潜孔钻机在硬度大岩层钻孔技术
潜孔钻机的介绍

潜孔钻机的介绍潜孔钻机第一节概述一、潜孔钻机的应用在钻孔机械应用中,气腿式凿岩机只能钻凿小孔径、中浅炮孔;重型导轨式凿岩机经接杆也能钻凿较深的炮孔,但能量消耗大,钻进速度慢。
而潜孔钻机的特点是活塞打击钎杆时的能量损失不随钻孔的延伸而加大,因此,它适合于钻凿大孔径、深度大的炮孔。
潜孔钻机是利用潜入孔底的冲击器与钻头对岩石进行冲击破碎,因此,称为潜孔钻机。
广泛用于金属矿山、水电、交通、建材、港湾和国防工程中。
潜孔钻机:用钻杆带动风动冲击器和钻头一起旋转,利用风动冲击器的活塞冲击钻头破碎矿岩,通常用在中小型矿山中钻直径80~250毫米的炮孔。
潜孔钻机可以在中硬以上(f ≥8)的岩石中钻孔。
钻机价格比较便宜,特别适用于中小型露天矿。
潜孔凿岩的实质,是在凿岩过程中使冲击器潜入孔内,以减小由于钎杆传递冲击功所造成的能量损失,从而减小孔深对凿岩效率的影响。
潜孔凿岩的凿岩设备是潜孔钻机,我国地下矿山常用的有YQ-80、YQ-100及QZ-165等型号,在坚固性系数f=8~14的矿岩中钻凿孔径为80~165毫米的深孔,能获得较高的凿岩速度一体化液压潜孔钻机广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等露天工程的爆破孔钻凿及水下钻孔爆破炸礁工程中。
履带行走,钻具回转推进,钻架顶升补偿,钻机调平都采用液压驱动。
采用螺杆式空气压缩机输出的压缩空气为动力冲击凿岩和冲洗炮孔,使用气压范围为1.05~1.4MPa,配用干式层流除尘器。
钻具采用英格索兰高气压潜孔冲击器,钻凿孔径90~180毫米,深度为30米垂直或倾斜炮孔。
一体化液压潜孔钻机是目前国内最先进的一体化液压潜孔钻机,具有高效的高气压潜孔钻进系统,便于高精度、高效率的爆破孔钻凿。
国际化的采购、计算机优化设计以及功率匹配与负载适应系统的开发与应用,实现了动力系统从动力—泵—负载全局功率匹配,有效降低了整机能耗,确保了整机最佳性能与高可靠性。
二、潜孔钻机的分类1、根据使用地点不同,分为井下潜孔钻机和露天潜孔钻机两大类。
潜孔钻机

钻孔直径mm 5080 5090 65150 110150
钻孔深度m 1015 1020 2025 2025
回转速度r/min 112 100 90 60
耗气量 m/min 3.54.5 47 46 68
气缸直径mm 90 120 150 170
钻杆 & 42 3 5060 5060
4.风镐:G10风镐、G15风镐、G20风镐、G7风镐,G35风镐、G60风镐、G90风镐、B37风镐、B67风镐、B87C风镐、B87破碎机、D4捣固机、D6捣固机、D9捣固机、C2风铲、C6风铲、铆钉机、风砂轮、劈石器、撬杠、钎具、风镐钎、风铲钎等
5.煤电钻:ZM12干式煤电钻,ZM12湿式煤电钻,ZM15干式煤电钻,ZM15湿式煤电钻,煤电钻,强力煤电钻,风动煤电钻项 目ZM12(A)型煤电钻 ZM12S 型 煤电钻 ZMS12Q 型 湿式煤电钻 ZM15D 型 煤电钻 ZM15Q 型煤电钻 ZM15S 型 煤电钻 ZMS15Q 型 湿式煤电钻
● 四,电动潜孔钻机厂联系方式:!
