旋挖钻机培训 始于2014年

技术要点

2021-12-30 -
旋挖钻孔法施工工艺

 旋挖钻孔法施工工艺

1 前言

旋挖钻机是一种适合在土建工程基础施工中快速成孔作业的施工机械,具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高等特点,适应我国大部分地区的土壤地质条件。其成孔工艺广泛应用于铁路、公路桥梁、市政建设、高层建筑等地基基础钻孔灌注桩工程。 

2工艺特点

1)旋挖钻机采用动力头形式,其工作原理是用短螺旋钻头或旋挖斗,利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻碴旋转挖掘,然后快速提出孔外,在不需要泥浆护壁的情况下,可实现干法施工,即使在特殊地层需要泥浆护壁的情况下,泥浆也只起支护作用,钻进中的泥浆含量相当低,这使污染源大大减少,降低了施工成本,改善了施工环境,成孔效率高。噪音低、振动小、污染小,非常适于在繁华市区施工。

2)伸缩式钻杆的使用,避免了钻杆的频繁装配,减轻了劳动强度,加快了工程进度。由于钻头的拆卸方便,可以根据土层的变化和钻进的需要随时更换钻头,加快了钻进速度,扩大了工艺的适用范围。

3)由于旋挖钻机的特殊成孔工艺,它仅需要静压泥浆作护壁,所采用的泥浆一般用膨润土、火碱、纤维素等配置,在孔壁不形成厚的泥皮。此外由于钻头的多次上下往复,使孔壁粗糙、不易产生缩径,旋挖钻孔灌注桩的承载能力有所提高。

4)钻机的安装比较简单,在施工场地移动比较快捷方便。

3适用范围

旋挖钻机一般适用于粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。

不适用的地层为含有强承压水的土层及岩层。

目前,旋挖钻机的最大钻孔直径为3m,最大钻孔深度达120m

4机械性能及参数

目前,生产旋挖钻机的厂家众多。国内生产旋挖钻孔机厂商有十余家,主要有徐工的RD系列钻机、山河智能SWDM系列旋挖钻机、三一的SR系列旋挖钻机、河北石家庄煤矿机械公司XZ-20A型旋挖钻机等,另外杭州天锐、北方重汽、哈尔滨四海等公司,国内这些公司的产品与发达国家的同类产品相比还有一定的差距。国外主要生产厂商有:德国宝峨(BG系列)、意大利土力(R系列)、意大利MAITHR系列)、意大利IMTAF系列)、以及芬兰永腾(JUNTTAN)、日本日立等公司。国外旋挖钻机产品中最大扭矩可达620kN·m,发动机功率达448kW,钻孔直径34m,钻深120m

旋挖钻机由底盘、钻桅、自行起落架、主副卷扬、动力头、钻杆、发动机系统等结构组成。

1)底盘。 

旋挖钻机的底盘可分为专用底盘、履带液压挖掘机底盘、履带起重机底盘、步履式底盘、汽车底盘等。底盘一般为液压驱动,轨距可调,刚性焊接式车架,履带自行式的结构。底盘主要包括车架及行走装置,行走装置主要包括履带张紧装置、履带总成、驱动轮、承重轮托链轮及行走减速机等组成。国内外生产的旋挖钻机大多数应用的是专用底盘,轨距可调,能根据施工情况对底盘进行宽度调整,以增加钻机的整体稳定性。

2钻桅。

目前国内旋挖钻机的变幅机构一般采用两级变幅油缸,平行四边形连杆机构,上端一级变幅油缸两端具有万向节头便于调整,钻桅截面形式为梯形截面,钻桅下端有液压垂直支腿,上端有两套滑轮机构,上下两端均可折叠,钻桅左右可调整角度为±50°前倾可调整的角度为50°,后倾可调整的角度为150°。国外意大利、德国制造的各类旋挖钻机可自行移动,自立桅杆,整个工作机构可在履带底盘上做±360°回转,因而现场转移、对孔位灵活方便,辅助时间少;钻架采用“平行四边形连杆机构加三角形”的支撑结构,非常适合城市狭窄场地的施工;钻架上装有垂直度检测仪,可以检测和显示钻架的偏斜度,并可通过钻机的"微动"系统调整钻架的垂直度。 

