三一重工旋挖钻施工工法
(完整版)三一重机旋挖钻机施工工法通用规程

旋挖钻机施工工法通用规程黎中银[1] [2]夏柏如[1]邵良清[2]王宏伟[2][1]中国地质大学(北京),[2]北京市三一重机有限公司旋挖钻机作为基础工程机械中的新型机种,经过几年的推广应用,目前已被大量应用于公路及铁路、桥梁、水利工程、城市建筑工程等桩基工程之中。
由于其高效、节能、低噪声、低污染、地层适应性较广等优点、受到越来越多的施工单位的青睐。
但是由于至今尚未颁布国家或行业的旋挖钻机施工工艺规范,对于新进入该施工行业的业主,在工程实践中往往遭遇很多困扰。
北京市三一重机有限公司作为国内旋挖钻机的龙头企业,在开发制造和销售大量产品的同时,致力于走产学研结合的道路,与国内外的地质施工专家进行了大量的旋挖钻工法及施工工艺的研究和实践。
本通用规程就是这些探索的总结,希望能对施工界带来一些有益的帮助。
一、施工准备资料准备:(1)开工前应有相关部门提供的该工程的地质勘察报告、水文地质资料、桩基工程施工图及图纸会审资料。
(2)施工现场环境和邻近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物、危险建筑物、精密仪器车间等的调查资料。
(3)主要施工机械及其配套设备的技术性能资料,所需材料的检验和配合比试验,对所需的材料必需作材料的物理性能试验,并委托有资质的试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。
(4)有效的桩基工程的施工组织设计或施工方案,有关载荷、施工工艺的试验参考资料。
二、研究工程地质情况做好全面的施工准备,施工前对工程的地质、水文情况进行研究是必需的。
这对以后施工组织安排和效益预测等有相当帮助。
1:对工程地质的可钻性分析:工程地质可钻性分为土壤可钻性分析及入岩可钻性分析两个方面.⑴土壤可钻性分析,包括地质硬度小于5Mpa以下的工程地质情况,其分析时应了解的相关参数一般为水文地质结构参数等土性指标。
此时土壤的可钻性主要表现为土壤颗粒脆性断裂可切削能力,所使用的斗齿必须是具有锋快楔入能力的线式刃口刀具。
旋挖钻钻孔桩施工工艺工法(后附图片)

旋挖钻钻孔桩施工工艺工法1 前言1.1 工艺工法概况旋挖钻机是一种适合在土建工程基础施工中快速成孔作业的施工机械,具有功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高等特点,适应我国大部分地区的土壤地质条件。
其成孔工艺广泛应用于铁路、公路桥梁、市政建设、高层建筑等地基基础钻孔灌注桩工程。
1.2 工艺原理旋挖钻机采用动力头形式,用短螺旋钻头或旋挖斗,利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻渣旋转挖掘,然后迅速提出孔外并及时运走,如此循环形成桩孔。
且旋挖钻在不需要泥浆护壁的情况下,可实现干法施工。
即使对特殊地层需要泥浆护壁,也只起支护作用。
2 工艺工法特点2.1该机在常规操作及过程监控方面采用了电子控制系统,如伸缩式钻杆、工作状态的动画显示及虚拟仪表显示;故障检测、报警及信息显示等,特别是自动化控制水平及施工精度的提高,使成孔质量、工效大大提高,减轻了劳动强度。
2.2旋挖钻机的特殊成孔工艺,仅需要静压泥浆作护壁,所采用的泥浆一般用膨润土、火碱、纤维素等配置,在孔壁不形成厚的泥皮。
此外由于钻头的多次上下往复,使孔壁粗糙,不易产生缩径,因此提高了灌注桩的承载力。
2.3旋挖钻机可实现干法施工,即使需要泥浆护壁,也只起支护作用,钻削中的泥浆含量相当低,大大减少了污染源,降低了施工成本,同时发动机转速的自动控制,减少了油耗、降低了噪音及废气排放,改善了施工环境,适用于繁华市区和自然生态保护区的桩基施工。
3 适用范围旋挖钻机一般适用于黏土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土、含有部分(碎)卵石土层及中硬度以下岩石等地层,但不适用于含有强承压水的土层。
