全国各地地质有很多种,甚至在同一个地方就会出现多种不同的地质,旋挖钻机在工作过程中,面对这不同的地质往往会遇到这样那样的一些问题。在此我们在这里给大家介绍一下旋挖钻机成孔中常碰到的六个问题。
(1)护筒冒水
护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉、护筒倾斜和位移,造成桩孔偏斜,甚至无法施工。
病因分析:埋设护筒时周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时碰撞。
防治措施:埋护筒时坑底与四周要选用含水量的粘土分层夯实;在护筒适当高度开孔,使护筒内保持有 1~1.5m 的水头高度;起落钻头时防止碰撞护筒;初发现护筒冒水时可用粘土在四周填实加固,如护筒严重下沉或位移则应返工重埋。
(2)钻进极慢或不进尺
在硬可塑粘土层中钻进极慢,一般为 8~10h,占单桩钻进进间的 60%~70%。
病因分析:钻头选型不当,合金安装角度欠妥,切土过浅,钻头配重过轻,钻头被粘土糊满。
防治措施:更换或改造钻头,重新安排角度、形状、排列方向,加大配重、加强排渣、降低泥浆比重或改用钻进方式,采取反循环钻进方式。
(3)桩孔孔壁坍塌
成孔中或成孔后,孔壁不同程度塌落。成孔中排出的泥浆不断出现气泡,有时护筒内的水位突然下降,均为塌孔的兆头。
病因分析:主要是由于土质松散,加之泥浆护壁不好;护筒埋设不好,筒内水位不高;提住钻头钻进;钻头钻速过快或空转时间太长都易引起钻孔下部坍塌;成孔后待灌时间和灌注时间过长。
防治措施:在松散易坍土层中适当深埋护筒,密实回填土,使用泥浆,提高泥浆比重和粘度,升高护筒,终孔后补给泥浆,保持要求的水头高度,保证钢筋笼制作质量,防止变形;吊设时要对准孔位,吊直扶稳,缓缓下沉,防止碰撞孔壁;成孔后待灌时间一般不超过 3h,并尽可能加快灌注速度、缩短灌注时间;在钢筋笼未下孔内的情况下,浆砂、粘土混合物回填至坍塌孔深以上 1~2m,或全孔回填并密实后再用原钻头和泥浆扫孔;在钢筋笼碰孔壁而引起轻微坍塌的情况下,用直径小于钢筋笼内径的钻头以泥浆扫孔或用导管清孔。
(4)桩孔局部缩颈
局部缩颈是指局部孔径小于设计孔径。
病因分析:泥浆性能欠佳,失水量大。引起塑性,土层吸水膨胀,或形成疏松,蜂窝状厚层泥皮;邻桩施工间距不当,土层中应力尚未消散,新孔孔壁软土流变;钻头直径磨损过大。
防治措施:采用泥浆,控制泥浆比重和粘度,降低失水量;当设计桩距<4D 时应跳隔 1~2 根桩施工;新桩尽可能在邻桩成桩 36h 后开钻;选用双导正环保径的笼状钻头;用泥浆和足尺寸钻头扫孔;扫通清孔后尽快灌注砼。
(5)桩孔偏移倾斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
病因分析:钻机安装不平或钻台下有虚土产生不均匀沉陷;桩架不稳,钻杆导架垂直,钻机磨损,部件松动;护筒埋设偏斜,钻杆弯曲,主动钻杆倾斜;遇旧基础或大石等地下障碍物,土层软硬不均或基岩倾斜。
防治措施:钻机安装周正、水平、稳固、无束前缘切点,转盘中心和护筒中心三点面一线;护筒不偏斜,钻杆不弯曲,主动钻杆保持垂直,增添导向架,控制提引水龙头,尽可能采用钻挺加压;清除地下障碍物;除软硬互层采用轻压慢转技术参数外,从软塑粘土层,尤其流塑粘土层和砂层进入硬塑粘土层或从粘土层进入基岩时,笼装钻下端的锥形导向小钻头需改用平底导向小钻头,或者直接用不带导向小钻头的平底钻头钻进;采用沉井、控孔桩等方式清除地下障碍物;在硬塑料粘土层发生偏斜时,用砂、料土混合物回填偏斜以上 1~2m,待密实后用平度合金钻头轻压慢转倾斜;在基岩面发生偏斜时,可投入 20~40mm 粒径碎石,略高于偏斜处,冲击密实后用平底合金钻头、牙轮滚刀钻或平底钢粒钻头纠斜。
(6)孔底沉渣过多
孔底沉淤,残留泥砂过厚或孔壁泥土塌落在孔底。
病因分析:清孔未净,清孔泥浆比重过小或清水置换;钢筋笼吊放未垂直对中,碰刮孔壁泥土坍落孔底;清孔后待灌时间过长,泥浆沉淀;沉渣厚度测量的孔底标高不统一。
防治措施:终孔后钻头提高孔底 10~20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于 30min;清孔采用泥浆,控制泥浆比重和粘度不要直接用清水置换,钢筋笼垂直缓放入孔;用平底钻头时沉渣厚度从钻头底部所达到的孔底平面算起;用底部带圆锤的笼头钻头时沉渣厚度从钻头底部所达到的孔底平面算起;或采用导管二次清水,冲孔时间以导管内测量的孔底沉渣厚度达到规范要求为准;提高砼初灌时对孔底的冲击力,导管底端距孔底控制在 30~40cm,初灌砼量须满足导管底端能埋入砼中 1.0m 以上的要求,利用隔水塞和砼冲刷残留沉渣。
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。
底盘是钻机工作装置部分的安装基础,由行走机构 、底架、上车回转组成,见图2。行走机构的功能是实现钻机的行走和移位。主要由液压马达、减速器、驱动轮及张紧装置、履带、承重轮、托链轮、导向轮等部件组成。行走装置通过液压系统控制,可实现前行、后行、左转弯、右转弯、原地水平旋转等动作。
