嵌岩钻（冲）孔桩施工注意事项 - 工程事故分析 嵌岩钻（冲）孔桩施工注意事项摘要：采用牙轮钻头钻进通过牙轮掌在孔底绕钻杆公转和牙 掌心轴自转产生的滑动、滚动和冲击振动的破碎岩石机理，实现钻 头对岩石既有冲击、压碎作用，又有滑动产生剪切和刮挤的作用， 来达到碎岩效果关键词：嵌岩钻（冲） ，孔灌注桩，技术，注意事项1、绪论随着城市建设的快速发展和可供建设用地的日益减少，高层、 超高层建筑以及大跨度、重型建（构）筑物日益增多，上部结构的 荷载也越来越大，对地基基础的要求也越来越高，一些建筑为满足 上部结构的大荷载和变形要求不得不使用高承载力的嵌岩钻（冲） 孔灌注桩或者是由于地质条件的原因不得不使用钻（冲）孔嵌岩灌 注桩在嵌岩钻（冲）孔桩的施工过程中，常常会碰到需要确定桩 端入岩深度的问题，而入岩深度的确定往往争议较大，是施工、监 理等单位关注的焦点，同时也会影响到桩端承载力的发挥本文着 重谈谈关于入岩施工的几点措施2、嵌岩钻（冲）孔桩入岩深度的重要性建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 规定，对于嵌岩桩，嵌岩深度 应综合荷载、土覆盖层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入 倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于 0.4d 且不小于 0.5m， 倾斜度大于 30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌石深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩的深度不宜小于 0.2d，且 不应小于 0.2m 。
嵌岩桩极限承载力标准值计算方法与一般桩基承载力计算方 法不同，建筑桩基技术规范 JGJ94-2008 规定，桩端置于完整、较完 整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌 岩段总极限阻力组成当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限 承载力标准值时，按下列公式计算：Quk=Qsk+Qrk（1）Qsk=uΣqsikl（2）Qrk=ξrfrkA（3）由（1）式计算出的桩的极限承载力标准值远远大于按照普通 的公式计算出的极限承载力标准值式中 Qsk、Qrk-------分别为土的总极限侧阻力档准值、嵌岩 段总极限阻力，无当地经验时，可根据成桩工艺按表 1 取值；frk----- 岩石饱和单轴抗压强度标准值，黏土岩取天然湿度单 轴抗压强度标准值；ξr 桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数，与嵌岩深径比ｈr/ ｄ、岩石 软硬程度和成桩工艺有关，可按表 1 采用；表中数值适用于泥浆护 壁成桩，对于干作业成桩（清底干净）和泥浆护壁成桩后注浆，ξ 应取表列数值的 1.2 倍表 1 桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数嵌石深径比ｈr/ｄ 0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 极软岩、软岩 0.60 0.80 0.95 1.18 1.35 1.48 1.57 1.63 1.66 1.70较硬岩、坚硬岩 0.45 0.65 0.81 0.90 1.00 1.04 - - - -注：1 极软岩、软岩指 frk≦15Mpa ，较硬岩、坚硬岩指 frk≦30Mpa,介于二者之间可内插取值。