4 主要技术标准《铁路混凝土工程施工质量验收标准》(TB10424)《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》(TB10752)《钻孔灌注桩施工规程》(DG/TJ08-202)《混凝土结构工程施工及验收规范》(GBJ50204)《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50)《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80-1)5 旋挖钻钻孔桩施工方法旋挖钻施工法,又称钻斗施工法。
三一旋挖钻机工法课堂

( ) 合理 调 配 泥 浆 , 针 对 流 1 塑 地层 的特 点 ,需 要 配 置 高粘 度 、
中 等 容 重 的 泥 浆 进 行 护 壁 。 鉴 于 国 内 膨 润 土 质 量 好 坏 不 一 、 泥 浆 粘 度 要 求 较 高 等 原 因 , 泥 浆 的 配 比可 按 水 : 润 土 : MC: 碱 一 l 膨 C 纯 0 0: 4 25: 的 方 案 进 行 , 并 加 入 0 10: . 4
现 严 重 的 塌 孔 现 象 , 后 因 无 法 解 决
这 一 工 法 难 题 而 被 迫 退 场 。 作 为 国
在流 砂 地质 施 工场 景
内 基 础 施 工 领 域 的 领 导 企 业 , 客 户
粒 间 的 有 效 应 力 相 应 降 低 甚 至 消 失 。 所 以 当 。 时 , 砂 土 的 抗 剪 强
解 决 塌 孔 问 题 主 要 在 于 防 止 初
霪 画
h ̄: w ra t / ww.  ̄ / o
aO .i Cn跨越 ຫໍສະໝຸດ S R E R T l D
S M系列型铣刨机
始 塌 孔 的形 成 , 防止 发 生连 续塌 孔
的恶 性循 环 ,即 :解 决 塌 孔 主要 在 于 防 ,不 是在 于救 。 判 断 出现 局 部塌 方 ,应 立 即 停 止钻 进 并 提 升 钻 头 : 当 发 现 有 局 部 塌 方 时 , 继 续 向 孔 内 注 入 泥 浆 同 时 提 出 钻 头 , 用 挖 机 向 孔 内 倾 倒 足 量 粘
土 , 然后 下 放钻 头反 转 压 实 粘 土 , 边 压 边 反 转 , 待 稳 定 后 再 用 前 述 方
法钻 进 。
旋挖钻施工工艺及施工方法

一、施工工序:护筒埋设、旋挖钻钻孔施工、成孔与终孔、清孔、钢筋笼加工及就位、水下混凝土灌注二、施工工艺及施工方法1、护筒埋设⑴施工场地平整,操作平台无杂物。
⑵测量人员完成桩位中心放样,现场设置十字护桩。
护筒埋设后应核对其位置,护筒位置偏差不得大于125px,倾斜度不得大于1%。
⑶钢护筒的钢板厚度应满足实际桩径对钢护筒的强度与刚度的要求,一般钢板厚度不小于8mm。
⑷护筒应大于桩径500px,并高出地面750px。
图1护筒埋设图图2护筒对中2、钻孔施工⑴钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检查。
钻机安装后的底座和机架主体结构应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。
就位完毕,施工队对钻机就位自检:钻头对中情况,机台是否水平,支垫是否稳固。
⑵钻孔作业应分班连续进行,填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。
应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检查(出现钻头、钻杆偏离桩位中心及机台不平、倾斜等情况),不符合要求时,应及时改正与调整。
应经常注意地层变化,在地层变化处应捞取样渣保存,保存时须用标签标注清楚桩号、取样地层、深度(高程)和取样时间等。
