三一重機(jī)旋挖鉆機(jī)施工工法通用規(guī)程

1旋挖鉆機(jī)施工工法通用規(guī)程黎中銀[1][2]夏柏如[1]邵良清[2]王雄偉[2][1]中國地質(zhì)大學(xué)〔北京〕，[2]北京市三一重機(jī)些有益的幫助。一、施工預(yù)備資料預(yù)備：樁基工程施工圖及圖紙會(huì)審資料?！补艿馈㈦娎|〕、地下構(gòu)筑物、危急建筑物、周密儀器車間等的調(diào)查資料。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)和協(xié)作所用的原材料作好混凝土的協(xié)作比試驗(yàn)。試驗(yàn)參考資料。二、爭(zhēng)辯工程地質(zhì)狀況這對(duì)以后施工組織安排和效益推測(cè)等有相當(dāng)幫助。對(duì)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.5Mpa線式刃口刀具。粒的可剪切斷裂裂開力量。巖石裂開的典型方式有兩中：脆性剪切碎巖和動(dòng)載沖擊碎巖。顆粒邊界處利用兩向力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。②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)育錘，落錘、牙輪鉆頭、爆破器、射流沖擊器等。根本特征，詳情見后述章節(jié)。2：編制施工作業(yè)指導(dǎo)書低工程本錢的最優(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。泥漿、清孔工具、監(jiān)理檢測(cè)等施工機(jī)械與設(shè)備進(jìn)展選擇和優(yōu)化。一般來說，齒、護(hù)筒等等。鉆進(jìn)參數(shù)、質(zhì)量把握措施等等。如是否承受接力鉆削，土壤切削、巖石鉆削詳情見后述章節(jié)。三、施工機(jī)械與設(shè)備〔如全站儀、水準(zhǔn)儀〕等機(jī)械設(shè)備須有出廠合格證。中小型等機(jī)具的要求安全、牢靠有效；操作手應(yīng)持證上崗；接地或接零；橡皮線不準(zhǔn)破損。電焊機(jī)： 有牢靠的防雨措施；有良好的接地或接零保護(hù)；一、二次線接有齊全的防護(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。5m；乙炔氣瓶在使用時(shí)必需裝回火防止器；皮管應(yīng)用夾頭緊固；操作人員必需持證上崗。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)。水管與泥漿管依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所需購置，管徑依據(jù)每臺(tái)泵出水口配置。四、場(chǎng)地布置、樁孔位置確實(shí)定高出施工水位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)的便利。1樁位放樣：按“從整體到局部的原則”進(jìn)展樁基的位置放樣，進(jìn)展鉆孔的標(biāo)高誤差在標(biāo)準(zhǔn)要求內(nèi)。2、鉆機(jī)就位保證樁位四周平坦，把鉆機(jī)開到樁位旁，螺旋鉆頭的尖端正對(duì)樁位標(biāo)注點(diǎn)。3～4.5m之間。在允許的狀況下，變幅油缸盡在回轉(zhuǎn)半徑是否有障礙物影響回轉(zhuǎn)。3、埋設(shè)鋼護(hù)筒在陸地上進(jìn)展的，則一般承受挖坑法，比較簡(jiǎn)潔易行。鋼護(hù)筒四周和護(hù)筒底腳應(yīng)嚴(yán)密，不透水。要分層夯實(shí)，到達(dá)最正確密實(shí)度。以保證其垂直度及防止泥漿流失及位移、掉落，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(duì)稱吊緊，防止下竄。1振動(dòng)錘下護(hù)筒。但在埋設(shè)開頭時(shí)需留意調(diào)整護(hù)筒的垂直度。入土中。操作便利，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。五、泥漿制備與傳統(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：孔壁不易產(chǎn)生泥皮。