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1、冲击钻成孔灌冲击钻成孔灌 注桩施工工艺注桩施工工艺 和常见问题的和常见问题的 处理方法处理方法 一、成孔的原理及适用范围 利用冲击钻机或卷扬机带动一 定重量的冲击外头，在一定的高度 内使钻头提升，然后突放使钻头自 由降落，利用冲击动能冲挤土层或 破碎岩层形成桩孔，再用掏渣筒或 其他方法将钻渣岩屑排出。每次冲 击之后，冲击钻头在钢丝绳转向装 置带动下转动一定的角度，从而使 桩孔得到规则的圆形断面。 冲击钻成孔适用于填土层、粘土层、 粉土层、淤泥层、砂土层和碎石土层；也 适用于砾卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发 育的地层施工，而后者常常是回转钻进和 其他钻进方法施工困难的地层。 桩孔直径通常为6001
2、500MM，最大 直径2500MM，钻孔深度一般为50M左右， 某些情况下可超过100M。 冲击钻机分类冲击钻机分类 冲击钻机可分为钻杆冲击式和钢丝绳冲击 式两种，后者应用广泛。 钢丝绳冲击钻机又大致可分为两类：一类 是专门用于钻进的钢丝绳冲击钻机，一般 均组装在汽车或拖车上，钻机安装就位和 转移均较方便；另一类是由带有离合器的 双筒或单筒卷扬机组成的简易冲击钻机。 施工中多采用压风机清孔。 除此以外，国内还生产正、反循环和冲击 钻进三用钻机。 冲击钻机的构造冲击钻机的构造 冲击钻机主要由钻机或桩架（包括卷 扬机）、冲击钻头、掏渣筒、转向装 置和打捞装置等组成。 CZ-型冲击钻机 简易型冲击
3、钻机 图7-64 冲击钻 钻头型式 （a）800mm 十字钻头；（b ）920mm三翼 钻头 图7-65 掏渣筒 （a）平阀掏渣筒；（b）碗形活门掏渣筒 1-筒体；2-平阀；3-切削管袖；4-提环 挖泥浆池、沉淀池 挖泥浆沟槽 泥浆制备 桩位测量 埋设护筒 钻机就位 注浆冲击、正循环清清渣 是否到设计位置 正循环换浆清孔 是否达到规范要求 吊放钢筋笼 N Y N 正循环二次清孔 是否满足设计沉渣要求 N 混凝土灌注 泥浆回收 泥浆沉淀池处理 桩机移位 Y Y 冲击钻成孔灌注桩流程图 施工工艺施工工艺 1、设置护筒。护筒内径宜比冲击钻头直径大 200MM以上；直径大于1M的护筒如果刚 度不够时，
4、可在顶端焊加强圆环，在筒身 外壁焊坚向加肋筋；埋设可用加压、振动 、锤击等方法。护筒的作用：1)控制桩位 ，导正钻具；2)保护孔口，隔离地表水渗 漏，孔口及孔壁土坍塌；3)保持或提高孔 内的水头高度，增加对孔壁的静水压力， 以防止孔壁坍塌； 施工工序 4)护筒顶面可作为钻孔深度、钢筋 笼下放深度、混凝土面位置及导 管埋深的测量基准；5)护筒顶面可 设置桩位中心的标记，以此可调整钢 筋笼位置，使其中心与桩中心一致； 6)固定钢筋笼。 2、安装冲击钻机。冲击钻进。 3、第一次清除沉渣（用掏渣筒或泥浆循环） 。 施工要点施工要点 1、钢丝绳冲击过程中平稳，冲击钻头有最大 的动能；选择合适的钻头重量一
5、般按冲孔 直径每100MM取100140KG为宜。选择 最优悬距,一般可取0.50.8M之间。冲击 行程和冲击频率。(按桩机的类型确认） 2、冲击钻进成孔施工应根据地层情况，合理 选择钻进技术参数，少松绳、勤松绳、勤 掏渣。 3、控制合适的泥浆相对密度。施工时，要先 在孔口埋设护筒，然后冲孔就位，使冲击 锤中心对准护筒中心。开始应低锤密击， 锤高0.40.6M，并及时加片石、砂砾石和 粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔 深达护筒底以下34M后，才可加快速度， 将锤提高至1.52M以上转入正常冲击，并 随时测定和控制泥浆相对密度。 4、在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内 水位高过护筒底口0.5M