3动力头。

动力头是旋挖钻机的关键工作部件,其性能好坏直接影响钻孔机整机性能的发挥。动力头是钻机工作的动力源,它驱动钻杆、钻头回转,并能提供钻孔所需的加压力、提升力。动力头有液压传动、电机传动、发动机传动,无论何种都具备低速钻进、反转高速甩土功能。目前大都采用液压驱动,主要包括回转机构、动力驱动机构及支撑机构。动力头的钻进速度一般都具有多档,适合在多种工况下作业。

4)钻杆。

钻杆是旋挖钻机的关键部件,是决定钻机地层适应能力的主要因素。目前旋挖钻机采用凯式伸缩钻杆,凯式钻杆可以分为摩擦钻杆和锁紧钻杆两大类。摩擦钻杆是指钻杆上的键只能传递扭矩而不能传递钻压的钻杆,而锁紧钻杆是指钻杆之间通过加压平台可以锁成一个刚性体对地层加压钻进的钻杆。摩擦钻杆用于普通地层钻进,锁紧钻杆用于坚硬地层钻进。国内外旋挖钻机的钻杆采用四节或五节伸缩内锁式钻杆,每节长度大约为13m,装配后总长不小于48m,采用高强度合金钢管,钻杆与动力头采用长压嵌内锁式连接方式。第四节上端用可滑转万向节与主卷钢丝绳相连,下端采用方形截面杆通过销轴与钻头相连,每个钻头应与方形截面杆相配,具有互换性。为了提高作业效率,一台钻机大多配备两套钻杆。

5)钻头。 

钻头是决定旋挖钻机能否较好适应复杂地层、提高工效的重要部件,目前国内外旋挖钻机的钻头可分为以下几种常用的结构:

1)短螺旋钻头。适用于地下水位以上的粘性土、粉土、杂填土、中等密实的砂土; 

2)回转斗钻头。适用于淤泥、地下水位高的粘性土、粉土、砂土、人工填土以及含有部分卵石、碎石的地层;

3)筒形钻头。筒底带活门的锅锥钻斗,适用于流塑状土层的钻进及孔底沉碴的捞取;

此外还有捞砂斗、扩底钻头等辅助钻头。

6)主副卷扬。

国内外旋挖钻机的卷扬有主副卷扬两种,主卷扬是旋挖钻机的关键部件,在钻机的每个工作循环中,主卷扬的结构和功能都非常重要。卷扬的结构采用卷扬减速机,具有卷扬、下放、制动功能,卷筒自行设计,主卷扬应具有自由下放功能,且实现快、慢双速控制。主、副卷扬应配有压绳器。国外旋挖钻机主卷扬都采用柔性较好的非旋转钢筋绳,提高使用寿命。

7发动机系统。

旋挖钻机的发动机系统一般包括发动机、散热器、空滤器、消音器、燃油箱等。一般旋挖钻机的发动机都选用电喷涡轮增压中冷式发动机。

8)电子控制技术。

90年代国外旋挖钻机的控制技术逐步实现智能化,目前国外旋挖钻机普遍具备发动机和泵的电子控制系统,能指导主泵最佳输出,使液压负载与发动机转速相匹配,从而利用发动机的最大功率。发动机转速可在负荷较小或无负荷时实现自动控制,自动降低发动机转速,减少油耗、降低噪声和废气的排放量。桅杆垂直度自动调平系统能对桅杆进行实时监控,可实现手动和自动切换,在一定范围内自动调整角度,保证施工中桩孔的垂直度要求,提高施工质量。还具备回转倒土控制、钻孔深度测量及显示、车身工作状态动画显示及虚拟仪表显示、故障检测、报警及信息显示、整机启动前预先自动检测功能。

