冲孔桩施工中卡锤或埋锤原因分析与预防处治

摘 要：采用冲击成孔法进行桩基施工以设备简单、操作简便、调度灵活、适应性强等特点被广泛地应用于房建、桥梁、码头及其它工程领域。但由于各种因素的影响，在施工过程中出现卡锤或埋锤的现象时有发生，本文就冲孔灌注桩在施工中出现卡锤或埋锤现象的成因及预防处治方法进行探讨。

关键词：冲孔灌注桩 卡锤 埋锤 预防 处治

1.前言

采用冲击造孔进行的桩基施工方法具有设备简单、操作简便、调度灵活、适应性强等特点被广泛地应用于房建、桥梁、码头及其它工程领域，目前已是一种比较成熟的施工技术。然而，在泥浆护壁造孔过程中因孔壁坍塌或孔底沉渣等原因而导致卡锤或埋锤事故时有发生。若处治不当，则会对施工工期造成严重影响，甚至会对整个工程质量产生不利影响并造成无法挽回的经济损失。所以必须高度重视并严格控制冲孔灌注桩的造孔质量，做好造孔过程中卡锤或埋锤事故的预防及处置措施，以利于工程的顺利实施。

2.卡锤或埋锤现象产生的原因分析

冲孔灌注桩造孔施工是通过桩锤冲击岩土层，泥浆护壁的方法进行，整个过程均在地表及泥浆下面，无法通过肉眼直接观察来指导施工，因此丰富的施工经验是造孔成功的关键。造孔过程中造成卡锤或埋锤的原因是各种各样的，归纳起来，主要有以下几个方面：

（1）坍孔造成埋锤。在造孔过程中，泥浆配制不合格，护壁效果差，则容易造成坍孔；另外，突然漏浆或其它原因造成孔内水头高度急剧下降，孔壁砂、土层失稳，从而造成坍孔。若坍塌工程量大，桩锤上提不及时则会造成埋锤。

（2）软塑粘土层糊粘桩锤。在软粘土层冲进造孔，因进尺快，出渣量大，在泥浆泵泵压、泵量不足时，粘土的粘着力和吸附力将桩锤粘住，造成桩锤无法上提。

（3）斜孔或冲进不同岩层分界面造成卡锤。由于岩石表面倾斜或出现探头石，致使桩锤沿软的、低的部位下滑造成岩层成孔倾斜，若不及时调正，则容易造成卡锤；冲孔经过岩层分界面时（特别是遇到溶洞时）相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整桩锤的冲程等原因也会引起卡锤现象。为纠正斜孔而采用丢块石回填重新造孔的方法时，也容易出现块石卡住冲锤而无法上提的情况。

（4）未及时上提桩锤造成埋锤。冲孔时孔内悬浮的砂粒太多，中途停工或出现机械设备故障，未能及时上提桩锤，孔内悬浮泥砂下沉形成沉积砂层，造成孔底桩锤被埋。若在冲孔过程中出现掉锤事故，未能及时打捞，最终造成埋锤。

（5）桩锤不圆或偏心，锤体成蒜头形，导致桩孔成梅花状；换锤后锤径比桩孔大。

3.卡锤或埋锤的预防措施

针对上述出现卡锤或埋锤的原因分析，可通过下列措施加以预防，从而可以避免或减少卡锤、埋锤事故的发生：

（1）定时检查机械设备。定期检查桩机、泥浆泵等设备的运行是否正常，一般应每四小时检查一次索具和桩锤，发现隐患及时处理。每次换锤时应检查锤径是否符合要求，为便于打捞，应在桩锤上设打捞环、打捞杠、打捞套。更换新桩锤后应上下拉孔数次，冲程不宜太大，确定不会卡锤时方能继续冲孔。若机械设备出现故障，应及时设法将桩锤提出孔外。

（2）防止坍孔埋锤。严格按规范做好泥浆配制，保证泥浆护壁质量，防止坍孔。施工过程中，当孔内水面出现冒气泡或水面突然下降时，应立即将桩锤提出水面，防止坍孔埋锤。当出现漏浆，水位下降时，应立即向孔内补水，以防坍孔。

（3）做好不同地质条件的冲程控制。在开冲之前熟悉要开冲桩的地质情况，根据不同的地质情况来适当的调整冲锤的冲程；特别是在岩石地层，在冲孔过程中严格控制提锤高度，入岩后冲程不能过小，冲锤顶部的活动销能自由旋转，防止出现梅花孔；在地质条件复杂的地区特别是岩溶地区施工，开工前尽量了解清楚地质情况，若存在弧石或溶洞等，则应事先制定施工方案。在粘土层中成孔时，控制冲程为1～2米，加清水或稀泥浆，经常清除冲锤上的泥块。

