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旋挖鑽機施工

  • 所屬分類:旋挖鑽機施工

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  • 發布日期:2015/10/05
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詳細介紹

旋挖鑽機施工


      旋挖鑽機是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工機械.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,旋挖鑽機具有装机功率大、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。旋挖鑽機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.旋挖鑽機的额定功率一般为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,旋挖鑽機已被广泛推广于各种钻孔灌注桩工程。


    旋挖樁機施工工藝

旋挖鑽機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藝,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藝,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。


工藝流程

(一)放樣定位

工程開工前,根據軸線及樁位布置情況,在場地內建立測量控制網,然後依據控制網測放各樁位中心點。

(二)旋挖機就位

鑽機就位必須穩固、周正、水平,定位,鑽頭中心與樁位中心誤差不大于10mm。

(三)埋設護筒

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)旋挖機成孔


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


在鑽機鑽至設計孔深後,將鑽頭降至孔底,慢轉,重點是清出擴大頭擴出的余泥。


(六)鋼筋籠制作與安放


1.鋼筋籠制作


鋼筋籠在現場分節制作,主筋與加強筋全部焊接,螺旋筋與主筋采


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。


制作好的鋼筋籠,即進行逐節驗收,合格後挂牌存放。


2.鋼筋籠孔內安放


鋼筋籠長(超過16m)在孔口焊接,單面焊10d,焊縫高度≥0.3d,焊縫寬度≥0.7d。兩段籠子應保持順直,同截面接頭不得超過配筋的50%,間距錯開,不少于35d。鋼筋焊接完好後,應緩慢下放入孔內,嚴禁砸籠。


(七)下導管


1.導管的選擇

采用絲扣連接的導管,其內徑φ250~φ280,底管長度爲4m,中間每節長度一般爲2.5m。在導管使用前,必須對導管進行外觀檢查、對接檢查。

(1)外觀檢查:檢查導管有無變形、坑凹、彎曲,以及有無破損或裂縫等,並應檢查其內壁是否平滑,對于新導管應檢查其內壁是否光滑及有無焊渣,對于舊導管應檢查其內壁是否有混凝土粘附固結。

(2)對接檢查:導管接頭絲扣應保持良好。連接後應平直,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.導管下放

導管在孔口連接處應牢固,設置密封圈,吊放時,應使位置居中,軸線順直,穩定沈放,避免卡挂鋼筋籠和刮撞孔壁。


(八)混凝土澆築

1.混凝土車攪拌運輸;混凝土坍落度控制在18~22cm;用攪拌車混凝土直接到孔口倒入料鬥內。

2.水下混凝土澆築:澆築前,對不同直徑、深度的樁孔分別計算出混凝土澆築初灌量。施工中要保證澆築初灌量。澆築時導管埋深控制在2~6m,拆管前專人測量孔內混凝土面,並做記錄,澆築混凝土接近樁頂標高時,應控制最後一次澆築量,確保樁頂標高符合設計要求。

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)起拔護筒

混凝土澆築結束後,即起拔護筒,並將澆築設備機具清洗幹淨,堆放整齊。

(十)回填樁孔

樁孔混凝土澆築完成後,應將上部未灌混凝土部分利用場地內護筒、溝、池、槽開挖出來的泥土、礦渣等進行回填,回填滿後,用混凝土重新將孔口封住,變成整塊硬地坪場地。


成孔內容

1.成孔前:需對鑽具參數進行標定,包括鑽頭高度、直徑、主杆長度、加杆長度、孔口及平台標高、孔底標高。

2.在鑽進過程中應記錄以下參數:泥漿比重、黏度、鑽進速度、轉速及進尺速度,各地層鑽進異常情況描述。

3.終孔孔深及時記錄,調節泥漿比重與時間記錄,測量孔深記錄,提鑽時間記錄。

 旋挖樁機施工

旋挖鑽機處在流砂層時正確的施工方法


     流砂层是旋挖鑽機施工中常見的一種不良工況,多爲接近于流體狀態的砂粒土層。砂粒土的礦物成分以石英,長石及雲母等原生殘余礦物爲主,其塑性極低或無塑性。砂類土一般都沒有連結,呈單粒結構,透水性強、壓縮性低,且壓縮過程甚快,內摩擦角較大,承載力較高。

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


旋挖鑽機


    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藝手段,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、合理調配泥漿,針對流塑地層的特點,需要配置高粘度,中等容重的泥漿進行護壁。鑒于國內膨潤土質量好壞不一、泥漿粘度要求較高等原因,泥漿的配比可按照如下方案:


水:膨潤土:CMC:純堿=1000:140:2.5:4,並加入少許粘土攪拌均勻後,控制泥漿容重在1.20左右,粘度不小于45s,PH〉8。尤其值得注意的是:在泥漿池中加入膨潤土、纖維素、純堿後需靜置一段時間(24小時),待膨潤土完全水合後,在泥漿池中倒入粘土,用長臂小挖掘機充分攪拌。且在開鑽前2小時用小挖掘機再次攪拌,開鑽前檢測所配置的泥漿是否達到要求(挖掘機攪拌過程中應時刻注意測量泥漿各參數值,達到工程所需值後即可停止攪拌),否則再向泥漿池中酌情添加原料;


2、在鑽頭上設置通氣孔,保證提鑽過程中鑽頭上下泥漿流動,防止出現提鑽過程中的真空現象;


3、保持泥漿液面高出地下水水面2~3m,可以通過加高護筒或在孔周圍設置粘土壩來實現;


4、調整操作方式:控制泥漿液面,並在鑽孔過程中始終保持距護筒上邊緣30~40cm。(特別在提鑽時)。鑽至軟土及砂層時:軟土和砂土層爲易塌孔地層,操作時要盡量注意減少對孔壁的沖刷和擾動,操作方法嚴格遵循“三慢”原則:即提、放鑽及鑽進轉速慢,通過嚴格控制鑽具的運動速度,來減少泥漿對孔壁的擾動,並爲泥皮形成留足時間;地面觀察:時刻關注泥漿液面,當發現泥漿液面突然下降且大量泡沬湧出時,可判斷出現局部塌方,應立即停止鑽進並保證在鑽鬥鬥底打開的情況下,緩慢地提升鑽頭,防止因擾動而引起二次塌方;局部塌方事故處理:當發現有局部塌方時,繼續向孔內注入泥漿同時提出鑽頭,用挖掘機向孔內傾倒足量粘土,然後下放鑽頭反轉壓實粘土,邊壓邊反轉,待穩定後再用前文所述方法鑽進。


     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,施工工藝不断成熟,在这一背景下,旋挖鑽機施工工法技術的不斷研發、推廣,對于國內在高鐵,高速公路,快軌,特大橋梁等大型工程建設項目會有一個很好的推動作用。

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