旋挖钻机施工规范中允许垂直度偏差为1%度,假设为100米的桩长允许偏差范围是1.7米左右,如果是50米的桩长就是0.85米左右。
当前很多基础工程检验设备都已采用超声波检验仪,对桩长,桩径和垂直度检验非常精确,如果超出规范范围,需修复处理。
偏孔危害:
1、带杆:偏孔较多会造成钻杆之间形成一股径向力,提钻时可能会造成带杆。
2、损伤钻杆:由于桅杆是垂直的,但孔是偏的,因此造成动力头下方的钻杆成为了损伤点(径向)。
3、卡钻:急剧偏孔位置会刮蹭到钻斗开斗装置,钻斗底门打开,增加卡钻几率。
4、影响下笼 :孔内偏差过多时,特别是急剧偏孔时,造成卡钢筋笼,妨碍下钢筋笼。
5,、埋钻铸管 :钢筋笼会随孔偏弯曲,因此造成灌注时刮钢筋笼,提升埋钻铸管的几率。
偏孔现象:
1、急剧偏孔
急剧偏孔一般都是由地质造成,由于风化岩分布不均,岩石分布不均匀等,下放主卷到孔内某一位置时钻斗突然被卡住,或钻杆突然偏向一侧,说明孔内某一位置急剧偏差。
2、缓慢偏差
下放主卷时随着孔深的延长,节钻杆靠向护筒一侧而偏离中心,而随着继续下放钻杆节钻杆始终朝一方向靠近护筒,说明孔内是朝一个方向缓慢偏差,靠的越近孔偏的越多。
3、无规律偏差
随着钻杆下放,节钻杆左右摇晃,或在干孔钻进时可直视孔内无规则螺旋式偏差现象,这种偏差现象多数是由全、强风化岩层,由于钻斗钻进时受力不均匀而导致纵向偏差。
偏孔原因:
1、地质:地质是偏孔主要原因,如果地质都是黄土层、粘土层,那么孔内就不会出现偏差现象,多数是由地质变化,风化岩、岩石分布不均,导致钻进时钻斗受力不均匀而造成的。
2、钻斗:钻斗主要功能是切削钻进,但另外也具备导向防偏功能。钻斗中心先导尖具有定位功能、同时先导尖可改变钻进顺序,钻齿的数量及角度是否一致,钻体两侧边刀或防护条的高度是否一致,这些细节可让钻斗钻进时左右受力均匀而预防偏差。
3、操作:当孔内有岩石、漂石、卵石、风化岩层,需控制浮动、加压方式,如果快速钻进都会造成急剧偏孔。
如何预防:
1、了解地质:考察工程时通过地质报告、岩芯取样、地理环境等等,详细了解地质情况。
2、钻斗:通过实际验证,螺旋钻斗就比双底捞沙斗能更好地预防偏差,原因是螺旋钻斗的钻进阻力小,在加于先导钻进方式可有效预防偏孔。
3、优化钻斗:尽可能地优化钻斗,让其钻斗降低钻进阻力,特别是中心先导尖具有定位作用,可有效预防偏孔。
4、导向钻斗:可在螺旋钻斗或双底钻斗钻体上方焊接与孔径相符的2米长护筒,通过加长钻斗导向钻进,此方法可有效预防偏孔。
5、操作:控制浮动、加压、转速、控制钻进速度可有效降低偏差。
6、钻进方式:通过振动和负载判断当前地质情况,而改变钻进方式:比如切削式钻进、破碎式钻进、拨动式钻进和碾磨式钻进,通过改变钻进方式也可有效预防偏孔。
旋挖钻机是一种用于建筑基础工程成孔作业的桩工机械,具有施工速度快、成孔质量好、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适用性强等优势,已成为钻孔灌注桩施工的主要成孔设备,旋挖钻机是一种高度集成的桩基施工机械,源于国外矿山机械,采用一体化设计、履带式360°回转底盘及桅杆式钻杆,一般为全液压系统。特殊的桶型钻头直接取土出渣,不需接长钻杆,钻孔时孔口注浆以保持孔内泥浆高度即可,因而能大大缩短成孔时间。由于带有自动垂直度控制和自动回位控制,成孔垂直度和孔位等能得到保证。桶钻取土上提过程中对孔壁扰动较小,桶钻周边设有溢浆孔,溢出泥浆可起到护壁作用。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的旋挖钻机,可适应我国大部分地区的土壤地质条件,包括淤泥层、粘性土、泥土、粉质土、(泥)砂层、卵砾石、卵(漂)石层、强风化岩层、永久冻土、风化基岩等地层。目前旋挖钻机施工孔径已达4.0m,深度在达到90m。
旋挖钻机在根据土层钻进至淤泥层、粘性土、泥土、粉质土、(泥)砂层时采用普通钻具抓斗进行旋挖作业,当遇至卵(漂)石层、强风化岩层、永久冻土、风化基岩等地层时换为金刚石截齿钻具进行切割钻进。当钻进至设计孔深后,金刚石截齿钻具取下调换成可闭合式抓斗进行碎石抓取,直至达到设计沉渣厚度后即可成孔报验完成钻孔任务。
桩基础是目前各类工程中常用的重要基础形式之一,其中钻孔灌注桩由于施工工艺成熟、安全性高、地层适应性强等优点,被广泛应用于高层建筑、大中型桥梁工程施工中。但由于传统的钻孔机械主要为回转循环类钻机和冲抓类钻机,受钻机自身结构特点及施工工艺特点,钻进速度较慢,并且在施工过程中循环泥浆、噪声等的污染较大。近年来,在许多工期要求较紧的项目或者环保要求较高的市区重要建筑施工中,一种新型的钻机――旋挖钻机正逐步取代传统钻机,在高层、超高层建筑等地基基础工程施工中发挥着重要的作用,故我方选用旋挖钻机进行本工程各类桩的钻进用具。
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。
旋挖钻机应用领域:
混凝土质量的改善,桩基础施工技术的完善,灌注桩承载能力的提高,以及城市环境法规的严格执行,钻孔灌注桩几乎取代了其它基础,而成为应用为广泛的基础。在国外大直径混凝土灌注桩施工中,旋挖钻机的应用占70%以上,反循环钻机在欧洲市场几乎不再使用;而国内桩工机械产品中,回旋钻机的生产量占近50%,(云南地区回旋钻机占比达70%)。
旋挖钻机一般适用于粘土、粉土、砂土、淤泥质土,人工回填含有部分卵石,碎石的地层,对具有大扭矩动力头的旋挖钻,可以适应微风化岩层的施工,目前中国的旋挖钻机为中车600H型,钻孔直径为4.5米,钻孔深度达158米。随着产品的适应性研发设计和施工技术的研究,旋挖钻机在软土层、硬岩层、致密的卵砾石、孤石等复杂地层均具有可靠、成熟的施工工法。由于我国大量的公路桥梁、铁路、水利、城市建设等工程需求,旋挖钻机存在的巨大市场和发展空间。
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