據(jù)M值調(diào)整鉆進(jìn)速度。
在日常施工中人們習(xí)慣于根據(jù)地質(zhì)、孔徑、孔深簡(jiǎn)單的選擇鉆機(jī)，而事實(shí)上我國(guó)目前所產(chǎn)鉆機(jī)是按扭矩大小分類(lèi)，因此不要在選擇鉆機(jī)進(jìn)產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，以為設(shè)計(jì)鉆孔口徑越大則必須要用大直徑鉆機(jī)。
②變截面樁特點(diǎn)：一般橋梁樁基的最大彎矩產(chǎn)生在上半部分，到了一定深度后，由于土抗力的作用樁身所受的彎矩M越來(lái)越小，到了巖石層時(shí)M幾乎為零，這時(shí)可認(rèn)為樁基只承受垂直力，因此樁徑又可減小。變截面樁正是為適應(yīng)這種受力變化而設(shè)計(jì)，其截面一般是上大下小。大直徑樁主要是指上段最大截面直徑而言的，上部直徑雖大，但上部覆蓋層的土壤強(qiáng)度一般較小，因而所受的扭矩也不是最大。待到鉆孔進(jìn)入巖層或下段緊密土層時(shí)，雖然土壤強(qiáng)度增大了，鉆桿增長(zhǎng)了，而樁的直徑卻相應(yīng)減小了，如果設(shè)計(jì)樁徑和鉆機(jī)選型適當(dāng)，只要充分利用一般的150㎝和200㎝鉆機(jī)設(shè)備，對(duì)其稍加改造，同樣可完成ø300～400㎝的大直徑樁孔施工。這也是變截面大直徑樁的特點(diǎn)之一。
二、鉆孔施工工序
①測(cè)設(shè)樁位并測(cè)定校檢護(hù)樁；
②場(chǎng)地平整、挖筑泥漿池、架設(shè)水電線路；
③埋設(shè)護(hù)筒；
④鉆機(jī)就位并調(diào)整鉆機(jī)，使錐中心線與樁中心線重合。
⑤制備泥漿，并開(kāi)始鉆進(jìn)；
⑥當(dāng)首次鉆進(jìn)到導(dǎo)向部分或鉆錐進(jìn)入土體后再次進(jìn)行校檢測(cè)核，以保證樁基成孔質(zhì)量；
⑦正常鉆進(jìn)，出渣直致設(shè)計(jì)深度；
⑧清孔準(zhǔn)備下道工序；
三、容易出現(xiàn)的問(wèn)題及處理措施
1.梅花樁或傾斜孔樁
①糊鉆或孔底軟土內(nèi)夾有局部的硬質(zhì)巖塊時(shí)易出現(xiàn)梅花孔。此時(shí)可在孔內(nèi)撒入碎石填平再?zèng)_擊。當(dāng)出現(xiàn)梅花孔后得不到及時(shí)處理可能會(huì)導(dǎo)致鉆孔傾斜或卡鉆。既使不傾斜或卡鉆成孔后也會(huì)形成梅花樁而無(wú)法進(jìn)入下一道工序。
②簡(jiǎn)易方法檢查鉆孔傾斜度：鉆孔施工中由于地層、鉆機(jī)安置、施工技術(shù)等原因，通常會(huì)出現(xiàn)或多或少的樁孔傾斜。當(dāng)傾斜度不大于樁長(zhǎng)的1%，且不大于50㎝時(shí)，樁孔傾斜度合格，否則為不合格。施工中一般是用吊垂球的方法檢查鉆桿來(lái)代表樁孔的傾斜度，但鉆桿較細(xì)、樁孔較深、轉(zhuǎn)盤(pán)卡瓦松曠、提升龍頭不配套、鉆孔設(shè)備老舊、沖擊成孔鉆機(jī)等問(wèn)題存在時(shí)，則難以測(cè)出較準(zhǔn)確的傾斜度或根本測(cè)不出，將影響對(duì)樁孔的質(zhì)量認(rèn)定。
2.坍孔
①在鉆孔過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)井孔護(hù)筒內(nèi)水（泥漿）位忽然上升溢出護(hù)筒，隨即驟降并冒出氣泡，出渣量顯著增加而不見(jiàn)進(jìn)尺，鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加，應(yīng)懷疑是坍孔征象，可用測(cè)深儀探頭或測(cè)深錘探測(cè)，工地現(xiàn)場(chǎng)一般采用測(cè)深錘。若在混凝土灌注中，原停留在孔內(nèi)的測(cè)深錘不能上拔或放入測(cè)深錘，測(cè)得的孔深與原孔深相差較大，可證實(shí)屬坍孔。
坍孔原因可能是泥漿性能不符合要求，護(hù)筒底腳周?chē)┧變?nèi)水位降低，或在潮汐河流中漲潮時(shí)，孔內(nèi)外水位差減小，不能保證原有的落水壓力；施工操作不當(dāng)，如提鉆頭、下鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁；在松軟砂層中鉆進(jìn)進(jìn)尺太快；以及由于護(hù)筒周?chē)逊胖匚锘驒C(jī)械振動(dòng)等，均有可能引起坍孔。
