旋挖钻机工法采用无循环泥浆钻进,钻渣不能通过泥浆的循环携带到地面沉降下来,而是通过旋挖钻机钻斗提升到地面卸渣,我们称之为间断排渣。
让我们分析一下旋挖钻机工法产生孔底沉渣的几种原因:
1、钻斗斗齿是疏排列,齿间漏失不可避免。
2、旋挖钻机斗齿与钻斗底盖之间残留。
3、底盖关闭不严。
4、钻斗回次进尺过大,装载过满,渣土从顶盖排水孔挤出。
5、钻进泥砂,流塑性地层时,钻进钻斗内的钻渣在提升中流失严重,有时甚至全部流失在钻孔内。
6、旋挖钻机钻斗外缘边刃切削的土体,由于孔底是平面不能进入筒体的,因而残留于孔底边缘。
国家标准规定,摩擦型桩,端承型桩的孔底沉渣厚度指标分别为不大于100mm,不大于50mm。
旋挖钻机工作装置:①柴油发动机为液压装置提供动力。②工作装置包括钻杆和钻头,传递向下的加压力和正反转扭。③工作装置的动力有动力头马达和加压卷扬马达提供,如中车TR360F钻机提供36吨米的扭矩,43吨的向下加压力,可破碎岩层和钻进。
工作时主卷扬提、放钻杆,动力头下压或者旋转,将压力和扭力通过钻杆传递给钻头,钻头切削地层实现钻进,当钻头内渣土吃满时,将钻头和钻杆提出孔外,通过动力头压盘下压钻头解锁机构,自动倒渣。
与回旋钻机和冲击钻相比,旋挖钻机的施工效率是前者的15倍到20倍。
对比优势:
效率优势:由于旋挖钻机入岩和钻机的机理与冲击钻有本质的区别,所以在入岩能力、速度等方面相比较有很大的优势。很多工地,冲击钻施工几个月的桩孔,旋挖钻机只要几天时间。
环保优势:冲击钻使用循环泥浆,泥浆用量大,泥浆处理成本高,而旋挖钻机使用静止泥浆护壁,泥浆用量小。在环保方面,旋挖有很大的优势。
管理优势:使用回旋和冲击钻,机器数量和操作人员多,泥浆池分布和设备布置混乱,现场管理难度大,而旋挖施工效率高,设备数量少,便于管理和统筹安排。
总而言之,旋挖钻机代表了一种新的施工工艺,在全国各大工程已经广泛被认可,从施工质量、到施工效率、施工成本及地质适应性方面来讲,它具备的优势都是冲击钻等方法无可比拟的。
旋挖钻机是我国近年来才引进发展起来的一种施工设备,该钻机以其机、电、液一体化的高度集中、工作系统的优化设计、转场和现场移位灵活等优点,使建筑领域特别是灌注桩领域的面貌焕然一新;同时以其率、高质量、无污染等特点占领市场,为多数和设计单位所接受。
在近年的钻机使用过程中,各使用单位均采取了行之有效的措施,经济效益和社会效益较为可观,但也出现了个别问题。本文针对钻机在施工过程中易发生的、危害较大的事故卡钻的原因作一些分析,并提出相应对策,与同行们共同探讨。
卡钻的原因:
所谓卡钻,是指旋挖钻机在钻进或提升过程中,由于非钻机本身的原因,即钻机的各系统工作正常时,出现正反转动作均无法进行、且主卷扬无法将钻杆提起,然后反复重复以上动作,也无法恢复正常工作的情况。
根据近几年一些卡钻事故的调查分析,初步认为卡钻的主要原因有以下几方面:
1、在钻进和提升过程中,孔壁发生大面积塌方而造成埋钻,使钻头既无法进行正反转,也无法提起。这种情况在密实度不太大的砂卵层或流砂层较易发生。
2、由于操作手在钻进时操作有误,一次进尺太深,造成孔壁缩径,使钻头筒壁与孔壁间的间隙消失而造成卡钻。此种情况在粘泥层或砂层变为粘泥层时易为发生。
3、钻头边齿、侧齿磨损严重,成孔直径无法保证尺寸要求,使钻筒外壁与孔壁间无间隙,同时钻进过深而造成。
基建工程为什么选择旋挖钻机施工?
( 1) 施工速度快。
由于旋挖桩机施工靠底部带有活门的筒式钻头回转破碎岩土, 并直接将其装入钻斗内提升运至地面, 无需将岩土搅碎靠泥浆返出孔外, 平均每分钟进尺可达50cm 左右。施工效率在适合的地层同比钻、冲孔桩机可提高5~6 倍。
( 2) 施工精度比较高。
施工过程对桩深度、垂直度、钻压、钻筒内装土容量等均可以通过机身电脑控制。
( 3) 噪声小。
旋挖机施工的噪声主要来自机身发动机的声音,其余部件几乎没有摩擦声特别适合在市区或居民区使用。
(4) 有利于环保。
旋挖桩机施工泥浆用量比较少, 施工过程中泥浆的主要作用在于增加孔壁的稳定性, 甚至在土层稳定性比较好的区域可以使用清水代替泥浆钻孔施工, 大大减少了泥浆的排放, 对周围环境的影响比较小, 同时节省了泥浆外运的成本。
( 5) 可自行行走, 移机方便。
只要场地承载力能满足旋挖桩机自重要求, 其本身靠履带可以自行移动, 无需其他机械配合。
( 6) 机械化程度比较高。
施工过程不需要人工进行钻杆的拆除和组装, 无需进行泥浆清渣处理等, 可降低工人的劳动强度, 同时节约人力资源。
( 7) 无需提供动力电源。
目前市场上使用的小型旋挖钻机都采用机身柴油发动机提供动力, 对施工场地没有用电情况下, 尤其适用, 同时也省去对电缆的拖运布设和防护, 安全性相对比较高。
( 8) 同条件下, 单桩承载力比钻孔灌注桩高。
由于小型旋挖机靠筒底角刃切土成孔, 成孔后孔壁比较粗糙, 同钻孔桩比较孔壁几乎没有泥浆的涂抹作用, 成桩后桩体与土体的结合程度比较高, 相对而言单桩承载力要高。
(9) 适用地层广泛。
如果在旋挖桩机施工过程进行相应的技术控制, 由于旋挖桩机配置钻头的多样性, 旋挖桩机可以适用各种地层, 在同一个桩施工过程可以全部由旋挖桩机完成, 不需要选用其他机械配合成孔。
( 10) 易于管理。
由于旋挖桩机自身特点, 同比钻、冲孔桩施工过程中所需机械和人员大大减少, 同时用电要求不高, 从管理角度来讲, 易于管理和节省管理成本。
(11) 价格低廉,投资成本低 回报快
由于近年来小型旋挖钻机产品的问世,大大降低了基础施工中钻进设备的购买成本。不超百万的设备纷纷推出,有的甚至投资十几万元,就可以拥有一套属于自己的施工设备,轻松当老板.
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