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旋挖钻机成孔施工技术
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旋挖钻机成孔施工技术


摘要:当前用于建筑基础工程里面成孔作业的重要施工机械就是旋挖钻机,它被广泛的运用于市政道路建设、高层建筑和公路桥梁等各种地基基础工程项目中。

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  关键词:旋挖钻施工;旋挖钻机钻孔;质量控制 ,旋挖钻机

  引言:旋挖钻机作为一种新型施工设备,具有高效、节能、低噪音、无污染、适应地层较广泛等这些无可厚非的优点,深得越来越多的运用。成孔质量的控制是成桩质量的保证。

  1.旋挖钻机质量控制措施

  1.1旋挖钻机桩位放样:

  根据设计院提供的图纸,结合现场测量桩、水准点,用仪器准确的定测出桩位,拉设十字控制桩,以便护筒埋设准确。桩位及十字控制桩要采取措施保护好。

  1.2旋挖钻机就位:

  钻机就位时,要事先检查钻机的性能状态是否良好。钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移及沉陷。经现场指挥人员确定钻头是否指向桩中心位置,以防止桩偏移,钻机就位必须稳固,调正水平定位,钻头中心与桩位中心误差不大于10mm,采用全站仪观测及机械自带系统双控法控制钻杆的垂直度,以确保钻杆垂直度不大于1%。要检查钻机工作地面基础稳固情况,不稳固的需处理好后方能进行下步工序施工。

  1.3埋设钢护筒:

  护筒埋设往往是旋挖钻机开展施工作业的第一步,钢护筒平面位置及垂直度都要符合规范要求。埋设钢护筒时要保证钻头中心与桩位中心相吻合,用水平尺或垂球检查钢护筒垂直度,用十字控制桩检查钢护筒平面位置,均符合规范要求后在钢护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土并夯实,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。

  1.4泥浆制备与使用:

  旋挖钻机采用静态泥浆护壁,即随着钻孔深度的增加及时向孔内补充配置好的泥浆,通过钻头对泥土的搅拌作用,泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮,对孔壁起到保护作用,防止孔壁坍塌。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。灌注混凝土时将泥浆排除孔外,经处理后循环使用。在砂类土、碎石土或黏土夹层中钻孔,宜采用膨润土泥浆护壁。为了提高粘度和胶体率,选用优质膨润土、碳酸钠、中性羟基纤维素(CMC)配置泥浆。造浆后应试验全部性能指标(粘度、比重、含砂率、胶体率、PH值)。为保证不因泥浆的数量和质量影响成孔速度和成孔质量,每个旋挖机机组一般在一个施工区段(根据现场实际情况确定)配置两个泥浆池。泥浆池根据现场条件开挖,同时设置储浆池、沉淀池并用循环槽连接,用于泥浆的循环净化。钻进时,从泥浆制备池中抽取泥浆至孔内,待灌注混凝土时将泥浆抽回到泥浆沉淀池中,经沉淀除砂后排至泥浆制备池,在泥浆制备池中对泥浆各项指标进行检测,指标不合格的进行处理合格都使用。施工中严禁采用未经处理的废浆、混入混凝土的泥浆、含砂率过大的泥浆。

  1.5旋挖钻机成孔

  (1)旋挖钻机成孔达到设计标高后,对孔深、孔径、孔壁、垂直度等进行检查,不合格时采取措施处理。成孔检查方法常用下探笼方法测孔,简单便捷。经检查合格的桩孔,及时进行下步工序。抽取部份桩进行试桩,试桩时岩石??岩部分采用筒式钻头施工,取出整体岩石部分,对地质情况进行了解和与地勘报告进行比较,确定桩持力层情况(是否有夹层、孔隙、竖缝等),同时进行持力层岩石试压强度试验。