几种常用旋挖钻机机械性能及技术参数见表1

1   几种常用旋挖钻机机械性能及技术参数表

性能指标

宝峨BG20

意马AF220

土力R-412

麦特HR180

三一重工220C

最大扭矩(kN·m

191

250

122

207

220

最大钻孔桩径(m

2.0

2.0

1.5

1.8

2.0

最大钻孔深度(m

70

66

56

60

65

卷扬机拉力(t

17

22

14.5

18

20

整机重量(t

72

66

65

54

65

5 钻孔施工工艺

5.1施工工艺流程

1   施工工艺流程图

5.2施工工艺步骤

5.2.1施工准备

1)平整场地(陆地)。

场地为旱地时,施工前应进行场地平整,清除杂物,对局部松软、淤泥进行换填夯实处理,保证钻机位置处平整、夯实,避免在钻进过程中钻机产生不均匀沉陷。 

2)围堰筑岛(浅水)。

施工场地处于浅水时,采用围堰筑岛。清除堰底河床上的杂物、树根、石块,以减少渗漏,围堰施工从上游开始进行,填筑至下游合拢。采用粘土、亚粘土填筑筑岛,围堰填筑时沿河堤向河中间逐步推进,将填筑料倒在露出水面的堰头上,顺坡送入水中,以免离析,造成渗漏,水面以上的填土要分层夯实。防止围堰外坡面受到冲刷,应在外坡面设置土袋加以防护,土袋堆码至堰顶,堆码时上下左右应错开,堆码整齐。围堰填筑完成后再将筑岛顶面土层平整压实后作为钻机的施工平台。围堰筑岛的高度应比施工期间可能出现的最高水位高出1.52.0m

3)测量定位。

场地平整后进行桩位放样,桩位测设采用全站仪根据坐标进行放样,桩位放出后,钉好十字护桩,做好测量复核。

4)制作、埋设护筒。

钢护筒采用610mm的钢板经过卷板机弯卷后焊制而成,节长一般为2m。护筒内径比设计桩径大500px

护筒埋置深度视现场的地质情况而定。护筒埋设采用旋挖钻机开孔埋设,人工进行辅助配合。首先使用与设计桩径匹配的钻头进行钻孔,钻孔深度应超过护筒埋设深度1.0m以上时,及时换用扩孔钻头对埋设护筒段进行扩孔,扩孔深度至护筒设计埋设深度处,然后用钻斗将护筒压入。根据十字护桩控制桩位偏差。护筒至少高出地面750px,以防止杂物、泥水流入孔内。

5)钻机就位、安装.

钻机钻孔的作业平台应基本水平,使主机左右履带板处于同一水平面上。钻机钻孔时的站位一般应对准孔桩位置,动力头施工方向应和履带板方向平行,钻机侧向应留有排碴场地。开钻前调整好机身前后左右的水平。

6)泥浆制备及指标控制.

泥浆在钻机施工过程中可防止孔壁坍塌、抑制地下水以及悬浮钻碴等,因此泥浆是保证孔壁稳定的重要因素。旋挖钻机施工一般采用化学泥浆护壁,化学泥浆采用优质膨润土、火碱、纤维素及渗水防止剂等按一定比例配制。为了有利于膨润土和羧甲基纤维素完全溶解,应根据泥浆需用量选择澎润土搅拌机,其转速宜大于200rmin。泥浆拌制材料的投放顺序:应先注入规定数量的清水,边搅拌,边投放膨润土,膨润土大致溶解后,均匀地投入纤维素,然后投入分散剂,最后投入增大比重剂及渗水防止剂。泥浆性能指标见表2

2  泥浆性能指标表

序号

项目名称

性能指标

备注

1

相对密度

1.11.15

 

2

粘度(Pa·s

1824

 

3

静切力(Pa

12.5

 

4

含砂率(%

≤4

 

5

酸碱度(PH

79

 

6

胶体率(%)

≥95

 

7

失水率(ml/30min

30

 

