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28 不同地质情况下的钻孔方法 陈 宁 (广西交通学校 , 广西 , 南宁 530023) 摘 要 : 介绍铁山港跨海大桥桩基础不同地质情况下的钻孔方法和注意的问题。 关 键 词 : 护壁 ; 钻孔 ; 涌砂 ; 钻进 中图分类号 : U443. 154 文献标识码 : B Boring Method under Different Geometric Conditions CHEN Ning ( Guangxi College of Communication , Nanning Guangxi 530023 , China) Abstract : It introduces the boring method under different geometric conditions and points to be noted in constructing foundation for piles of TieShan Harbor bridge. Key words : boring ; method 收稿日期 : 2000 —05 —26 ; 作者简介 : 陈宁 (1943 - ) , 男 , 四川南充市人 , 高级讲 师 , 从事公路桥梁设计施工管理与研究 , 现任 钦北合山高速公路监理处副主任。 铁山港跨海特大桥共 113 跨 , 全长 2 898. 02 m。 墩、台全部采用桩基础。全桥共 348 条桩柱 , 工程十 分浩大。大桥位于铁山港中上段。桥位区为砂泥质海 岸 , 覆盖层厚 0. 5～16. 0 m。西段表层为细砂混淤 泥 , 覆盖层下为砂岩、泥质胶结砾岩 ; 东段表层为粉 砂质淤泥 , 覆盖层下为风化程度不同的灰岩、泥灰 岩、泥炭岩、泥质页岩、砂岩 , 或各种成份交替出 现 , 地质情况十分复杂 , 再加上岩面沟槽纵横 , 起伏 不平 , 管涌时有发生 , 更增加了钻孔的困难。通过探 索 , 现对处理这些复杂的施工问题总结如下。 1 护壁方法的选择 由于大桥桥位处海床覆盖层情况复杂 , 大多有流 砂夹层 , 特别是覆盖层与岩面交界处的流砂情况较为 严重 , 若采用砼护壁 , 流砂就会从护壁接缝处或护壁 与岩面的交界处涌入孔内。当遇涨潮时 , 孔外水压力 增大 , 涌砂情况更为严重 , 而且还会发生孔外地表下 陷 , 孔壁倾斜 , 护壁断裂坍孔等严重事故。施工中曾 发生这样一件事 : 在距某桩孔 20 m远处的海滩流砂 源源不断涌入该桩内 , 并形成几个陷坑 , 挖孔越快 , 涌砂越厉害。后来采取麻袋装泥堵坑的办法才勉强解 决问题。对于这种地质状况 , 显然不宜采用砼护壁的 方法。只能采用将钢护筒夯沉至岩面的办法才能有效 地解决涌砂问题。当孔径在 1. 8 m以上时 , 护筒的钢 板厚度不得小于 10 mm。由于岩面起伏不平 ,沟槽纵 横 ,还必须将钢护筒嵌入岩面下一定深度 ,才能有效地 将沟槽截断 ,避免流砂涌入孔内。为此 ,护筒的底部必 须设置刃脚。底节护筒钢板厚不得小于 10 mm , 端部 削成 15～20 ℃的刃口。刃脚外加焊一圈厚 6 mm , 高 30 mm的钢板带进行加强。否则很难将钢护筒夯入岩 面下一定深度 , 护筒底就不能与岩面完全接触 , 仍不 能有效地隔断涌砂通道。 2 护筒底脚的处理 由于覆盖层下的岩面起伏不平 ,沟槽纵横 ,所以必 须有效地堵塞涌砂通道。具体的作法是 :当钻机钻至护 筒底脚以上 0. 5 m左右时 ,向孔内投入 <15 cm以下的 石块、碎石 ,再加入 1. 5 m3的优质粘土。在不掏渣的情 况下 ,钻至护筒底 0. 5 m ,然后掏出泥浆 ,再重复上述 作业一次 ,利用钻头的冲击力将石块和粘土造成一个 高质量的壳体孔壁 ,使护筒底脚与孔壁结合紧密。 3 粉质粘土、淤泥、泥炭土的处理 当桩孔不深时 , 对此种易挖的覆盖层可采用先用 人工挖去覆盖层 , 再用钻机钻岩的方法。如全部采用 机械钻孔 ,应采用较轻的钻头 (一般不超过 2. 