⑶钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。
因故停机时间较长时,应将套管口保险钩挂牢。
⑷钻孔过程中,时刻观察水头变化,若出现跌水,技术员应立即向技术负责人汇报,并调查情况,采取必要措施。
⑸在地层变化处,应在出渣口捞取钻渣样品,洗净后收进专用袋内保存,标明土类和高程,以供确定终孔高程。
图1开钻图2钻进3、成孔与终孔⑴当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证,并报请驻地监理工程师认可签字确认,当有规定时,还需报设计代表确认。
合格后停钻,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。
⑵终孔后,要对钻孔成孔质量检查,当设计文件或监理工程师有要求时可使用钢筋笼检孔器检验。
4、清孔⑴清孔原则是采取二次清孔法,即成孔检查合格后立即进行第一次清孔,并清除护筒上的泥皮;钢筋笼下好浇注混凝土前,再次检查沉淀层厚度,若超过规定值,必须进行二次清孔,二次清孔后立即灌注混凝土。
三一旋挖钻机工法讲座(12)——旋挖钻机施工的斜孔探因与工法分析

个 层 为耕植 土及稍 密一中密粉 土 、粉 等原 因 ,个别旋 挖钻 机 的桅杆 n动 杆 测量 钻杆 方头4 平 面与垂 线 砂 ,中部 为 海 积 流 塑淤 泥 质粉 质 调 垂 功 能 并 不 能 保 证 桅 杆 的 垂 直 的 间 距 来 判 定钻 杆 方 头 或者 钻 杆 是否存在偏斜 。 土 夹带薄层粉 土 、粉 砂 ,下部 多 度 ,桅杆会有轻微 的偏斜 。 在施工过程 中 ,旋挖钻机振 动 ( )钻具的原 因。 3 为粉 质粘土 ,底部 为冲击粉细砂 、 中砂 、圆砾及强一中风化砂砺岩 。 引起 的底盘 不均匀沉 降、油 缸泄压
案 例 分 析
诱发斜孔 。实践发现 ,在斜 岩层 、 石灰岩溶 洞地层 、孤石漂 石地层 、
2 0 年 1 月 杭 州 钱 江 通 道 南 硬质岩层 、软硬交替 变换地 层以及 09 1
①钻杆 问题可 以从钻 具的磨损 情况表现出来 ,经常使用的钻具会出 现一边磨损大 , 一边磨损小的现象。 ②用软细绳悬 吊一个重物 .固
解决措施
在 工 法 工 程 师 和 售 后 服 务 工 程
师 的密切配合 下 ,通过实地勘验 ,
发现钱 江通道地质属于软硬 交替变 换地层及 卵石层 针对工程 中出现
的斜孔 具体 情况 ,有针对性 地从 地
质 、设 备和操 作人员入手 ,处理过 程 中采取 的具体措施 如下 : ①位 于偏岩 、孤 石地 层初始位 进 ,并在偏斜处 多次空转扫孔 。
②将 钻头移 除 .从 动力头正 下
#标 段 方观 察钻杆与动 力头键 条 间隙 通 劣影 响 ,而且也给施 工方造 成 巨大 凝 土会 严重 超方 。其 中 ,8
的经济 损失和心理 影响 ,尤其在其 的一个 直径 1 6 .m、深8 m的 孔 8 扫 过 三根键 条是否 与动力头的三组 间
旋挖钻机施工工法及技术(三一集团)

筒钻
操作注意事项:
钻满时即可提钻,提钻时一定要慢速,因该钻头有内出刃,不 取心钻头也有可能取出岩心或大漂石,如取不出也属正常,因它主 要是形成一切削自由面,以便再下捞砂斗或螺旋钻头钻取。
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钻 具——离心卸渣钻具
土层离心卸渣钻斗(CSB) 离心卸渣钻具是一种小孔钻具, 适用于粘土、软土和泥质胶结岩层。 离心卸渣钻具被分为 CSB (土层离 心卸渣钻斗)、 CRB (岩层离心卸 渣钻斗) 和CCB(离心卸渣岩芯钻) 三种类型。
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扩底钻头
操作规程及使用注意事项
检查钻头收缩与张开是否灵活。将钻头吊起然后缓缓放下扩底钻头的扩 底翼将随之收缩和张开,反复数次使钻头动作灵活。
