1、旋挖鉆機在淤泥及中風(fēng)化砂（礫）巖地層的鉆進問題及處理方法樁基施工過程中，在確保安全、質(zhì)量的前提下，提高效率是施工技術(shù)人員共 同追求的目標(biāo)。旋挖鉆進工藝以其效率高，施工質(zhì)量好、污染少，理所當(dāng)然就成 為了大口徑灌注樁成孔設(shè)備的首選。本文主要介紹一下旋挖鉆機在淤泥及中風(fēng)化 砂（礫）巖層鉆進中出現(xiàn)的問題及處理方法。1現(xiàn)場數(shù)據(jù)：基礎(chǔ)形式采用樁基，共設(shè)有鉆孔灌注樁860根，樁徑6 800 m m,樁長1027m 不等，樁端進入中風(fēng)化砂（礫）巖，入巖深度N1.2m。素填土：雜色，以粉土為主，含少量碎石及植物根系，厚度23 m。碎石土：褐紅色，主要為強風(fēng)化及中風(fēng)化礫巖碎塊，粒徑0.61.5 m，經(jīng) 強夯，層厚

2、39 m。淤泥：黑色，軟塑，平均厚度2.6m。強風(fēng)化砂（礫）巖：褐紅色，層厚812 m，0.55完整性指數(shù)0.35。中風(fēng)化砂（礫）巖：褐紅色，完整性指數(shù)0.75。2施工準備2.1泥漿配制材料：膨潤土（鈉質(zhì)，細度200目，泥漿的主要材料），火堿（調(diào)節(jié)泥漿穩(wěn)定 性和PH值），纖維素（增加粘性）。泥漿性能指標(biāo)表1項次項目性能指標(biāo)檢驗方法1比重1.1 1.25泥漿比重計2含砂率6%含砂量計3黏度20 2550000/70000 漏斗法4PH值79PH試紙2.2機具設(shè)備鉆機型號：NR2203，扭矩220KNM，最大鉆孔直徑2.0 M，最大鉆孔深度60 M；泥漿泵（15KW）；攪漿筒。鉆具選擇表2項次名稱

3、規(guī)格型號1砂斗6 800雙底板2短螺旋6 800單螺旋3筒鉆6 800圖1雙底板砂斗鉆頭圖2短螺旋鉆頭圖3筒鉆3施工特點、難點問題及處理方案3.1巖石地層施工，對鉆具的選擇和適時靈活應(yīng)用成為施工的重點。本場地內(nèi)地層由上至下分別為：回填土，碎石土，淤泥，強風(fēng)化砂（礫）巖， 中風(fēng)化砂（礫）巖。根據(jù)現(xiàn)場地層情況擬采用：砂斗一一短螺旋一一筒鉆，三個鉆具有選擇性的 分步分層鉆進。在回填土層，由于比較松散采用砂斗鉆頭鉆進，可以提高鉆進 速度；填筑的碎塊巖石，體積大小不均，粒徑0.61.5 m，砂斗（6 800mm）只能鉆進粒徑200 mm的巖塊，因此采用短螺旋粉碎大體積巖塊，再用砂斗鉆 進的方法；充分發(fā)揮

4、短螺旋在碎石層鉆進的優(yōu)點；淤泥層采用砂斗緩慢鉆進， 由于砂斗的擾動小，使泥漿在淤泥層能形成較好的泥皮，防止出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象； 強風(fēng)化砂（礫）巖完整性差，強度不高，首先用短螺旋鉆進松動，再以砂斗撈??； 強度高，完整性好的中風(fēng)化砂（礫）巖層，短螺旋不能鉆進，改用筒鉆直接鉆 進，取出巖石。由于鉆具的多樣和合理的選擇使用，在施工過程中減少了鉆進時 間，提高了效率。3.2但在施工中出現(xiàn)了如下問題1LS13樁，鉆進4m時出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象。原因分析：鉆進4m后到達填筑的碎石土層，雖然經(jīng)過強夯，但不能形成密 實的整體，巖層的穩(wěn)定性差，短螺旋鉆頭對地層的擾動性很大，巖層產(chǎn)生擾動， 使不密實的巖石松動移位，形成坍塌的臨界

