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摘要：近年來，我國路橋、房建的建設(shè)速度迅猛發(fā)展，橋梁建設(shè)作為公路建設(shè)的重要組成部分。本文根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗，結(jié)合深圳市南方科技大學(xué)橋梁沖孔灌注樁在沖孔施工遇孤石區(qū)內(nèi)的卡錘、掉錘、偏孔的施工技術(shù)進行簡單探討。

關(guān)鍵詞：橋梁；沖孔灌注樁；卡錘；掉錘；偏孔；沖擊法；施工技術(shù)

引言

沖孔灌注樁設(shè)備構(gòu)造簡單，使用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅實、穩(wěn)定，塌孔少，不受施工場地限制，無噪聲和振動影響等，且適用地質(zhì)條件廣、施工簡單易操作且設(shè)備投入不大，得以廣泛應(yīng)用于市政橋梁及高層、超高層建筑基礎(chǔ)。由于沖孔灌注樁的施工大部分是在水下進行的，在施工過程中常常會產(chǎn)生這樣或那樣的施工難題，其中一個經(jīng)常遇見且較難解決的問題就是遇孤石的處理。由于孤石的分布無規(guī)律、可預(yù)見性低、強度高、埋藏深度、數(shù)量、大小不一，按照目前常規(guī)的施工方法，在有限的機械設(shè)備條件的基礎(chǔ)上，成功穿越孤石不是一件容易的事。本文結(jié)合親身體驗，對沖孔灌注樁在孤石地區(qū)施工出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象和相應(yīng)的處理技術(shù)作簡單的探討。

一、工程概況

深圳市南方科技大學(xué)橋梁工程，共計四座橋梁?；A(chǔ)設(shè)計采用沖孔灌注樁，總樁數(shù)24根，樁徑1.2m，有效樁長25～35m。其中1號橋為人行橋，樁基礎(chǔ)類型為摩擦樁，樁尖持力層為強風(fēng)化花崗巖；2號、3號、5號橋，樁基礎(chǔ)類型為嵌巖樁，樁尖持力層入中風(fēng)化花崗巖≥2.4m，入微風(fēng)化花崗巖≥1.2m。根據(jù)地勘資料顯示，共計鉆孔20個，其中有4個孔內(nèi)揭露有孤石，且孤石有分層分布。孤石埋深變化大，從11～26.7m不等，厚度在0.8～3m之間。由此可見該工程地質(zhì)情況比較復(fù)雜，施工過程中會出現(xiàn)卡錘、掉錘、偏孔現(xiàn)象。

二、成孔中遇孤石時出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象——卡錘、掉錘和偏孔

1、卡錘

卡錘的原因和形式是多種多樣的，主要的形式有：

（1）由于孤石硬度高，故在某斷面上不能很快形成圓形而形成與錘體類似的梅花形，錘體在升降過程中是自轉(zhuǎn)的，當(dāng)錘體斷面跟樁孔梅花形斷面不吻合時，就會產(chǎn)生卡錘的現(xiàn)象。

（2）當(dāng)錘體一角下降過程中碰到某斷面中的凸起處時，猛然發(fā)生傾斜，錘體就會出現(xiàn)橫卡的現(xiàn)象。

（3）沖孔過程中發(fā)生塌孔或松動石塊掉下造成卡錘。

（4）樁錘在成孔過程中磨損嚴(yán)重，使錘頭形成“大蒜頭”，這也是卡錘不可忽視的原因。

2、掉錘

（1）鋼絲繩磨損嚴(yán)重，正常沖擊過程中被拉斷造成掉錘；

（2）由于樁錘突然沖穿孤石，錘體出現(xiàn)懸空，此時瞬間拉力過大大，鋼絲繩被拉斷造成掉錘；

（3）卡錘時急于拉起，用力過大拉斷鋼絲繩導(dǎo)致掉錘。

掉錘造成的損失是巨大的，一般來說打撈掉錘的可能性只有50%，丟失一個樁錘不僅僅是損失樁錘的成本（直徑1.2米樁錘市場價約1.8萬元）、延誤工期，而且常常需要補樁，給建設(shè)單位造成工期與投資的雙重損失（本工程掉錘2次，但均成功撈起，未造成大的經(jīng)濟損失）。

3、偏孔

（1）孤石面常常是弧形的，成孔時樁錘總是在孤石表面發(fā)生傾斜導(dǎo)致偏孔，如孤石面弧度過大還常常會伴隨卡錘的發(fā)生；

（2）由于成孔時遇見探頭石，因而所在的斷面位置一半堅硬、一半軟弱，樁錘總是往軟弱的一側(cè)傾斜，造成偏孔。

三、孤石處理的技術(shù)措施

1、沖擊法

沖擊法是采用沖孔灌注樁成孔的方法來沖擊孤石，即將樁錘提升一定高度以后自由落下的沖擊力來沖碎孤石，然后利用泥漿循環(huán)或抽渣的方式來排除碎塊。樁錘可以采用加重錘（1.2m樁徑樁錘可加大到3.2T），錘芽部分可焊接合金鋼或鋼軌，以提高破碎孤石的能力。

