旋挖鉆機(jī)施工工藝及控制

1、旋挖鉆機(jī)施工工藝及控制2009-03-03 14:33一 前言隨著高速公路的迅速發(fā)展，鉆孔灌注樁運(yùn)用在公路橋梁基礎(chǔ)工程中日益增加，在大中橋梁中的運(yùn)用顯得愈來愈重要，同時(shí)也促進(jìn)了橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)的快速發(fā)展。近幾年來，旋挖鉆機(jī)是鉆孔灌注樁施工中一種較先進(jìn)的施工方法，該施工方法主要特點(diǎn)是施工效率高，適用于工期要求緊的工程項(xiàng)目。在成章互通主線跨省道239橋樁基施工中發(fā)揮了充分的作用，同時(shí)使現(xiàn)場技術(shù)人員掌握了新技術(shù)，加塊了施工進(jìn)度，確保了工程質(zhì)量。二 工程概況成章互通主線跨省道239橋位于常州市武進(jìn)區(qū)嘉澤鎮(zhèn)成章南，橋梁角度90，橋梁全長692.85m?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑分別為1.4m、1.5

2、m，樁長45m、47m、50m、不等，數(shù)量為124根。地基巖土主要以可塑或硬塑狀中偏低壓縮性粘土、亞粘土、中間夾有中密密實(shí)狀態(tài)的粉砂層及中密密實(shí)狀態(tài)的亞砂土層為主。三 設(shè)備特點(diǎn)用于樁基施工的旋挖鉆機(jī)是東明TRM140型，其最大扭矩140KN.m，最大旋挖速度6-23rpm，發(fā)動(dòng)機(jī)功率192KW，最大樁徑1500mm。適用于粘性土、粉質(zhì)土、砂土等土層施工，該鉆機(jī)通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土，反復(fù)循環(huán)而成孔，并具有功率大、鉆孔速度快、移位方便、定位準(zhǔn)確、工作效率高、噪音小、環(huán)保的特點(diǎn)。四 工程施工（一） 施工方案確定根據(jù)該橋址處地質(zhì)情況、施工工期要求緊、施工場地受到限制、環(huán)保等因素，易選用旋挖

3、鉆機(jī)成孔。（二） 施工準(zhǔn)備施工圖紙的會(huì)審，測量放樣，施工場地平整，機(jī)械設(shè)備、材料的進(jìn)場。組織施工人員對施工現(xiàn)場進(jìn)行深入的調(diào)查和研究，收集與施工相關(guān)資料，采用合理的施工組織方法，使樁基施工保持連續(xù)、均衡、有節(jié)奏地進(jìn)行。機(jī)械設(shè)備投入旋挖鉆機(jī)2臺(tái)（東明TRM140型），配備泥漿泵，1625T汽車吊2臺(tái)等設(shè)備。（三）施工工藝1. 機(jī)械就位、護(hù)筒埋設(shè)施工場地平整處理，保證旋挖鉆機(jī)底座場地應(yīng)平整、夯實(shí)，避免在鉆進(jìn)過程中鉆機(jī)產(chǎn)生沉陷。樁位確定后，利用十字線放出四個(gè)控制樁位，并以四個(gè)控制樁為基準(zhǔn)進(jìn)行埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒埋設(shè)：護(hù)筒由厚度46mm鋼板制成，護(hù)筒直徑比樁基孔徑大100150mm，每節(jié)護(hù)筒長度1.5-3.0

4、m，護(hù)筒至少高出地面30cm。以防止雜物、泥水流入孔內(nèi)。旋挖鉆機(jī)在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，應(yīng)由人工進(jìn)行輔助配合，護(hù)筒埋設(shè)利用旋挖機(jī)的鉆斗擠壓作用做相應(yīng)的調(diào)整。2. 泥漿調(diào)制因鉆機(jī)施工中泥漿可以防止孔壁坍塌、抑制地下水、懸浮鉆渣等作用，為此泥漿是保證孔壁穩(wěn)定的重要因素。由于地基巖土中又夾有粉砂土層、亞砂層，地面水位較高的特點(diǎn)，調(diào)制出良好泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)尤為重要。泥漿相對密度：1.021.10，粘度：1822s，砂率4，泥皮厚度：2mm，PH值：大于7。施工過程中隨時(shí)檢測清孔后灌注砼時(shí)泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)，確保泥漿對孔壁的撐護(hù)作用，避免發(fā)生施工事故。3. 鉆孔施工旋挖鉆機(jī)采用筒式鉆斗。鉆機(jī)就位后，調(diào)整鉆桿垂直

5、度，注入調(diào)制好的泥漿，然后進(jìn)行鉆孔。當(dāng)鉆頭下降到預(yù)定深度后，旋轉(zhuǎn)鉆斗并施加壓力，將土擠入鉆斗內(nèi)，儀表自動(dòng)顯示筒滿時(shí)，鉆斗底部關(guān)閉，提升鉆斗將土卸于堆放地點(diǎn)。鉆機(jī)施工過程中保證泥漿面始終不得低于護(hù)筒底部，保證孔壁穩(wěn)定性。通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、削土、提升、卸土和泥漿撐護(hù)孔壁，反復(fù)循環(huán)直至成孔。如下圖所示。4. 改善鉆斗護(hù)壁能力旋挖鉆機(jī)施工初期，提升料筒時(shí)，發(fā)現(xiàn)提升力顯著增大，有孔壁頸縮現(xiàn)象。經(jīng)過詳細(xì)分析，由于筒式鉆斗完全無護(hù)壁作用，在提升鉆斗時(shí)，其下部產(chǎn)生較大負(fù)壓力作用，致使產(chǎn)生“吸鉆”現(xiàn)象，從而造成孔壁頸縮現(xiàn)象。因此，必須對筒式鉆斗進(jìn)行改進(jìn)。在筒壁上加焊4塊雙曲面護(hù)壁鋼板（或增設(shè)導(dǎo)流槽），兩兩對稱布置

6、，為防止升降時(shí)碰懷孔壁，鉆頭旋轉(zhuǎn)時(shí)雙曲面護(hù)壁鋼板直徑小于孔徑2cm。由施工現(xiàn)場實(shí)踐得知，改善后的鉆斗在提升過程中液壓系統(tǒng)壓力顯著減小，鉆孔頸縮現(xiàn)象得到改善。5. 控制鉆斗鉆進(jìn)、提升速度(1) 旋挖鉆機(jī)鉆機(jī)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，避免鉆進(jìn)尺度較大，造成埋鉆事故。(2) 若鉆機(jī)升降鉆斗時(shí)速度過快，鉆斗外壁和孔壁之間的泥漿沖刷孔壁，再加上鉆斗下部產(chǎn)生較大負(fù)壓作用，造成孔壁頸縮、坍塌現(xiàn)象。所以鉆斗提升時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制其速度，經(jīng)現(xiàn)場實(shí)踐得知，鉆斗升降速度保持在0.750.80m/s。當(dāng)鉆斗粉砂層或亞砂土層時(shí)，其升降速度應(yīng)更加緩慢。五 鉆進(jìn)施工時(shí)出現(xiàn)卡埋鉆的控制措施卡埋鉆是旋挖鉆機(jī)最易發(fā)生的施工事故，因此，

7、施工過程中應(yīng)采取積極主動(dòng)的措施加以預(yù)防。當(dāng)鉆機(jī)施工時(shí)出現(xiàn)卡埋鉆現(xiàn)象時(shí)，采取切實(shí)可行的措施及時(shí)進(jìn)行處理施工事故。處理卡埋鉆的方法如下：(1) 直接起吊法：采用吊車直接向上起吊即可。(2) 鉆斗周圍疏通法：即用水下切割或反循環(huán)等方法，清理鉆筒周圍沉渣，然后起吊即可。六 施工注意事項(xiàng)(1) 由于鉆機(jī)設(shè)備較重，施工場地必須平整、寬敞，并有一定硬度，避免鉆機(jī)發(fā)生沉陷。(2) 鉆機(jī)施工中檢查鉆斗，發(fā)現(xiàn)側(cè)齒磨懷，鉆斗封閉不嚴(yán)時(shí)必須及時(shí)整修。(3) 泥漿初次注入時(shí)，垂直向樁孔中間進(jìn)行入漿，避免泥漿沿著護(hù)筒壁沖刷其底部，致使護(hù)筒底部土質(zhì)松散。(4) 因粘土層中鉆進(jìn)過深易造成頸縮現(xiàn)象，在鉆機(jī)施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格一次鉆進(jìn)深

