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旋挖钻机施工

  • 所属分类:旋挖钻机施工

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  • 发布日期:2015/10/05
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详细介绍

旋挖钻机施工


      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.主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工,在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用,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.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,可以满足各类大型桩基础施工的要求。目前,旋挖钻机已被广泛推广于各种钻孔灌注桩工程。


    旋挖桩机施工工艺

旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。


工艺流程

(一)放样定位

工程开工前,根据轴线及桩位布置情况,在场地内建立测量控制网,然后依据控制网测放各桩位中心点。

(二)旋挖机就位

钻机就位必须稳固、周正、水平,定位,钻头中心与桩位中心误差不大于10mm。

(三)埋设护筒

护筒直径应比桩孔直径大200mm,长度应满足护筒底进入黏土层不少于0.5m 的要求,护筒顶端高出地面0.3m,护筒埋设的倾斜度控制在1%以内,护筒埋设偏差不超过30mm,护筒四周用黏土回填,分层夯实。


(四)旋挖机成孔


结合以往施工经验,我方采用现代工具旋挖机进行成孔:在护筒埋设并定位后,使用SR-250 型转挖机钻进,该钻机扭矩大,转速高,成孔效率高,适合在中风化层中钻进。


钻机在就位时应重新测量、定位,在成孔过程中采用泥浆护壁。利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆,根据实际需要可对泥浆的比重进行调节,在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2~1.3 之间,泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮,它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用,防止孔壁坍塌。通过成孔施工,泥浆护壁效果比较好,完全可以满足施工的需要。可通过掏渣筒掏渣以及给孔内加清水的方法来调节泥浆的比重,根据实际施工需要,泥浆比重一般控制在1.3 以上,这样有利于钻进和孔壁的稳定。


(五)清孔


在钻机钻至设计孔深后,将钻头降至孔底,慢转,重点是清出扩大头扩出的余泥。


(六)钢筋笼制作与安放


1.钢筋笼制作


钢筋笼在现场分节制作,主筋与加强筋全部焊接,螺旋筋与主筋采


用隔点焊加固,钢筋笼制作符合设计要求外,还应符合表2 规定。


制作好的钢筋笼,即进行逐节验收,合格后挂牌存放。


2.钢筋笼孔内安放


钢筋笼长(超过16m)在孔口焊接,单面焊10d,焊缝高度≥0.3d,焊缝宽度≥0.7d。两段笼子应保持顺直,同截面接头不得超过配筋的50%,间距错开,不少于35d。钢筋焊接完好后,应缓慢下放入孔内,严禁砸笼。


(七)下导管


1.导管的选择

采用丝扣连接的导管,其内径φ250~φ280,底管长度为4m,中间每节长度一般为2.5m。在导管使用前,必须对导管进行外观检查、对接检查。

(1)外观检查:检查导管有无变形、坑凹、弯曲,以及有无破损或裂缝等,并应检查其内壁是否平滑,对于新导管应检查其内壁是否光滑及有无焊渣,对于旧导管应检查其内壁是否有混凝土粘附固结。

(2)对接检查:导管接头丝扣应保持良好。连接后应平直,同心度要好。

经以上检验合格后方可投入使用,对于不合格导管严禁使用。导管长度应根据孔深进行配备,满足清孔及水下混凝土浇筑的需要,即清孔时能下至孔底;水下浇筑时,导管底端距孔底0.5m 左右,混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。


2.导管下放

导管在孔口连接处应牢固,设置密封圈,吊放时,应使位置居中,轴线顺直,稳定沉放,避免卡挂钢筋笼和刮撞孔壁。


(八)混凝土浇筑

1.混凝土车搅拌运输;混凝土坍落度控制在18~22cm;用搅拌车混凝土直接到孔口倒入料斗内。

2.水下混凝土浇筑:浇筑前,对不同直径、深度的桩孔分别计算出混凝土浇筑初灌量。施工中要保证浇筑初灌量。浇筑时导管埋深控制在2~6m,拆管前专人测量孔内混凝土面,并做记录,浇筑混凝土接近桩顶标高时,应控制最后一次浇筑量,确保桩顶标高符合设计要求。