由于在成孔過程中孔壁始終都受鉆斗的刮擦；在孔壁上形成較明顯的螺旋線。其缺點(diǎn)為：由于不易形成泥皮，護(hù)壁性相對(duì)較差，簡(jiǎn)潔縮徑、塌孔。在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,通常把握水壓力,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。假設(shè)鉆孔中的泥漿比重過小,泥漿護(hù)壁就簡(jiǎn)潔失去了阻擋土體坍塌的作用;假設(shè)泥漿的比重過大,則簡(jiǎn)潔使泥漿泵產(chǎn)生堵塞甚至使混凝土的置換產(chǎn)生困使成樁質(zhì)量難以得到保證。要充分發(fā)揮泥漿的作用,其指標(biāo)的選取是格外重要,依據(jù)工程地質(zhì)具體狀況,合理地把握不同土層中泥漿的指標(biāo)。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、PH值、含砂量等。其中膨潤土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參見《鉆井液用膨潤土》SY5060-85。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3-4倍的粘土為宜。穩(wěn)定液的主要1。材料名稱成分主要使用目的水膨潤土或粘土重晶石材料名稱成分主要使用目的水膨潤土或粘土重晶石CNC腐殖酸族分解劑木質(zhì)素族分解劑堿類滲水防止劑H2O以蒙特土為主的粘土礦物硫酸鋇羧甲基纖維素鈉鹽硝基腐殖酸鈉鹽鉻鐵木質(zhì)素磺胺酸鈉鹽〔FCL〕Na2CO3及NaHCO3廢紙漿、棉子、鋸末等穩(wěn)定液的主體穩(wěn)定液的主要材料增加穩(wěn)定液相對(duì)密度增加粘性、防止孔壁剝落把握穩(wěn)定液變質(zhì)及改善已變質(zhì)的穩(wěn)定液防止?jié)B水穩(wěn)定液的協(xié)作比應(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(duì)于粘性土層，膨潤土可降低到3~4kg。由于狀況各異，穩(wěn)定液的性能指標(biāo)和協(xié)作比，必需依據(jù)地層特性、造孔方法、泥漿用途而有所變化〔2。項(xiàng)目指標(biāo)膨潤土的最低濃度項(xiàng)目指標(biāo)膨潤土的最低濃度泥漿的最小粘度〔500/500ml〕失水率的限度〔0.3N/mm2〕每30minPH值最高限度8%25s20ml11.0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〕土質(zhì)必要粘度〔s〕〔500/500cc〕〔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＜2025-45砂礫＞45六、鉆頭的類型及選用旋挖鉆頭實(shí)際上就是一個(gè)盛土的筒式容器，只是在斗的下側(cè)焊接切削土壤到異想不到的效果。鉆頭的類型很多，常用的分為兩大類回轉(zhuǎn)鉆頭:a單底土斗b雙底撈砂斗嵌巖鉆頭:abc牙輪鉆頭應(yīng)符合生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)。嵌巖鉆頭等各種規(guī)格的鉆頭。選購選配。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—?jiǎng)恿︻^—鉆桿—鉆頭—切削刃；扭矩：動(dòng)力頭馬達(dá)—?jiǎng)恿︻^轉(zhuǎn)盤—鉆桿—鉆頭—切削巖土。角。第四地層、強(qiáng)風(fēng)化層和少冰凍土層，比鉆較松軟的地層時(shí)斗齒刃前角應(yīng)稍大些，45°~65°為宜；鉆比較硬的地層時(shí)斗齒刃前角應(yīng)稍小些，選取25°~45°為宜。七、旋挖鉆機(jī)鉆桿構(gòu)造及正確應(yīng)用軟到硬排列如下：淤泥層；2〔泥〕砂層；3.卵〔漂〕石層；4.強(qiáng)風(fēng)化巖層；5.中風(fēng)化巖層；6.弱風(fēng)化巖層；7.微風(fēng)化巖層；8.基巖層。1、鉆桿的類型依據(jù)鉆孔時(shí)承受的鉆進(jìn)加壓方式不同，鉆桿分為三種類型：摩擦加壓式鉆桿、機(jī)鎖加壓式鉆桿〔簡(jiǎn)稱：機(jī)鎖桿，又稱：凱式鉆桿〕和組合加壓式鉆桿〔簡(jiǎn)稱：組合桿。