联系人:齐先生 业务:15666755709 公司05372164898 传真:05372583028 Q Q:2445029269
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旋挖钻机在岩质较硬的石灰岩地层钻孔桩施工工法

旋挖钻机在岩质较硬的石灰岩地层钻孔桩施工工法随我国近年来工业水平发展,旋挖钻机功率和扭矩也在增大,从而能够满足进行岩石钻进的需要,本文重点介绍,大功率旋挖钻在石灰岩地质条件下钻进成孔的施工方法。
从而减少冲击钻及人工钻孔桩爆破的噪声、泥浆等对施工现场环境的影响,增加施工科技含量。
1前言旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械,近年在中国的桥梁施工中,已经成为桩基施工的主力军,旋挖钻机配合不同钻具,适应于干式(短螺旋)、湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业,具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活,施工效率高及多功能等特点。
旋挖钻机的额定功率一般为125~450kW,动力输出扭矩为120~400kN·m,最大成孔直径可达1.5~4m,最大成孔深度为60~90m,可以满足各类大型基础施工的要求。
在地质坚硬地区桥梁施工中,常用桩基施工方法为人工挖孔桩法和冲击钻法。
人工挖孔法由于桩基施工周期较长,技术落后,而且由于需要进行爆破作业,危险隐患较大,逐渐被淘汰;采用冲击钻进行施工也存在一定问题,主要体现为在地质较硬的岩层冲击钻成孔速度极慢,甚至出现全天不进尺现象,如果地质溶岩较发育,经常出现卡钻情况,一但出现卡钻情况,一根钻孔桩的施工经常需要1-3个月的时间,甚至更长。
采用旋挖钻机进行桩基施工,不仅施工速度大幅提高,施工成本大幅降低,在施工质量方面也体现出明显的优越性,如哈大高铁沈阳段,中铁九局桩基施工95%以上的工程量是由旋挖钻完成的,在因动迁原因严重制约开工时间的情况下,桥梁主体施工工期提前一年完成。
旋挖钻机与桩基工程及施工工艺结合的非常密切,由于旋挖钻机的大量应用只是在近几年,我国当前尚未有较完善的旋挖钻机施工规范,尤其对地质坚硬的岩层钻孔桩施工,没有开展较系统的工法研究。
本文以由***集团**建设有限公司承建的**市甘南路、棋南线BT工程子项目xxxx及延伸工程为依托,重点介绍旋挖钻机在岩质较硬的中风化、微风化石灰岩(强度在30-50MPa之间)地层钻孔桩施工工法,为同类地层的旋挖钻机钻孔桩施工提供参考。
潜孔钻的钻眼原理

潜孔钻的钻眼原理
潜孔钻是一种地下开发技术,它利用潜孔钻机在岩石或地下地层中钻孔。
它的钻眼原理如下:
1. 钻头设计:潜孔钻使用一种特殊的钻头,通常由刚硬的合金制成。
钻头的设计取决于目标地层的性质和钻孔的目的。
2. 注浆系统:在潜孔钻过程中,注浆系统迅速将泥浆或液态混凝土注入钻孔中。
这种注浆作用有几个目的:首先,它可以冷却钻头并带走钻屑;其次,它可以稳定钻孔并防止孔壁塌方;最后,它还可以提供对岩土层的支撑。
3. 高速旋转:潜孔钻机通常会以高速旋转的方式进行钻孔。
通过这种方式,钻头的切削齿轮可以有效地破碎岩石或地层,并将钻屑推到孔底。
4. 提升钻屑:当钻头切削岩石和地层时,注浆系统将注入的液体带走钻屑,并通过钻杆将其带回地面。
5. 钻杆系统:潜孔钻机使用钻杆将钻头连接到地面的钻机。
