沖擊鉆孔施工掉錘、卡錘原因分析及預防、處理措施

李明

【摘要】沖擊鉆錐鉆孔施工工藝在鉆孔灌注樁樁基礎施工過程中被廣泛使用，但很難避免掉錘、卡錘現象，本文結合濟廣高速濟南連接線工程沖擊鉆機施工過程中所出現掉錘、卡錘事故的處理及預防措施，簡要分析沖擊鉆孔中出現掉錘、卡錘的原因及預防、處理措施。

【關鍵詞】鉆孔灌注樁；卡錘 ；掉錘；原因分析；預防；處理措施

在濟廣高速濟南連接線工程中，沖擊鉆是普遍采用的樁基成孔機具，然而在施工過程中，經常出現錘頭脫落、卡錘等情況，下面就施工中常見的掉錘、卡錘情況及處理措施做一分析。

一、沖擊鉆的特點

沖擊鉆成孔灌注系用沖擊式鉆機或卷揚機懸吊沖擊鉆頭（又稱沖錘）上下往復沖擊，將硬質土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用淘渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成樁。

沖擊鉆施工特點：設備構造簡單，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅實、穩定，塌孔少，不受施工場地限制，無噪聲和振動影響等；適用于黃土、粘性土、粉質粘土、人工雜填土、堅硬土層、含有孤石的砂礫石層、漂石層、巖層，因此被廣泛地采用。弱風化云母片麻巖中每小時可鉆進7～10cm。

由于沖擊鉆的適用性廣、操作簡單、成本低，因此被鉆孔樁基施工中廣泛采用。

二、原因分析

1、掉錘原因分析

1）鋼絲繩斷絲過多，未及時更換，造成鋼絲繩斷裂。

2）施工人員操作不當，出現卡鉆情況下，強提猛拉造成鋼絲繩超負荷或疲勞斷裂。

3）錘頭頂部質量差，導致套筒部位（俗稱錘脖子）斷裂或者銷子斷裂，從而導致掉錘。

4）鋼絲繩的繩卡數量不足或者松弛，未能及時加固檢查，致使鋼絲繩接頭滑脫。

2、卡錘原因分析

1）在采用旋挖加沖擊接力施工工藝時，旋挖成孔的傾斜度、沖擊鉆與孔的對中很重要，如上部傾斜或者沖擊鉆沒有和孔中心對中，鉆進時極易鉆偏，造成卡錘。

2）錘頭焊補不及時，嚴重磨耗的錘頭往往鉆出較設計樁少小的孔，而焊補后的錘頭大了，又用高沖程猛擊，極易發生卡錘。

3）孔口掉物，防護措施不到位，孔口掉下石塊或其他鐵件卡住錘頭。

4）鋼絲繩在沖擊過程中放松太多，錘頭傾倒，頂住孔壁。

5）地質不均勻，如漂卵石層、姜石層等，易造成局部孔壁凸進，成孔不圓，或錘頂轉向裝置不靈活，鉆頭轉動時間不充分或者轉動很小，改變不了沖擊鉆位置，形成梅花孔，錘頭被狹窄部位卡住。

6）地層中有軟塑土、流沙層，遇水膨脹后使孔孔徑縮小，或地層中有淤泥軟臥層，鉆進過程不連續，停頓時間稍長，容易發生縮孔，錘頭未及時提出，導致卡錘發生。

7）孔內有探頭石、巖面不平，造成錘頭傾斜，導致卡鉆。

8）粘土層地質中，沖擊鉆沖程太高，換漿不及時，導致泥漿太稠，以致錘頭被吸住。

三、處理方法

1、掉錘處理方法

掉錘后要及時進行打撈，以免停頓時間太長致使錘頭被沉積物或坍孔土石埋住。打撈工具主要有以下幾種：

1）打撈鉤。一般錘頭上都有用鋼絲繩圈成的打撈圈，將打撈鉤放入孔內，探到錘頭位置后，左右上下擺動，使打撈叉鉤往錘上的打撈圈，以提出錘頭。

2）打撈活套。一般用于當打撈鉤難以鉤住錘頭，或當打撈鉤不足以將錘頭提起時，可以用打撈活套以附加一根鋼絲繩用其他起重設備配合鉆機一起拉起錘頭。

3）打撈抓。打撈抓是專門制作的，下放時主繩不用力，由副繩提著下放，此時圓周的抓是敞開的，等到放到錘頂時，主繩用力提時打撈抓四周的抓收縮，如能抓住錘頭頂部的窗口，用起重機拉起錘頭，在錘定左右擺動以便能抓住錘頂。

一般情況下，當發生掉鉆情況后，打撈時錘頭周圍都有不同程度的沉淀物，如不將這些沉淀物清離錘頭，使用打撈工具很難將錘頭拉起。因此，打撈前應保持孔內泥漿密度，泥漿泵不能停，保持孔內泥漿不會沉淀，對于沉淀部分要用泥漿泵或用掏渣筒將其清除，以減小錘頭周圍阻力。對于沉淀較厚或較難沖起的，應用小錘頭或者泥漿管端部做出尖錘形在其周圍沖擊，或用高壓氣管下到孔內，把沉淀物沖起，待錘周圍松動后將錘提起。