5 t) ,用 文章编号 :1004 - 051 X(2001) 01 - 0028 - 02 跨海大桥专题 2001 年第 1 期 总第92期第26卷 广西交通科技 GUANGXI COMMUNICATION SCIENCE & TECHNOLOGY 29 本刊讯 : 2001 年 3 月 13～14 日在南宁市召开了 广西路网建设第一季度工作会议。 广西交通厅厅长黄怀文、副厅长田金贵 , 广西公 路管理局局长谢仕玲出席了会议并作了讲话。广西交 通厅和广西公路管理局有关职能部门、各地、市公路 管理局、在建路网项目等领导同志参加了会议 , 广西 交通科研所所长和广西交通规划勘察设计研究院院长 也应邀参加了会议。 黄厅长在讲话中对 2001 年路网建设的进度、质 量和投资三大控制提出了更高的要求。田副厅长就贯 彻黄厅长的指示精神 , 对选择设计和施工队伍、创优 质工程、安全生产和防腐倡廉等工作提出了意见。谢 局长传达了全区交通工作会议的精神 , 总结了 2000 年全区路网建设的成绩和经验 , 研究部署了 2001 年 的工作任务 , 动员全区公路系统的干部职工 , 抓住机 遇 , 管理 , 加快我区路网建设步代 , 确保 2001 年底完成 50 个县县城通二级公路的建设目标。 会上有关职能部门的领导同志作了实施的发 言 , 六寨至水任二级公路建设办公室等 9 个单位的代 表作了经验交流或工程进展的汇报发言。 会议安排了分组讨论 , 到会代表围绕会议主题充 分发表了意见和建议。 广西公路管理局左楚群副局长作了会议的总结发 言。 低浓度泥浆 (比重控制在 1. 3 左右) , 小冲程 (不超 过 2 m) 钻进 , 效果较好。如果用重锤大冲程 , 则易 产生埋钻事故。 4 砂层及砂砾层中的钻进 由于此种土层自身强度不高 ,含泥量少 ,造浆能力 差 ,护壁性能不好 ,是钻孔作业较危险的地层。处理不 好 ,极易发生坍孔事故。处理方法是 :每钻进 1 m , 掏 渣一次。然后投入约 3 m3 的软塑性粘土至孔底。继 续冲击钻进 , 使孔底 1 m深范围内始终保持泥浆比重 在 1. 5 以上的高浓度区。通过钻头的往复冲击和挤 压 , 形成较完整和强度较高的壳体孔壁 , 可以有效地 防止涌砂现象。 5 岩层中的钻进 当钻进至岩层后 , 泥浆护壁已失去作用 , 相应的 钻进速度较慢。但不同软硬程度的岩石进尺和施钻方 法应各不相同。对钻软质岩石 , 泥浆比重应控制在 1. 3 以下 , 锤头不宜过重 , 冲程不宜过大 , 以 3 m左 右为宜。钻具以旋转钻为好。对钻硬质岩石 , 宜采用 重型冲击钻。应抓住岩石的重复破碎和钻头冲击比压 相对较小的关键环节 , 采用重锤、高冲程、浓泥浆的 办法 , 尽量提高孔底的泥浆比重和粘度 , 使孔底泥浆 由一般的钻渣托浮力 , 变成握裹力 ,使钻头冲击下的 岩石碎块裹于泥浆中 ,以减少岩渣的重复破碎。具体操 作方法是 : 当钻进至较硬岩层后 , 在孔底铺一层 1 m 厚的粘土垫层 , 用 4. 5～5. 0 t 的冲击式铸钢钻头 , 用 5. 0 m左右的冲程进行冲击。当进尺 50 cm后 , 掏出 钻渣 , 再加入粘土垫层继续冲击。如此反复进行 , 效 果极佳。不仅可以大大提高钻进速度 ,同时可使钻头 的磨损减少到最低限度。另一种方法是采用二次成孔 工艺。例如对直径为 2. 0 m的桩孔 ,先用 <140 cm的钻 头冲孔 ,然后用 <200 cm的钻头扩孔 ,效果也不错。 6 孔内水头控制 钻孔施工中 , 水头控制以高出海面 1. 5 m左右为 宜。由于潮张潮落 , 水位不断变化。因此 , 在施工中 每班必须配专人看护水头。采取及时补浆、抽浆、掏 渣的办法 , 使孔内水头随潮涨而升高 , 随潮退而降 低 , 始终保持与孔外有 1. 5 m的水头。以保证孔内水 压的稳定和孔壁的安全。 参考文献 : 〔1〕铁山港跨海大桥地质钻探资料〔Z〕. 2000. 〔2〕李振荣 . 海上桥梁施工 (沈大高速公路普兰店湾 大桥施工技术总结)〔M〕. 北京 : 中国建筑工业出 版社 ,1991.  2001年第 1期 总第 92 期 第 26 卷 上 水 平 保 质 量 实现年内 5 0 个县通二级公路的建设目标 中图分类号 : U41 文献标识码 : D 信 息