探討旋挖鉆在橋梁樁基成孔施工中的缺陷與控制

葉 帥

(貴州省公路工程集團有限公司)

1 孔身偏斜

鉆孔傾斜是旋挖鉆施工中很容易出現的問題，特別是巖層節理傾斜嚴重時更容易出現。但是我們也不需要擔心，因為旋挖鉆機的顯示器顯示桅桿工作畫面，從桅桿工作畫面中可實時觀察到桅桿的x 軸、Y 軸方向的偏移，在施工過程中，操作人員可通過顯示器的桅桿工作界面實時監測桅桿的位置狀態，使桅桿最終達到作業成孔的設定位置。在施工過程中，有時也需要斜孔作業，操作人員需要通過顯示器上的自動定位按鈕進行自設定零位，然后再進行相同的調垂操作。

在鉆無水干孔時用測繩就可以檢孔，但在有水和泥漿鉆孔中，須用檢孔器經常檢孔。檢孔器用鋼筋籠做成，其外徑等于設計孔徑，長度等于孔徑的4～6 倍。每鉆進10 m，接近通過易縮孔土層(軟土、軟塑土層、低液限粘土等)或更換鉆斗前都必須檢孔。當檢孔器不能沉到原來鉆達的深度，或偏離大繩(拉緊時)的位置即偏移護筒中心時，應考慮可能發生了彎孔、斜孔或縮孔等情況。遇有孔身偏斜、彎曲時應分析原因，進行處理，一般可在偏斜處吊住鉆錐反復掃孔，使鉆孔正直，如不嚴重時可調整鉆機位置或鉆具繼續鉆孔，偏斜嚴重時應回填粘性土到偏斜處，待沉積密實后再鉆進，鉆進達到設計標高經檢驗合格后即可終孔。

2 擴 孔

(1)泥漿原因:泥漿質量不合格，泥漿比重、粘度或含砂率達不到技術要求，使泥漿不能有效的護壁，造成松散地層坍塌。在地下水較高的地區，孔內泥漿面如果低于地下水位，孔內地下水滲入孔內，造成軟流塑層流陷，松散地層坍塌，孔徑擴大。

(2)操作原因:在軟流塑地層，由于鉆感不明顯，鉆頭往往是壓入而不是鉆入該地層，使鉆頭和四周的泥土粘連，形成泥包鉆頭現象，而且由于鉆具的擾動使該層趨于液化，使地層失去原有的穩定狀態，當提鉆時出現活塞效應，使鉆頭周邊的部分泥土被抽吸到鉆頭下部，使得孔壁部分泥土流入孔內造成超徑。

(3)鉆頭和鉆桿的連接問題:由于鉆頭和鉆桿的連接卡方長時間的使用磨損，鉆桿的公方磨損變小，而鉆頭上的母方磨損變大，使連接間隙變大，當旋轉鉆進時，鉆頭和鉆桿形成一定的角度，使鉆頭的回轉直徑大于鉆頭直徑，成孔大于設計成孔直徑，造成超徑。

為了預防成孔超徑我們需要做到以下幾點措施:

①保持孔內泥漿面的高度，增加對孔壁的壓力。

當地下水位較高的軟流塑和松散地區，首先保證泥漿的質量，使各項指標達到施工要求，使泥漿能充分護壁。為保持孔內泥漿面，在孔口做一圍堰與孔內泥漿相連，當提出鉆具時，圍堰內的泥漿補充到孔內，使孔內泥漿始終高于地下水位，且泥漿面越高，對孔壁的壓力越大，孔壁越穩定。

②控制鉆進，避免泥包鉆頭現象

當鉆進軟流塑地層時，為了避免鉆頭壓入地層，鉆進時記錄每次的孔深，下鉆時從該深度鉆進;控制鉆進的速度，減少對該層過大的擾動。

③控制進尺

在軟流塑地層，進尺要小于正常地層的進尺，避免或減少提鉆時活塞效應所產生的阻力。

④保持鉆頭外表光滑

避免或減少糊鉆在軟流塑地層，每次提鉆時，鉆頭周圍經常附著一些粘性土，要及時清除掉，減少鉆頭與周圍粘性土的粘連，以免造成糊鉆。

⑤減少鉆頭和鉆桿的連接間隙

要經常檢查鉆頭和鉆桿的連接卡方，有磨損及時修補，減少連接間隙。

3 坍 孔

坍孔原因有很多種，可能是遇到流沙層引起，可能是孔內水位與地下水位水位差過大，不能保持原有靜水壓力引起，也可能由于護筒周圍堆放重物或機器振動等均可引起坍孔。

發生坍孔后應查明原因，采取相應的措施，如保持或加大水頭、移開重物、排除振動等，防止繼續坍孔，并加入適量的泥漿以保證孔內水頭壓力，即漿面最少高出地下水位2 m以上，隨著鉆進深度的增加及時補充泥漿，保證孔內水頭壓力，防止坍孔。坍孔不嚴重時可回填至坍孔位置以上，并采取改善泥漿性能、加高水頭、埋深護筒等措施，繼續鉆進。坍孔嚴重時應立即將鉆孔全部用砂或小礫石夾粘土回填，暫停一段時間后查明坍孔原因，采取相應措施重鉆。坍孔部位不深時可采取深埋護筒法，將護筒周圍土夯實重新鉆孔。

還有必須嚴格控制鉆斗在孔內升降速度，因為如果快速地上下移動鉆斗，那么水流將以較快速度由鉆斗外側和孔壁之間的空隙流過，導致沖涮孔壁，有時還會在上提鉆斗時，在其下方產生負壓，而導致孔壁坍塌，所以鉆進時應根據孔徑大小及土質情況來調整鉆斗的升降速度，經現場實踐得知，鉆斗升降速度保持在0.75～0.80 m/s.當鉆斗粉砂層或亞砂土層時，其升降速度應更加緩慢。

4 縮 孔

旋挖鉆機在施工提升料筒時，發現提升力顯著增大，并有孔壁頸縮現象。經過詳細分析，是因為筒式鉆斗完全無護壁作用，在提升鉆斗時，其下部產生較大負壓力作用，致使產生“吸鉆”現象，從而造成孔壁頸縮現象。因此，必須對筒式鉆斗進行改進，在筒壁上加焊4 塊雙曲面護壁鋼板(或增設導流槽)，兩兩對稱布置，為防止升降時碰懷孔壁，鉆頭旋轉時雙曲面護壁鋼板直徑小于孔徑2 cm.由施工現場實踐得知，改善后的鉆斗在提升過程中液壓系統壓力顯著減小，鉆孔頸縮現象得到改善。

如果縮孔是因為鉆錐磨損過甚、焊補不及時或因地層中有遇水膨脹的軟土、粘土泥巖造成的，前者應注意及時焊補鉆錐，后者應采用失水率小的優質泥漿護壁。已發生縮孔時宜在該處用鉆錐上下反復掃孔以擴大孔徑。因粘土層中鉆進過深易造成頸縮現象，在鉆機施工時應嚴格一次鉆進深度，一般在粘土層采用泥鉆，每鉆進尺在50 cm 左右，在松散砂礫、砂層采用砂鉆，每鉆進尺在40 cm 左右。