钻杆由若干个管道构成,它们负责传递旋转和推力到钻头,并将钻屑和注浆物质带回地面。
总的来说,潜孔钻的钻眼原理是通过高速旋转的钻头切削岩石和地层,并通过注浆系统稳定钻孔、冷却钻头和带走钻屑。
同时,通过钻杆系统将推力和旋转力传
递到钻头,并将钻屑和注浆物质带回地面。
这种原理使得潜孔钻能够在地下进行高效的钻孔作业。
气动潜孔锤在钻孔硬岩钻进中的应用

Science &Technology Vision科技视界煤矿井巷揭煤工作工期紧、任务重。
揭煤钻孔施工过程中,当遇到高硬度岩时,使用普通复合片钻头进尺慢、效率低,很难满足揭煤工期要求。
当钻孔施工遇高硬度岩石时,对钻具、设备及施工进度都造成了较大的影响,为保证安全顺利揭煤,必须改进硬岩钻进施工工艺,将液压钻机与气动潜孔锤相结合,顺利地完成揭煤任务。
1概况1.1巷道情况西翼暗主斜井主要用途是做为张集矿(中央区)二水平采掘活动的运煤胶带机巷,北邻西翼回风大巷(二),右邻西翼-590回风大巷。
该巷位于西一采区系统大巷煤柱内,上口标高-484.6m,下口标高-816.2m,全长1360m。
西翼暗主斜井揭8煤巷道停头位置-724.13m,距8煤法距7米。
1.2地质情况8煤:黑色,粉末状为主,加块状,半暗~半亮型煤,平均煤厚3.2m;8煤顶板为石英砂岩,岩性坚硬,普氏硬度系数:11.5。
1.3钻孔设计措施孔共设计11排,每排11个钻孔,共计121个,钻孔总量:5206.2m。
钻孔掩护范围控制在巷道轮廓线外不少于12m,呈扇形布置,相邻两个钻孔终孔水平间距为3m。
钻孔方位:-45.7°~44.3°,倾角(以水平线为准):-40.7°~-5.9°,预计8煤见煤深度:9.3m~57.9m,止煤深度:14.2m~82.9m,实际终孔位置以穿过8煤后见岩1m 终孔。
由于岩石较硬,措施钻孔进行优化后,设计7排,每排7个钻孔,共计49个,钻孔量:2262.3m,相邻钻孔终孔水平间距为5m。
图1图22钻机及设备选择(1)钻机:ZDY3200S 型全液压钻机,额定转矩3200N.m,额定转速70~240r/min。
(2)钻杆:Φ63.5/73mm 肋骨钻杆。
(3)空压机:埃尔特空压机,型号:MLG21/10-132G,排气压力:1.0MPa,排气量:21m 3/min。
(4)潜孔锤1)潜孔锤的类型采用CIR90型低压冲击器,以压缩空气为动力,冲击器长度820mm,Φ80mm,冲击行程50mm,施工选择锤头Φ110mm、Φ90mm。
潜孔锤钻机

潜孔锤钻机潜孔锤钻机是一种重要的土木工程工具,广泛应用于地基处理和地下工程施工中。
它采用了先进的工作原理和高效的钻掘技术,能够在各种复杂的地质条件下进行高效的钻掘作业。
潜孔锤钻机的工作原理是通过驱动旋转钻杆向地下钻掘,并同时进行加压和打击作用,以破碎岩石和土壤,完成钻孔作业。
与传统的钻孔机相比,潜孔锤钻机具有以下几个显著的优点。
首先,潜孔锤钻机具有高效的钻井能力。
它采用了高速旋转和高能量冲击相结合的方式进行钻井作业,能够迅速穿越各种类型的地质层,如硬岩、软土和沙层等。
在钻孔速度和效率方面,潜孔锤钻机远远超过了传统的钻孔机。
其次,潜孔锤钻机在施工效果上更加可靠。
由于潜孔锤钻机在与地层互动的同时,实施加压和冲击作用,可以克服地质层的抵抗力,减少钻井中的阻力,从而达到更高的钻孔质量和稳定性。
这使得潜孔锤钻机在地基处理和地下工程施工中得到广泛应用。
第三,潜孔锤钻机具有良好的适应性和可扩展性。