8、度。(5) 鋼筋籠或探孔器向孔內(nèi)放置時(shí)，應(yīng)由吊車吊起，將其垂直、穩(wěn)定放入孔內(nèi)，避免碰壞孔壁，使孔壁坍塌，在砼澆筑時(shí)出現(xiàn)廢樁事故。(6) 根據(jù)不同地質(zhì)情況，必須檢測清孔后灌注砼時(shí)泥漿性能指標(biāo)，確保泥漿對孔壁的撐護(hù)作用。(7) 其他施工工藝事項(xiàng)，應(yīng)嚴(yán)格按照橋涵施工技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。七 旋挖鉆機(jī)TRM140型成孔優(yōu)點(diǎn)(1) 因該鉆機(jī)操作由全液壓系統(tǒng)控制，能保證樁基垂直度、孔位、孔深、沉淀厚度等各項(xiàng)指標(biāo)全部達(dá)到施工規(guī)范要求。(2) 該鉆機(jī)適用不同地質(zhì)情況，成孔效率高，約6h左右即可成孔，1天成孔3-4個(gè)，是該橋回旋鉆機(jī)成孔的5-6倍，因此使用于工期要求緊的工程項(xiàng)目。(3) 孔壁穩(wěn)定性好，成孔后清

9、孔徹底，施工進(jìn)度快。(4) 施工噪音低，不污染環(huán)境，使用于環(huán)境保護(hù)要求高的施工地區(qū)。八 結(jié)束語通過本次施工，旋挖鉆機(jī)施工方法具有施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。由于旋挖鉆機(jī)所形成的孔壁較粗糙，增加了樁側(cè)摩阻力，克服了回旋鉆機(jī)樁側(cè)摩阻力低，以及孔底沉渣多，泥漿管理差的缺點(diǎn)。盡管旋挖鉆機(jī)投資較高，但適應(yīng)性強(qiáng)，最終的經(jīng)濟(jì)效益綜合指標(biāo)還是遠(yuǎn)大于回旋鉆機(jī)，可見旋挖鉆機(jī)是一種理想的施工工藝。旋挖鉆機(jī)施工工藝探討近年來，隨著國家重點(diǎn)工程對樁孔質(zhì)量、成孔速度及施工環(huán)保等要求的不斷提高，一些中小型旋挖鉆機(jī)已悄然興起，越來越受到施工者的關(guān)注。旋挖鉆機(jī)成樁亦稱回轉(zhuǎn)斗成樁、取土成樁，英文稱

10、“EarthDrill”，在覆蓋層施工具有成孔質(zhì)量好、速度快，無噪音、無污染或小污染等優(yōu)勢，對于干硬性粘土，可不用靜態(tài)泥漿穩(wěn)定液護(hù)壁，一般覆蓋層，采用泥漿護(hù)壁。由于中國地域廣闊，地質(zhì)條件較為復(fù)雜，旋挖鉆機(jī)施工中成孔工藝的制定要有針對性，以防止發(fā)生埋鉆、坍塌等施工事故，避免造成損失。本文結(jié)合呼和浩特市金山開發(fā)區(qū)金山電廠煙囪樁基工程成孔的施工案例，就旋挖鉆機(jī)成孔過程中如何避免坍塌、埋鉆等事故談?wù)勈┕そ?jīng)驗(yàn)，以供廣大施工者參考借鑒。一、工程概況 金山電廠位于呼市金山開發(fā)區(qū)，總樁量2180根，樁型灌注樁，樁徑800毫米，樁深36米。沼澤地區(qū)，2米左右為少量建筑垃圾回填層，25米為粘土層，513米為亞粘土

11、層，1315米為沙層，1529米為亞粘土層，2934米為沙層，3436米為粘土層。二、成孔工藝 采用旋挖鉆機(jī)取土成孔，成樁工藝：定樁位埋護(hù)筒注泥漿鉆進(jìn)取土一次清孔放鋼筋籠插入導(dǎo)管二次清孔砼灌注拔出護(hù)筒。施工中最大的難題：鉆孔作業(yè)至513米為亞粘土層時(shí)，樁孔縮徑現(xiàn)象嚴(yán)重及成樁過程中孔的坍塌，湖北某基礎(chǔ)公司鉆進(jìn)10根樁，竟有6根坍塌，損失巨大。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)除操作手在控制鉆進(jìn)尺度及回轉(zhuǎn)斗提升速度等方面顯得經(jīng)驗(yàn)不足外，最大的影響在于靜態(tài)泥漿的配比、鉆具的結(jié)構(gòu)及護(hù)筒的埋護(hù)不合理，易造成護(hù)壁泥皮過薄、鉆具下方負(fù)壓過高及孔口滲透，從而引起坍塌事故。三、靜態(tài)泥漿的配比 旋挖取土成孔中，靜態(tài)泥漿作為成孔過程的穩(wěn)定

12、液，主要作用是護(hù)壁，可在孔壁處形成一薄層泥皮，使水無法從內(nèi)向外或從外向內(nèi)滲透。針對金山電廠的地質(zhì)情況，加強(qiáng)泥漿技術(shù)，重新調(diào)整泥漿配比，控制泥漿比重，提高泥粉質(zhì)量，增加粘性及潤滑感，適當(dāng)添加處理劑，增強(qiáng)絮凝能力，確保護(hù)壁泥皮的厚度及強(qiáng)度。泥漿的配比成份具體如下：靜態(tài)泥漿主要材料配比表材料名稱 成分配比 主要使用上手水 100 靜態(tài)泥漿的主體膨潤土 以蒙特土為主 的粘土礦物 靜態(tài)泥漿的主要材料， 便于形成泥皮，增強(qiáng)潤滑感純堿 5% 處理劑，提高泥粉質(zhì) 量，增加相對密度C.M.C羥甲基纖維素鈉鹽 0.3 處理劑，提高泥粉 量，增加粘性，增加泥皮強(qiáng)度滲水防止劑 紙漿、棉子、鋸屑適量 防止?jié)B水初次注入泥

13、漿，盡量豎直向下沖擊在樁孔中間，避免泥漿沿護(hù)筒側(cè)壁下流沖塌護(hù)筒根部，造成護(hù)筒根部基土的松軟，正式鉆進(jìn)前，再倒入23袋膨潤土，啟動(dòng)鉆機(jī)的高速甩土功能，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，提高膨潤土的含量，增大護(hù)筒底部同基土結(jié)合處護(hù)壁泥皮的厚度，防止鉆進(jìn)過程孔口滲漏坍塌。在成孔過程中，確保泥漿高于地下水位2m，以有利于孔壁的穩(wěn)定。四、護(hù)筒的埋護(hù) 針對現(xiàn)場地質(zhì)情況，專門定制高4米、厚10毫米、直徑1.2米的護(hù)筒。護(hù)筒內(nèi)徑尺寸較大，能貯存足夠的泥漿，在鉆桿提出樁孔時(shí)，可確保護(hù)筒內(nèi)的水壓，維護(hù)孔壁泥皮的穩(wěn)定。同時(shí)單邊鍘隙達(dá)到200毫米，可有效避免回轉(zhuǎn)斗升降過程碰撞、刮拉護(hù)筒，保護(hù)孔口的穩(wěn)固。鉆進(jìn)過程，操作手憑經(jīng)驗(yàn)?zāi)繙y對孔定位