施工过程中经常检查泥浆的各项性能指标,确保泥浆对孔壁的撑护作用。

5.2.2钻进成孔

1)开孔钻进的控制。

钻机就位后,调整钻杆垂直度,注入调制好的泥浆,然后进行钻孔。开始钻进时,采用低速钻进,主卷扬机钢丝绳承担不低于钻杆、钻具重量之和的20%,以保证孔位不产生偏差。

2)旋挖钻进的成孔工艺。

旋挖钻机成孔工艺是通过底部带有活门的桶式钻头利用动力头驱动钻杆、钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土这样循环往复不断地取土卸土,直至钻至设计深度。钻进过程中,操作人员随时观察钻杆是否垂直,并通过深度计数器控制钻孔深度。当钻头下降到预定深度后,旋转钻头并施加压力,将土挤入钻斗内,仪表自动显示筒充满时,钻头底部关闭,提升钻头到地面卸土。开始钻进时采用低速钻进,钻进护筒以下3m可以采用高速钻进,钻进速度与压力有关,采用钻头与钻杆自重摩擦加压,150MPa压力下,进尺速度为500px/min200MPa压力下,进尺速度为750px/min260MPa压力下,进尺速度为1250px/min。钻进过程中严格控制钻进速度,避免进尺过大,造成埋钻事故。

钻进过程中要保证桩孔内泥浆标高,泥浆补充一般采用泵送方式,其速度以保证液面始终在护筒底面以上为标准。

钻孔前先用水准仪确定护筒标高,并以此作为基点,按设计要求的孔底标高计算孔深,以钻具长度确定孔深,孔深偏差不短于设计深度,超钻深度不大于1250px;孔径用孔径仪测量,若出现缩径现象应进行扫孔,符合要求后方可进行下道工序。

3)扩孔率的施工控制。

成孔过程中,操作人员随时观察钻杆是否垂直,钻斗进入孔内要匀速缓慢,控制钻斗提升速度,避免钻斗下产生较大负压作用,造成孔壁坍塌;钻斗挖土时转杆不能转动过快,使桩径增大。

4)泥浆的回收及排碴处理。

在现场设置泥浆循环系统,设置储浆池、沉淀池,浆池容量根据桩长、桩径确定,浆池池壁及池底采用砂浆抹面处理。新拌制的泥浆存放在储浆池内,从桩孔内抽排的泥浆存放在沉淀池内。防止泥浆污染场地,泥浆排放均采取泥浆泵抽排。泥浆在使用过程中经常检查泥浆的各项性能指标,及时清理沉淀池内的沉碴,超标的泥浆采用泥浆处理器分离处理后循环使用。

钻孔过程中,桩孔内挖出的弃碴,由装载机转运至临时存放点,然后用自卸车运至指定弃土场。

5)终孔时的清孔方法及验孔标准。

当钻孔达到设计高程后,及时组织有关人员对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查,孔径及孔形检查用检孔器检查,孔深和孔底沉碴用标准测锤检测,检查确认合格后应立即进行清孔。清孔采用捞砂钻头将沉淀物清出孔外,要求沉碴厚度满足设计或规范要求。钻孔桩成孔的质量标准见表3

3  钻孔成孔质量标准

项目

允许偏差

孔的中心位置(mm

群桩:100;单排桩:50

孔径(mm

不小于设计桩径

倾斜度

小于1%

孔深

摩擦桩:不小于设计规定;支承桩:比设计深度超深不小于50mm

沉淀厚度(mm

摩擦桩:符合设计要求,当设计无要求时,对于桩径≤1.5m的桩,≤300mm;对桩径>1.5m或桩长>40m或土质较差的桩,≤500mm

支承桩:不大于设计规定

清孔后泥浆指标

相对密度:1.031.10;粘度:1720Pa·s;含砂率:<2%;胶体率:>98%

注:清孔后的泥浆指标,是指从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。本表选自《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2000

6 钻孔异常的预防及处理

施工前,应掌握施工地段地层的性质、结构、稳定状况及以往发生事故的经验教训,针对具体情况采取预防措施;工作中随时注意事故征兆,发现事故苗头,必须立刻采取预防措施;施工现场必须备有常用的事故处理工具,发生意外事故,及时进行处理。