根据工程所需的最大扩底直径确定其行程。将钻头提起使其处于收缩状 态然后再缓缓放下使钻头处于扩底直径,记下两种状态上方管在下方管的位 置差,此差值为扩底行程。 扩底时应逐渐撑开扩刀,随时注意观察动力设备运转情况,及时调节扩 孔刀片的切削土量,防止出现超负荷现象。 由于扩底钻头本身没有清渣机构,所以每次扩底进尺约为总行程的1/3 即要提钻,或靠钻头底部托盘将部分岩粉带出或下捞砂斗将岩粉捞出或下螺 旋钻头捞取孔底钻渣,完成一次扩孔一般需要3~4次提出钻头。
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扩底钻头
如提取扩底钻头时遇阻或收回机构不灵活,严禁强行提钻,需在孔底 不加压的情况下正反转几次即可提出。如遇漂石应停钻,待使用其它方法把 漂石取出后再继续操作。 因粘性土会包住收回机构造成无法收回,一般不推荐钻头在该地层中 钻进;如确需如此,可在孔中适量加水,提钻之前在孔底空转钻具数圈有可 能解阻。 提升钻具时,必须将扩刀完全收拢。每提出钻头后应立即检查开合机 构是否灵活和切削齿是否损坏,有问题检修正常后再下孔。 扩底工作完成后,应立即进行清孔和灌注混凝土,以防桩孔垮塌。
三一旋挖钻机工法讲座(7)——岩溶地质的旋挖钻机成孔施工工法

钻机 。 击钻成 孔用时在1 ~2 天 回旋钻 向结构 ( 中 0 0 并配合合理的钻机操作 方式 ) .能够
机在施工至距成: 3 O  ̄ O mm时无法钻 进 ,宣告 在 一定程 度上预防卡钻 。图2 为导 向结构 L —3 失败而撤场 。 改进前 后的对比。
解决措施
灰岩岩溶地质的施工难点主要在于地质条 地 层中选 用螺旋钻头 的时候 ,要求螺旋钻头
件的复杂性和施工 中不可预见的因素太 多 因 最大边齿要较普通型增 加齿数 ,并且螺旋钻 此前 期勘察 中 ,溶洞情况 掌握 准确 与否直接 头较 普通型增加无齿叶 片以实现导向的加强 关系 到施 工方案 的选 择及施 工能否成功 。 现场正在施 工的有5 中 台 击钻 和1 回转 台 作 用。 ① 筒 钻 、捞砂 钻头改进 :通过增 加导
而下主要为 :0 4 ~2 m为粉质粘 土 ,2 ~2 m 4 6 为硬岩 ,2 ~3 .m为溶洞 ,从3 .m开始 6 O5 05
为微风 化灰岩 。硬岩强度较 高 ,其 中强风化
灰岩地基承 载力4 0 P ,弱风化灰岩地基承 0ka
图4 增加最大外径钻齿 的螺旋钻 头
载 力8 0 P 。溶洞较 大 ,实际洞高约6 0ka m,横
填 准备好的辅料 。
② 斜孔 :正确选 用钻头 或改进 钻头 注意操作 方式的正确性 。
解决效果
图5 未开排 浆孔前的钻具
成 孔 顺 利 。 成 孔 时 间 仅 仅 用 了 不 到
2 h 且过程 中没有 出现斜孔 、卡钻 以及 漏 0 浆等 常见事故 。灌注超方2m。 0 ,钢筋笼下放
粒。
案 ,比如 更 改孔位 、更改 桩 身设计 ,或者
三一旋挖钻机工法讲座(2)——厚回填土地层的旋挖钻机施工工法

常规 的护壁 方式 主要是 两种 :
孔 过 程 和 成 孔 后 都 有 不 同 程 度 的 塌 泥浆护壁和全护筒护壁 。泥 浆护壁 要根据回填土的种类和地层的性质
方 。三一工法研究院接到客户的工 操作较简单 ,施工成本较低 在大 配 置 钻机 和采 用 相 应 的施 工 工 法 。
图1 施 工场 景
图2 旋挖钻机正在卸渣
图3 卸除的回填物 图4 钻孔的孔壁
旋挖钻机 工法讲座( 2 )
厚 回填 土 地层 的旋 挖 钻机 施 工 工 法
邢树兴
( 三~ 工法研 究院 ,北 京 120 ) 0 2 6
回填土地层在我 国广 为分布 , 及平地 空间有 限的山区更为常见 。 限 所 以人工 回填洼地较 为普遍 ,
后再 正 转 ;能 转 动且 有 进 尺 ,就 钻 入后 ,再进行钻进 。使用护筒驱动器
进 否 则继续 正反 转交替作业。如 可 以 实现 此 功 能 ,对 于 厚 回填 土 地