摩擦式鉆桿〔見圖1〕一般用于較軟地層的鉆孔施工，可鉆進(jìn)淤泥層、泥土、〔泥〕砂層、卵〔漂〕石層。摩擦式鉆桿一般制成5節(jié)，1～4節(jié)桿每節(jié)鋼管長13601、扁頭2、一桿擋環(huán)3、第一節(jié)鉆桿4、其次節(jié)鉆桿5、第三節(jié)鉆桿6、第四節(jié)鉆桿7、第五節(jié)鉆桿8、減振器總成9、一桿外鍵10、一桿內(nèi)鍵11、彈簧座〔托盤〕12、鉆桿彈簧13、方頭14、銷軸1摩擦式鉆桿機(jī)鎖式鉆桿〔見圖2和圖3〕不但可用于軟地層，也可用于較硬地層施工?！材唷成皩?、卵〔漂〕石層和強(qiáng)風(fēng)化巖層。機(jī)1、扁頭2、一桿擋環(huán)3、第一節(jié)鉆桿4、其次節(jié)鉆桿5、第三節(jié)鉆桿6、第四節(jié)鉆桿7、減振器總成8、一桿外鍵9、一桿內(nèi)鍵10、彈簧座〔托盤〕11、鉆桿彈簧12、方頭 13、銷軸2固定點(diǎn)分段加壓式機(jī)鎖式鉆桿1、扁頭2、一桿擋環(huán)3、第一節(jié)鉆桿4、其次節(jié)鉆桿5、第三節(jié)鉆桿6、第四節(jié)鉆桿7、減振器總成8、一桿外鍵9、一桿內(nèi)鍵10、彈簧座〔托盤〕11、鉆桿彈簧12、方頭 13、銷軸3多點(diǎn)連續(xù)加壓式機(jī)鎖式鉆桿4〕是近年來消滅的一種機(jī)鎖桿〔1、2、3〕和摩0～30軟較深樁孔的鉆孔施工。9124組合式鉆桿1、扁頭2、一桿擋環(huán)3、減振器總成4、第一節(jié)鉆桿〔機(jī)鎖〕5、一桿外鍵6、第二節(jié)鉆桿〔機(jī)鎖〕7、二桿外鍵8、第三節(jié)鉆桿〔機(jī)鎖〕9、三桿外鍵10、第四節(jié)鉆桿〔摩擦〕11、四桿外鍵1213、第五節(jié)鉆桿〔摩擦〕14、彈簧座〔托盤〕15、鉆桿彈簧16、方頭17、銷軸2、鉆桿的提升和伸放〔或安裝〕〔托盤〕將其它各節(jié)桿托起〔彈簧座的外徑與一桿鋼管外徑一樣。鉆桿下放〔伸出112的擋環(huán)遇到1桿下管內(nèi)鍵上端面時(shí)，2桿被1桿擋住，停頓下降；鋼絲繩連續(xù)下3節(jié)桿的擋環(huán)遇到2桿下管內(nèi)放〕是由外向里進(jìn)展的。鉆桿提升〔縮進(jìn)〔5〕554545〔托盤〕444535、4、3、211由此可見，各節(jié)鉆桿的提升〔縮進(jìn)〕是由內(nèi)向外進(jìn)展的。3、鉆桿扭矩傳遞和加壓原理〔FN。把這兩個(gè)作用力從第1223相互作用完成的。摩擦桿和機(jī)鎖桿加壓力傳遞的作用原理不同:1203〔6通長鋼條，無臺(tái)階〔無加壓點(diǎn)。120°3〔6〕帶有加壓端面〔有臺(tái)階〕或齒面的鋼條。1、21〕鉆桿、鉆具承受孔底土石料的負(fù)載反扭矩為：Mf=22tm；〔2〕1、2：R=195=0.195m；〔3〕鋼-鋼摩擦系數(shù)為：k=0.11〔在有泥漿潤滑條件時(shí)；F=112.82(t)；fk×F=0.11×112.82=12.41(t)；N=f=12.41(t)SR220C→f→N。加壓油缸供給應(yīng)動(dòng)力頭的加壓〔20t1硬地層施工作業(yè)。三圈，即可有效的保證每節(jié)的鎖點(diǎn)解開。八、旋挖鉆進(jìn)成孔工藝鉆進(jìn)成孔:旋挖成孔首先是動(dòng)力頭轉(zhuǎn)動(dòng)底門鑲嵌斗齒的桶式鉆斗切削巖土，并將原狀巖土裝入鉆斗內(nèi)，然后再由鉆機(jī)卷揚(yáng)機(jī)和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸穩(wěn)定液進(jìn)展護(hù)壁。成孔前必需檢查鉆頭保徑裝置,鉆頭直徑、鉆頭磨損狀況,施工過程對(duì)鉆頭磨損超標(biāo)的準(zhǔn)時(shí)更換。成孔中,按試施工確定的參數(shù)進(jìn)展施工,設(shè)專職記錄員記錄成孔過程的各種參數(shù),如鉆進(jìn)深度、地質(zhì)特征、機(jī)械設(shè)備損壞、障礙物等狀況。記錄必需認(rèn)真、準(zhǔn)時(shí)、準(zhǔn)確、清楚。旋挖鉆機(jī)配備電子把握系統(tǒng)顯示并調(diào)整鉆進(jìn)時(shí)的垂直度,通過電子把握和人工觀看兩個(gè)方面來保證鉆桿的垂直度,從而保證了成孔的垂直度。