3.试块制作:在浇桩过程中,随机抽取1~2 盘混凝土做试块,每支桩应做一组试块,制作好的试块在12h 后拆模,放置静水中养护。试块评定采用数理统计法评定。

(九)起拔护筒

混凝土浇筑结束后,即起拔护筒,并将浇筑设备机具清洗干净,堆放整齐。

(十)回填桩孔

桩孔混凝土浇筑完成后,应将上部未灌混凝土部分利用场地内护筒、沟、池、槽开挖出来的泥土、矿渣等进行回填,回填满后,用混凝土重新将孔口封住,变成整块硬地坪场地。


成孔内容

1.成孔前:需对钻具参数进行标定,包括钻头高度、直径、主杆长度、加杆长度、孔口及平台标高、孔底标高。

2.在钻进过程中应记录以下参数:泥浆比重、黏度、钻进速度、转速及进尺速度,各地层钻进异常情况描述。

3.终孔孔深及时记录,调节泥浆比重与时间记录,测量孔深记录,提钻时间记录。

 旋挖桩机施工

旋挖钻机处在流砂层时正确的施工方法


     流砂层是旋挖钻机施工中常见的一种不良工况,多为接近于流体状态的砂粒土层。砂粒土的矿物成分以石英,长石及云母等原生残余矿物为主,其塑性极低或无塑性。砂类土一般都没有连结,呈单粒结构,透水性强、压缩性低,且压缩过程甚快,内摩擦角较大,承载力较高。

主要材质:304、316、304L、316L、310S、201、202、321等。


旋挖钻机


    粉砂、细砂、砾砂层等地层受结构松散、地下水位高、抗剪强度较差的影响,工程施工中特别容易发生潜蚀,塌孔等现象,造成扩径、超方、泥浆含砂量高、沉渣层过厚等施工质量问题,甚至会发生局部坍塌或桩孔整体坍塌,进而埋钻等严重后果。在该地层施工最安全的方法是采用全护筒,但由于代价昂贵,很难在国内使用。在目前国内现有条件下,只能通过有效使用泥浆护壁和改进钻进操作方法等工艺手段,来防止事故发生,最大程度降低事故出现率,提高成孔合格率


    解决塌孔问题主要在于防止初始塌孔的形成,防止发生连续塌孔的恶性循环,即:解决塌孔主要在于防,而不是在于救。


1、合理调配泥浆,针对流塑地层的特点,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,泥浆的配比可按照如下方案:


水:膨润土:CMC:纯碱=1000:140:2.5:4,并加入少许粘土搅拌均匀后,控制泥浆容重在1.20左右,粘度不小于45s,PH〉8。尤其值得注意的是:在泥浆池中加入膨润土、纤维素、纯碱后需静置一段时间(24小时),待膨润土完全水合后,在泥浆池中倒入粘土,用长臂小挖掘机充分搅拌。且在开钻前2小时用小挖掘机再次搅拌,开钻前检测所配置的泥浆是否达到要求(挖掘机搅拌过程中应时刻注意测量泥浆各参数值,达到工程所需值后即可停止搅拌),否则再向泥浆池中酌情添加原料;


2、在钻头上设置通气孔,保证提钻过程中钻头上下泥浆流动,防止出现提钻过程中的真空现象;


3、保持泥浆液面高出地下水水面2~3m,可以通过加高护筒或在孔周围设置粘土坝来实现;


4、调整操作方式:控制泥浆液面,并在钻孔过程中始终保持距护筒上边缘30~40cm。(特别在提钻时)。钻至软土及砂层时:软土和砂土层为易塌孔地层,操作时要尽量注意减少对孔壁的冲刷和扰动,操作方法严格遵循“三慢”原则:即提、放钻及钻进转速慢,通过严格控制钻具的运动速度,来减少泥浆对孔壁的扰动,并为泥皮形成留足时间;地面观察:时刻关注泥浆液面,当发现泥浆液面突然下降且大量泡沬涌出时,可判断出现局部塌方,应立即停止钻进并保证在钻斗斗底打开的情况下,缓慢地提升钻头,防止因扰动而引起二次塌方;局部塌方事故处理:当发现有局部塌方时,继续向孔内注入泥浆同时提出钻头,用挖掘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,待稳定后再用前文所述方法钻进。


     在操作的过程中要注意如下事项:在钻进过程中还应时刻注意泥浆液面,若发现有塌方迹象时应尽快采取相应措施;保持泥浆液面高度,勤加泥浆;在整个钻进过程中,提、放钻头一定要非常缓慢;注意钻机沉降情况,一旦发现异常立刻安排钻机离场,现场人员及时撤离。


     随着国内基础建设热潮的兴起,大型工程项目陆续开工建设,施工工艺不断成熟,在这一背景下,旋挖钻机施工工法技术的不断研发、推广,对于国内在高铁,高速公路,快轨,特大桥梁等大型工程建设项目会有一个很好的推动作用。

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