6.1 坍孔

1)发生坍孔事故时,应将钻具提离孔底,并尽快将钻杆钻具提出孔外。

2)处理坍孔事故前,应先弄清桩孔坍塌的深度、位置、塌孔部位的地层、孔内泥浆指标、淤塞情况等,查明塌孔原因,针对具体情况进行处理。

3)当坍孔发生在井孔上部土层时,应迅速加长钢护筒,并用粘土回填封闭,然后清除井孔下部的坍塌物,继续增大孔内泥浆的密度和粘度,继续钻进。

4)当坍孔发生在井孔下部土层时,一般可加大泥浆的密度和粘度的方法处理。若调整泥浆指标不能排除事故,则应添入粘土,将坍塌部分全部填实。然后加大泥浆密度,再重新开孔钻进。

6.2 缩孔

缩孔是局部桩径小于设计孔径。发生缩孔时,可提高孔内泥浆面或加大泥浆比重,将钻头提到缩孔位置采用上下反复扫孔的方法恢复孔径。

6.3 钻杆扭裂(断)

1)打捞断落钻具前,必须详细摸请事故钻具的位置、深度、靠壁情况及有无坍塌淤塞等情况,必要时可下入打捞器探测。

2)根据事故的不同的情况,进行钩挂、拧套打捞。再接上或套住断落钻具之后,应先轻轻提动,确定套牢后再提升。

3)断落钻具倒靠孔壁时,打捞工具上应带有导向器或先下入扶正器扶正后,再下打捞工具套取。

4)当打捞工具已套上断落钻具而又提拔不动时,宜视孔内具体情况可先用空气压缩机或泥浆泵清除上部沉淀物后,再强行提拉。

5)钻杆如有裂伤,应及时更换。

7 灌注桩身水下混凝土

7.1 原材料的选择及配合比

1)水泥采用火山灰水泥、粉煤灰水泥或硅酸盐水泥,水泥的初凝时间不宜早于2.5h,强度等级不宜低于42.5

2)粗集料应优先选用卵石,采用碎石时应适当增加混凝土配合比的含砂率。细集料采用级配良好的中砂。

3)混凝土配合比的含砂率采用0.40.5,水灰比采用0.50.6。混凝土初凝时间根据桩长及灌注时间确定,浅孔、小桩径初凝时间可采用35小时,深桩混凝土初凝时间大于8小时。按初凝时间的控制标准确定缓凝剂的填加量。

4)为使混凝土具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30%的水,然后与拌合料一起均匀加入60%的水,最后再加入10%的水(如砂、石含水率较大时,可适当控制此部分水量),最后加水到出料时间控制在6090秒内。

5)混凝土灌注时应保持足够的流动性,坍落度应控制在180220mm之间,灌注至桩顶约5米处时,可将坍落度控制在160170mm,以确保桩顶浮浆不过高。

7.2 制安钢筋笼及声测管、压浆管

7.2.1 钢筋笼的制安

钢筋笼的制作采用在加工场统一加工制作,运至现场进行吊放。若场地运输困难,可在现场内加工制作。

1)钢筋原材进场后按钢筋的不同型号、不同直径、不同长度分别进行堆放,设立识别标志。

2)主筋接长采用对焊、搭接焊或绑条焊,主筋对接在同一截面内的钢筋接头数不得多于主筋总数的50%,相邻两个接头间的距离不小于主筋直径的35倍,且不小于500mm,主筋焊接长度满足规范要求。

3)在成形架上安放架立筋,按等间距将主筋布置好,用电弧焊将主筋与架立筋固定;按规定的间距缠绕箍筋,并用电弧焊或扎丝将箍筋与主筋固定。

4)在钢筋笼上、下端及中部每隔一定距离于同一横截面上对称设置四个钢筋耳环,确保钢筋笼与孔壁保持设计保护层距离。

5)钢筋笼的吊放要对准孔位扶稳轻放、慢放,避免碰撞孔壁。下放过程中,注意观察孔内水位情况,如有异样,立即停止,检查是否塌孔。

6)钢筋笼采用分节吊放时,应将钢筋笼逐步接长后再放入孔内。利用先吊入孔内的钢筋笼上部架立筋将笼体固定在护筒上,利用吊机将上节钢筋笼临时吊住进行两节钢筋笼的接长,钢筋笼接长后需对焊缝检查验收,冷却后再沉入孔内。 

