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旋挖钻机四大施工工艺
发布时间:2019-02-20 15:52 来源:恒旺集团 阅读:
 
四大施工工艺分为:干成孔工艺、泥浆静压工艺、套管工艺、混凝土造壁工艺
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  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.广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程,配合不同钻具,适应于干式(短螺旋),或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业,旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活,施工效率高及多功能特点。旋挖钻机适应我国大部分地区的土壤地质条件,使用范围广,基本可满足桥梁建设,高层建筑地基础等工程的使用.目前,旋挖钻机已被广泛推广于各种钻孔灌注桩工程。因此对旋挖钻机的施工工艺进行技术上探讨有着十分重要的意义。

干成孔

 

 

一、干成孔特点

 

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由于地质坚固密实,钻进时无需其他辅助成孔材料或者设备,直接钻进即可。干成孔工艺是旋挖施工中最简单的工艺,其特点是:工艺简单、施工成本低。

 

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干成孔工艺针对硬塑、坚固的地质,有无地下水均可,但最好没有地下水。在采取干成孔工艺前,必须掌握岩土及地下水状况,以不塌孔为前提。

二、干成孔优缺点

 

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干成孔缺点:虽然无需担心塌孔问题,但由于失去水和泥浆的润滑软化、降温及缓冲,某些地层钻进阻力提升,特别是密实的干土、粗砂层尤为明显,出现倒渣困难,加剧钻齿损耗及钻杆振动。

 

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干成孔优势:除了工艺简单、施工成本低外,在特定地质情况下,由于泥岩遇水软化,泥浆润滑,形成打滑、塞齿及湖底现象。而干成孔可消除上述现象,提升剪切破碎效率。

泥浆静压

 

 

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泥浆静压作用

  泥浆压强支撑孔壁,防止孔壁出现缩径、塌孔、埋钻等施工质量问题及事故。

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泥浆三项指标

  1、泥浆压强

  2、泥浆护壁

  3、含砂率

  4、泥浆三件套:泥浆比重计、泥浆黏度计、含砂率测定计。

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泥浆其他作用

  泥浆比重、黏度及含砂率是泥浆作用中的重要参数,是保护成孔质量及设备人员安全的保障。但除了支撑和护壁,泥浆还有其他多项作用,在不同地质及地下水工况下,分别起到不同作用,包括:悬浮、润滑、降温、减震、浮力和软化等。

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造浆素材配合比

  1、泥浆配合比:以膨润土为造浆护壁工艺,原材料为水、膨润土、纤维素和火碱;配合比为100:8:0.05~0.1:0.1~0.5。

  2、无固相钻井液:聚合物泥浆是以多种单体或共聚物为基础人工合成的集合电解质,系有机高分子聚合物材料。常见的聚合物泥浆产品形式分固体和液体,液体形式主要为反相乳液材料;固体形式又分为颗粒状和粉末状;按照溶解速度又分为普通型和速溶型。聚合物泥浆在水中充分溶解后呈半透明糊状,用量极少,属于轻质泥浆,比重一般小于1.08,黏度大、渗透力强,可以有效调节泥浆的流变性,能够快速沉淀孔内钻屑,在孔壁周围经过渗透和胶联形成一层薄透明糊状保护层,有效提高钻进速度,防止井漏和孔壁坍塌,减少钻具磨损,保持井径规则。

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不同类型泥浆应用

  由于地质类型多样性,层厚及埋深变化,以及地下水位丰富状况的不同,因此不同的地质及地下水需求的泥浆不同。

套管工

 

 

护筒

  1、护筒作用:保护桩孔、设备及人员的安全。根据岩土及地下水状况确定护筒长度,一般护筒长度介于2M~4M之间,护筒直径通常大于桩径200MM;

  2、下护筒方式:扩孔器、钻斗、特殊工装、震动锤;

  3、控制要求:埋设护筒的垂直度及大发11选5偏差。

套管

  套管驱动器、搓管器或全回转钻机,以及震动锤埋设套管、旋挖钻斗在套管内跟管式钻进。套管工艺可以取代泥浆护壁静压工艺,适用于咬合桩、斜桩、不稳定地层及户外施工、资源局限(没有水电)、城市环保施工等。

  1、套管作用:同啊关强度支撑孔壁防止塌孔;套管长度实现强制导向,防止偏孔;套管密封性防护地下水。

  2、套管构造:

  ①驱动盘:驱动盘通过螺栓与动力头驱动套筒底口连接,实现结构过渡,作用是传递扭矩与加压力。

  ②连接盘:连接盘通过销轴与驱动盘连接,并预留与护筒驱动器连接销轴。

  ③套管驱动器:护筒驱动器上部通过销轴与连接盘连接,下部与套管连接。护筒驱动器直径需与套管直径相符;护筒驱动器下部有定位凹槽及止口,便于与套管对接。护筒驱动器的作用是将扭矩和加压力传递给套筒及筒靴。

  ④套管:套管上端通过销轴可与护筒驱动器或套管连接,套管下端可与套管或筒靴链接。

  ⑤连接销:锥形环和丝环固定在套管上,套管对接定位后,承托环安装密封圈扭入丝环及锥形环,实现连接。

  ⑥筒靴:筒靴前端镶嵌合金钻齿,通过旋转及轴压,环切各类地层及岩石,减缓埋设套管阻力,提升套管钻入能力。

  3、下套管方式:套管驱动器、搓管机、全回转钻机

  4、适用工况:城市施工、野外施工

  5、适用地质:淤泥层、松散地层、大粒径孤石、无充填物溶洞、特殊基础(咬合桩、斜桩)

 

混凝土造壁

 

 

旋挖钻机混凝土造壁工艺,不属于正规旋挖工艺,这种被动安全工艺,相对于泥浆静压和套管工艺主动安全相比滞后,具有一定作业风险。

一、混凝土造壁作用

  通常在高原、山区、回填土及溶洞施工时,由于地下水不丰富或者没有地下水,或者水资源缺乏,采用干成孔工艺施工时,孔内出现偏孔、局部塌孔,向孔内回填C15混凝土,将孔内异常部位回填,在混凝土达到初凝强度后,使用截齿筒钻取芯钻进。

向偏孔中回填砼可修复偏孔,向局部塌孔位置回填砼,局部产生护壁层;中空溶洞回填砼,填充溶洞并钻进导向,防止卡夹钻及偏孔。

二、混凝土造壁应用

1、溶洞地质

2、偏孔

3、局部塌孔

三、混凝土造壁注意事项

  1、滞后:混凝土护壁处理溶洞、偏孔时具有一定优势,但处理局部塌孔时,由于滞后问题,如果钻斗在孔底出现塌孔,很可能造成埋钻,实际施工中也发生过类似事故。因此,在采取混凝土护壁时,应充分做好防范准备,全面了解地质及孔内情况,在有绝对把握时,再采取此工艺。

  2、费用:由于大量使用混凝土,因此,在签订合同时,回填混凝土及灌注超方由甲方项目部承担。

  3、施工效率:使用砼护壁,待达到初凝状态需要时间,因此造成单孔间断施工,降低了施工效率。

施工前期准备
 
 

  1、技术准备:工程开工前,由项目总工组织全体施工人员进行技术交底工作,针对关键工序、主要技术要求、质量标准、质量目标提出具体要求,并对重要岗位人员进行 岗前安全培训。  

  2、施工保障

  ①、开工前做好设备进场、安装、调试等准备工作。

  ②、开钻前应复核每根桩的坐标,复核无误后方可进行测量放线工作。

  ③、按本标段总体平面布置提前做好供水、供电、施工便道、临时设施及材 料堆场等的布置安排。


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