行走机构的履带具有张紧度调节功能。当履带过于松弛时,影响正常工作,需适时调整其张紧度。调整履带张紧度时,用手压黄油泵向张紧装置的张紧油缸注油口注入适量油脂。张紧油缸的注油口位置如图“A”处。
底架用于安装和支承履带行走机构,内部装有液压油缸、液压系统的“中心回转接头”。上车的液压系统的工作压力油液通过“中心回转接头”传输到履带行走机构和履带伸缩机构。通过液压油缸的伸缩运动实现了履带行走机构的展宽和缩回。这一功能使钻机在工作时展宽两履带的外边距,提高了整机工作的稳定性;在车载运输时缩回履带,减少整机宽度,适应了公路交通法规的要求。
回转台是工作装置部分的安装基础,发动机,液压系统,驾驶室,变幅机构,回转机构,配重等部件直接安装在其上。
旋挖钻机在施工中遇到的问题及解决办法:
旋挖钻机施工作为一种新兴的施工工艺,是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。在建筑行业中应用越来越广泛,施工中遇到问题也越来越多,为了保证成桩质量,为后期施工奠定基础,我们需要了解钻机施工中遇到的问题,知道如何解决,现总结分析了旋挖钻机在施工遇到的各种不良的成因及其防治措施。
1、坍孔
在灌注过程中如发现井孔护筒浆内泥浆位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒泡,应怀疑是坍孔征象,可用测深锤探测。如测深锤原系停挂在砼表面未取出的现被埋不能上提,或测深锤探测砼面时达不到原来深度,相差很多,均可证实确为坍孔。
坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水,孔内水位降低或在潮汐河流中,当涨潮时孔内水位差减小,不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机器振动等均可引起坍孔。
发生坍孔后应查明原因,采取相应的措施,如保持或加大水头、移开重物、排除振动等,防止继续坍孔,然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土,如不继续坍孔可恢复正常灌注。坍孔不严重时可回填至坍孔位置以上,并采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施,继续钻进。坍孔严重时应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填,暂停一段时间后查明坍孔原因,采取相应措施重钻。坍孔部位不深时可采取深埋护筒法,将护筒周围土夯实重新钻孔。
2、孔身偏斜
遇有孔身偏斜、弯曲时应分析原因,进行处理。一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔,使钻孔正直;偏斜严重时应回填粘性土到偏斜处,待沉积密实后再钻进。
3、扩孔、缩孔
遇有扩孔、缩孔时应采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施。缩孔是钻锥磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的,前者应注意及时焊补钻锥,后者应采用失水率小的泥浆护壁。已发生缩孔时宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。
4、糊钻、埋钻
糊钻、埋钻常出现于正循环(含潜水钻机)内回转钻进和冲击钻进中。遇此应对泥浆稠度、钻渣进出口、钻杆内径大小、排渣设备进行检查计算,并控制适当的进尺;若已严重糊钻,应停钻提出钻锥,清除钻渣。
5、卡钻
卡钻常发生在冲击钻孔。卡钻后不宜强提只宜轻提,轻提不动时可用小冲击钻锥冲击或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。
6、掉钻落物
掉钻落物时宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞,若落体已被泥沙埋住,应按前述各条,先清除泥砂,使打捞工具接触落体后再打捞。
在任何情况下,严禁施工人员进入没有护筒或其它防护设施的钻孔中处理故障。当必须下护筒或其它防护设施的钻孔时,应检查孔内无有害气体,并备齐防毒、防溺、防坍埋等安全设施后方可行动。
对于旋挖钻机施工这种新的工艺来说,我们还需要积累更多的经验,特别是对于施工中遇到的各种问题,都需要我们认真的总结,分析,确保以后遇到相同情况不会茫然不知所措。相信随着旋挖钻机的深入推广,我们学到的会越来越多,处理问题会越来越来简单,工作也会越来越顺利。
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。
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