三一旋挖钻机工法课堂 第12讲：如何处理和预防旋挖施工中的斜孔工况

ＲＭＣ：Ｍ产品大观Ｐｒｏｄｕｃｔ　Ｏｖｅｒｖｉｅｗ　三一旋挖钻机工法课堂　三一工法研究院　崔永伟，董双喜，张冰　第１２讲：如何处理和预防旋挖施工中的斜孔工况　在我国快速发展的桩基础行业中，钻孔灌注桩以其高效、节能等诸多优势占据了桩基施工市场份额的９　以　上。而在种类繁多的各种成孔设备中，素有“绿色施工”之称的旋挖钻机近年来获得了蓬勃的发展。它凭借环　保、便捷的施工工艺，正在逐步取代人工挖孔、冲击钻及回旋钻施工。但在诸多复杂的施工条件下，旋挖钻也　难免存在一些不足，斜孔便是其中之一。斜孔不但给工程质量造成明显影响，而且给施工客户造成巨大的心理　影响和经济损失，尤其在其扫孔纠偏的过程更可能会造成很大的次级恶果：严重超方、孔塌方埋钻，以及钻杆　键条断裂、动力头漏油、磨损等设备故障。因此，有效防止施工中的桩孔偏斜是旋挖钻机施工过程中的控制重　．占、之一。　案例介绍　２００９￣１１月开工的杭州钱江通　问题分析　一在施工过程中，旋控钻机振动　引起的底盘不均匀沉降、油缸泄压　般来说，斜孔发生的主要原　等原因也会使本来垂直的桅杆产生　偏斜。　道南接线工程，是浙江省公路水运　因可以归结为以下三方面。　交通建设规划中“两纵、两横、　十八联、三绕、三通道”的高速公　划昙原因　路主骨架通道。该工程中的１　、６　桅杆是否偏斜，可以通过以下　几点来进行诊断。　（１）以周围竖直物体（房屋）　地层的力学强度分布不均极易　　及８　初始标段，全部采用旋挖钻机　诱发斜孔。实践发现，在斜岩层、进行桩基孔施工。　石灰岩溶洞地层、孤石漂石地层、　为参照物，对桅杆进行初步判定。　（２）将钻头移除，从动力头　主要工程地质如下：浅部地　硬质岩层、软硬交替变换地层以及　正下方观察钻杆三根键条是否与动　层为耕植土及稍密～中密粉土、粉　卵石层都很容易发生斜孔事故。　砂；中部为海积流塑淤泥质粉质　力头的三组间隙相等进行判定。　（３）用手扳动钻杆方头旋　转，如果桅杆垂直，钻杆不受横向　约束，转动阻力较小，如果转动阻　土，夹带薄层粉土、粉砂；下部多　设备原因　为粉质粘土，底部为冲击粉细砂、　中砂、圆砺及强～中风化砂砺岩。　部分地段地层交织互现。　工程孔偏斜标准为５０　ｃｎ１以内。　桅杆偏斜　　由于设备调试或者机手操作等　力较大，即可判定桅杆有偏斜。原因，个别钻机的桅杆自动调垂功　钻杆的原因　能并不能保证桅杆的垂直度，桅杆　钻杆直线度或者钻杆方头存在　问题时，钻孔也可能出现偏斜。诊　实际情况是：施工初期大部分钻机　会有轻微的偏斜。　成孑Ｌ偏差达到７Ｏ墙０　ｃＩＩｌ，部分钻机　成孑Ｌ偏差在１　ｍ以上。为了满足设　计方要求，超差孔均要重新扫孔，　甚至填埋重新成孔。　对旋挖钻机而言，扫孔修偏不　但费时费力，而且浇注混凝土会严　重超方。比如，８　标段一个直径１．６　ｍ、深８８　ｍ的孔扫孔用时３　ｄ，混凝　土超方ｌ００　。　通过观察间隙判定钻杆垂直度　经纬仪标定桅杆垂直度　４４凰霪　雾　ｈ婶：／／ｗｗｗ．ｒｏａｄｍ￣．ｃｏｍ　Ｐｒｏｄ　。ｔ　Ｏ、，ｅｒ、，ｉｅｗ产品大观ＦＩＭＣ：Ｍ　钻具磨损不均匀　断方式如下。　（１）钻杆出现问题会从钻具　的磨损情况表现出来。经常使用的　钻具会出现一边磨损大一边磨损／Ｊ、　的现象。　