果长 时 间不 进 尺 ,需 要 把钻 头提 升 层 .钻 进 阻 力 很 大 ,要 一 边 钻 进 , 的密 集 程 度 、块 石 的数 量 和 位 置 。
法 支 持 请 求 后 ,第 一 时 间 派 遣 工 法 石块不太大并且有粘土充填 的情况 工 程 师赶 赴 现 场 进 行 施 工 支 持 。 厚 回填 土 地 层 钻进 工 法 是 近 几
下 可 以使用泥浆护壁 ;全护筒护 年 来 北 京 三 一 工 法 研 究 院 结 合 三 一
回填土地层 的工程地质 条件极 布 ,回填物种类繁 多 ,性质相 差很
悬 殊 。在 采 用 旋 挖 钻 机 成 孔 时 ,需
型 三 一入 岩 旋 挖 钻 机 ,见 图 1 。
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三一重工(600031)产品之旋挖钻机<旋挖钻机施工工法通用规程>旋挖钻机施工工法通用规程黎中银[1] [2] 夏柏如[1] 邵良清[2] 王宏伟[2][1]中国地质大学(北京),[2]北京市三一重机有限公司旋挖钻机作为基础工程机械中的新型机种,经过几年的推广应用,目前已被大量应用于公路及铁路、桥梁、水利工程、城市建筑工程等桩基工程之中。
由于其高效、节能、低噪声、低污染、地层适应性较广等优点、受到越来越多的施工单位的青睐。
但是由于至今尚未颁布国家或行业的旋挖钻机施工工艺规范,对于新进入该施工行业的业主,在工程实践中往往遭遇很多困扰。
北京市三一重机有限公司作为国内旋挖钻机的龙头企业,在开发制造和销售大量产品的同时,致力于走产学研结合的道路,与国内外的地质施工专家进行了大量的旋挖钻工法及施工工艺的研究和实践。
本通用规程就是这些探索的总结,希望能对施工界带来一些有益的帮助。
一、施工准备----资料准备:(1)开工前应有相关部门提供的该工程的地质勘察报告、水文地质资料、桩基工程施工图及图纸会审资料。
(2)施工现场环境和邻近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物、危险建筑物、精密仪器车间等的调查资料。
(3)主要施工机械及其配套设备的技术性能资料,所需材料的检验和配合比试验,对所需的材料必需作材料的物理性能试验,并委托有资质的试验室根据所用的原材料作好混凝土的配合比试验。
(4)有效的桩基工程的施工组织设计或施工方案,有关载荷、施工工艺的试验参考资料。
二、研究工程地质情况做好全面的施工准备,施工前对工程的地质、水文情况进行研究是必需的。
这对以后施工组织安排和效益预测等有相当帮助。
1:对工程地质的可钻性分析:工程地质可钻性分为土壤可钻性分析及入岩可钻性分析两个方面.⑴土壤可钻性分析,包括地质硬度小于5Mpa以下的工程地质情况,其分析时应了解的相关参数一般为水文地质结构参数等土性指标。
此时土壤的可钻性主要表现为土壤颗粒脆性断裂可切削能力,所使用的斗齿必须是具有锋快楔入能力的线式刃口刀具。
⑵入岩可钻性分析,应考虑岩石的成因和种类,岩石颗粒的大小和形状、岩石的构造及裂隙发育情况,胶结的性质及胶结形式等等。
一般应了解岩石的压入硬度、研磨性、弹塑性三个方面的指标。
此时,岩石的可钻性主要表现为岩石颗粒的可剪切断裂破碎能力。
岩石破碎的典型方式有两中:脆性剪切碎岩和动载冲击碎岩。
①脆性剪切碎岩广泛使用于岩石裂隙发育充分的地质情况,其机理是在岩石颗粒边界处利用两向力即加压力和扭矩或多维应力共同作用产生搓碾剪切从而导致岩石破碎的一种准静载破岩方式。
常用的碎岩工具应具有点式或圆球形切削刃面。
例如装有子弹头的短螺旋钻头,嵌岩筒钻等等都是较常用的有效工具。
②动载冲击碎岩是利用冲击器的冲击能来加速岩石颗粒边界处裂隙的发育和增大岩石脆性从而实现快速断裂碎岩的一种方式。
相对其它碎岩方式来说,具有单位体积比能耗小,破岩效率高的优势。
常用的方式有振动锤、振动镐、冲击锤,落锤、牙轮钻头、爆破器、射流冲击器等。