14、，工作強(qiáng)度加大，易于疲勞，且精度低，容易造成孔的偏差及砼的超方。東明公司的鉆機(jī)具有快速回轉(zhuǎn)自動(dòng)定位功能，每個(gè)工作循環(huán)均能精確對孔定位，即降低了操作手的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)能保證成孔質(zhì)量，有效解決了大護(hù)筒帶來的負(fù)面影響。 特制4米超高護(hù)筒，可以埋至粘土層以下500毫米，能有效防止孔口滲漏坍塌及周圍環(huán)境振動(dòng)、沖擊對樁孔的影響。護(hù)筒埋設(shè)的傳統(tǒng)方法：先用800毫米的回轉(zhuǎn)斗鉆至護(hù)筒深度，側(cè)壁安裝邊刀擴(kuò)至護(hù)筒外徑尺寸，副卷吊起，放入護(hù)筒，校正，層層填埋夯實(shí)。因本次選用的護(hù)筒較長，且單邊側(cè)隙較大，采用傳統(tǒng)方法，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，耗時(shí)長，埋設(shè)護(hù)筒通常需要34小時(shí)，幾乎占到總成孔時(shí)間的一半。東明公司根據(jù)現(xiàn)場施工情況

15、，有針對性的研發(fā)一種超長護(hù)筒專用驅(qū)動(dòng)器，固定在動(dòng)力頭下端的承撞體上，通過銷軸，將護(hù)筒直接安裝在驅(qū)動(dòng)器上，利用動(dòng)力頭邊旋轉(zhuǎn)邊加壓的功能，將護(hù)筒壓至規(guī)定的埋設(shè)位置，再取土成孔。采用該方法，可有效提高護(hù)筒跟土壤的結(jié)合度，增強(qiáng)抗外界振動(dòng)、沖擊的能力，在注漿或提升回轉(zhuǎn)斗時(shí)有效防止?jié)B水、漏漿現(xiàn)象的發(fā)生，降低孔口坍塌的概率。同時(shí)節(jié)約了時(shí)間，提高了效率，降低了強(qiáng)度，經(jīng)現(xiàn)場測試表明，采用驅(qū)動(dòng)器方式，埋設(shè)護(hù)筒僅耗時(shí)0.5小時(shí)。護(hù)筒離地應(yīng)控制在150300毫米，除保護(hù)孔口防止坍塌外，還用以防止表面水或地面漏漿、雜物等滑落孔中。五、回轉(zhuǎn)斗的結(jié)構(gòu) 施工初期，有的設(shè)備租賃公司采用自制的雙門底開式回轉(zhuǎn)斗，圓柱型盛料桶，側(cè)壁

16、無泥漿導(dǎo)流槽，底盤無側(cè)齒，使用中發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力偏高，回轉(zhuǎn)斗提升力明顯增大，且樁徑縮孔現(xiàn)象較為嚴(yán)重。經(jīng)東明公司技術(shù)人員分析，主要原因在于回轉(zhuǎn)斗的結(jié)構(gòu)不合理，提升回轉(zhuǎn)斗時(shí)下方產(chǎn)生較大負(fù)壓，從而導(dǎo)致提升阻力增大及孔壁收縮、坍塌。通過改進(jìn)，將回轉(zhuǎn)斗盛料桶改為圓錐式，側(cè)壁加焊導(dǎo)流槽，以有利于在樁孔內(nèi)的導(dǎo)向及泥漿的導(dǎo)流，減小樁孔內(nèi)的負(fù)壓。同時(shí)底盤加焊側(cè)齒，適當(dāng)控制回轉(zhuǎn)斗與刀尖間的距離，防止回轉(zhuǎn)斗升降旋轉(zhuǎn)時(shí)碰壞孔壁?，F(xiàn)場表明，改進(jìn)后的回轉(zhuǎn)斗在提升過程，液壓系統(tǒng)壓力明顯降低，樁身的縮孔、坍塌現(xiàn)象有所緩減，具有良好的使用效果。六、鉆機(jī)的鉆進(jìn)控制 鉆進(jìn)過程，回轉(zhuǎn)斗的底盤斗門必須保證處于關(guān)閉狀態(tài)，以防止回轉(zhuǎn)斗內(nèi)砂

17、土或粘土落入護(hù)壁泥漿中，破壞泥漿的配比；每個(gè)工作循環(huán)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)尺度，避免埋鉆事故；同時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制回轉(zhuǎn)斗的提升速度，施工實(shí)踐表明，800毫米的樁徑，升降速度宜保持在0.750.85m/s，提升速度過快，泥漿在回轉(zhuǎn)斗與孔壁之間高速流過，沖刷孔壁，破壞泥皮，對孔壁的穩(wěn)定不利，容易引起坍塌。七、影響坍塌的其它因素 樁孔完成以后，清孔、下放鋼筋籠、砼的灌注等工序中均應(yīng)規(guī)范操作，避免成孔的坍塌。如鋼筋籠下放過程，應(yīng)吊車吊起、堅(jiān)直、穩(wěn)步放入孔內(nèi)，避免碰撞孔壁，以造成泥皮或孔壁的破壞，從而引起灌注過程，樁孔的坍塌及出現(xiàn)斷樁、廢樁等事故。八、施工總結(jié) 施工中影響樁孔坍塌的因素很多，最重要的一點(diǎn)，就是如何因地制

18、宜，有效針對不同的地質(zhì)情況，制定相應(yīng)的施工工藝，以確保鉆進(jìn)成孔的順利進(jìn)行，避免施工事故的發(fā)生。旋挖工藝近二十多年來，國家實(shí)行改革開放政策，快速地推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施是社會(huì)生產(chǎn)和強(qiáng)國富民的基本物質(zhì)條件，也是眾多發(fā)達(dá)國家必行之路，由此可見基礎(chǔ)設(shè)施對國家的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)，民眾的生活起著舉足輕重的作用。在眾多基礎(chǔ)工程中,旋挖鉆機(jī)以其優(yōu)越的性能、方便安全.節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在國外旋挖鉆機(jī)已有半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程，而我國近年來才得以研發(fā)及生產(chǎn)。由于旋挖鉆機(jī)扭矩大，軸向壓力大，適合我國眾多地區(qū)施工，為祖國的基礎(chǔ)建設(shè)做出不可磨滅的豐功偉績。但是鉆機(jī)施工于隱蔽工程，施工工藝又

19、隨地質(zhì)情況而變化，正確地使用鉆機(jī)并能提高施工效率及質(zhì)量，降低消耗和杜絕隱患，下面將從旋挖鉆機(jī)施工工藝入手，詳細(xì)分析。旋挖工藝分為四部分組成地質(zhì)、鉆斗、泥漿和操作。一地質(zhì)由于鉆機(jī)施工與地質(zhì)變化密切相關(guān)，所以了解并認(rèn)識(shí)地質(zhì)尤為重要。地質(zhì)的種類繁多，對于鉆機(jī)施工而言不必分得過于詳細(xì)，旋挖鉆機(jī)扭矩大，軸向壓力大，地質(zhì)的細(xì)微變化是可以忽略不計(jì)，針對鉆機(jī)施工可把地質(zhì)分為以下幾部分1泥層泥層還有軟泥和硬膠泥區(qū)分等等一般分布在湖、塘、溝、谷、河漫灘等，由于軟泥含水量較高，細(xì)膩柔滑，具有高壓縮性和低承載力，鉆進(jìn)時(shí)阻力小負(fù)荷輕，鉆進(jìn)平穩(wěn)等特點(diǎn)；但由于軟泥較軟，孔內(nèi)十迷以上的泥漿壓力較輕，鉆進(jìn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，以及