7)钢筋笼的吊放到位后用吊筋固定在护筒上,保证钢筋笼的设计标高,同时也可防止灌注混凝土时钢筋笼的上浮。

7.2.2 声测管、压浆管的制安

声测管、压浆管制作用料应满足设计尺寸及材质要求,制作前应详细检查看是否有砂眼、变形等。有砂眼的钢管可补焊后使用,变形的钢管严禁使用。

焊接接长时使用套管,套管壁厚不小于声测管、压浆管壁厚,套管内径较声测管、压浆管外径大3mm左右。声测管、压浆管接长焊缝应焊接牢固并确保不漏浆。

声测管、压浆管安装后应装满水再封顶。封顶采用3mm钢板焊接。声测管、压浆管与加劲箍及钢筋笼的固定应满足重力及浮力要求。

7.3 导管的配置、试拼、试压及安装

浇注导管采用钢质导管,导管内径为200350mm,根据桩径选用不同内径的导管,导管接头选用丝口或抱箍式接头,可加快导管接长拼装及拆除速度。导管长度根据桩长确定,底节导管一般不短于4m,标准节导管可采用节长 3.0m的导管,同时配备一些0.50m1.0m1.5m的短节导管以作长度调整。

导管使用前需进行水密性及接头抗拉试验,检验其水密性及接头强度,试验合格后方可使用。进行水密试验的水压不低于孔底静水压力的1.3倍的压力。

导管在井口安装,安装时夹板应扣牢,对接前必须仔细检查管壁及接头丝扣、密封圈的完好情况。加密封胶圈后应涂抹黄油密封,确保导管不漏水。

导管下放时,保持导管居于孔中间缓慢、小心轻放,避免磕碰钢筋笼,以防导管提升时挂坏钢筋笼或将钢筋笼提起。导管底口至孔底距离控制在 0.30.5m之间。

导管使用后应冲洗干净,摆放整齐。特别注意保持丝口清洁。

7.4 二次清孔的方法或措施

当导管安装完毕,灌注混凝土前应再次测量沉碴厚度,沉碴厚度超标时,应进行二次清孔。二次清孔采用换浆法施工,即向孔内注入经过泥浆处理器处理过的泥浆,换出孔底沉碴及浓度较大的泥浆。清孔标准:孔内排出的泥浆手摸无23mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度1720s

7.5 隔水栓的方式及初始混凝土的储备

在导管中下隔水栓,隔水栓采用球胆,球胆的直径应稍小于浇注导管内径。

根据首批混凝土数量计算,确定使用的料斗。下隔水栓后,往料斗中投放混凝土,在料斗中储备的混凝土数量不小于计算的首批混凝土数量。

首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部需要,所需混凝土数量可参考公式计算:

 

式中  V——灌注首批混凝土所需数量(m3);

D——桩孔直径(m);

H1——桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m

H2——导管初次埋置深度(m);

d——导管内径(m);

h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m),即H1=饶师傅旋挖钻机培训饶师傅旋挖钻机培训/饶师傅旋挖钻机培训

饶师傅旋挖钻机培训——混凝土拌和物的重度(取24kNm3);

饶师傅旋挖钻机培训——井孔内水或泥浆的重度(kNm3);

饶师傅旋挖钻机培训——井孔内水或泥浆的深度(m)。

首批混凝土数量计算示意图见图2

7.6灌注方式及混凝土面的测量方法

清孔完毕后,由导管上部塞入隔水栓,塞入深度以临近水面为准,当储料斗内的混凝土储量满足剪栓后首次灌注时,即保证导管底端能埋入混凝土中1.01.2m时,即可剪栓通过泵送或吊斗进行混凝土灌注。随着不断地灌注,孔内混凝土面的上升,在保持导管一定埋深的情况下,随时提升和拆卸导管,直至灌注成桩。

为了保证混凝土连续灌注,导管不脱离混凝土面,且有一定的埋置深度,由专人用测砣测量混凝土面的高度,以此推算每次导管上拔的高度,避免和禁止导管脱离混凝土面和混凝土灌注的中断。

