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。
选购旋挖钻机注意事项:
目前,我国市场上的旋挖钻机种类较多,且价格都比较昂贵,若想买到性能、价格都比较理想、适合自己开拓市场需要的机型,在选型时应重点考虑以下几个问题:①根据企业所施工的桩基领域,选择钻孔能力适宜的机型;②对不同厂家同一级别产品,重点对比动力头额定回转扭矩、主卷扬单绳提力、机器重量三个参数,选择三者都较大的机型;③认真分析钻机的性能价格比;④尽量选择售后服务好的厂家;⑤清楚厂家的动力头额定输出扭矩、液压系统额定工作压力、主卷扬安全系数等衡量钻机实际能力和工作可靠性的重要数。确定了机型大小后,选购旋挖钻机需考虑以下事项。
1、钻机扭矩
依据工程需要选择钻机扭矩,确保钻机能够可靠地工作在钻机的高区。钻机的区一般指钻机在正常钻进时,平均进度为5m/h以上。例如使用短螺旋钻头和筒式钻头,在土层成孔直径800mm,钻机应有80kNm的扭矩,成孔直径每扩大100mm,钻机扭矩应10kNm。在密实度大的砂层、砾石屋,成孔直径每100mm,钻机扭矩应15-20kNm。必须指出,钻机成孔速度和钻头的结构及结构参数有非常密切的关系。
2、钻机钻杆
钻杆要将动力头的全部扭矩一直传递到孔底的钻头上,并且还要将加压液压缸的压力、动力头自重和钻杆自重等稳定地传递到几十米以下的钻头上,因此当钻进较坚硬的地层时,钻杆要同时承受大扭矩和大钻压,还要克服很大的弯矩,如果钻杆达不到要求,则很容易损坏。
各厂家钻机采用的加压方式主要体现在钻杆的形式上,摩阻式伸缩钻杆,在软土层钻进效率较高;机锁式钻杆,适于钻进硬岩层,俚对操作的要求较高,需找到加压点加压;自锁铠式钻杆,可随时加压,传扭效果好。凯式钻杆可以分为磨擦钻杆的锁紧钻杆两大类。目前从钻杆形式上,钻杆可分为牙楔式,半牙楔式、摩阻式的大顺序。牙楔式、半牙楔式在坚硬的地层中成孔时,可以可靠地实现钻杆加压,在硬地层和一般地层成孔时。钻杆加压力的可控程度很好。
钻杆长度应根据成孔深度确定,在成孔深度范围很大时,应选择两套钻杆,一套不短于60m的长钻杆和一套40m左右的短钻杆。为保证直径的钻头安装,一般中、小型钻机钻杆中心线和钻桅滑道面距离应不小于1m,大型钻机不小于1.2m。钻杆减振。橡胶减振只有减振功能,可减少每节钻杆端部磨损,保证钻杆的使用寿命。弹簧减振、橡胶—弹簧复合减振除了有效保证钻杆的使用寿命外,还可以通过振动将钻头内难以卸掉的粘土类渣土卸掉,提高工作效率。弹簧减振的钻杆,采用振动卸土方法时弹簧使用寿命较短。应严格控制振动振幅和振动次数,并应备有备用弹簧。建议短钻杆采用弹簧减振,长钻杆采用橡胶减振。
3、钻桅调整结构
钻机的钻桅调整结构目前有三角形和平行四边开两大类,各有优势。在施工现场,从钻机现场安装、拆卸以及施工中穿越空中障碍等情况看,平行四边形的钻桅调整结构更实用。
4、系统
1)旋挖外钻机应有自动测深装置,既可测时每次钻深,以可测量总的钻深。这对钻机成孔质量和安全操作必不可少。
2)钻机还应配有垂直纠偏装置,有自动和手动两种方式,以便随时、快速地调整和修正钻杆垂直状态,保证成孔质量。
3)钻机安全装置包括紧急停车和驾驶室防护装置。紧急停车装置主要防止钻机工作时,驾驶员视力盲区发生钻机伤人等事故。
4)钻机各部位有能够进行维修保养的空间,零部件更换方便,钻机配备的工具和通用工具齐全、耐用。
5、其它事项
动力系统要求工作可靠,无故障工作时间长。一般应采用国内备件好解决的发动机;液压、电气系统要求性能可靠,国内备件好解决;钻机的运输尺寸应控制在长度13m左右,宽度3.2m以内,高度3.2m以下。
每个厂家的钻机在性能、价格等方面各有优势,各个厂家的主导产品的孔径均是钻孔直径在1-3m之间,为用户提供了很宽的选择范围。综上所述,每种钻机都有其不同的优点,有的价格较为便宜,有的自动化程度较高但对操作的要求也主同,有的性能优异但价格比较贵。用户根据自己的资金情况及常用的工程情况,综合考虑性价比,选购不同价格、不同性能优势的钻机。
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。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、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。
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