（1）探頭石的處理

“探頭石”是指孤石未能覆蓋大部分樁孔。在成孔中遇見探頭石，鋼絲繩會明顯偏向一邊并左右晃動，如不加處理，將出現(xiàn)偏孔或卡錘現(xiàn)象。本工程采用的方法是先向孔內(nèi)回填高強度片石，回填厚度高出偏孔段30～50cm?；靥钇笙炔捎玫蜎_程沖擊（沖程控制在1m之內(nèi)），觀察沖繩無偏向后改用中沖程沖擊（沖程2～3m）。如繼續(xù)出現(xiàn)偏孔，則重復(fù)上述方法直至沖破孤石為止。

（2）非探頭石的處理

非探頭石是指孤石絕大部分或全部覆蓋樁孔，其施工方法與入巖時類似，可采用高沖程（沖程3～4m）或高、低沖程結(jié)合的辦法施工。為了提高沖擊效率，本工程采用了添加粘土塊造漿保證泥漿比重在1.3～1.4之間，以增加泥漿排渣的能力，并且適時采用抽渣桶抽渣，保證被擊碎的石塊盡快排出。實踐證明，在采用上述措施后可保持12～15cm/小時的進尺。由于孤石面常常是弧形的，如發(fā)現(xiàn)鋼絲繩會明顯偏向一邊并左右晃動，就要防止出現(xiàn)偏孔，采取的糾偏措施參見探頭石的處理方法。施工過程中要注意經(jīng)常檢查鋼絲繩與卷揚機、樁錘之間的連接是否牢固、鋼絲繩自身的磨損情況，并且將樁錘提升至孔口進行檢查錘芽磨損情況，有無“蒜頭錘”和錘身開裂等現(xiàn)象出現(xiàn)。如有不良情況出現(xiàn)需及時予以糾正，以免出現(xiàn)卡錘、掉錘現(xiàn)象。

總之，采取沖擊法具有利用現(xiàn)成機械設(shè)備和成熟的施工方法的優(yōu)勢，工人易于操作，進尺也比較理想。當(dāng)孤石厚度不超過4m時，宜優(yōu)先采用沖擊法施工。

2、開挖法和爆破法

開挖法易適用于孤石埋深小于3m的孤石，此方法比較簡單，在此不作詳述。

爆破法分為干作業(yè)爆破和濕作業(yè)爆破。目前建設(shè)工程施工申請爆破作業(yè)非常困難，采用干、濕作業(yè)爆破已經(jīng)比較少見，但鑒于此方案具有一定的優(yōu)勢，因而在此作簡單論述。

干作業(yè)爆破在以前最為常見，在人工挖孔樁施工中遇孤石時，往往在孔內(nèi)進行爆破，而在沖孔灌注樁施工中遇孤石時也可以改用人工挖孔樁清除孤石，清除孤石后可根據(jù)情況繼續(xù)進行人工挖孔或恢復(fù)沖孔方法成孔施工。

濕作業(yè)爆破是在沒有條件進行干作業(yè)爆破，或因地質(zhì)及其它原因不能使用挖孔樁，或因樁徑不大孤石埋藏深，改用挖孔樁成本高、難度大，或受工期限制的情況下采取的另一種方案。

當(dāng)?shù)刭|(zhì)資料或超前鉆顯示孤石厚度大，常規(guī)方法無法克服時，需要及時停止繼續(xù)沖進，待孔內(nèi)孤石進行爆破后再沖進。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗，先用地質(zhì)勘察鉆機在孤石中鉆2～3個鉆孔，每個鉆孔約2/3孤石厚度，將防水炸藥沿鉆桿芯放至鉆孔處，每孔放一筒炸藥，然后提出鉆桿，用電雷管引火裝置引爆，經(jīng)爆炸后再改用沖擊法施工，進尺效果明顯加快，一般可提高3～5倍。

四、處理卡錘、掉錘及偏孔的技術(shù)措施

1、卡錘的處理措施

（1）在鋼絲繩完好無損和卡錘、卷揚機相互之間連接牢固的前提下，增大提錘靜力；

（2）放松鋼絲繩，換小錘（細長型）沖擊卡錘處，注意控制沖程以免沖爛樁錘；

（3）在卡錘處用防水炸藥爆破松動；

（4）如卡錘不深（3～5m），可取出護筒抽出泥漿，人工下孔處理；

（5）如卡錘位置深，采用其它方法無法解決，可采取聘請專業(yè)潛水員（俗稱蛙人）潛下孔處理。

2、掉錘的處理措施

（1）采用打撈鉤打撈；

（2）掉錘不深（3～5m），可取出護筒抽出泥漿，人工下孔處理；

（3）掉錘深度大，打撈鉤無法打撈，可聘請專業(yè)潛水員（俗稱蛙人）下孔打撈。本工程2號橋6#樁沖孔施工時在21.5m深位置掉錘，采用常規(guī)打撈方