气举反循环全断面破岩成孔工法兼具脆性剪切破岩和动载冲击碎岩的一些基本特征,详情见后述章节。
2:编制施工作业指导书编制施工作业指导书的目的是为了制订施工时护壁稳定、提高作业效率及降低工程成本的最优方案,一般应从硬件配置和参数设计两个方面来考虑。
①硬件配置:针对不同的地质情况,应该对钻杆、钻具、斗齿、护筒、泥浆、清孔工具、监理检测等施工机械与设备进行选择和优化。
一般来说,一台钻机至少要配置机锁钻杆和摩擦钻杆各一只且配备若干数量的钻具、斗齿、护筒等等。
②参数设计:针对不同的地质情况和施工设备,优化考虑施工的方式、钻进参数、质量控制措施等等。
如是否采用接力钻削,土壤切削、岩石钻削时加压方式,钻进扭矩,钻头转速,进尺速度,监理检测质量控制指标等等。
详情见后述章节。
三、施工机械与设备旋挖钻机、起重机、电焊机、泥浆泵、测量仪器(如全站仪、水准仪)等机械设备须有出厂合格证。
中小型等机具的要求(1)起重机:机体安装坚实平稳,各类离合器、制动器、钢丝绳、防护罩必须安全、可靠有效;操作手应持证上岗;(2)手持电动工具:必须单独安装漏电保护器;防护罩安全有效;外壳必须有接地或接零;橡皮线不准破损。
(3)电焊机:有可靠的防雨措施;有良好的接地或接零保护;一、二次线接线处应有齐全的防护罩;二次线应使用线鼻子;配线不许乱搭、乱拉,焊把绝缘良好;焊工持证上岗。
(4)气瓶:各类气瓶有明显的色标和防震圈,不准在露天曝晒;乙炔气和氧气瓶距离应大于5m;乙炔气瓶在使用时必须装回火防止器;皮管应用夹头紧固;操作人员必须持证上岗。
(5)泥浆泵三台:3千瓦一台,也可选用潜水泵;7.5千瓦一台;12.5千瓦一台。
水管与泥浆管根据现场所需购置,管径根据每台泵出水口配置。
四、场地布置、桩孔位置的确定根据设计要求合理布置施工场地,必须落实四通一平,即路、水、电和通信通;先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实。
在进行场地整平后,组织有资格的测量放样人员,将所有桩位放出,钉好十字保护桩,做好测量复核,并记录放样数据备案;规划行车路线时,使便道与钻孔位置保持一定的距离;以免影响孔壁稳定;施工场地为旱地而且在施工期间地下水位在原地面以下时,将场地平整夯实,清除杂物;场地位于浅水时,采用筑岛后在顶面安置钻机,筑岛顶面高出施工水位1.0m左右;钻机底盘不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷;钻机的安置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。
1桩位放样:按“从整体到局部的原则”进行桩基的位置放样,进行钻孔的标高放样时,应及时对放样的标高进行复核。
采用全站仪准确放样各桩点的位置,使其误差在规范要求内。
2、钻机就位钻机就位时,要事先检查钻机的性能状态是否良好。
保证钻机工作正常。
保证桩位附近平整,把钻机开到桩位旁,螺旋钻头的尖端正对桩位标注点。
钻机停位回转中心距孔位在3~4.5m之间。
在允许的情况下,变幅油缸尽可能将桅杆缩回,这样可以减小钻机自重和提升下降脉动压力对孔的影响。
检查在回转半径是否有障碍物影响回转。
3、埋设钢护筒在准确放样的前提下埋设护筒,应符合埋设护筒的方法和要求,如果钻孔是在陆地上进行的,则一般采用挖坑法,比较简单易行。
钢护筒埋设工作是旋挖钻机施工的开端,钢护筒平面位置与垂直度应准确,钢护筒周围和护筒底脚应紧密,不透水。
埋设钢护筒时应通过定位的控制桩放样,把钻机钻孔的位置标于孔底。
再把钢护筒吊放进孔内,找出钢护筒的圆心位置,用十字线在钢护筒顶部或底部,然后移动钢护筒,使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。
同时用水平尺或垂球检查,使钢护筒垂直。
此后即在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土,要分层夯实,达到最佳密实度。