20、鉆進(jìn)時(shí)負(fù)荷輕等原因，鉆進(jìn)時(shí)注意鉆進(jìn)深度！ 硬膠泥的密度適中，鉆進(jìn)時(shí)鉆機(jī)會(huì)有一定的負(fù)荷，硬膠泥對泥漿的質(zhì)量要求不高，是一種比較常見較好鉆進(jìn)的地質(zhì)，鉆進(jìn)時(shí)注意鉆進(jìn)深度即可，多鉆會(huì)導(dǎo)致鉆斗斗底不能關(guān)閉，掉下的渣土?xí)鸫蚧F(xiàn)象。2土層土層有黃土和粉質(zhì)土等等 黃土是最常見地質(zhì)之一，也是最受施工歡迎的地質(zhì)之一，如無地下水位可干鉆，也可用清水鉆進(jìn)，鉆進(jìn)平穩(wěn)，進(jìn)尺快，無塌方無沉渣是它的特點(diǎn)。 粉質(zhì)土是由土和沙組成，對泥漿要求一般，穩(wěn)定性較好，鉆進(jìn)時(shí)側(cè)阻力較高，鉆進(jìn)時(shí)加水或泥漿會(huì)起到一定潤滑效果，從而減少阻力。3沙層可分為中沙.粗沙和細(xì)沙，沙層對泥漿要求較高，由于沙層摩擦系數(shù)高，所以在鉆進(jìn)沙層時(shí)阻力較大。4

21、卵石層石頭被河水沖刷以及相互磨擦、碰撞，便形成了卵石。卵石的形態(tài)與餓蛋相似，俗稱鵝卵石。卵石層以它的直徑.密度及卵石層的厚度來區(qū)分，其中直徑較大的卵石，鉆進(jìn)時(shí)需用特殊鉆具鉆進(jìn)；卵石層中的卵石密度決定其硬度，密度越高的卵石層越較難鉆入！卵石層的厚度也很關(guān)鍵，當(dāng)然厚度越薄越好。由于卵石層中的卵石排列無規(guī)則，大小不一，造成斷面凹凸不平，鉆進(jìn)時(shí)斗齒受力不均勻，震動(dòng)大，反作用力強(qiáng)容易斷齒及憋住等特點(diǎn)。5巖層沙巖，中風(fēng)化等沙巖屬沉積巖，具有抗蝕性，承載能力強(qiáng),，呈棕紅色，另一方面，由于它具有堅(jiān)硬的物質(zhì)特性，所以較難鉆進(jìn)；在太陽輻射、氣溫、水、植物等對巖石的破壞作用叫做風(fēng)化巖。由于沙巖和中風(fēng)化巖層具有較強(qiáng)的

22、膠結(jié)性，對泥漿的質(zhì)量要求不高，成孔后無塌方跡象，鉆進(jìn)負(fù)荷重等特點(diǎn)！如果鉆具有缺陷或操作不當(dāng)較難鉆進(jìn)。6特殊地質(zhì) 施工過程中會(huì)遇見較為特殊的地質(zhì)，給施工帶來困難，特殊地質(zhì)包括水位承壓樁和瞬間漏漿樁。水位承壓樁是地下水位與地勢較高的水位相連，水位高低落差而形成的壓強(qiáng)。漏水樁長見于卵石層，又無其它物質(zhì)攙雜的卵石層內(nèi)會(huì)形成大小不一的間隙，在鉆到該地層時(shí)，由于間隙過大泥漿無法及時(shí)護(hù)壁，在泥漿壓力的作用下會(huì)出現(xiàn)快速漏漿現(xiàn)象。二鉆斗 鉆頭是旋挖鉆機(jī)所用的鉆具，鉆具有缺陷，即使具有優(yōu)越性能的鉆機(jī)也發(fā)揮不出作用，直接影響效益，增加部件磨損及各項(xiàng)消耗，從而提高生產(chǎn)成本。1 鉆具的作用在施工過程中，由于地質(zhì)多樣化，

23、滿足鉆機(jī)施工要求，所配帶的鉆具也是多樣性的，鉆具作用可分為概括旋挖切削并把渣土取出的容器。我國的旋挖行業(yè)使用的鉆具比較特殊，80的鉆機(jī)都使用一種鉆具撈沙斗，下面分析鉆斗。2鉆斗的阻力 鉆斗主要的作用是旋挖鉆進(jìn)，所以鉆進(jìn)時(shí)鉆斗所受到的阻力倍受關(guān)注，直接影響整體的效益及鉆機(jī)負(fù)荷，如何減少各種阻力，成為鉆斗的核心技術(shù)！旋挖鉆進(jìn)時(shí)負(fù)荷主要來源于三處既旋挖切削地質(zhì)的斗齒正阻力，鉆斗的鉆筒與外側(cè)地質(zhì)摩擦側(cè)阻力，鉆斗的筒體鉆進(jìn)的渣土自重，以及渣土與鉆斗筒壁內(nèi)側(cè)摩擦內(nèi)阻力。3正阻力 正阻力是旋挖切削地質(zhì)時(shí)斗齒所受到的阻力，也是主要的負(fù)荷來源，減少正阻力可使用以下辦法，1改變斗齒的長度。把斗齒的長短有序分開，鉆

24、進(jìn)時(shí)內(nèi)齒最長首先接觸到地質(zhì)，由于內(nèi)齒力臂最短，因此所受阻力最小，很容易切削破碎，隨著加壓鉆進(jìn)齒尖逐漸延長，較長的斗齒隨之跟進(jìn)鉆進(jìn)，這樣就把鉆進(jìn)的阻力分開鉆進(jìn)，達(dá)到阻力小，進(jìn)尺快的目的。2齒座的位置很重要，齒座與齒座之間都保留了一定間隙，目的是左右兩組斗齒間隙互補(bǔ)，所謂的犬牙交錯(cuò)，鉆進(jìn)時(shí)鉆斗360度回轉(zhuǎn)一周，把所有的地質(zhì)都能切削鉆入。所以確保斗齒之間的的間隙，也就直接保證最小化使用斗齒的數(shù)量和未被切削遺留下地質(zhì)所產(chǎn)的托底現(xiàn)象。3鉆斗斗底中心三角尖的長度不能超出內(nèi)齒齒的長度，寬度保持十五公分以內(nèi)。4側(cè)阻力 側(cè)阻力主要來源于鉆斗的鉆筒與外側(cè)摩擦產(chǎn)生的阻力。減少鉆筒外側(cè)的摩擦，第一注意的是鉆斗兩側(cè)邊齒

25、的直徑要大于鉆斗的直徑十公分左右，2旋挖鉆進(jìn)時(shí)，鉆斗兩側(cè)會(huì)遺留下渣土與筒壁摩擦，解決這一現(xiàn)象可把鉆筒下部開啟半扇形的泄荷槽，在泄荷槽邊側(cè)加上邊刀，這樣就可把遺留下的渣土在邊刀的作用下，通過泄荷槽進(jìn)入鉆斗，達(dá)到減少側(cè)阻力的目的。5內(nèi)阻力 內(nèi)阻力主要來源于鉆入鉆斗內(nèi)的渣土與鉆筒內(nèi)壁產(chǎn)生的摩擦，以及渣土自身的重力，這兩種力直接影響斗底進(jìn)渣口處的阻力，隨著鉆斗內(nèi)的渣土增多，斗底進(jìn)渣口的阻力也隨之升高，所以進(jìn)渣口開啟的越大其推力就越大。6樁徑與阻力的關(guān)系1阻力臂:驅(qū)動(dòng)鉆斗回轉(zhuǎn)的扭矩是由中心輸出，而隨鉆斗作業(yè)半徑增加，阻力臂也隨之增長，因此鉆斗半徑越小，阻力就越小，也就越容易鉆進(jìn)。接觸面積:隨鉆斗半徑的增

26、長，接觸面積就越大加壓阻力大7卡鉆 卡鉆顧名思義就是把鉆斗卡住的現(xiàn)象?？ㄣ@現(xiàn)象分于兩種原因第一種原因是鉆斗的形狀導(dǎo)致的。首先沒有按照地質(zhì)的需求制作出相對的泥漿，孔內(nèi)出現(xiàn)掉土或塌方的現(xiàn)象，鉆斗的形狀呈錐型，掉下石塊渣土進(jìn)入鉆筒外側(cè)后越夾越緊，最后被卡住。第二種原因是由于鉆斗老化沒有及時(shí)的維修，或者鉆入震動(dòng)較大的地質(zhì)時(shí)，鉆斗的斗底被震開而卡鉆，無論那種原因卡鉆都有辦法解決，不要硬鉆硬提！三泥漿 泥漿的作用是滿足施工的需求。泥漿的質(zhì)量取決于地質(zhì)情況，如果地質(zhì)情況較好可干成孔，那就無須制作泥漿。如果地質(zhì)較為復(fù)雜，需泥漿的的作用協(xié)助施工，泥漿的作用大致可概括成四點(diǎn)壓強(qiáng).護(hù)壁.懸浮和潤滑1壓強(qiáng) 泥漿或水都