潜孔锤钻机可以适应不同的土壤和岩石条件,例如湿土、软土、砂砾、构造岩以及强风化岩等。
它还可以通过更换不同类型和规格的冲击器头和钻杆来适应不同的施工需求。
这种可扩展性使得潜孔锤钻机适用于多种地质环境和工程项目。
此外,潜孔锤钻机还具有安全性和环保性的优势。
潜孔锤钻机的工作过程中采用了液压传动和控制系统,在操作过程中可以实现精确的控制和调整,减少了操作员的劳动强度和工作风险。
另外,潜孔锤钻机还采用了高效的粉尘收集和排放系统,可以将钻孔过程中产生的粉尘和废弃物进行有效处理和污染控制。
总结起来,潜孔锤钻机作为一种先进的钻孔设备,具有高效性、可靠性、适应性和安全性等多重优势。
在地基处理、隧道施工、地下管道敷设等工程领域得到了广泛应用。
随着技术的不断进步和创新,潜孔锤钻机在未来将会继续发挥重要的作用,并不断提高工作效率和施工质量,推动地下工程的发展。
潜孔钻机产品特点

一:产品的介绍,用途潜孔钻机是冲击回转式钻机,其内部结构与一般凿岩机不同,其配气和往复机构是的,即冲击器。
前端直接联接钻头,后端联接钻杆。
凿岩时冲击器潜人孔内,通过配气装置(阀),使冲击器内的(锤体)往复运动打击钎尾,使得钻头对孔底岩石产生一种回旋力。
适用于中小型矿山、筑路、水利和石方工程中的大直径炮孔凿岩作业以及在边坡支护、隧道支护、基坑支护中钻凿锚杆孔。
主要打孔对象是岩层。
二:实拍高清产品大图三:产品结构组成,工作原理潜孔钻机由支承机构、减速器、电动机、推进机构、钻凿系统、油雾器及气动控制阀、电控开关等部分组成。
工作原理是:该钻机是一种复合动力的机型,动力有电机与压缩空气。
钻机钻具旋转的动力来自电动机,冲击器的冲击力来自压缩空气。
电动机工作时将电能转换成旋转扭矩传给减速器,使连接在减速器输出轴上的钻杆旋转,冲击器前端的合金齿不断冲击破碎岩石,破碎的岩石被从钻头排气孔中排出的气压吹至地面。
推进气缸产生的轴向力送进钻具进行钻孔。
四:实拍高清产品大图五:产品特点(对比优势)体积小,重量轻,适合于大、中型钻机无法进行作业的场所,方便灵活。
潜孔钻机采用电能作动力,噪音小、动力强劲。
钻孔速度是一般凿岩机的3-8倍,岩石硬度达到9个,每小时的钻孔深度是8-16米。
六:实拍高清产品大图或施工图七:实拍高清产品施工案例图八:技术参数1、型号 YGD702、钻孔直径φ50-90mm3、适用岩石(普氏硬度)≥204、钻孔深度≥15m5、钻具回转速度 110r/min6、使用气压 0.5-0.7Mpa7、耗气量≥6m3/min8、推进气缸气缸直径 90mm 推进有效行程 1070mm 最大推进力 3600N 9、电动机型号 Y2-4E 功率 3kW 电压 380V额定转速 1410r/min10、钻杆钻杆外径φ42mm钻杆长度 1025mm11、主机外型尺寸重量: 280kg 1740×260×420mm九:使用方法,操作规程1、钻机安装及钻前准备①、钻机运到施工现场后,检查各零、部件有无缺损,确认无损坏再进行组装和加油。
潜孔锤配套旋挖钻硬质岩石成孔施工工法(2)

潜孔锤配套旋挖钻硬质岩石成孔施工工法潜孔锤配套旋挖钻硬质岩石成孔施工工法一、前言潜孔锤配套旋挖钻硬质岩石成孔施工工法是一种在工程施工中常用的方法,用于在硬质岩石中进行钻孔作业。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例,旨在给读者提供一个全面了解该工法的指南。