2ｈr 为桩身嵌石深度，当岩面倾斜时，以坡下方嵌石深度为 准；当ｈr/ ｄ为非表列值时，ξr 可内插取值3、嵌岩钻（冲）进技术（1）采用牙轮钻头钻进通过牙轮掌在孔底绕钻杆公转和牙 掌心轴自转产生的滑动、滚动和冲击振动的破碎岩石机理，实现钻 头对岩石既有冲击、压碎作用，又有滑动产生剪切和刮挤的作用， 来达到碎岩效果同时，要达到较好的碎岩效率，必须要有足够大 的冲击滚动作用和剪切、刮挤作用，也就是要有足够的压力做保证. 工程中一般采用 GPS-10 型、GPS-15 型桩机2）冲击钻机击进嵌岩使用 3.5T 冲锤，初击岩面时，低 锤勤击，以免偏斜，在全断面嵌入岩层后，选用高冲程冲击，加大 冲击能量，并调制合理泥浆性能，勤掏渣，提高钻进效率3）采用水下微差控爆技术，以提高在特别坚硬的微风化孤 石中的成孔效率4）采用分级破碎技术先采用小径钻头引孔，再用大一级 口径钻头扩孔，进行逐级破碎 （5）石牙、溶沟、溶槽的钻进技术： 此种地质棱尖发育、岩面倾斜、沟槽纵横，钻头不能全断面 刻取岩石，稍一疏忽就造成机械、钻具严重损坏，酿成井内事故； 也可能误认为已经嵌岩，最后达不到设计要求钻进时钻压控制在 5kN、转速＜17r/min，泥浆密度保持 1.50kg/L ，若发现钻杆偏斜， 应立即提升钻头到偏斜处 1m 以上进行纠斜钻进，用主卷扬系统严 格控制进尺。
当钻头平稳，全断面入岩后，才能恢复正常钻进6）溶洞层位的钻进技术：(a) 采用密度为 1.30kg/L、粘度为 30s 的泥浆，以增大泥浆泵 的容积系数，提高上返流速，利于井内悬浮岩渣排出，并顺利在泥 浆循环槽、沉淀池中沉淀b)钻头轴向加长选用 1.8m 长的组合牙轮钻头，起到充分 的导正作用，避免了穿越溶洞顶盖到达溶洞底层时出现的偏斜、卡 钻、夹钻等事故c) 对深层溶洞，采用水下岩石松动爆破工艺措施其方法是 利用原勘察孔或重新打 φ110mm 的钻孔，计算药量后，根据溶洞的 层位情况分层装入水胶炸药，采用非电塑料导爆管进行一次性起爆4、嵌岩桩施工注意事项1) 对勘察方面的要求嵌岩桩基的详细勘察除应满足现行国家标准《岩土工程勘察 规范》GB50021 的有关要求外，尚应满足下列要求：(1)当桩端持力层为基岩时，应采取岩样进行饱和单轴抗压强度试验，必要时尚应进行软化试验；对软岩和极软岩，可进行天然 温度的单轴抗压强度试验对无法取样的破碎和极破碎的岩石，宜 进行原位测试2)对于嵌岩桩：主要根据桩端持力层顶面坡度决定，勘察点 间距宜为 12-24m当相邻两勘察点揭露贩桩端持力层层面坡度大于 10%或持力层起伏较大、地层分布复杂时，应根据具体工程条件适 当加密勘察点。
3)嵌岩桩的控制性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于 3-5 倍桩身设计不小于 1-3 倍桩身设计直径当持力层较薄时，应有部 分钻孔钻穿持力岩层，在岩溶、断层破碎带地区、应查明溶洞、溶 沟、溶槽、石笋等的分布情况，钻孔应钻穿溶或断层破碎带进入稳 定土，进入深度应满足上述控制性钻孔和一般性钻孔的要求2） 嵌岩桩施工必须选择一支自觉性强、有嵌岩施工经验、 高素质的施工队伍3）选用适用的施工机械，做到嵌岩时间和上部钻孔时间的协 调，可以选择多种机械协同作业，通过机械改造，加快嵌岩施工速 度4）谨慎取样、辨别，要确保取样的真实性，预防岩样不真实 防止试桩时就掺假、造假；防止先施工的桩大量取样，用于后施工 的桩5）慎用钻进速度指标来判定可否终孔，否则易造成重速度轻 岩样的情况与钻速相关的要素很多如以钻进速度作为主要控制指标，容易空钻、虚钻，不好管理，最后达不到设计嵌岩目的6）为避免中风化“层面” 确定过晚，增加不必要的费时费电， 在正常施工情况下要勤记、勤量、勤取7） 信息化施工，采用数码摄录、短信、数字信息记录 等信息化手段进行监控，也是保证质量的有效手段钻杆余尺、钢 筋笼焊接等均可拍照存档备查；桩入岩、嵌岩、终孔的时间标高等 均可以短信的形式及时发送到接收方，并可及时核验。
8） 在淤泥质土层比较厚、土体饱和，采用冲孔施工嵌岩桩， 其充盈系数大于 1.5.9） 如果为柱桩，应尽量探明桩底以下有无溶洞，使桩承载 于整体岩层并嵌入岩内 0.5m-1.0m 。