27、具有重量，因此在內(nèi)部就存在由本身的重量而引起的壓強(qiáng)，這種壓強(qiáng)對孔壁及孔底都會(huì)起到壓力作用，壓強(qiáng)與泥漿的比重也有關(guān)。樁基礎(chǔ)越深則壓強(qiáng)也越大，由此可見樁底部的壓力最強(qiáng)，它與樁徑的大小，容積以及底面積的大小無關(guān)。通過定律驗(yàn)證:深度每增加十米，壓力增加98千帕。通過上述論點(diǎn)可指出在鉆進(jìn)中簡單地質(zhì)水位較低時(shí)，孔內(nèi)十米以下壓強(qiáng)基本建立，一般不會(huì)出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，這既是壓強(qiáng)的作用。2護(hù)壁 由于鉆機(jī)施工時(shí)遇到的地質(zhì)多樣化，孔內(nèi)十米以上泥漿的壓力較輕，特別是護(hù)筒部分壓強(qiáng)極小，為了保護(hù)孔壁不致坍塌及施工的質(zhì)量.這時(shí)泥漿護(hù)壁及其重要。泥漿護(hù)壁原理是當(dāng)泥漿達(dá)到一定粘度時(shí)，泥漿具有一定粘滯性，在泥漿壓力的作用下，泥漿粘貼在

28、孔壁并不至脫落，護(hù)壁層的厚度取決泥漿的粘度。3懸浮 旋挖切削過程中及提鉆會(huì)在泥漿中產(chǎn)生懸浮物，停鉆或成孔后泥懸浮的雜質(zhì)會(huì)漫漫沉落至孔底，影響施工質(zhì)量。一般制作泥漿所用的原材料是膨潤土，如果泥漿達(dá)到一定粘度時(shí)，膨潤土在水中呈膠體懸浮狀，這時(shí)的泥漿液具有一定的粘滯性和潤滑性，可以把細(xì)小的物質(zhì)摻合并粘結(jié)，起到懸浮或降低沉落速度的作用。4潤滑 前面已講到，泥漿具有潤滑性，這種潤滑對旋挖鉆進(jìn)極其重要，特別是減少側(cè)阻力和內(nèi)阻力有及其顯著的效果，無論任何地質(zhì)，鉆進(jìn)時(shí)泥漿都具有減阻的作用。 (5)浮力 液體比重越大浮力越大，因此泥漿可以降低主卷提鉆阻力。 (6)降溫 選用凱式鉆桿入巖時(shí)，鉆斗截齒與巖石摩擦?xí)a(chǎn)

29、生高溫，泥漿能起到降溫保護(hù)截齒的作用5鉆孔液 特點(diǎn)經(jīng)濟(jì)方便，對PH值有要求，比重與水相同。作用是通過在水中加入其產(chǎn)品，能快速地把調(diào)制出一定粘度液體。鉆孔液沒有護(hù)壁層，主要是利用粘度和壓強(qiáng)來保護(hù)支撐孔壁。缺點(diǎn)是因沒有護(hù)壁層，易出現(xiàn)滲漿.漏漿現(xiàn)象。四操作 旋挖鉆機(jī)施工于隱蔽工程，與地質(zhì)變化密切相關(guān)，所以操作鉆機(jī)需一定的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)和技能，決策著鉆機(jī)生產(chǎn)效益及安全，前面所講的方面最后都是為操作而準(zhǔn)備，所以操作部分非常重要！操作可注意以下幾部分操作基本要素.操作與地質(zhì).操作方法等 基本要素分四個(gè)部分組成即望聞切1基本要素 望觀察。操作時(shí)近70的信息來源于視覺，通過仔細(xì)的觀察可以提高效益并預(yù)防隱

30、患。通過目測可以檢查各個(gè)部位，旋挖鉆進(jìn)時(shí)除了觀察儀表顯示的參數(shù)，特別需要關(guān)注旋挖鉆進(jìn)時(shí)承受負(fù)荷較重的部位如主卷鋼絲繩，鉆桿，危險(xiǎn)部位包括鉆斗銷.鉆斗斗底掛鉤和護(hù)筒周圍的等也可觀察取出的渣土來分析地質(zhì)情況及變化趨勢，以及泥漿的質(zhì)量，觀察鉆桿回轉(zhuǎn)受阻及振動(dòng)判斷地質(zhì)情況等等聞仔細(xì)地挺。首先通過聽可辨別出是否有異常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)出的聲音，通過聽動(dòng)力頭受阻后所發(fā)出的聲音來辨別地質(zhì)情況，以及主卷提升或下放時(shí)，隨著負(fù)載變化，減速機(jī)發(fā)出的聲音也隨之變化，下鉆或提鉆時(shí)，聽每節(jié)鉆桿放完或收回所發(fā)出鉆桿撞擊的聲響，可以預(yù)防帶桿等等 切;憑振動(dòng)。地質(zhì)情況變化鉆機(jī)產(chǎn)生的震動(dòng)和阻力也不同，機(jī)手可通過身體來感覺震動(dòng)的大小阻力情況得

31、知地質(zhì)情況，而及時(shí)改變加壓方式和輸出扭矩，鉆進(jìn)深度等2操作與地質(zhì) 操作與地質(zhì)有著密切關(guān)系，第一時(shí)間得知地質(zhì)的變化情況，這與鉆機(jī)效率有直接關(guān)系，每種地質(zhì)的鉆入方法存在一定的差異如鉆桿轉(zhuǎn)數(shù).鉆進(jìn)時(shí)間.加壓行程.輸出扭矩.鉆進(jìn)深度等等如果任何地質(zhì)的操作方法都是一個(gè)套路，不但影響生產(chǎn)效益，事故的發(fā)生概率也隨之增高，地質(zhì)與操作關(guān)系如下阻力較小的地質(zhì)如泥層“以剛克柔”，利用鉆機(jī)大扭矩，重加壓力快速鉆進(jìn)；磨阻力較強(qiáng)的地質(zhì)如沙層“剛?cè)岵⑦M(jìn)”，沙層阻力較高，鉆機(jī)需大扭矩輸出鉆進(jìn)，但不能蠻鉆，鉆機(jī)負(fù)荷升高時(shí)提升加壓油缸來輕阻力；反作用較強(qiáng)的地質(zhì)如卵石層“以柔克剛”，由于卵石層的特殊性，鉆輸出的加壓力和扭矩與所受到

32、的震動(dòng)和反作用力成正比，所以不能硬鉆以免部件受損并影響生產(chǎn)；堅(jiān)硬密實(shí)的地質(zhì)如沙巖“以剛克剛”由于地質(zhì)堅(jiān)硬，密度較高！在保證鉆斗和操作無缺陷下，只能以鉆機(jī)輸出的大扭矩和重壓力來鉆入地質(zhì)，克服旋挖切削的阻力。3操作總結(jié) 在操作鉆機(jī)時(shí)避免出現(xiàn)巨大慣性，學(xué)習(xí)泄力技巧，通過控制流量，壓力輸出，結(jié)合不同地質(zhì)更換不同操作方式，實(shí)現(xiàn)保護(hù)機(jī)械并高效率地施工生產(chǎn)。三一企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：旋挖鉆機(jī)施工工法通用規(guī)程2008/5/13/10:55來源：中國樁工機(jī)械網(wǎng)20070118發(fā)布 -20070228實(shí)施 北京市三一重機(jī)有限公司發(fā)布 目錄 前言 序言 1范圍1 2規(guī)范性引用文件1 3背景1 4施工資料準(zhǔn)備1 5研究工程地質(zhì)情

