旋挖鑽機有四大施工工藝分為:幹成孔工藝、泥漿靜壓工藝、套管工藝、混凝土造壁工藝
旋挖鑽機是一種适合建築基礎工程中成孔作業的施工機械.廣泛用于市政建設、公路橋梁、高層建築等地基礎施工工程,配合不同鑽具,适應于幹式(短螺旋),或濕式(回轉鬥)及岩層(岩心鑽)的成孔作業,旋挖鑽機具有裝機功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活,施工效率高及多功能特點。
旋挖鑽機适應我國大部分地區的土壤地質條件,使用範圍廣,基本可滿足橋梁建設,高層建築地基礎等工程的使用.目前,旋挖鑽機已被廣泛推廣于各種鑽孔灌注樁工程。因此對旋挖鑽機的施工工藝進行技術上探讨有着十分重要的意義。
幹成孔工藝
一、幹成孔特點
1由于地質堅固密實,鑽進時無需其他輔助成孔材料或者設備,直接鑽進即可。幹成孔工藝是旋挖施工中最簡單的工藝,其特點是:工藝簡單、施工成本低。
2幹成孔工藝針對硬塑、堅固的地質,有無地下水均可,但最好沒有地下水。在采取幹成孔工藝前,必須掌握岩土及地下水狀況,以不塌孔為前提。
二、幹成孔優缺點
1幹成孔缺點:雖然無需擔心塌孔問題,但由于失去水和泥漿的潤滑軟化、降溫及緩沖,某些地層鑽進阻力提升,特别是密實的幹土、粗砂層尤為明顯,出現倒渣困難,加劇鑽齒損耗及鑽杆振動。
2幹成孔優勢:除了工藝簡單、施工成本低外,在特定地質情況下,由于泥岩遇水軟化,泥漿潤滑,形成打滑、塞齒及湖底現象。而幹成孔可消除上述現象,提升剪切破碎效率。
泥漿靜壓工藝
1泥漿靜壓作用
泥漿壓強支撐孔壁,防止孔壁出現縮徑、塌孔、埋鑽等施工質量問題及事故。
2泥漿三項指标
1、泥漿壓強
2、泥漿護壁
3、含砂率
4、泥漿三件套:泥漿比重計、泥漿黏度計、含砂率測定計。
3泥漿其他作用
泥漿比重、黏度及含砂率是泥漿作用中的重要參數,是保護成孔質量及設備人員安全的保障。但除了支撐和護壁,泥漿還有其他多項作用,在不同地質及地下水工況下,分别起到不同作用,包括:懸浮、潤滑、降溫、減震、浮力和軟化等。
4造漿素材配合比
1、泥漿配合比:以膨潤土為造漿護壁工藝,原材料為水、膨潤土、纖維素和火堿;配合比為100:8:0.05~0.1:0.1~0.5。
2、無固相鑽井液:聚合物泥漿是以多種單體或共聚物為基礎人工合成的集合電解質,系有機高分子聚合物材料。常見的聚合物泥漿産品形式分固體和液體,液體形式主要為反相乳液材料;固體形式又分為顆粒狀和粉末狀;按照溶解速度又分為普通型和速溶型。聚合物泥漿在水中充分溶解後呈半透明糊狀,用量極少,屬于輕質泥漿,比重一般小于1.08,黏度大、滲透力強,可以有效調節泥漿的流變性,能夠快速沉澱孔内鑽屑,在孔壁周圍經過滲透和膠聯形成一層薄透明糊狀保護層,有效提高鑽進速度,防止井漏和孔壁坍塌,減少鑽具磨損,保持井徑規則。
5不同類型泥漿應用
由于地質類型多樣性,層厚及埋深變化,以及地下水位豐富狀況的不同,因此不同的地質及地下水需求的泥漿不同。
套管工工藝
一、護筒
1、護筒作用:保護樁孔、設備及人員的安全。根據岩土及地下水狀況确定護筒長度,一般護筒長度介于2M~4M之間,護筒直徑通常大于樁徑200MM;
2、下護筒方式:擴孔器、鑽鬥、特殊工裝、震動錘;
