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卡埋钻具是旋挖钻进施工中容易发生的、也是危害较大的事故,因此在施工过程中一定要采取积极主动的措施加以预防,一旦出现事故,要采取有效措施及时处理。
发生的原因及预防措施:
较疏松的砂卵层或流砂层,孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。在钻遇此地层前,应提前制定对策,如调整泥浆性能、埋设长护筒等。
粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻。所以,在这类地层钻进要控制一次进尺量,一次钻进深度好不超过40cm。
钻头边齿、侧齿磨损严重而无法保证成孔直径,钻筒外壁与孔壁间无间隙,如钻进过深,则易造成卡钻。所以,钻筒直径一般应比成孔直径小6cm以上,边齿、侧齿应加长,以占钻斗筒长的2/3为宜,同时在使用过程中,钻头边齿、侧齿磨损后要及时修复。
因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长,导致钻头筒壁四周沉渣太多或孔壁缩径而造成卡埋钻。因此,平时要注意钻机本身的及时保养和维修,同时要调整好泥浆性能,使孔底在一定时间内无沉渣。
处理卡埋钻的方法主要有:
直接起吊法,即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊。
钻头周围疏通法,即用反循环或水下切割等方法,清理钻筒四周沉渣,然后再起吊。
高压喷射法,即在原钻孔两侧对称打2个小孔(小孔中心距钻头边缘0.5m左右)然后下入喷管对准被卡的钻头高压喷射,直至两孔喷穿,使原孔内沉渣落入小孔内,即可回转提升被卡钻头。
护壁开挖法,即卡钻位置不深时,用护筒、水泥等物品护壁,人工直接开挖清理沉渣。
导致导管进水主要有以下三方面的原因产生:
首批砼储备不足,或虽然砼储备已够,但导管底口距孔底的间距过大,砼下落后不能埋没导管底口,以致泥水从底口进入。
预防和处理方法:如有发现导管进水,应立即将导管重新下放至距孔底250 ~ 400mm,重新投入足够储备的砼进行冲底,不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新放下骨架、导管并投入足够储备的首批砼,重新灌注。
② 导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开,或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入。
③ 导管提升过猛,或探测出错,导管底口超出原砼面,底口涌入泥水。
针对②、③两中原因引起的事故,应视具体情况,拔换原导管重下新管,进行二次封底后继续灌注,或用原导管插入续灌,但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。
卡管主要有以下两种情况:
初灌时隔水栓卡管;或由于砼本身的原因,如坍落度过小、流动性差,夹有大卵石、拌和不均匀,以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送砼未加遮盖等,使砼中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。
处理办法:用长杆冲捣管内砼,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时,则须将导管连同其内的砼提出钻孔,进行清理修整(注意切勿使导管内的砼落入桩孔),然后重新吊装导管,重新灌注。一旦有砼拌和物落入桩孔,须将散落在孔底的拌和物粒料予以清除。
提管时应注意到导管上重下轻,要采取可靠措施防止翻倒伤人。
机械发生故障或其他原因使砼在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,初灌注的砼已经初凝,增大了导管内砼下落的阻力,砼堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时立即调换备用机械;同时采取措施,加速砼灌注速度。
当灌注时间已久,孔内首批砼已初凝,导管内又堵塞有砼,此时应将导管拔出,重新安设钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的砼钻挖吸出,用冲抓锤将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞桩孔,待沉实后重新钻孔成桩。
在灌注过程中如发现桩孔护筒内水位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,应怀疑是坍孔征象,可用探测仪探头或伸测深锤探测。如测深锤原系停挂在砼表面上未取出的现被埋不能上提,或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度,相差很多,均可证实发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水,孔内水位降低,不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等,均有可能引起坍孔。
发生坍孔后,应查明原因,采取相应措施,如保持或加大水头、移开重物、排除振动等,防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中泥土;如不继续坍孔,可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拔出,将砼钻开抓出,同时将钢筋抓出,只求保存孔位,再以粘土掺砂砾回填,待回填土沉实后重新钻孔成桩。
产生埋管的原因一般是:导管埋入砼过深,或导管内外砼已初凝使导管与砼间摩阻力过大,或因提管过猛将导管拉断。
预防办法:严格控制导管埋深在2~6m之内,要经常测深,及时指导提升导管。在导管上安装附着式振捣器,拔管前或停灌时间较长时均应适当振捣,使导管周围的砼不致过早地初凝;首批砼掺入缓凝剂,加快灌注速度;导管接头螺栓事先应检查是否稳妥;提升导管时不可猛拔。
若埋管事故已发生,初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出,凡属并非因砼初凝流动性损失过大的情况,可插入一直径小的护筒至砼已灌砼中,用吸泥机吸出砼表面泥渣;拔出小护筒,重新下导管灌注。此桩灌注完成后,上下断层间,应予以补强。