5、狀態(tài)，后用筒鉆鉆進，進一步加大擾 動，使巖石層發(fā)生坍塌，卡住鉆頭。處理方案：首先清除現(xiàn)場的地面，留出足夠的工作空間，用挖掘機在孔位側(cè) 面挖除周邊的回填土，清除完回填土后，緩慢清除巖石層，盡量表面挖除較大范 圍，防止巖層的再次坍塌給清除工作增加難度，由于鉆頭頂部和側(cè)面都有塌落的 巖塊，因此用挖掘機清除至4m處，再緩慢反轉(zhuǎn)，提出鉆頭。防治措施：在剛剛進入回填的巖層時，鉆進一定要緩慢，先采用筒鉆鉆進， 使巖石松動，再用砂斗鉆取，減少了短螺旋對巖層的擾動，用此法之后未曾出現(xiàn) 卡鉆事故。1LS-51樁，用砂斗鉆進至2.5m時，埋設(shè)護筒后加入泥漿，進入碎石土層， 改用短螺旋鉆頭鉆進，至4.6m時短螺旋鉆進

6、困難，鉆機不進尺，換用筒鉆鉆進， 由于第一次進行在碎石土層鉆進，不敢冒然進尺過多，當(dāng)進尺0.5m時，提升鉆 頭，鉆頭內(nèi)并未有巖塊，鉆進進尺至0.8m時，取出巖石，巖石與筒鉆間之間幾 乎沒有縫隙，不能將巖石從鉆頭內(nèi)卸出。原因分析：筒鉆鉆進，巖石整體進入鉆頭，與筒鉆之間縫隙緊密結(jié)合，幾 乎形成整體；填筑的應(yīng)是中風(fēng)化砂（礫）巖塊，粒徑N 1.0 m，使鉆進速度緩 慢（1.0m /h）巖石遇水有膨脹的特性，使巖石體積加大；鉆頭與巖體的摩擦產(chǎn) 生大量熱能，促使筒鉆內(nèi)巖石加速膨脹，與鉆頭結(jié)合更加緊密，致使出現(xiàn)卸除困 難現(xiàn)象。處理方案：用兩根直徑6120 mm，厚度10 mm，長度1.5m的鋼管放置在鉆頭頂

7、端兩側(cè)排氣孔內(nèi)，然后動力頭均勻緩慢的下壓，并伴隨著使用鉆機快速甩土 功能，最終卸出直徑680mm，長度700mm的筒狀巖塊。防治措施：鉆桿轉(zhuǎn)速20r/min，鉆進速度保持在1.0 m /30min :進尺深 度0.6m0.8m/次，為最佳范圍；鉆進時首先采用干孔鉆進，先不加注泥漿， 到淤泥層時再加入泥漿，防止了巖石遇水膨脹，從而增加卸除難度。圖4鉆機筒鉆取出的巖芯3.2.3在2LS-92樁，此時為中風(fēng)化砂（礫）巖，鉆進至15.0m時鉆頭進尺1.0m， 不能取出巖石，鉆機再次下鉆至15.0 m，進尺至1.1 m，發(fā)生不進尺也不能取出 巖石的情況。原因分析：鉆進時間過長（1小時10分鐘）巖石已經(jīng)被