6、以上，以免水 位升跌波动造成对护筒底口处的冲刷 。 施工注意事项施工注意事项 1、冲击钻进应遵守以下一般规定 1)应控制钢丝绳放松量，勤放少放，防止钢丝绳 放松过多减少冲程，放松过少则不能有效冲击， 形成“打空锤”，损坏冲击机具。用卷扬机施工时 ，应在钢丝绳上作记号控制冲程。冲击钻头到底 要及时收绳提起冲击钻头，防止钢丝绳缠卷冲击 钻具或反缠卷筒。应经常检查钢丝绳磨损情况、 卡扣松紧程度、转向装置是否灵活，以免突然掉 钻。 2）必须保证泥浆补给，保持孔内浆面稳定； 护筒埋设较浅或表土层土质较差者，护筒 内泥浆压头不宜过大。 3）一般不宜多用高冲程，以免扰动孔壁而引 起坍孔、扩孔或卡钻事故。 4
7、）每次掏渣后或因其他原因停钻后再次开钻 时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程，以 免卡钻。 5）冲击钻头磨损较快，应经常检修补焊。 6）大直径桩孔可分级扩孔第一级桩孔直径为 设计的0.60.8倍。 2、在粘土层中钻进应注意：可利用粘土自然造浆的 特点，向孔内送入清水，通过钻头冲捣形成泥浆 ；可选用十字小刃角形的中小钻头钻进；控制每 次进尺不大于0.61.0M；在粘性很大的粘土层中 钻进时，可边冲边向孔内投入适量的碎石或粗砂 ；当孔内泥浆粘度过大、相对密度过高时，在掏 渣的同时，向孔内泵入清水。 3、在砂砾石层钻进应注意：使用粘度较高、相对密 度适中的泥浆；保持孔内有足够的水头高度；视 孔壁稳定情况
8、边冲击边向孔内投入粘土，使粘土 挤入孔壁，增加孔壁的胶结性用掏渣筒掏渣时， 要控制每次掏渣时间和掏渣量。 4、在卵石、漂石层钻进应注意：宜选用带侧 刃的大刃脚一字形冲击钻头，钻头重量要 大，冲程要高；冲击钻进时可适时向孔内 投入粘土，增加孔壁的胶结性，减少漏失 量；保持孔内水头高度，不断向孔内补充 泥浆，防止因漏水过量而坍孔；在大漂石 层钻进时，要注意控制冲程和钢丝绳的松 紧，防止孔斜；遇孤石时可抛填硬度相近 的片石或卵石，用高冲程冲击，或高低冲 程交替冲击，将大孤石击碎挤入孔壁。 5、在裂隙岩溶地层钻进应注意下列事项： 1）冲击钻头操作要平稳，尽可能少碰撞孔壁 。 2）选用圆形钻头钻进，冲程
9、宜小不宜大，加 大钻头重量，悬距不宜过大。 3）遇裂隙漏失时，可投入粘土，冲击数次后 ，再边投粘土边冲击，直至穿过裂隙。 4）遇溶洞时，应减小冲程和悬距，慢慢穿过 ，必要时可边冲边向孔内投放小片石或碎 石，以冲挤到溶洞充填物中作骨架，稳定 充填物。 5）遇无充填物的小溶洞时，如果施工需要， 可投入粘土加石块，形成人造孔壁。 6）遇起伏不平的岩面和溶洞底板时，不可盲 目采用大冲程穿过。需投入粘土石块，将 孔底填平，用十字形钻头小冲程反复冲捣 ，慢慢穿过。待穿过该层后，逐渐增大冲 程和冲击频率，形成了一定深度的桩孔后 ，再进行正常冲击。 6、掏渣应遵守以下规定：掏渣筒直径为桩孔 直径的50%70%
10、；开孔阶段孔深不足34 M时，不宜掏渣，应尽量使钻渣挤入孔壁； 每钻进0.51.0M应掏渣一次，分次掏渣， 46筒为宜。当在卵石、漂石层进尺小于 5CM，在松散地层进尺小于15CM时，应及 时掏渣，减少钻头的重复破碎现象；每次 掏渣后，应及时向孔内补充泥浆或粘土， 保持孔内水位高于地下水位1.52.0M 7、第二次清孔应遵守以下规定：孔壁土质较 好不易坍孔者可用空气吸泥机清孔；孔壁 土质较差者宜用泥浆循环清孔，清孔后泥 浆相对密度应控制在1.151.25之间，粘度小 于等于28S,含砂率小于等于10%；必须及 时补充足够的泥浆或清水，始终保持桩孔 中浆面稳定；清孔后孔底沉渣厚度应符合 灌注桩施
11、工允许偏差的规定；清孔完毕， 应立即灌注水下混凝土。 常遇见的问题原因和处理方法常遇见的问题原因和处理方法 常遇问题 主要原因处理方法 桩孔不圆 ，呈梅花 形，掏渣 筒下入困 难。 原因钻头的转向装置 失灵，冲击时钻头未 转动 经常检查转向装置 的灵活性 泥浆粘度过高，冲击 转动阻力太大，钻头 转动困难 调整泥浆的粘度和 相对密度 冲程太小，钻头转动 时间不充分或转动很 小 用低冲程时，每冲 击一段换用高一些 的冲程冲击，交替 冲击修整孔形 钻 孔 偏 斜 冲击中遇探头石 、漂石，大小不 均，钻头受力不 均 发现探头石后，应回填碎石 ，或将钻机稍移向探头石一 侧，用高冲程锰击探头石， 破碎探头
