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论旋挖钻机在几种常见地层作业时要注意的问题

文章出处:南京无限达工程设备有限公司人气:-发表时间:2018-10-09 00:00:00【
摘要 : 遇到地质情况较差的地层,就需要认真考虑旋挖钻机不同的施工差异性,保证工程质量我们分别从几种常见地层,讨论一下旋挖钻机作业时要注意的问题。

近年来,随着社会的发展和人们生活水平的提高,高、大、重建(构)筑物越来越多,采用桩基础特别是灌注桩基础已成为建筑业的一种发展方向。旋挖钻机恰好在钻孔灌注桩工程施工中发挥着越来越重要的作用,在桩基工程中日益彰显出它的施工作业优点,即效率高、机械化程度高、施工环境相对清洁等,因此旋挖钻机在桩基础施工中得到了广泛的应用。

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,配合不同钻头,适应于无泥浆护壁、泥浆护壁条件下的成孔作业。旋挖钻机适应我国大部分地区的地质条件,使用范围广,可满足桥梁建设、高层建筑基础等建(构)筑物成孔作业的应用。目前,旋挖钻机已被广泛应用于各种地层的钻孔灌注桩工程。

在旋挖法钻孔灌注桩施工中,地层千变万化,因此给成孔施工带来了困难和挑战。对于地质状况较好的地层,只要泥浆指标选择合理,旋挖法成孔都相对简单,但遇到地质情况较差的地层,就需要认真考虑旋挖钻机不同的施工差异性,保证工程质量我们分别从几种常见地层,讨论一下旋挖钻机作业时要注意的问题。

一、淤泥地层

许多工程位于地质情况较差的老河道、垃圾场、渣土回填土和弃土(淤泥)场上,地层中含有流塑性淤泥且淤泥层很厚,非常不容易成孔,经常出现塌孔、桩夹泥和承载力达不到设计要求等安全质量事故。

旋挖桩基淤泥地层施工.jpg

多数工程先将基槽开挖后再施工桩基,很容易造成临近开挖面或开挖面下2-5m处就出现淤泥层。地面容易塌陷、机械无法安置或安罝不稳,造成无法成孔或成孔倾斜。此种情况可采取下述施工方案:

1.施工方法

把基坑中原来的土挖去一定高度,用其他好材料(例如建筑垃圾、碎砖块等)进行替换,从而满足地基承载力要求。在旋挖钻机前后支撑部分先各铺垫一块钢板,钢板上放置枕木,再把钻机安放在枕木上,调整钻机至水平,即可正常钻孔施工。

2.注意事项

①每钻进1m,应注意检测钢丝绳是否处于桩中间位置,防止偏孔。

②经常观测钻机四个持力点处是否有地层下沉现象发生,保证钻机水平。

③在基坑四周砌筑排水沟,及时将雨水或现场溢流泥浆排除,以防浸泡换填层,影响其承载力。

二、厚卵石地层

这里以南京无限达山东济南某房建桩项目为实例进行分析:高层主楼设计为框剪混凝土结构,楼高33层,主楼基础采用1000mm及1200mm钻孔灌注桩;地库基础采用800mm钻孔灌注桩。该工程所有桩基基础均按端承桩进行设计。

根据地质勘探,工程地层从上到下依次为:

①人工填土(以粘性土及泥岩块为主,局部大粒径泥岩块较多,为新近回填土,揭露厚度5m);

②粉质粘土(局部裂隙发育,夹个别卵石,较大揭露厚度2m左右);

③粉土(局部混杂细砂,揭露厚度3.5m);

④卵石(卵石成分主要为岩浆岩、变质岩,卵石粒径多为2cm~12cm,夹个别漂石。卵石磨圆度较好,多呈亚圆形,呈强风化~微风化状态。卵石骨架间充填大量粘性土及少量砂,卵石含量约为百分之五十至百分之八十五,粒径大的卵石层漏浆严重,由南向北厚度逐渐变大,揭露厚度30~42m);

⑤泥岩(分全风化泥岩,强风化泥岩及中等风化泥岩三个亚层,该层未揭穿)。

旋挖桩基厚卵石地层施工.jpg

1.施工方法

在工程中厚卵石地层施工时多采用捞砂钻和开岩钻(牙轮钻、筒钻)。

捞砂钻头的特点:钻头底部有防止钻渣脱落的挡板,保证了有效钻进效率;钻头斗齿角度比粘土钻头角度要小,一般小于 35°,这样可以保证有足够的强度扰动卵石。当遇到卵石密集且坚硬的地质情况时,采用开岩钻(牙轮钻、筒钻)扰动破坏地层结构,然后用挖砂钻头捞出渣物。

2.注意事项

①要记清楚每一次钻头提升前的进尺深度,与再次下钻后深度相比较,这样可以及时发现到孔内变化情况,有效地预防孔内事故。

②使用机锁钻杆加压时,要注意钻机压力变化,不要超过液压系统设计承受能力。提升钻杆需完全解锁才能提钻。旋挖机手在施工时经常检查钻机钢丝绳、提引器,发现钢丝绳磨损严重时要及时更换。

③卵石属于机械松散地层,具有孔隙大、透水性强、压缩性低、抗剪强度大等特点,进尺通过钻齿旋转切入卵石缝隙将石块挤推进入钻斗。卵石层排列无规则、压缩性低,钻进中齿具受力不均匀、整机振动剧烈、钻杆跳跃和钻杆偏摆,这对钻杆和钻具的伤害很大。需要操作手摸清地层分布规律,同时根据负载和振动的变化以及钻杆的偏摆,判定卵石的密集程度、漂石的数量和位置。

因此,在地质较复杂的情况下淤泥地层、厚卵石层中采用旋挖钻机施工,需要在施工过程中逐步积累经验,同时还应了解旋挖钻机的机械性能以及构造特征,掌握旋挖钻机的操作要点,从地质条件、设备因素、操作要素等各个方面进行系统的分析,制定具有针对性的预防措施,以减少质量安全事故的发生,确保桩基施工质量。

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