8、筒鉆磨細，無法 與筒鉆內(nèi)壁緊密結(jié)合，形成活塞結(jié)構(gòu)；鉆頭長度僅1.2 m，但此刻已經(jīng)進尺1.1 m，整個巖塊幾乎已經(jīng)到達鉆頭頂部，產(chǎn)生不再進尺的狀況；觀察之前取出的 巖石，此處應(yīng)為中風(fēng)化礫巖，礫石含量40%，強度很高。處理措施：停止鉆進，浸泡3-5小時，發(fā)揮巖石遇水膨脹強度降低的特 性，使巖石表皮疏松動，產(chǎn)生裂紋；以短螺旋鉆進，進行正反兩方向的轉(zhuǎn)動， 劈開整塊的被筒鉆磨細的筒狀巖石，使其粒徑W200mm，然后用砂斗撈??；如 果短螺旋不能鉆進，可采用在筒鉆內(nèi)壁周圈加焊鋼絲繩（直徑616mm），由于鋼 絲繩具有彈性，當(dāng)巖石進入筒鉆后，利用彈性卡住巖石，將其取出；用此法鉆 進，避免鉆頭不必要的交叉使用

9、，減少了鉆頭的更換時間，提高了鉆進效率。3.2.42LS-143樁，卸除巖塊時主卷揚鋼絲繩斷股原因分析：工期要求緊，鉆機進行連續(xù)施工，在卸除巖塊時由于比較困難， 操作手上下提升鉆頭，通過鉆桿沖擊減震彈簧產(chǎn)生的沖擊力，使巖塊與鉆頭分離， 由于是快速的上下提升，鉆桿對彈簧沖擊的同時，對鋼絲繩的拉力也會驟然加大， 如此反復(fù)提升，縮短了鋼絲繩的壽命；提引器轉(zhuǎn)動不夠靈活，帶動鋼絲繩產(chǎn)生 正反的快速轉(zhuǎn)動，擰斷鋼絲繩。防治措施：鉆機在卸除巖塊時，必須使用快速甩土功能，使巖塊自行脫落； 經(jīng)常檢查鋼絲繩表面磨損程度，如磨損嚴重或出現(xiàn)斷絲應(yīng)立即更換；提引器 的潤滑應(yīng)當(dāng)堅持每日一次，工作時間應(yīng)注意正反轉(zhuǎn)的靈活度，防

10、止因轉(zhuǎn)動不靈擰 斷鋼絲繩，發(fā)生安全事故。3.2.52LS-97樁，鉆進至10m時進入淤泥層，出現(xiàn)輕微塌孔，將泥漿比重自1.2 加大至1.25，并緩慢鉆進，孔壁趨于穩(wěn)定，12.5m穿透淤泥層。根據(jù)設(shè)計圖紙 進入中風(fēng)化砂（礫）巖，入巖深度N1.2m的要求，2LS-97樁成孔深度為26.0m 待下放鋼筋籠時，測得孔深為20.0m。原因分析：由于南方此時恰逢雨季，現(xiàn)場為回填土，下雨后道路泥濘， 致使鋼筋籠及砼不能運輸，無法進行澆注，直至第二天下午現(xiàn)場才具備澆注條 件，間隔時間過長；在鉆進時泥漿比重小，鉆進速度快，泥漿在淤泥層不能 形成護壁泥皮，護壁效果差。處理措施：在吊放鋼筋籠之前，加注比重為1.25的泥漿，使用鉆機進行 二次清孔；清孔后立即吊放鋼筋籠，下放導(dǎo)管完畢后，用比重為1.25的泥漿 氣舉反循環(huán)方式進行清孔;對清孔出的泥漿用10mmX 10mm的鐵網(wǎng)筐進行過 濾，去除小巖塊及塊狀淤泥，清孔至26.0m；待澆注之前用比重為1.1的泥漿 進行換漿清孔，期間經(jīng)常測量孔深。防治措施：鉆孔至淤泥層時加入比重為1.25的泥漿，成孔完畢后在鋼 筋籠和砼不能及時運輸至現(xiàn)場的情況下，首先用氣舉反循環(huán)方式進行清孔，泥漿 比重1.25,期間應(yīng)經(jīng)常測量孔深。這樣既避免了鉆機進行二次清孔造成的再次坍 塌，產(chǎn)生埋鉆事故；又避免了鉆機的重復(fù)工作提高工