二、工法特点潜孔锤配套旋挖钻硬质岩石成孔施工工法具有以下特点:1. 通过潜孔锤的冲击力和旋挖钻的旋转力配合作业,能够快速而有效地成孔,提高施工效率。
2. 适用于钻孔直径较小的场合,对于灵活性要求高的工程施工,能够满足现场工艺要求。
3. 适用范围广泛,可以应用于地铁、高速公路、水利工程等多个领域的基础施工和岩石钻孔作业。
4. 配套设备比较成熟,操作简便,操作人员易于掌握。
三、适应范围潜孔锤配套旋挖钻硬质岩石成孔施工工法适应范围广泛,包括以下几个方面:1. 岩石钻孔:对于硬质岩石层进行钻孔作业,需要配合潜孔锤和旋挖钻进行操作。
2. 地下工程施工:在地铁、隧道、地下室等地下工程施工中,常常需要进行孔洞钻探,该工法可以满足这些需求。
3. 基础施工:在桩基础施工中,常常需要进行钻孔作业,该工法较为适用,可以提高施工效率。
4. 水利工程:在水利工程的垂直滑坡喷射坝料帽施工中,需要进行旋挖孔探穿层,在这种情况下可以采取潜孔锤配套旋挖钻的工法进行施工。
四、工艺原理潜孔锤配套旋挖钻硬质岩石成孔施工工法的工艺原理是通过潜孔锤的冲击力和旋挖钻的旋转力配合作业,完成钻孔过程。
具体工艺分为以下几个步骤:1. 定位:根据设计要求和施工图纸,在施工现场准确定位需要进行钻孔的位置。
2. 安装机具:安装潜孔锤和旋挖钻,确保机具安装牢固,能够正常运行。
3. 钻孔设备调试:对潜孔锤和旋挖钻进行设备调试,以确保其能够正常工作。
4. 钻孔作业:根据设计要求设置孔距和孔深,通过潜孔锤的冲击力和旋挖钻的旋转力进行钻孔作业。
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潜孔钻机预钻孔在岩溶强发育地层桩基辅助施工技术
郑先奇
(中铁十六局集团第三工程有限公司浙江湖州)
摘要结合京沪高速铁路三标荆河特大桥钻孔桩施工实例,介绍潜孔钻机预钻孔在岩溶强发育地层桩基施工中的应用。
荆河特大桥钻孔桩施工,采用潜孔钻机预钻孔定位削弱桩基岩石的抵抗力、纠偏修正斜坡岩面斜孔。
荆河特大桥岩溶强发育地层桩基钻孔进尺加快,斜坡岩面纠偏修正斜孔效果显著。
关键词潜孔钻机;预钻孔定位;抵抗力;斜坡岩面;斜孔
一、工程概况
京沪高速铁路三标荆河特大桥位于山东省滕州市境内,桥梁全长11.445km,孔跨布置:20×24双线简支箱梁、328×32双线简支箱梁、2-(32+48+32)双线连续箱梁。
全桥墩台基础设计全部为钻孔桩基础,直径 1.0m,1422根,桩总长44272.77m,直径
1.25m,1538根,桩总长83527.39m,直径1.50m,108根,桩总长14325.16m。
其中203号
墩直径1.50m,最大桩长为85.5m。
二、工程地质特征
岩溶是由石灰岩等可溶性岩石长期受水的化学溶蚀作用而形成。
岩溶地层存在溶洞、溶沟、溶槽、溶隙及溶隙填充,尤其是溶洞顶(底)板犬牙交错,高低相差悬殊,溶洞内填充物不详。
石灰岩长期受水的化学溶蚀,岩层存在着软硬不均或半岩半土、半岩半溶和斜坡岩面,钻孔进尺慢、斜坡岩面斜孔纠偏是岩溶桩基钻孔的重点和难点技术。
荆河特大桥主要以石灰岩为主,岩层为单斜构造,岩层产状30°∠12°桥位区岩体节理裂隙发育。
DK580+229~DK582+100段;钻孔遇溶洞率达76.9%,岩溶强烈发育地段达90~100%。
DK582+100~DK583+100段;钻孔遇溶洞率60.8%~73.7%,溶洞呈串珠状分布。
其中203号墩串珠状溶洞多达13个,溶洞高度一般在2~8m之间。