以保证其垂直度及防止泥浆流失及位移、掉落,如果护筒底土层不是粘性土,应挖深或换土,在孔底回填夯实300-500mm厚度的粘土后,再安放护筒,以免护筒底口处渗漏塌方,夯填时要防止钢护筒偏斜。
护筒上口应绑扎木方对称吊紧,防止下窜。
在易缩径的淤泥质粘土和易垮孔的松散杂填土地层和沙层以及严重透水地层必须使用长护筒或全护筒护壁,下护筒的方式有两种:1、振动锤下护筒:用汽车吊或履带吊吊挂电动或液压振动锤夹持护筒,通过高频振动使护筒周边沙土液化,在护筒重力作用下使护筒插入土层。
该方法的优点是下放和起拔护筒速度快,在成孔时可用干式成孔法或天然水,降低造浆成本。
但在埋设开始时需注意调整护筒的垂直度。
2 动力头驱动器下护筒:利用动力头反正转搓动和加压油缸加压使护筒切入土中。
操作方便,并能确保护筒埋置夯实性,缩短挖坑埋置时间,提高成孔效率。
五、泥浆制备与传统的正反循环钻机相比,旋挖钻机具有成孔速度快的特点,其工艺优点为:(1)孔壁不易产生泥皮。
因为在成孔过程中孔壁一直都受钻斗的刮擦;(2)在孔壁上形成较明显的螺旋线。
这两点有助于增加桩的摩阻力,提高桩的质量。
其缺点为:因为不易形成泥皮,护壁性相对较差,容易缩径、塌孔。
在钻孔灌注桩的施工过程中,为了防止坍孔,稳定孔内水位及便于挟带钻碴,通常采用澎润土制备成泥浆进行护壁。
泥浆护壁是利用泥浆与地下水之间的压力差来控制水压力,以确保孔壁的稳定,所以泥浆的比重在起到保持这种压力差方面具有关键作用。
如果钻孔中的泥浆比重过小,泥浆护壁就容易失去了阻挡土体坍塌的作用;如果泥浆的比重过大,则容易使泥浆泵产生堵塞甚至使混凝土的置换产生困难,使成桩质量难以得到保证。
要充分发挥泥浆的作用,其指标的选取是非常重要的。
就要求在实际工程的施工中,根据工程地质具体情况,合理地控制不同土层中泥浆的指标。
(1)稳定液的原材料:稳定液应具有良好的物理性能、流变性能和稳定性能。
主要指标为密度、粘度、PH值、含砂量等。
其中膨润土的质量标准参见《钻井液用膨润土》SY5060-85。
泥浆用粘土应选择粘粒含量大于50%,塑性指标大于20,含砂量小于5%,二氧化硅与三氧化二铝含量的比值为3-4倍的粘土为宜。
稳定液的主要材料见表1。
表1 稳定液的主要材料表材料名称成分主要使用目的水 H2O 稳定液的主体膨润土或粘土以蒙特土为主的粘土矿物稳定液的主要材料重晶石硫酸钡增加稳定液相对密度CNC 羧甲基纤维素钠盐增加粘性、防止孔壁剥落腐殖酸族分解剂硝基腐殖酸钠盐控制稳定液变质及改善已变质的稳定液木质素族分解剂铬铁木质素磺胺酸钠盐(FCL)碱类 Na2CO3及NaHCO3渗水防止剂废纸浆、棉子、锯末等防止渗水(2)稳定液的配合比应按地基土的性状、钻机和工程条件来定。
一般100L的水需加8kg的膨润土,对于粘性土层,膨润土可降低到3~4kg。
由于情况各异,稳定液的性能指标和配合比,必须根据地层特性、造孔方法、泥浆用途而有所变化(表2)。
表2 稳定液的主要性能指标项目指标膨润土的最低浓度 8%泥浆的最小粘度(500/500ml) 25s失水率的限度(0.3N/mm2)每30min 20mlPH值最高限度 11.0(3)稳定液粘度的选取钻斗钻成孔法为了防止孔壁坍塌,所用稳定液的必要粘度参考值如表3。
表3 钻斗钻成孔法稳定液的必要粘度参考值土质必要粘度(s)(500/500cc)土质必要粘度(s)(500/500cc)砂质淤泥 20-23 砂(N≥20) 23-25砂(N<10 >45 混杂粘土的砂砾 25-35砂(10≤N<20 25-45 砂砾>45六、钻头的类型及选用旋挖钻头实际上就是一个盛土的筒式容器,只是在斗的下侧焊接切削土壤的刀片或刃口。
随着旋挖钻进工艺的推广应用,在遇到沙层、硬岩基层、卵砾石层等各种复杂地层时,不采取特别的措施,旋挖钻机的应用也受到了一定限制。
因此,在施工中应根据不同地质情况,选用合适的钻头和施工工法,这样即可以提高施工效率,节约生产成本,而且在环保、能源消耗、孔内事故等等方面能收到异想不到的效果。