灌注过程中,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差,用测砣测量混凝土面高度,填写混凝土灌注记录。

7.7导管的埋深及拆卸

在灌注过程中,导管的埋置深度应控制在24m。经常测探桩孔内混凝土面的位置,计算导管埋置深度,以便及时拆除导管,调整导管埋置深度,防止埋管过深,导管无法拔除。

7.8灌注超桩顶混凝土的控制

为消除浮浆及测量误差的影响,保证桩顶灌注质量,混凝土的灌注应比设计桩顶高出一定高度,根据规范要求进行,一般为0.51.0m,以保证桩顶混凝土完整、无松散层。在灌注将近结束时,应核对混凝土的灌入数量,准确测定混凝土面的高度,以确定混凝土的灌注高度是否正确。

7.9拨出导管及混凝土质量检测评定

桩基混凝土灌注完成后,拔出浇注导管,及时清洗导管,防止导管内壁混凝土固结,影响下次混凝土浇注。

成桩后对桩基进行无损检测,利用桩身内预埋的声测管进行超声波检测桩身混凝土的完整性,检测由有资质的专业检测机构进行。

7.10按设计要求进行孔底压浆

桩身混凝土灌注初凝后,用高压水进行预埋的注浆孔初裂,使套筒包裹的出浆口开裂。在桩身混凝土强度及时间满足设计要求后开始进行桩底压浆,采用膨润土、水泥、水、缓凝剂拌制成不收缩的混合浆液,其7天最小抗压强度为5MPa。浆液按剂量通过注浆管依次压注,所有压浆管应以规定的剂量轮流压注或达到规定的的压力后维持10min,第一循环压注完成后不少于6 小时开始下一轮的压注,直至满足设计要求。

8 灌注异常的预防及处理

8.1堵管

在混凝土灌注过程中,混凝土在导管中下不去称为堵管。堵管有以下两种情况:

1)初灌时隔水栓卡管或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀,以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水等,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。

发生这种情况时可用长杆冲捣管内混凝土,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时,则需将导管连同其内的混凝土提出孔外,进行清理修整(注意切勿使导管内的混凝土落入井孔),然后重新吊装导管,重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔,应将孔底的拌和物粒料用空气吸泥机清出。

2)机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,增大了导管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。其预防方法是灌注前应仔细检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时立即调换备用机械;同时采取措施,加速混凝土灌注速度,必要时,可在首批混凝土中掺入缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。

当灌注时间很长时,孔内首批混凝土已初凝,导管内又堵塞有混凝土,此时应将导管拔出,重新安设钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出,用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土回填,待沉实后重新钻孔成桩。

8.2导管漏水

导管漏水的主要原因是导管接头不严,接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开或焊缝破裂,孔内水从接头或焊缝中流入。万一发生导管漏水事故,要立即查明事故原因,及时采取措施处理,视混凝土灌注情况,采取如下处理办法:

1)混凝土刚灌注不久,将原导管提出拔换重下新管,将散落在孔底的混凝土用空气吸泥机以及抓斗清出,必要时需将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放钢筋笼、导管重新灌注混凝土。

2)混凝土已灌注一定高度时,尚不能堵住漏水时,必须及时提出导管、钢筋笼重钻重灌,如已灌注混凝土已堵住漏水处则可继续灌注。

8.3提漏导管

灌注过程中导管提升过猛或测量深度出错时,导管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水,导致提漏导管。发现提漏导管后,应及时提出导管和钢筋笼,重新安装钻机、在原位重钻成孔后再进行混凝土灌注。因此必须引起注意,提导管不能过猛,测量要准确,以防止断桩事故发生。 

9劳动力组织

9.1 劳动组织体系

劳动组织体系图

 

9.2 人员配置

管理人员配置见表4,施工人员配置见表5

4   管理人员配置表

序号

岗位名称

人数

备注

1

项目经理

1

 

2

总工程师

1

 

3

项目副经理

1

 

4

专业工程师

1

 

5

机电工程师

1

 