（２）用软细绳悬吊一个重　物，固定在钻杆方头附近，缓慢旋　转钻杆，通过测量钻杆方头４个平　面与垂线的间距，来判定钻杆方头　或者钻杆是否存在偏斜。　钻具的原因　钻具的原因种类较为多样，比　如钻头连接方、中心导向锥没有位　于筒体中心位置；钻齿布置不合　理，使得钻进时受力不平衡；筒　体锥度过大；简体内部受结构　（解锁结构、连接轴或斜板等）形　成渣土堆积等。凡是由于钻具原因　而出现斜孔的情况，钻具必定有受　力不平衡的现象，筒壁、导条及钻　齿的磨损也不对称。　操作原因　操作机手囿于固有的思维和操　作习惯，在施工过程中，不能针对　地质变化以及由于振动引起的底盘　不均匀沉降等情况灵活处理，从而　造成斜孔。　在工法工程师和售后服务工程　师的密切配合下，发现钱江通道地　质属于软硬交替变换地层及卵石　层。针对工程中出现的斜孔具体情　方头与杆同轴度检查　况，有针对性地从地质、设备和操　作人员入手，处理过程中采取的具　体措施如下。　（１）平整施工场地，在软硬　不均的桩位垫铺钢板，以消除底盘　的不均匀沉降。　（２）检查油缸和标定桅杆，　重设自动调垂功能。工作过程中用　坐标仪勘定桅杆的垂直度，观察在　施工过程是否超差，防止施工时因　地表下沉、油缸泄压等原因引起桅　杆偏斜。　（３）用坐标仪勘察钻杆，检　测动力头与随动架的同轴度是否存　在超差。　（４）用塞尺检测动力头滑架　与桅杆导轨间隙是否均匀。尤其是　针对１　标工地一台－－－ＳＲ２８０￣机　频繁出现斜孔的情况，对主机进行　了检查，并最终发现随动架与动力　头同轴度超差严重。更换随动架　后，斜孔情况被彻底解决。　（５）对钻斗尤其是边齿进行　改制、补强，对角度及分布尺寸进　行修正。　通过采取一系列的工法措施，　使得成孔的偏差绝大部分控制在５０　ＣｌＴＩ以内，达到了很好的效果，成功　解决了成孔超差的问题。尤其是在　开工的２　标段，通过综合采取上述　措施，利用－－－ＳＲ３６０５￣机对直径　２．０　ｍ、深９０　ｍ的孔进行试桩，垂直　度偏差没有超过１５ＣｌＴＩ。　工法小结　旋挖钻机施工过程中出现的斜　孔现象，往往不是单纯由设备、地　质等客观因素，操作者的主观因　素，或是其他某一种因素造成。因　此，必须多角度、多方面综合考虑　出现问题的原因。　当钻机和钻具确定后，对于操　作的要求就应该严格落实，要密切　注意和遵守以下几方面的要求。　（１）对于偏岩、孤石地层初　始位置处使用筒钻钻进，并严禁加　压。要采用浮动钻进甚至吊着钻杆　钻进的方法，当钻具进入全断面岩　层一段距离后再开始逐渐加压。　（２）硬质岩层使用脉冲加　压，严禁单次钻进加压过大、时间　过长，使钻机长时间被支起。加压　后要及时释放，严禁在钻机被支起　后进尺过大、过深。　（３）在软硬变化地层钻进　时，每单斗进尺的前１０￣２０　ｃｍ深　度，钻头容易发生错位或者偏斜。　此时应尽量减小加压力，等进尺　深度超过钻齿和钻底高度后，再　逐渐增大压力。在软硬交织及卵石　层，对上斗已成孔段做２～３圈的高　速扫略。　（４）在易斜孔地层宜选用直　筒加长加高钻具，避免使用锥筒钻　头，慎用螺旋钻头。　（５）当提钻后发现钻杆键条　带泥或者提放钻有受滞情况时，可　以初步判断钻孔有偏斜，此时可通　过调节上车回转、桅杆油缸将钻杆　置于孔中心位置钻进，并在偏斜处　多次空转扫孔。　总之，在处理旋挖施工上的任　何工法问题时，都需要在施工中综　合考虑设备、地质和操作这三方面　的关系。冈埔ＣＭ　４５