發(fā)生坍孔后，應(yīng)查明原因，采取如保持或加大水頭、移開(kāi)重物、排除振動(dòng)等相應(yīng)措施以防繼續(xù)坍孔。
對(duì)少量坍孔，如不繼續(xù)坍孔，可恢復(fù)正常鉆進(jìn)。坍孔不嚴(yán)重時(shí)，可回填土到坍孔位以上，并采取改善泥漿性能、加高水頭、深埋護(hù)筒等措施，繼續(xù)鉆進(jìn)；坍孔嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)立即將鉆孔全部用砂類(lèi)土或礫石土回填，無(wú)上述土類(lèi)時(shí)，可采用黏質(zhì)土并摻入5%～8%的水泥砂漿，應(yīng)等待數(shù)日待回填土沉實(shí)后，重新鉆孔，此次鉆進(jìn)要記取教訓(xùn)，采取相應(yīng)措施，如改善泥漿濃度、減緩鉆進(jìn)速度等。坍孔部位不深時(shí)，可采取深埋護(hù)筒法，將護(hù)筒填土夯實(shí)，重新鉆孔。
3.鉆進(jìn)速度緩慢的原因及處理
當(dāng)鉆機(jī)已鉆較長(zhǎng)時(shí)間，但鉆機(jī)進(jìn)尺非常緩慢，此時(shí)可能有以下幾種原因：
①遇軟塑黏質(zhì)土層，發(fā)生糊鉆現(xiàn)象。
②遇堅(jiān)硬巖石。
③鉆頭長(zhǎng)時(shí)間工作，磨損嚴(yán)重。
針對(duì)上述情況，首先提升鉆頭空轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，再下落鉆進(jìn)，如仍不能符合進(jìn)尺要求，要提出鉆頭，檢查其磨損情況。清除黏泥，適當(dāng)放慢鉆速；若遇較硬巖石進(jìn)尺緩慢，說(shuō)明原鉆頭已不適合，需更換鉆頭或?qū)︺@頭加以改造。
4.鉆機(jī)卡鉆、脫落鉆物
卡鉆常發(fā)生在沖擊鉆孔時(shí)，多因先形成了梅花孔，或鉆錐磨損未及時(shí)焊補(bǔ)、個(gè)別孔直徑變小，而新鉆錐又過(guò)大，沖錐傾倒，遇到聚頭石或孔內(nèi)掉入物件卡住等。卡鉆后不宜強(qiáng)提，可用小錐沖擊或者用沖、吸的方法將鉆錐周?chē)你@渣松動(dòng)后再提出。
掉落鉆物宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈。若落體已被泥砂埋住時(shí)，宜先清除泥砂，使打撈工具能接觸落體后打撈。鉆錐斷入孔內(nèi)時(shí)，首先應(yīng)盡快加在泥漿濃度，然后打撈；打撈無(wú)效時(shí)，應(yīng)盡快尋打有經(jīng)驗(yàn)的打撈隊(duì)伍，不能擱置太長(zhǎng)時(shí)間，以免坍孔。對(duì)確實(shí)撈不上來(lái)的鉆錐，應(yīng)會(huì)同業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理單位共同研究終孔還是重新開(kāi)孔。
在任何情況下，嚴(yán)禁施工人員進(jìn)入沒(méi)有護(hù)筒或無(wú)其他防護(hù)設(shè)施的鉆孔中處理故障。當(dāng)必須下入鉆孔時(shí)，應(yīng)邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人員，并備齊防毒、防溺、防坍埋等安全設(shè)施后方可進(jìn)行。
5.卵石層局部坍孔埋鉆
在掃孔過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)孔壁局部坍塌，致使鉆頭被埋，既不能旋轉(zhuǎn)，也不能提升。其處理辦法是，將導(dǎo)管做成空氣吸泥機(jī)后，插入孔內(nèi)，先投入一定量的鋸末。然后投入膨潤(rùn)土，循環(huán)調(diào)漿，泥漿粘度調(diào)到25s，泥漿面比江（每）水面高出100㎝左右，待孔內(nèi)泥漿面穩(wěn)定了以后，下插導(dǎo)管抽出塌下的卵石。由于卵石直立性差，導(dǎo)管只在一個(gè)點(diǎn)便將大部分卵石抽出。使鉆盤(pán)恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆頭能夠提升。
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