其中286号墩溶洞高度25.5m,DK583+100~DK586+100段;钻孔遇溶洞率66.1%~71.9%。
DK586+100~DK587+100段;钻孔遇到溶洞率42.5%,溶洞呈串珠状发育。
三、岩溶强发育复杂地层钻孔桩施工的重点和难点
荆河特大桥主要以石灰岩为主,岩层为单斜构造岩,岩层产状30°∠12°。
岩溶地层存在溶洞、溶沟、溶槽、溶隙及溶隙填充等,在岩溶强发育复杂地层钻孔桩施工,由于岩溶地层的复杂的地质状况,溶沟、溶槽、溶洞等相互连通,有软塑、流塑充填物溶洞,无充填的空溶洞,钻孔会发生频繁漏浆。
钻头穿透溶洞会出现泥浆骤然流失,使上部土层、松散砂土层、砂层顺钻孔陷进入空溶洞,造成地面塌陷、塌孔、卡钻、埋钻等事故。
石灰岩长期受水的化学溶蚀存在着岩层软硬不均,钻孔施工过程中,钻孔一进入岩面,钻头顺岩面倾斜方向偏转,钻孔发生倾斜。
荆河特大桥共有58个墩是斜坡岩面。
采用回填片石反复冲击进行斜面岩斜孔纠偏,对于岩石坚硬斜孔采用回填花岗岩、灌注高标号混凝土进行纠偏斜坡岩面斜孔,施工周期长。
345#墩10根桩,设计桩长24m,钻孔时间长达9个月,每根桩平均回填片石反复冲砸纠偏多达190余次。
由于石灰岩层硬度大,钻孔进尺十分缓慢,24h进尺一般为0.4~0.6m左右。
钻头磨损十分严重,工料消费巨大,施工周期长,严重制约施工进度。
在岩溶强发育复杂地层钻孔桩施工综合起来主要有三大难点:
①频繁的钻孔漏浆,造成地面塌陷、塌孔、卡钻、埋钻等事故;
②遇到斜坡岩面发生斜孔,要反复进行斜孔纠偏;
③石灰岩层硬度大,钻孔进尺十分缓慢,施工周期长;
四、预钻孔的施工原理
潜孔钻机预钻孔,就是在桩基钻孔施工前,用潜孔钻机在桩基桩位岩面上钻5~9
个,直径210mm的孔洞,在桩位整体、坚硬的岩面(斜坡岩面)上人工制造破碎岩层,
通过用潜孔钻机在桩基桩位岩面上钻的多个孔洞,形成“蜂窝”状的孔洞,有效地减小
桩基柱状岩石体积,人为制造桩基岩层的“临空面”,能有效地削弱桩基柱状岩石的抵
抗力,斜坡岩面上的孔洞能更好地与钻头刃脚形成咬合作用,防止钻头顺斜坡岩面倾斜
方向偏转,从而达到纠偏斜孔。
经过潜孔钻机在桩基桩位岩层预钻的多个孔洞,削弱桩
基岩石的抵抗力,桩基岩层在钻头的巨大冲击能量作用下容易破碎,从而达到加快施工
进度和斜坡岩面纠偏斜孔的目的。
五、钻孔孔洞布置
潜孔钻机钻孔,就是在桩基钻孔施工前,用潜孔钻机在桩基桩位岩面上钻5~9个,直径210mm的孔洞,孔洞数量根据桩基直径而定,桩径1.5m,钻孔9个, 桩径1.25m,
钻孔7个, 桩径1.0m,钻孔5个,孔洞深度与桩基设计深度相同。
孔洞等间距均匀布置
在桩基平面内。
直径150cm钻孔桩(9个孔)直径125cm钻孔桩(7个孔)直径100cm钻孔桩
六、潜孔钻机钻孔施工
预钻孔采用SL400型潜孔钻机,SL400型潜孔钻机是一种轻型、高效多功能履带式钻机。
该钻机可在多种地层上采用压缩空气潜孔钻进,配合美国英格索兰移动式压缩机
XHP1017(排气量1017m3/30.3min,压力范围150-375psig),钻孔直径105~305mm,最大
钻进深度213m。
主要用于钻凿水井、监测井、地源热泵孔,也可用于桥梁桩基础探孔
的定位和偏孔的修正、以及桩基预钻孔减小桩基岩石的硬度,从而加快桩基钻孔施工进
度。
采用钢套管跟进钻采技术,有效地解决覆盖层不易成孔的技术难题,主要原理为:冲击器、钎头将坚硬的岩层打碎,空气压缩机的高压气流将碎石冲出孔外。