6

安全工程师

1

 

7

质量工程师

1

 

8

测量工程师

1

 

9

试验工程师

1

 

 

5 施工人员配置表

序号

岗位名称

人数

备注

1

领工员

1

 

2

旋挖钻司机

1

 

3

吊车司机

1

 

4

装载机司机

1

 

5

修理工

2

 

6

钢筋工

4

 

7

电焊工

2

 

8

电工

1

 

9

混凝土工

4

 

10

混凝土罐车司机

3

 

11

混凝土拌制

8

 

施工人员以一个班组作业考虑。

10安全生产及环境保护

10.1 安全注意事项

1)建立健全安全管理体系,建立安全管理机构,制定切实可行的安全管理措施及操作规程。

2)所有机械设备的使用、操作,都应严格遵守其《安全操作规程》。

3)旋挖钻机司机持证上岗,熟知钻机使用说明书、安全操作规程等,杜绝违章作业。操作钻机时,应带上安全帽、防护眼镜、适合本人的安全工作服等。

4)在钻机施工中,随时对钻机做好以下几方面日常维护工作:每班工作前都要给钻杆提引器、钻杆随动导向架加注黄油;经常检查钢丝绳、挂钩是否完好;钢丝绳在主卷扬筒上必须排列有序,出现错乱,应重新绕排;经常检查油管、密封圈的破损情况,准备备用件应付急需;检查钻杆提引器(钢丝绳连接体)轴承转动是否灵活;经常检查螺栓、销轴是否松动、磨损、断裂。

5)钻机操作前,请非工作人员离开机器和附近地区。钻机司机应知道钻机的高度、宽度、回转半径,避免与周围、空中的物体及管线发生碰撞。钻机停放时应放在水平地面上,使钻机上的所有部件处于卸载和稳定状态。遇有六级以上大风或雷雨天气时,应放倒桅杆、切断电源、停止作业。

6)钻机作业中注意观察各部位指示灯,发现异常应立即停车检查,排除异常后,方准恢复作业。钻机引走时,保持附件离地面大约1000px。不要将机器接近突出物、挖掘基坑的边缘,并与之保持安全的距离。禁止将钻机配置的卷扬机作为起重机或装载设备进行其它作业。

7)旋挖钻机工作状态下的重心较高,场地内转移时注意防止倾覆事故发生。场地内转移时地面应有辅助操作人员提前进行转移路径的检查,在地面进行正确引导、指挥。

8)钻机钻孔结束后、灌注混凝土前,对于孔口采取覆盖并做出明显的警示标志,防止人员、机具误坠孔内。

9)进行吊放钢筋笼、导管等孔口作业时,注意防止坠落事故发生。除了经常对施工人员进行安全生产教育、提高其安全生产意识外,将孔口周围的作业场地清理规整,做到无闲散杂物,便于人员活动、作业。

10.2 环境保护

1)建立“环境保护”领导小组,开展现场文明施工活动。加强作业人员相关法规学习,提高环境保护意识。

2)做好泥浆池规划,根据桩径、桩长确定储浆池容量;及时清理储浆池,避免泥浆溢出污染环境。废弃泥浆用槽罐车运至指定地点倾倒。

3)钻孔中挖出的土方及时清理外运至指定弃碴场统一存放,工地临时存放的弃碴需覆盖防止扬尘。

4)混凝土灌注作业完成后,运输车辆、拌和设备要及时清除清洗,污水排入污水净化池。

11 结语

旋挖钻机是现今比较先进的一种快速成孔设备,设备装机功率大、输出扭矩大、自动化程度高、施工效率高,另外噪音低、污染小,特别适合在市区施工。配合不同的钻具,旋挖钻机可适应我国大部分地区的地质条件,已成为土建工程桩基施工中较理想的施工机械。目前,旋挖钻机成孔工艺在我国北方地区已得到很快的普及,配合一些其它设备也可以在南方地区软土地层中应用。

旋挖钻机成孔将是灌注桩基成孔工艺的发展方向。

饶师傅旋挖钻机培训  

本文由旋挖钻机培训整理提供。

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