33、況1 6施工機(jī)械與設(shè)備2 7場地布置、樁孔位置的確定3 8泥漿制備4 9鉆頭的類型及應(yīng)用5 10旋挖鉆機(jī)鉆桿結(jié)構(gòu)及正確應(yīng)用6 11旋挖鉆進(jìn)成孔工藝9 12旋挖鉆機(jī)氣舉反循環(huán)全斷面破巖成孔10 13附則12 前言 本標(biāo)準(zhǔn)是為了合理規(guī)范旋挖鉆機(jī)的施工工藝而制訂的標(biāo)準(zhǔn)。 本標(biāo)準(zhǔn)的附頁一和附頁二、三是資料性附錄。 本標(biāo)準(zhǔn)由北京市三一重機(jī)有限公司提出并歸口。 本標(biāo)準(zhǔn)由北京市三一重機(jī)有限公司負(fù)責(zé)解釋。 本標(biāo)準(zhǔn)由北京市三一重機(jī)有限公司、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)負(fù)責(zé)起草。 本標(biāo)準(zhǔn)是第1次制訂。 本標(biāo)準(zhǔn)的版權(quán)屬于北京市三一重機(jī)有限公司所有，其他單位不經(jīng)允許不得翻印或復(fù)制。 本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：黎中銀12夏柏如1邵良清

34、2王宏偉2。注 1中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2北京市三一重機(jī)有限公司。旋挖鉆機(jī)施工工法通用規(guī)程序言近年來，隨著旋挖鉆機(jī)在各類工程應(yīng)用中的不斷普及，旋挖鉆機(jī)的數(shù)量及生產(chǎn)廠家也呈快速遞增趨勢，這對促進(jìn)基礎(chǔ)工程機(jī)械行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、緩解工程需求和裝備供給之間的矛盾，無疑是件令人欣慰的事。但是，在我國，無論是旋挖鉆機(jī)的制造者還是使用者，其實(shí)踐的時(shí)間仍然很短，經(jīng)驗(yàn)及其積累仍然有限。同時(shí)，隨著用戶群的逐步擴(kuò)大，新入者也不斷增加，這就迫切需要制定和出臺(tái)相應(yīng)的專門施工規(guī)程，來指導(dǎo)和規(guī)范旋挖鉆機(jī)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)。而制訂國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，需要大量工程數(shù)據(jù)作為支撐，也就需要較長時(shí)間的考證。這在客觀上造成了施工規(guī)范上的滯后現(xiàn)象

35、。 可喜的是，北京市三一重機(jī)有限公司作為一家旋挖鉆機(jī)的制造企業(yè)，卻始終將施工工法等工程方面的研究和實(shí)踐放在企業(yè)業(yè)務(wù)的重要位置，并因此而取得了良好的業(yè)績。這本旋挖鉆機(jī)施工工法通用規(guī)程比起專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，也許還存在這樣或那樣的不足和缺陷，但是它肯定能夠幫助旋挖鉆機(jī)的廣大用戶，尤其是新進(jìn)入者，在施工方法上找到比較正確和有效的途徑。 這也是一個(gè)良好的開端，希望在旋挖鉆機(jī)等基礎(chǔ)工程機(jī)械領(lǐng)域，加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)、施工及設(shè)備等行業(yè)之間及企業(yè)間的交流與互動(dòng)，共同促進(jìn)基礎(chǔ)工程及其裝備的技術(shù)進(jìn)步。 中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長 陸學(xué)文 2007年1月旋挖鉆機(jī)施工工法通用規(guī)程 1范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了旋挖鉆機(jī)的施工工藝規(guī)范。

36、 本標(biāo)準(zhǔn)適用于北京市三一重機(jī)生產(chǎn)的旋挖鉆機(jī)。其他公司生產(chǎn)的同類機(jī)器可參照執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)。 2規(guī)范性引用文件 下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。 GB/T1.1-2000標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則 GB/T5005-2001鉆井液材料規(guī)范 3背景 旋挖鉆機(jī)作為基礎(chǔ)工程機(jī)械中的新型機(jī)種，經(jīng)過幾年的推廣應(yīng)用，目前已被大量應(yīng)用于公路及鐵路、橋梁、水利工程、城市建筑工程等樁

37、基工程之中。由于其高效、節(jié)能、低噪聲、低污染、地層適應(yīng)性較廣等優(yōu)點(diǎn)、受到越來越多的施工單位的青睞。但是由于至今尚未頒布國家或行業(yè)的旋挖鉆機(jī)施工工藝規(guī)范，對于新進(jìn)入該施工行業(yè)的業(yè)主，在工程實(shí)踐中往往遭遇很多困擾。北京市三一重機(jī)有限公司作為國內(nèi)旋挖鉆機(jī)的龍頭企業(yè)，在開發(fā)制造和銷售大量產(chǎn)品的同時(shí)，致力于走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路，與國內(nèi)外地質(zhì)施工專家進(jìn)行旋挖鉆工法及施工工藝的研究和實(shí)踐。本通用規(guī)程就是這些探索的總結(jié)，希望能對施工界帶來一些有益的幫助。 4施工資料準(zhǔn)備 4.1開工前應(yīng)有相關(guān)部門提供的該工程的地質(zhì)勘察報(bào)告、水文地質(zhì)資料、樁基工程施工圖及圖紙會(huì)審資料。 4.2施工現(xiàn)場環(huán)境和鄰近區(qū)域內(nèi)的地下管線（

38、管道、電纜）、地下構(gòu)筑物、危險(xiǎn)建筑物、精密儀器車間等的調(diào)查資料。 4.3主要施工機(jī)械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能資料，所需材料的檢驗(yàn)和配合比試驗(yàn)，對所需的材料必需作材料的物理性能試驗(yàn)，并委托有資質(zhì)的試驗(yàn)室根據(jù)所用的原材料作好混凝土的配合比試驗(yàn)。 4.4有效的樁基工程的施工組織設(shè)計(jì)或施工方案，有關(guān)載荷、施工工藝的試驗(yàn)參考資料。 5研究工程地質(zhì)情況 5.1必要性 做好全面的施工準(zhǔn)備，施工前對工程的地質(zhì)、水文情況進(jìn)行研究是必需的。這對以后施工組織安排和效益預(yù)測等有相當(dāng)幫助。 5.2對工程地質(zhì)的可鉆性分析 工程地質(zhì)可鉆性分為土壤可鉆性分析及入巖可鉆性分析兩個(gè)方面。 5.2.1土壤可鉆性分析,包括地質(zhì)硬度小于

39、5MPa以下的工程地質(zhì)情況，其分析時(shí)應(yīng)了解的相關(guān)參數(shù)一般為水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)等土性指標(biāo)。此時(shí)土壤的可鉆性主要表現(xiàn)為土壤顆粒脆性斷裂可切削能力，所使用的斗齒必須是具有鋒快楔入能力的線式刃口刀具。 5.2.2入巖可鉆性分析，應(yīng)考慮巖石的成因和種類，巖石顆粒的大小和形狀、巖石的構(gòu)造及裂隙發(fā)育情況，膠結(jié)的性質(zhì)及膠結(jié)形式等等。一般應(yīng)了解巖石的壓入硬度、研磨性、彈塑性三個(gè)方面的指標(biāo)。此時(shí)，巖石的可鉆性主要表現(xiàn)為巖石顆粒的可剪切斷裂破碎能力。 5.2.2.1巖石破碎的典型方式有兩種：脆性剪切碎巖和動(dòng)載沖擊碎巖。 5.2.2.2脆性剪切碎巖廣泛使用于巖石裂隙發(fā)育充分的地質(zhì)情況，其機(jī)理是在巖石顆粒邊界處利用兩向力