采用直径
200mm钻头、配带对心和偏心扩孔钻具,五点式及多点式预先定位预打孔后,形成孔洞
减小桩基岩石的硬度,预钻的多个孔洞有导向作用防止偏孔,桩基钻孔钢护筒跟进冲击
钻钻孔,桩基钻孔不偏孔,进尺快,有效地提高了冲击钻机进尺速度,提高了工作效率、
加快了施工进度,确保了桩基质量。
七、钻孔冲击应力计算
冲击钻孔过程中,由于钻头冲击能量对孔底岩石产生冲击应力,孔底岩石会压屈、压碎,一般采用冲击波动方程式的方法可以接近实际应力值,计算式如下:
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表1 钻头冲击应力计算参数表
计算参数桩径1.5m 桩径1.25m 桩径1.0m A H钻头截面净面积(m2) 0.71 0.60 0.50 Ac桩帽面积(m2) 1.77 1.23 0.79 A P桩面积(m2) 1.77 1.23 0.79 E H钻头弹性模量(kpa) 202×106202×106202×106 E C桩帽弹性模量(kpa) 2559×1042559×1042559×104 E P桩的弹性模量(kpa) 2559×1042559×1042559×104γH钻头重度(kN/m3) 78.5 78.5 78.5 γC 桩帽重度(kN/m3) 26.4 26.4 26.4 γP桩重度(kN/m3) 26.4 26.4 26.4 H落锤高度(m) 2.0 2.0 2.0 η-效率,用落锤式钻机0.6 0.6 0.6
表2 预钻孔前、后钻头冲击应力与桩基承载力比值计算表
桩径(m) 钻头冲击应力
δP(kN/m2)
预钻孔前桩基承载力
δ0=1000KN)KN/m2
预钻孔后桩基承载力
δ0=1000KN)KN/m2
预钻孔前冲击应力
与桩基承载力比值
δ0=1000KN/m2
预钻孔后冲击应力
与桩基承载力比值
δ0=1000KN/m2
1.50 13293 1767 1455 8 9 1.25 14147 1227 985 12 14
1.00 15182 785 612 19 25
八、钻孔冲击应力分析及施工效果
荆河特大桥钻孔桩基设计持力层δ0=800~1000KN/m2石灰岩,潜孔钻机预钻孔前、后钻头冲击应力与桩基承载力比值变化显著,荆河特大桥重难点桩基,采用潜孔钻机预钻孔后,桩基钻孔24h进尺一般在1.5~2.0m左右, 钻孔进尺快、不偏孔。
潜孔钻机在硬度大、溶洞发育、斜坡岩面预钻孔,纠偏斜坡岩面斜孔、加快桩基钻孔施工进度,具有省工时、斜孔纠偏效果好、合理可行等特点。
九、结语
岩溶强发育复杂地层钻孔桩基础施工,由于岩溶沟槽、溶洞等隐性不良地质条件的影响,客观上存在着很多不确定施工困难。
石灰岩硬度大,钻孔进尺慢,岩溶强发育地层钻孔遇到倾斜岩面发生斜孔、偏孔,目前斜孔纠偏还没有一套行之有效和成熟的施工工艺和技术措施,采用潜孔钻机预钻孔削弱桩基岩石的抵抗力,加快钻孔进尺,岩面上的孔洞能更好地与钻头刃脚形成咬合作用,防止钻头顺斜坡岩面倾斜方向偏转,从而达到纠偏斜孔。
潜孔钻机预钻孔在岩溶强发育地层桩基辅助施工技术,相对一些传统的基本处理方法,具有省工时、成本低、斜孔纠偏效果好等特点。
荆河特大桥钻孔桩施工,
为岩溶强发育复杂地层钻孔桩基础施工提供和积累了施工经验,提出了一种全新的施工技术处理措施,可以借鉴应用。
·参考文献·
[1] 汪正文、朱国梁.简明施工计算手册(第三版).中国建筑工业出版社,2006。