目前,旋挖鉆機因工藝先進,成孔快速穩定等優勢,已經成為鉆孔灌注樁主流的施工機械之一。由于各地工程地質條件千差萬別,不同工程設計不太可能做到與實際地層完全一致,有時甚至還存在較大差異。因此,巖土施工單位在承攬鉆孔灌注樁基工程時,樁基鉆孔面臨不小的不確定性。在樁基鉆孔過程中有些技術問題若處置不當,不僅會造成較大的經濟損失,還可能對工程設備甚至人員安全構成威脅。
結合近幾年使用旋挖鉆機在各類不同的地層鉆進實踐經驗,總結了旋挖鉆機在一些較為特殊地層鉆孔施工經常遇到的技術問題及解決方法。
1、軟土等易塌地層的特點及成孔風險
2、旋挖鉆孔的施工方法
(1)應基本確認護筒下放深度范圍內無100mm以上大直徑石塊;根據長護筒直徑各下放長度選擇合適功率的振動錘。
(2)小直徑施工時,應綜合考慮鉆桿的外徑及護筒直徑的大小,鉆桿外徑宜比護筒直徑小200mm以上,護筒長度較大時,差值應更大些以方便施工。
1、砂土、粉土地層的特點及成了風險
2、旋挖鉆孔的施工方法
采用泥漿護壁在分先較好的砂土或粉土地層中施工時,應考慮采取以下幾點措施:
(1)適當降低鉆頭的下放和起拔速度,減小鉆斗與孔壁之間泥漿的流速,減少沖刷。
(2)適當加大鉆齒的外撇角度。增加孔壁與鉆斗側壁的間距。
(3)適當增加鉆斗內流水孔面積,減小鉆斗起拔過程中頂部和底部的負壓,進而減小孔內泥漿的流速。
(4)配置優質泥漿護壁,及時量測孔內泥漿的含砂率。當超標時及時采取有效的措施。
(5)檢查鉆斗底蓋閉合后的密封性。若發現扭曲造成空隙較大,應及時整修,以免造成漏砂。
1、石、孤石地層的特點及成孔風險
2、旋挖鉆孔的施工方法
旋挖鉆鉆孔遇到大漂石地層時,若漂石地層位于淺表,宜用挖機將漂石挖除后回填黏土,并將孔口護筒下放到漂石層底,再行鉆進;若漂石位于較深部位,當漂石粒徑大于撈砂斗開口口徑而無法正常鉆井時,可用筒形鉆頭將大漂石取出后,再配合撈砂斗逐步鉆井。
鉆孔灌注樁遇到孤石時,若孤石恰好全部位于孔內,則可用筒形鉆斗直接將孤石取出;若孤石大部分埋于孔周地層中形成探頭石,則不應強行鉆井。而就用筒形外頭慢慢將探頭石切斷并取出后,方可下正常鉆井。
1、硬黏土、泥巖地層的特點及成孔風險
2、旋挖鉆孔的施工方法
在硬黏土中鉆井,應考慮采用體形式鉆斗或將鉆斗底部側面開豁口等方式,以提高卸土效率。在泥巖地層旋挖鉆孔灌注樁成孔,可從以下幾點著手,以提高施工效率。
(1)優先選用機鎖鉆桿干也鉆進。不得已采用摩擦鉆桿鉆進時,可以考慮增加鉆桿和鉆斗的重量,以便鉆齒能夠切入泥巖中并順利建立加壓力。
(2)對強風化及風化程度更高的地層,鉆斗布齒時優先考慮用V19鉆齒鉆進。必要時可以通過割豁口、鉆斗左右側布齒高度差異,適當增加入巖角度等布局設計,鉆斗布齒時須采用合金截齒,以提高抗磨和搞折斷能力。
(3)基樁孔徑較大時,應考慮采用分級鉆進成孔。首級鉆孔可采用長徑比較大的筒形鉆斗直接取芯;二級鉆孔時利用與孔徑大小相同的切齒外頭鉆井這。
(4)避免布齒過于稀疏。避免鉆斗兩側布齒具有相同的切削軌跡,應及時修補磨損嚴重的邊齒,有效避免鉆齒過度磨損和托底造成的鉆進困難。
1、灰巖溶洞地層的特點及成孔風險
2、旋挖鉆孔施工方法題
在灰巖溶洞地層進行鉆孔灌注樁施工,成孔時可以以下面幾方面采取措施,以降低成孔風險。遇到基巖面時,放慢鉆進速度以避免斜孔。
(1)認真比對鉆探資料。當鉆進到溶洞頂面附近時,應放慢鉆進速度,備好充足的護壁泥漿及回填用黏土。當鉆透洞頂造成孔內護壁泥漿急速下降時,應及時回填鉆孔以避免塌孔。
(2)優先選用導向較好的直體加長鉆斗。若已造成斜孔并在洞頂附近造成卡鉆時,應緩慢旋轉提鉆。在鉆斗頂部應及時焊接,以利于導向的斜梁結構。
(3)遇到溶洞較大且少充或無充填時應及時回填黏土并用旋挖鉆斗反轉壓實。避免成孔后灌注混凝土過程中造成過量超方。
1、花崗硅等硬巖地層的特點及成孔風險
2、旋挖鉆孔的施工法
(2)合理配置鉆具。該類地層大直徑樁成孔時,應選擇分級鉆進方式。第一級應選擇直徑600mm~800mm的加長筒鉆,直接取芯,創造自由面;或選擇小直徑螺旋鉆鉆進創造自由面。
(3)當硬巖地層發生斜孔后掃孔難度極大。因此遇到斜巖面時,務必修正后才能正常鉆進。
從近幾年使用旋挖鉆機施工鉆孔灌注實踐情況看,其可適用于大部分地層的施工;但是對某一具體項目而言,旋挖鉆孔要能順利和有效實施,需要根據實際地層和設計孔徑、孔深等情況,合理選擇機型,合理配置鉆桿鉆具,制定并落實好切實可靠的具體措施,總結起來有以下幾點:
(1)做好孔口護壁措施。對需要護壁的鉆孔,優先考慮泥漿護壁鉆進。對軟土及新近回填土等用泥漿護壁無法保證護壁效果的,應果斷采用全護筒護壁。
(2)選擇適當的機型。當鉆機靈活,提放鉆等速度快更適合地層好,深度和樁徑不大的樁基施工。大鉆機功率較大,能夠鉆進較硬地層和施工大直徑鉆孔。使用大功率鉆機鉆進簡單地層,效率低下;使用小功率鉆進,則無法鉆進硬巖地層。
(3)合理配置鉆具,根據實際情況優化鉆齒布局。在鉆機進場前,應根據地勘資料進行鉆具配置;先鉆進數孔作試探,待了解實際地質情況后,應根據實際情況及時優化鉆齒布局。
(4)關鍵點謹慎鉆進。在斜巖面、探頭石、溶洞頂部等關鍵部位,應放慢鉆進速度,提前準備好應急措施。
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