40、即加壓力和扭矩或多維應(yīng)力共同作用產(chǎn)生搓碾剪切從而導(dǎo)致巖石破碎的一種準(zhǔn)靜載破巖方式。常用的碎巖工具應(yīng)具有點(diǎn)式或圓球形切削刃面。例如裝有子彈頭的短螺旋鉆頭，嵌巖筒鉆等等都是較常用的有效工具。 5.2.2.3動(dòng)載沖擊碎巖是利用沖擊器的沖擊能來加速巖石顆粒邊界處裂隙的發(fā)育和增大巖石脆性從而實(shí)現(xiàn)快速斷裂碎巖的一種方式。相對其它碎巖方式來說，具有單位體積比能耗小，破巖效率高的優(yōu)勢。常用的方式有振動(dòng)錘、振動(dòng)鎬、沖擊錘，落錘、牙輪鉆頭、爆破器、射流沖擊器等。 例如，氣舉反循環(huán)全斷面破巖成孔工法兼具脆性剪切破巖和動(dòng)載沖擊碎巖的一些基本特征，詳情見后述章節(jié)。 5.3編制施工作業(yè)指導(dǎo)書 5.3.1目的 編制施工作業(yè)

41、指導(dǎo)書的目的是為了制訂施工時(shí)護(hù)壁穩(wěn)定、提高作業(yè)效率及降低工程成本的最優(yōu)方案，一般應(yīng)從硬件配置和參數(shù)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面來考慮。 5.3.2硬件配置 針對不同的地質(zhì)情況，應(yīng)該對鉆桿、鉆具、斗齒、護(hù)筒、泥漿、清孔工具、監(jiān)理檢測等施工機(jī)械與設(shè)備進(jìn)行選擇和優(yōu)化。一般來說，一臺(tái)鉆機(jī)至少要配置機(jī)鎖鉆桿和摩擦鉆桿各一只且配備若干數(shù)量的鉆具、斗齒、護(hù)筒等等。 5.3.3參數(shù)設(shè)計(jì) 針對不同的地質(zhì)情況和施工設(shè)備，優(yōu)化考慮施工的方式、鉆進(jìn)參數(shù)、質(zhì)量控制措施等等。如是否采用接力鉆削，土壤切削、巖石鉆削時(shí)加壓方式，鉆進(jìn)扭矩，鉆頭轉(zhuǎn)速，進(jìn)尺速度，監(jiān)理檢測質(zhì)量控制指標(biāo)等等。詳情見后述章節(jié)。 6施工機(jī)械與設(shè)備 6.1特殊要求 旋挖鉆

42、機(jī)、起重機(jī)、電焊機(jī)、泥漿泵、測量儀器（如全站儀、水準(zhǔn)儀）等機(jī)械設(shè)備須有出廠合格證。 6.2中小型等機(jī)具的要求 6.2.1起重機(jī)：機(jī)體安裝堅(jiān)實(shí)平穩(wěn)，各類離合器、制動(dòng)器、鋼絲繩、防護(hù)罩必須安全、可靠有效；操作手應(yīng)持證上崗。 6.2.2手持電動(dòng)工具：必須單獨(dú)安裝漏電保護(hù)器；防護(hù)罩安全有效；外殼必須有接地或接零；橡皮線不準(zhǔn)破損。 6.2.3電焊機(jī)：有可靠的防雨措施；有良好的接地或接零保護(hù)；一、二次線接線處應(yīng)有齊全的防護(hù)罩；二次線應(yīng)使用線鼻子；配線不許亂搭、亂拉，焊把絕緣良好；焊工持證上崗。 6.2.4氣瓶：各類氣瓶有明顯的色標(biāo)和防震圈，不準(zhǔn)在露天曝曬；乙炔氣和氧氣瓶距離應(yīng)大于5m；乙炔氣瓶在使用時(shí)必須

43、裝回火防止器；皮管應(yīng)用夾頭緊固；操作人員必須持證上崗。 6.2.5泥漿泵三臺(tái)：3千瓦一臺(tái)，也可選用潛水泵；7.5千瓦一臺(tái)；12.5千瓦一臺(tái)。水管與泥漿管根據(jù)現(xiàn)場所需購置，管徑根據(jù)每臺(tái)泵出水口配置。7場地布置、樁孔位置的確定 7.1基本原則 根據(jù)設(shè)計(jì)要求合理布置施工場地，必須落實(shí)四通一平，即路、水、電和通信通；先平整場地、清除雜物、換除軟土、夯打密實(shí)。在進(jìn)行場地整平后，組織有資格的測量放樣人員，將所有樁位放出，釘好十字保護(hù)樁，做好測量復(fù)核，并記錄放樣數(shù)據(jù)備案；規(guī)劃行車路線時(shí)，使便道與鉆孔位置保持一定的距離；以免影響孔壁穩(wěn)定；施工場地為旱地而且在施工期間地下水位在原地面以下時(shí)，將場地平整夯實(shí)，清除

44、雜物；場地位于淺水時(shí)，采用筑島后在頂面安置鉆機(jī)，筑島頂面高出施工水位1.0m左右；鉆機(jī)底盤不宜直接置于不堅(jiān)實(shí)的填土上，以免產(chǎn)生不均勻沉陷；鉆機(jī)的安置應(yīng)考慮鉆孔施工中孔口出土清運(yùn)的方便。 7.2樁位放樣 按“從整體到局部的原則”進(jìn)行樁基的位置放樣，進(jìn)行鉆孔的標(biāo)高放樣時(shí)，應(yīng)及時(shí)對放樣的標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核。采用全站儀準(zhǔn)確放樣各樁點(diǎn)的位置，使其誤差在規(guī)范要求內(nèi)。 7.3鉆機(jī)就位 鉆機(jī)就位時(shí)，要事先檢查鉆機(jī)的性能狀態(tài)是否良好。保證鉆機(jī)工作正常。保證樁位附近平整，把鉆機(jī)開到樁位旁，螺旋鉆頭的尖端正對樁位標(biāo)注點(diǎn)。 鉆機(jī)停位回轉(zhuǎn)中心距孔位在34.5m之間。在允許的情況下，變幅油缸盡可能將桅桿縮回，這樣可以減小鉆機(jī)自

45、重和提升下降脈動(dòng)壓力對孔的影響。檢查在回轉(zhuǎn)半徑是否有障礙物影響回轉(zhuǎn)。 7.4埋設(shè)鋼護(hù)筒 7.4.1基本要求 在準(zhǔn)確放樣的前提下埋設(shè)護(hù)筒，應(yīng)符合埋設(shè)護(hù)筒的方法和要求，如果鉆孔是在陸地上進(jìn)行的，則一般采用挖坑法，比較簡單易行。 鋼護(hù)筒埋設(shè)工作是旋挖鉆機(jī)施工的開端，鋼護(hù)筒平面位置與垂直度應(yīng)準(zhǔn)確，鋼護(hù)筒周圍和護(hù)筒底腳應(yīng)緊密，不透水。 埋設(shè)鋼護(hù)筒時(shí)應(yīng)通過定位的控制樁放樣，把鉆機(jī)鉆孔的位置標(biāo)于孔底。再把鋼護(hù)筒吊放進(jìn)孔內(nèi)，找出鋼護(hù)筒的圓心位置，用十字線在鋼護(hù)筒頂部或底部，然后移動(dòng)鋼護(hù)筒，使鋼護(hù)筒中心與鉆機(jī)鉆孔中心位置重合。同時(shí)用水平尺或垂球檢查，使鋼護(hù)筒垂直。此后即在鋼護(hù)筒周圍對稱地、均勻地回填最佳含水量的

46、粘土，要分層夯實(shí)，達(dá)到最佳密實(shí)度。以保證其垂直度及防止泥漿流失及位移、掉落，如果護(hù)筒底土層不是粘性土，應(yīng)挖深或換土，在孔底回填夯實(shí)300-500mm厚度的粘土后，再安放護(hù)筒，以免護(hù)筒底口處滲漏塌方，夯填時(shí)要防止鋼護(hù)筒偏斜。護(hù)筒上口應(yīng)綁扎木方對稱吊緊，防止下竄。 7.4.2特殊要求 在易縮徑的淤泥質(zhì)粘土和易垮孔的松散雜填土地層和沙層以及嚴(yán)重透水地層必須使用長護(hù)筒或全護(hù)筒護(hù)壁，下護(hù)筒的方式有兩種：振動(dòng)錘下護(hù)筒和動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)器下護(hù)筒。 7.4.2.1振動(dòng)錘下護(hù)筒：用汽車吊或履帶吊吊掛電動(dòng)或液壓振動(dòng)錘夾持護(hù)筒，通過高頻振動(dòng)使護(hù)筒周邊沙土液化，在護(hù)筒重力作用下使護(hù)筒插入土層。該方法的優(yōu)點(diǎn)是下放和起拔護(hù)筒速