2、卡錘處理措施

處理卡錘時，首先要弄清楚是何種原因造成的，針對不同原因進行不同處理，如經過一下措施均不能撈出錘頭的，需要及時聘請專業水下撈錘隊伍進行打撈。

1）定時檢查機械設備，定期檢查樁機、泥漿泵等設備的運行是否正常，一般應每四小時檢查一次索具和樁錘，發現隱患及時處理。每次換錘時應檢查錘徑是否符合要求，為便于打撈，應在樁錘上設打撈環、打撈杠、打撈套。更換新樁錘后應上下拉孔數次，沖程不宜太大，確定不會卡錘時方能繼續沖孔。若機械設備出現故障，應及時設法將樁錘提出孔外。

2）當因梅花孔造成卡錘時，若錘頭有向下活動余地，可使鉆頭向下活動并轉動至孔徑較大方向提起鉆頭，也可略微松一松鋼絲繩，使錘頭轉動一個角度，也有可能將錘頭提出。

3）用較粗的鋼絲繩帶打撈鉤放進孔內，將錘頭勾住后與大繩同時提動，或交替提動，并多次上下左右擺動試探，有時能將錘頭提出。

4）鉆頭卡住鐵件等物品時，不要強提猛拉，以防造成鋼絲繩斷裂及坍孔。采用由上向下頂撞的辦法輕輕擊打卡點的物品，使鉆頭上下活動，有時也能脫離卡點或者使掉入的物件落下。

5）用其他工具，如小的錘頭等下到孔內沖擊，將卡錘的石塊擠進孔壁，或把卡錘碰活動脫離卡點后，再將錘頭提出，或用壓縮空氣管或者高壓水管下入孔內，對準卡錘一側或吸錘處適當沖射一些時候，使卡點松動后強行提出。

6）當埋錘時間較短或者較淺時，可在樁孔四周搭設枕木垛，將兩根大鋼軌扣在一起，同時將大繩扣在鋼軌上，鋼軌兩頭用兩臺不小于50T的千斤頂，慢慢頂起鋼軌，使鋼軌帶動大繩緩慢上升，但要注意頂升過程要緩慢，待鋼軌有一定撓度時，停一會，借鋼軌回彈之力緩緩拉起，以免用力過大將大繩拉斷。對嚴重的塌孔埋錘，可采用比錘頭直徑大的空心錘在原錘上面的土、石清除掉，接觸原錘后，再換用比原錘稍大的空心錘，沖鉆至原錘底部，使原錘與周圍孔壁分離后，提出空心錘。再將打撈鉤入孔打撈。再用卷揚機會同其他起重機械設備同時提拉。

7）用以上方法提升卡錘無效時，可試用水下爆破法，將防水炸藥放于孔內，沿錘的滑槽放到錘底，然后引爆震送卡錘，再用鉆機或者其他起重機具同時提拉。一般能夠提出。但在爆破時應注意炸藥用量，以免過大損壞錘頭或造成塌孔。

四、預防措施

1）開鉆前要對鉆機位置進行平整壓實，保證鉆機穩定，四周設防護，防治施工中孔內落石掉物。

2）經常檢查鉆機、鋼絲繩和連接裝置，經常檢查轉向裝置的靈活性，及時修理或更換失靈的轉向裝置。

3）鉆進過程中要經常測量泥漿密度、粘度等指標，以免粘錘卡錘。

4）鉆進時要根據地質情況來確定不同的沖程及進度，用低沖程時，每沖擊一段換用高一些的沖程沖擊，交替沖擊修整孔徑。

5）經常檢查補焊錘頭，防治直徑過小造成塌孔。

6）為方便打撈，錘頭上預先焊打撈環、打撈杠或者鋼絲繩圈的打撈圈。

五、結術論

沖擊鉆掉錘、卡錘產生的原因及處理預防措施進行分析和描述，在施工中，操作人員要細心，勤檢查，按操作規程操作，遇到的問題采用合理的處理方法，就能夠順利解決。引起鉆孔灌注樁質量問題的原因較多，各個環節都可能會出現重大質量事故。只要掌握了這些容易出現問題的原因之所在、出現這些問題后的處理措施，才能在樁基施工過程中有針對性地做到事先預防和控制、才能做到發生了其中的某種故障后能從容的進行處理，才能確保樁基的工程質量，確保工程進度。

【參考文獻】

[1]公路橋涵施工技術規范（JTG-TF50--2011）

[2]公路施工手冊—橋涵（第7版），交通部第一公路工程公司，人民交通出版社，2007.

[3]梅華國.沖孔灌注樁施工中埋錘或卡錘事故的處理措施.電力建設，2004（3）