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幸运农场规律旋挖钻机应用技术要点探析

  旋挖钻成孔施工法利用的是机械动力,其成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗底部及侧边,镶焊切削的刀具,在伸缩钻杆旋转驱动下,旋转切削挖掘土层,同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内,钻斗装满后提出孔外卸土,如此循环形成桩孔。该方法具有低噪声、低振动、幸运农场规律扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点,是近年来发展最快的一种新型钻孔施工方法,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,旋挖钻孔灌注桩技术被誉为“绿色施工工艺”。

  旋挖钻机根据其主要工作参数:扭矩、发动机功率、钻孔直径、钻孔深度及钻机整机质量的不同分为三种类型。小型机适用于钻孔直径0.5~1m,钻孔深度40m左右的桩基。中型机适用于钻孔直径0.8~1.8m,钻孔深度60m左右的桩基,大型机适用于钻孔直径1~3m,钻孔深度105m的桩基。

  旋挖钻头主要有短螺旋钻头、旋挖钻斗、筒式钻头等。其中最常用的为短螺旋钻头、旋挖钻斗。短螺旋钻头适合钻进松散地层及软硬地层以及钻进胶结较松的卵砾石层,特别是卵砾石较多较大的地层和风化岩层;旋挖钻斗适用于粘土层以及流沙层以及砂土、胶结较差粒径较小的卵石层;筒式钻头适用于坚硬基岩或大漂石地层。

  根据设计提供的墩位中心桩坐标及方向角用全站仪定出中心控制桩及法向控制桩,然后以此测放出钻孔灌注桩桩位中心及其护桩。

  护筒采用钢护筒,护筒内径应大于桩径20cm,埋置深度宜为2~4m,护筒顶宜高出地面0.3m。

  埋好护筒和备足护壁泥浆后,立好钻架,使钻头对准桩位中心,钻杆垂直度不大于1%。

  采用静态泥浆护壁钻进成孔工艺,泥浆采用优质膨润土、火碱混合而制,膨润土和水的比例为1:8,在掺入10%的火碱,用水泵进行循环发酵。泥浆相对密度:1.02-1.10,粘度:18-22s,砂率≤4%,泥皮厚度:<2mm,PH值:大于7。

  在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方式。在钻杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业;而钻杆超出相对零位±5°范围时,只能通过显示器上的点动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中,操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态,使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。

  钻孔时先将钻斗着地,通过显示器上的清零按钮进行清零操作,记录钻机钻头的原始位置,此时,显示器显示钻孔的当前位置的条形柱和数字,操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置,从而操作钻孔作业。在作业过程中,操作人员可通过主界面的三个虚拟仪表的显示——动力头压力、加压压力、主卷压力,实时监测液压系统的工作状态。开孔时,以钻斗自重并加压作为钻进动力,一次进尺短条形柱显示当前钻头的钻孔深度,长条形柱动态显示钻头的运动位置,孔深的数字显示此孔的总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后,将其提出地表,操作回转操作手柄使机器转到土方运输车方向的位置,用装载机将钻渣装入土方车,清运至适当地点进行弃方处理,以免造成水土流失或农田污染。

  施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度,确保成孔质量。钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,可适当加快钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径的粘土地层中,应适当增加扫孔次数,防止缩径;对硬塑层采用快转速钻进,以提高钻进效率;角砾层则采用慢转速慢钻进并适当增加泥浆比重和粘度;如在实际施工过程中出现破碎的角砾层,则采取以下措施:对于粒径较小、含量较少的角砾层,采用斗式钻头慢速钻进,粒径较大的角砾层采用锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣,如此往复,直至穿过角砾层;对于深度较浅含量较多的角砾层采取的是直接用护筒穿过该层后改用旋挖钻机钻进的方法。

  旋挖钻机钻进施工时及时填写《钻孔记录表》,主要填写内容为:工作项目,钻进深度,钻进速度及孔底标高。。

  钻孔达到设计深度后,必须核实地质情况。通过钻渣,与地质柱状图对照,以验证地质情况是否满足设计要求。如与勘测设计资料不符,及时通知监理工程师及现场设计代表进行确认处理,如满足设计要求,立即对孔深、孔径、孔型进行检查。对于孔径、垂直度等检测项目采用检孔仪进行检测;孔深及沉渣厚度检测:成孔后,根据旋挖钻显示界面的钻孔深度L1,利用测绳测量孔深L2,两者对比,如果L2小于L1,更换清底钻头,进行清底,并重新测定孔深。

  清孔的目的是清除钻渣和沉淀层,尽量减少孔底沉淀厚度,防止桩底存留过厚沉渣而降低桩的承载力,清孔采用截齿双底捞砂斗进行捞渣清孔。

  1.采用电脑系统控制定位,保证成孔的各项指标:旋挖钻机操作由全液压系统控制(全电脑控制),桩孔对位方便准确,在对位过程中操作手在驾驶室内利用先进的电子设备就可以精确地实现对位,使钻机达到最佳钻进状态,有效保证成孔的各项指标。

  2.适用不同地质情况,成孔效率高:旋挖钻机是常规桥梁桩基回旋钻机成孔的5~6倍,是冲击钻成孔的28~35倍。且旋挖钻机的履带机构可将钻机方便地移动到所要到达的位置,而不像传统循环钻机移位那么繁琐,有效地促进施工进度。

  3.施工噪音低,不污染环境:与传统的循环钻机相比,旋挖钻机可以取土外运保证施工现场平整,而传统循环钻机是不断地产生泥浆,而且旋挖钻机也可适用于无泥浆(称干钻)成孔作业。

  4.质量可靠:孔壁稳定性好,成孔后清孔彻底,施工进度快,施工质量有保证。

  通过本项目目前施工的桩基,旋挖钻机施工方法具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔效率高、适应性强、成本低、环保的优点。尽管旋挖钻机购机成本较高,但适应性强,只要在施工中加强管理、协调,制定并监督岗位责任制的落实,采取较好的、科学的施工方案,并制订切实可行的备用方案,最终的经济效益综合指标还是远大于回旋钻机、冲击钻机。

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