鉆孔過程中依據(jù)地質(zhì)狀況把握進(jìn)尺速度:由硬地層鉆到軟地層時(shí),可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度;當(dāng)軟地層變?yōu)橛驳貙訒r(shí),要減速慢進(jìn);在易縮徑的地層中,應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù),防止縮徑;對(duì)硬塑層承受快轉(zhuǎn)速鉆進(jìn),以提高鉆進(jìn)效率;砂層則承受慢轉(zhuǎn)速慢鉆進(jìn)并適當(dāng)增加泥漿比重和粘度第四紀(jì)地層等易坍塌地層，承受雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。卵礫石、風(fēng)化基巖等硬地層砂卵石、卵礫石、泥灰?guī)r、砂巖、灰?guī)r、泥巖、頁巖等硬巖層，因地層密度依據(jù)鉆進(jìn)地層不同，短螺旋鉆頭分為嵌巖短螺旋鉆頭和土層短螺旋鉆頭兩錐頭短螺旋鉆頭依據(jù)錐頭構(gòu)造形式的不同和鉆頭導(dǎo)程的多少又可分為單錐單螺3石地層及永凍土層。土層短螺旋鉆頭所用切削刃為耐磨合金鋼斗齒或斗齒加截也可用土層短螺旋鉆頭，如：全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化。有效地預(yù)防孔斜及提高工作效率.石，則下入嵌巖短螺旋鉆頭鉆進(jìn)，一般能把大孤石攪碎或?qū)⒄麄€(gè)孤石〔漂石〕主要取決于卵礫石粒徑的大小和地層硬度，粒徑大則選用單錐頭形式(單錐頭形式的錐頭葉片空間比雙錐頭形式的大，但是帶渣力量前者比后者差)，這樣才能〔主要作用在于對(duì)地層進(jìn)展松動(dòng)，取芯是次要功能，所以一般承受不取芯巖石筒鉆〕以及用雙底板撈砂鉆斗清渣。提高，降低了效益。九、旋挖鉆機(jī)氣舉反循環(huán)全斷面破巖成孔有全截面反循環(huán)鉆具和環(huán)面反循環(huán)鉆具。1、工藝原理下面的隨動(dòng)氣龍頭及配套送氣管路將壓縮空氣送至孔底牙輪或滾刀鉆頭的氣水流的方式向鉆頭與孔壁的環(huán)狀間隙直至孔底，形成往復(fù)循環(huán)。2、工藝特點(diǎn)適應(yīng)旋挖鉆機(jī)加壓力量大特點(diǎn)，鉆進(jìn)效率較其他鉆進(jìn)方式高。二次裂開現(xiàn)象，鉆進(jìn)效率高。鉆進(jìn)過程中，鉆頭切削具冷卻效果好，提高鉆頭使用壽命。工藝、操作比較簡(jiǎn)單，需要人員較多，并且要求技術(shù)比較嫻熟。3、旋挖鉆機(jī)全斷面破巖成孔的工藝設(shè)備設(shè)備條件0.7刀鉆頭〉.2工藝要求在地質(zhì)比較穩(wěn)定的條件下使用.在孔壁不穩(wěn)定,如有松散層,流沙層的狀況下,要求下鋼護(hù)筒或尼龍護(hù)筒到基巖面上,以防塌孔形成孔下事故.4、設(shè)備的安裝氣龍頭的安裝反扭矩。氣龍頭進(jìn)氣口也應(yīng)用快速接頭和膠管與空氣壓縮機(jī)相連。進(jìn)氣膠管的連接中間用適宜長度的膠管相連，形成進(jìn)氣通道。5、鉆進(jìn)工藝參數(shù)加壓力大工作效率越高，但要考慮鉆機(jī)的加壓力量及鉆桿的承受力量。轉(zhuǎn)速8—15轉(zhuǎn)/每分鐘為宜，不行過快或過慢，過緩桿搖擺過大造成損壞?？諌簷C(jī)氣量及氣壓壓力一個(gè)大氣壓即可，如孔底液柱30M，氣壓調(diào)整4㎏即可，鉆進(jìn)時(shí)氣量以不5立方/分鐘為宜。6、留意事項(xiàng)鉆頭下孔前必需檢查滾刀或牙輪使之轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)敏，檢查鉆頭各焊接部位無裂防止發(fā)生孔下事故。簡(jiǎn)潔崩落，或刀頭及牙輪不能完全接觸巖面導(dǎo)致鉆頭失效。鉆頭在初入巖時(shí)應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，待孔底不平巖面掃平后再施壓鉆進(jìn)以防止孔斜及鉆頭損壞。關(guān)閉氣閥門避開泥漿倒灌。鉆機(jī)用其他方式鉆進(jìn)，把氣龍頭反扭桿卸下，以延長氣龍頭壽命。氣龍頭的保養(yǎng)很重要，定期注油。如覺察漏氣，既更換密封件。氣龍頭避開猛烈撞擊，在開合旋挖斗時(shí)，緩慢進(jìn)展。應(yīng)定期更換泥漿或稀釋，鉆頭清潔確保掘進(jìn)效率。〔一、鉆孔完成后成樁施工工藝整形清孔為了保證成樁后樁的承載力量的連續(xù)性，成樁前要進(jìn)展整形清孔。下鋼筋籠孔深超過12m時(shí)，假設(shè)要求下全籠一般要進(jìn)展孔口搭接焊。焊接要求：50%；1