  (2)旋挖钻机钻头运用时应依据土质情况进行判断,若没有地下水时,可运用螺旋钻,钻至设计要求地质时,最后运用清渣桶进行清渣、若有地下水时,钻头可运用可分斗筒式钻,钻头钻入后,切削的土屑进入斗筒内,将斗筒提出孔后进行反向旋转,斗筒从中分为两半,将筒内的粘土抖出后重复钻孔。

  (3)旋挖钻机钻头钻至设计要求的地质层时,告知地质设计代表和监理工程师到场验收,并做好桩孔深度记录,地质设计代表和监理工程师到场确定后再继续钻孔,钻至设计要求的深度,当孔深达到设计要求,由地质设计代表对持力层的渣样进行判断,确保进入持力层的深度满足设计要求后,由地质设计代表、现场监理工程师和施工方一同进行成孔质量验收。

  2.不同地质的成孔过程的质量控制和检测

  2.1软土及淤泥质土:淤泥层很薄时,可向孔内投入大量黏土和20 cm以下的碎石,并运用小于设计桩径的螺旋钻头反复搅动,使黏土与碎石挤入孔壁,以增强孔壁稳定性;当淤泥层很厚时,运用钢护筒支护孔壁,先压入钢护筒后钻孔,以免坍孔与缩孔。泥浆相对密度控制在1.35~1.50之间,采用向孔内注入浓稠新浆或者加入清水来调整泥浆的相对密度。在软弱土层中成孔容易出现缩颈,成孔时,应加大泵量,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。

  2.2黏土或粉质黏土:泥浆相对密度控制在1.3~1.4之间,对黏土层、亚黏土层泥浆相对密度宜控制在1.2~1.3之间。有地下水时,应密切注意是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时,一定能保持足够的泥水压力。

  2.3砂及砂土层:在砂质土中成孔,泥浆相对密度控制在1.3~1.4之间,穿过地下水时,一定使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度,尤其是地下水有压力时,还要能保持足够的泥水压力。在砂层或者粉质黏土层发生坍孔时,可用碎石(小砾石)夹黏土回填到坍孔位置以上,并提升泥浆浓度或者改善泥浆性能,加高孔内水位重新钻孔,属深层坍孔时,可用在坍孔位置灌注低标号水下混凝土加固孔壁的方法处理。

  3.旋挖钻机施工注意事项

  3.1由于旋挖钻机设备较重,施工场地一定要平整、宽敞,还要有一定的硬度,以免旋挖钻机发生沉陷;

  3.2应运用跳挖方式,倒出的渣土距桩孔口最小距离应大于6m,还要及时清除外运;旋挖成孔时,每种机械一定要按既定线路行驶,不得压坏成型桩;

  3.3泥浆初次注入时,垂直向桩孔中间进行入浆,避免泥浆沿着护筒壁冲刷其底部,致使护筒底部土质松散;

  3.4钻孔深度常用专用测绳进行测量,深度须达到设计要求;

  3.5钻机施工中检查钻斗,发现侧齿磨坏,钻斗封闭不严时一定要及时维修;

  3.6应认真分析钻探资料,依据钻探情况做出岩层分布等高线图,按等高线确保成孔深度;

  3.7应根据试成孔确定的参数控制进尺速度;(参数包括地质情况,旋挖钻机的钻头、钻杆选用,加压方式,转速,提钻速度和孔壁稳定性情况,孔底沉渣厚度,稳定液的制备与使用,护筒的设置,成孔时异常情况等;)因粘土层中钻进过深易发生颈缩现象,在钻机施工时应严格一次钻进深度;依据不同地质情况,一定要检测清孔后灌注砼时泥浆性能指标,确定泥浆对孔壁的撑护作用。

  4.结语

  在我国建筑工程施工过程中必不可少的施工技术的就是旋挖钻机,跟着它在建筑施工中的应用越来越广阔的范围,人们对它的重视也越来越重视,不仅增加了研发该技术的力度,还使得其施工效益得到了很大的提升,因而为保证建筑工程施工质量做到了良好的基础。


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