47、度快，在成孔時(shí)可用干式成孔法或天然水，降低造漿成本。但在埋設(shè)開始時(shí)需注意調(diào)整護(hù)筒的垂直度。 7.4.2.2動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)器下護(hù)筒：利用動(dòng)力頭反正轉(zhuǎn)搓動(dòng)和加壓油缸加壓使護(hù)筒切入土中。操作方便，并能確保護(hù)筒埋置夯實(shí)性，縮短挖坑埋置時(shí)間，提高成孔效率。 8泥漿制備 8.1旋挖鉆機(jī)特點(diǎn) 8.1.1優(yōu)點(diǎn) 與傳統(tǒng)的正反循環(huán)鉆機(jī)相比，旋挖鉆機(jī)具有成孔速度快的特點(diǎn)，其工藝優(yōu)點(diǎn)為： （1）孔壁不易產(chǎn)生泥皮。因?yàn)樵诔煽走^程中孔壁一直都受鉆斗的刮擦。 （2）在孔壁上形成較明顯的螺旋線。 這兩點(diǎn)有助于增加樁的摩阻力，提高樁的質(zhì)量。 8.1.2缺點(diǎn) 因?yàn)椴灰仔纬赡嗥?，護(hù)壁性相對較差，容易縮徑、塌孔。 8.2泥漿護(hù)壁特點(diǎn) 在

48、鉆孔灌注樁的施工過程中,為了防止坍孔,穩(wěn)定孔內(nèi)水位及便于挾帶鉆碴,通常采用澎潤土制備成泥漿進(jìn)行護(hù)壁。泥漿護(hù)壁是利用泥漿與地下水之間的壓力差來控制水壓力,以確?？妆诘姆€(wěn)定,所以泥漿的比重在起到保持這種壓力差方面具有關(guān)鍵作用。如果鉆孔中的泥漿比重過小,泥漿護(hù)壁就容易失去了阻擋土體坍塌的作用;如果泥漿的比重過大,則容易使泥漿泵產(chǎn)生堵塞甚至使混凝土的置換產(chǎn)生困難,使成樁質(zhì)量難以得到保證。要充分發(fā)揮泥漿的作用,其指標(biāo)的選取是非常重要的。就要求在實(shí)際工程的施工中,根據(jù)工程地質(zhì)具體情況,合理地控制不同土層中泥漿的指標(biāo)。 8.2.1穩(wěn)定液的原材料 穩(wěn)定液應(yīng)具有良好的物理性能、流變性能和穩(wěn)定性能。主要指標(biāo)為密度

49、、粘度、PH值、含砂量等。其中膨潤土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參見鉆井液材料規(guī)范GB/T5005-2001。泥漿用粘土應(yīng)選擇粘粒含量大于50%，塑性指標(biāo)大于20，含砂量小于5%，二氧化硅與三氧化二鋁含量的比值為3-4倍的粘土為宜。穩(wěn)定液的主要材料見表1。 表1 穩(wěn)定液的主要材料表材料名稱 成分 主要使用目的 水 H 2 O 穩(wěn)定液的主體 膨潤土或粘土 以蒙特土為主的粘土礦物 穩(wěn)定液的主要材料 重晶石 硫酸鋇 增加穩(wěn)定液相對密度 CNC 羧甲基纖維素鈉鹽 增加粘性、防止孔壁剝落 腐殖酸族分解劑 硝基腐殖酸鈉鹽 控制穩(wěn)定液變質(zhì)及改善已變質(zhì)的穩(wěn)定液 木質(zhì)素族分解劑 鉻鐵木質(zhì)素磺胺酸鈉鹽（ FCL ） 堿類 Na 2

50、 CO 3 及 NaHCO 3 滲水防止劑 廢紙漿、棉子、鋸末等 防止?jié)B水 8.2.2穩(wěn)定液的配合比應(yīng)按地基土的性狀、鉆機(jī)和工程條件來定。一般100L的水需加8kg的膨潤土，對于粘性土層，膨潤土可降低到34kg。由于情況各異，穩(wěn)定液的性能指標(biāo)和配合比，必須根據(jù)地層特性、造孔方法、泥漿用途而有所變化（表2）。表2 穩(wěn)定液的主要性能指標(biāo)項(xiàng) 目 指 標(biāo) 膨潤土的最低濃度 8% 泥漿的最小粘度（ 500/500ml ） 25s 失水率的限度（ 0.3N/mm 2 ）每 30min 20ml PH 值最高限度 11.0 8.2.3穩(wěn)定液粘度的選取 鉆斗鉆成孔法為了防止孔壁坍塌，所用穩(wěn)定液的必要粘度參考值

51、如表3。 表3 鉆斗鉆成孔法穩(wěn)定液的必要粘度參考值土質(zhì) 必要粘度（ s ）（ 500/500cc ） 土質(zhì) 必要粘度（ s ）（ 500/500cc ） 砂質(zhì)淤泥 20-23 砂（ N 20 ） 23-25 砂（ N 10 ) 45 混雜粘土的砂礫 25-35 砂（ 10 N 20 ) 25-45 砂礫 45 9鉆頭的類型及應(yīng)用 9.1鉆頭的類型 旋挖鉆頭實(shí)際上就是一個(gè)盛土的筒式容器，只是在斗的下側(cè)焊接切削土壤的刀片或刃口。隨著旋挖鉆進(jìn)工藝的推廣應(yīng)用，在遇到沙層、硬巖基層、卵礫石層等各種復(fù)雜地層時(shí)，不采取特別的措施，旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用也受到了一定限制。因此，在施工中應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)情況，選用合適的鉆

52、頭和施工工法，這樣即可以提高施工效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，而且在環(huán)保、能源消耗、孔內(nèi)事故等等方面能收到異想不到的效果。 鉆頭的類型很多，常用的分為兩大類： (1)回轉(zhuǎn)鉆頭:a單底土斗b雙底撈砂斗 (2)嵌巖鉆頭:a短螺旋鉆頭b嵌巖筒鉆c牙輪鉆頭 9.2鉆頭的應(yīng)用 9.2.1一般要求 鉆具應(yīng)有一定的剛度，在鉆進(jìn)中或其他操作時(shí)，不產(chǎn)生移動(dòng)和搖晃，鉆具的安裝應(yīng)符合生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)。施工前，了解施工地質(zhì)情況選用合理的鉆具。在一般地層情況下可選用摩擦鉆桿和回轉(zhuǎn)鉆頭。在巖層施工時(shí)可配用短螺旋鉆頭、回轉(zhuǎn)斗，嵌巖鉆頭等各種規(guī)格的鉆頭。 回轉(zhuǎn)鉆頭，適用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密實(shí)以上的砂土、風(fēng)化巖層。嵌巖螺旋鉆頭，適用于碎石土、中等硬度的巖石及風(fēng)化巖層。巖心回轉(zhuǎn)斗，適用于風(fēng)化巖層及有裂紋的巖石。鉆頭規(guī)格由用戶據(jù)實(shí)際工程的情況選購選配。 9.2.2鉆斗的斗齒前角選取 旋挖鉆機(jī)工作時(shí)的壓力、扭矩傳遞為： 壓力：動(dòng)力頭油缸動(dòng)力頭鉆桿鉆頭切削刃； 扭矩：動(dòng)力頭馬達(dá)動(dòng)力頭轉(zhuǎn)盤鉆桿鉆頭切削巖土。 從整個(gè)旋挖鉆機(jī)工作過程來看，鉆機(jī)的動(dòng)力能多少轉(zhuǎn)變