12、石后再钻进 基岩面产状较陡 遇基岩时采用低冲程，并使 钻头充分转动加快冲击频率 ，进入基岩后采用高冲程钻 进；若发现孔斜，应回填重 钻 钻机底座未安置 水平或产生不均 匀沉陷 经常检查，及时调整 钻 孔 偏 斜 土层软硬不 均 进入软硬不均地层，采取低锤 密击，保持孔底平整，穿过此 层后再正常钻进 孔径大，钻 头小，冲击 时钻头向一 侧倾斜 及时更换钻头 冲 击 钻 头 被 卡 ， 提 不 起 来 钻孔不圆，钻头被 孔的狭窄部位卡住 若孔不圆，钻头向下有活 动余地，可使钻头向下活 动并转动至孔径较大方向 提起钻头 冲击钻头在孔内遇 到大的探头 使钻头向下活动，脱离卡 点 石块落在钻头与孔 壁之
13、间 使钻头向下活动，让石块 落下 冲 击 钻 头 被 卡 ， 提 不 起 来 未及时焊补钻头 ，钻孔直径逐渐 变小钻头入孔冲 击被卡 及时修补冲击钻头；若孔径 已变小，应严格控制钻头直 径，并在孔径变小处反复刮 孔壁，以增大孔径 上部孔壁坍落物 卡住钻头 用打捞钩或打捞活套助提 在粘土层中冲程 太高，泥浆度过 高，以致钻头被 吸住 利用泥浆泵向孔内泵送性能 优良的泥浆，清除坍落物， 替换孔内粘度过高的泥浆 冲 击 钻 头 被 卡 ， 提 不 起 来 放绳太多，冲击 钻头倾倒，顶住 孔壁 使用专门加工的工具将顶住孔 壁的钻头拨正 护筒底部出现卷 口变形，钻头卡 在护筒底，拉不 出来 将护筒吊起，
14、割去卷口，再在 筒底外围用12MM的钢筋焊一 圈包箍，重下护筒于原位 孔 壁 坍 塌 冲击钻头或掏 渣筒倾倒，撞 击孔壁 探明坍塌位置，将砂和粘土混合 物回填到坍孔位置以上12M， 等回填物沉积密实后再重新冲孔 泥浆相对密度 偏低，起不到 护壁作用 按不同地层土质采用不同的泥浆 相对密度 孔内泥浆面低 于孔外水位 提高泥浆面 遇流砂、软淤 泥、破碎地层 或松砂层钻进 时进度太快 严重坍孔，用粘土，泥膏投入， 待孔壁稳定后，采用低速重新钻 进 孔 壁 坍 塌 地层变化时未及时调 整泥浆相对密度 地层变化时要随时调整泥 浆浆相对密度 清孔或漏浆时补浆不 及时，造成泥浆面过 低，孔压不够而塌孔 清孔
15、或漏浆时应及时补充 泥浆，保持浆面在护筒范 围以内 成孔后未及时灌注混 凝土而塌孔 成孔后应及时灌注混凝土 下钢筋笼时撞击孔壁 造成塌孔 下钢筋笼应保持坚直，不 撞击孔壁 流砂( 冲孔 时有 大量 流砂 涌塞 孔底 ） 孔外水压力比孔 内大，孔壁松散 ，使大量流砂涌 塞孔底 流砂严重时可抛入碎砖石、 粘土，用锤冲入流砂层，做 成泥浆结块，使成坚厚孔壁 ，阻止流砂涌入 掏渣时，没有同 时向孔内补充水 ，造成孔外水位 高于孔内 保持孔内水头，并向孔内抛 粘土块，冲击造浆护壁，然 后用掏渣筒掏砂 冲击 无进 尺 钻头刃脚变钝或未焊牢被冲 击掉 磨损的刃齿用氧 气乙炔割平，重 新补焊 孔内泥浆浓度不够
16、，石渣沉 于孔底，钻头重复击打石渣 层 向孔内抛粘土块 ，冲击造浆，增 大泥浆浓度，勤 掏渣 钻 孔 直 径 小 选用的钻头直径小选择合适的钻头直径，宜宜 比成桩直径小比成桩直径小20MM20MM 钻头磨损未及时修复 定期检查钻头磨损情况， 及时修复 钻 头 脱 落 大绳在转向装置联结处 被磨断；或在靠近转向 装置处被扭断；或绳卡 松脱；或钻头本身在簿 弱断面折断 用打捞活套打捞；用 打捞钩打捞；用冲抓 锥来抓取掉落的钻头 转向装置与钻头的联结 处脱开 预防掉钻头，勤检查 易损坏部位和机构 吊 脚 桩 清孔后泥浆相对密度过低， 孔壁坍塌或孔底涌进泥砂， 或未立即灌注混凝土 做好清孔工作， 达到要求，立即 灌注混凝土 清渣未净，残留沉渣过厚注意泥浆浓度， 及时清渣 沉放钢筋骨架、导管等物碰 撞孔壁，使孔壁坍落孔底 注意孔壁，不让 重物碰撞孔壁 水下混凝土