3、控制要求:埋設護筒的垂直度及中心偏差。
二、套管
套管驅動器、搓管器或全回轉鑽機,以及震動錘埋設套管、旋挖鑽鬥在套管内跟管式鑽進。套管工藝可以取代泥漿護壁靜壓工藝,适用于咬合樁、斜樁、不穩定地層及戶外施工、資源局限(沒有水電)、城市環保施工等。
1、套管作用:同啊關強度支撐孔壁防止塌孔;套管長度實現強制導向,防止偏孔;套管密封性防護地下水。
2、套管構造:
①驅動盤:驅動盤通過螺栓與動力頭驅動套筒底口連接,實現結構過渡,作用是傳遞扭矩與加壓力。
②連接盤:連接盤通過銷軸與驅動盤連接,并預留與護筒驅動器連接銷軸。
③套管驅動器:護筒驅動器上部通過銷軸與連接盤連接,下部與套管連接。護筒驅動器直徑需與套管直徑相符;護筒驅動器下部有定位凹槽及止口,便于與套管對接。護筒驅動器的作用是将扭矩和加壓力傳遞給套筒及筒靴。
④套管:套管上端通過銷軸可與護筒驅動器或套管連接,套管下端可與套管或筒靴鍊接。
⑤連接銷:錐形環和絲環固定在套管上,套管對接定位後,承托環安裝密封圈扭入絲環及錐形環,實現連接。
⑥筒靴:筒靴前端鑲嵌合金鑽齒,通過旋轉及軸壓,環切各類地層及岩石,減緩埋設套管阻力,提升套管鑽入能力。
3、下套管方式:套管驅動器、搓管機、全回轉鑽機
4、适用工況:城市施工、野外施工
5、适用地質:淤泥層、松散地層、大粒徑孤石、無充填物溶洞、特殊基礎(咬合樁、斜樁)
混凝土造壁工藝
旋挖鑽機混凝土造壁工藝,不屬于正規旋挖工藝,這種被動安全工藝,相對于泥漿靜壓和套管工藝主動安全相比滞後,具有一定作業風險。
一、混凝土造壁作用
通常在高原、山區、回填土及溶洞施工時,由于地下水不豐富或者沒有地下水,或者水資源缺乏,采用幹成孔工藝施工時,孔内出現偏孔、局部塌孔,向孔内回填C15混凝土,将孔内異常部位回填,在混凝土達到初凝強度後,使用截齒筒鑽取芯鑽進。
向偏孔中回填砼可修複偏孔,向局部塌孔位置回填砼,局部産生護壁層;中空溶洞回填砼,填充溶洞并鑽進導向,防止卡夾鑽及偏孔。
二、混凝土造壁應用
1、溶洞地質
2、偏孔
3、局部塌孔
三、混凝土造壁注意事項
1、滞後:混凝土護壁處理溶洞、偏孔時具有一定優勢,但處理局部塌孔時,由于滞後問題,如果鑽鬥在孔底出現塌孔,很可能造成埋鑽,實際施工中也發生過類似事故。因此,在采取混凝土護壁時,應充分做好防範準備,全面了解地質及孔内情況,在有絕對把握時,再采取此工藝。
2、費用:由于大量使用混凝土,因此,在簽訂合同時,回填混凝土及灌注超方由甲方項目部承擔。
3、施工效率:使用砼護壁,待達到初凝狀态需要時間,因此造成單孔間斷施工,降低了施工效率。
施工前期準備
1、技術準備:工程開工前,由項目總工組織全體施工人員進行技術交底工作,針對關鍵工序、主要技術要求、質量标準、質量目标提出具體要求,并對重要崗位人員進行 崗前安全培訓。
2、施工保障
①、開工前做好設備進場、安裝、調試等準備工作。
②、開鑽前應複核每根樁的坐标,複核無誤後方可進行測量放線工作。
③、按本标段總體平面布置提前做好供水、供電、施工便道、臨時設施及材 料堆場等的布置安排。
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