（4）斜孔纠正要方法得当。遇有斜孔、梅花孔时严禁使用打吊锤的方法进行纠正，一般采取回填块石返工重打的方法纠正，应采取高频率低冲程的方法进行重新造孔。

（5）做好掉锤、卡锤后处理措施。发现掉锤、卡锤时，应立即保持孔内泥浆循环，防止埋锤。立即报告现场施工员，根据掉锤、卡锤的情况组织进行打捞，卡锤后打捞时不要使物具掉入孔内。

4.卡锤或埋锤的处理措施

在冲孔灌注桩造孔过程中，掉锤、卡锤或埋锤的事故时有发生，掉锤、卡锤事故处理不及时，就有可能转变为埋锤事故，从而增加处理难度。当出现掉锤、卡锤或埋锤的情况时，可根据情况采用以下的方法打捞。

（1）挂钩打捞法。掉锤初期，在锤头没有被渣土覆盖，孔壁稳定的情况，可以采用打捞钩和打捞活套打捞；打捞钩无效时，在确保不穿孔的情况下，将泥浆置换，潜水员下水栓钩后提锤。

（2）水下松动爆破法。当桩锤被卡在岩石层时，测准桩锤被卡高度后，迅速将乳化防水炸药捆成两组，加配重对称放入冲锤刃脚部位，药量视地质情况而定，根据卡锤类型决定将药竖立或水平放置，之后将钻机主绳带紧，采用电雷管起爆，用爆破冲击波震松桩锤后提锤。

（3）提锤冲顶法。当桩锤被卡或埋在桩孔中某个位置时，可采用提锤冲顶法捞锤。操作方法：操作提锤卷扬机使桩锤下落20～30cm，然后提锤、落锤、反复冲击卡阻部位。操作要有耐心，不要急于求成，桩锤在冲顶时要做到“点到为止”，避免超负荷拉拽，损坏桩机。当用这种方法打捞无进展或桩锤被埋到孔底时，可尝试以下几种方法打捞。

（4）小孔沉渣法。当桩锤被埋在孔底时，可采用小孔沉渣法，即在桩孔内侧冲一个小孔，小孔比大孔深0.6～1.0m。用钢管把循环泥浆送入大孔底，反复冲刷大锤四周，使沉积在大锤周围的泥沙流入小孔中，减小大锤上拔的阻力。所使用小锤直径应略小于桩孔的半径，小锤冲程不宜过大，以免冲坏大锤吊耳。这种打捞方法多使用于桩锤被粉质土、砂、碎石或砾石等掩埋，不宜用于被块石、强粘性土掩埋的场合。

（5）空心锤冲孔法。空心锤冲孔打捞埋锤的方法，就是用一个特制的空心锤反复冲击埋锤周围的掩埋物，通过泥浆循环排渣，清除埋锤四周的掩埋物，以便拔起埋锤。空心锤用钢管与锤齿焊接而成，钢管外径比桩孔直径小15～20cm，斗齿外径比桩孔直径小3～5cm，空心锤承载6～9.8kN。在使用空心锤冲孔过程中，应保持泥浆循环排渣。当空心锤下端接近埋锤下端时，应以小冲程施打，以避免空心锤与埋锤抱死。当空心锤下端达到孔底时，应停止冲击并提起空心锤，操作桩机拉拔桩锤，若还不能拔起桩锤，可借助吊机或千斤顶来拉拔。这种打捞方法适用于各种地质条件，特别适用于桩锤被块石、砾石所卡阻或掩埋的情况，打捞成功率很高。

（6）高压水枪切割法。当桩锤被埋在强粘土层时，可先采用空心锤冲孔法或小孔沉渣法捞锤，由于粘土对桩锤有强大的粘着力和吸附力，即使桩锤周围粘土绝大部分被清除，通常也难以拔起桩锤，这时需要用高压水枪对桩锤四周及底部的粘土进行切割，以减小粘土对桩锤的粘着力和吸附力。用水枪切割时，把水枪插入孔底，沿孔四周或桩锤周围缓慢移动水枪，改变切割部位，反复操作，并用探锤触探桩锤四周，直到附着在桩锤四周粘土全部清除为止，若泥浆浓度过小时，可使水枪间歇式作业，但要始终保持泥浆循环，拉拔桩锤有时需要借助吊机或千斤顶进行。

5.结束语

总之，从上面的分析看，虽然卡锤或埋锤事故的出现有着很多原因，只要我们认真分析清楚其出现的原因，找出相应的预防措施，有些卡锤或埋锤事故是可以避免的。如果出现了卡锤或埋锤事故,只要处理措施得当，是可以降低事故对工期的影响及事故造成的经济损失。

参考文献：

[1]梅华国.冲孔灌注桩施工中埋锤或卡锤事故的处理措施.电力建设，2004（3）

[2]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册：桥涵（上）.人民交通出版社，2000-3-1