三一旋挖钻机特殊地层施工工法 ppt课件
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旋挖工法由五部分组成:考察、管理、设备维护、工艺和质量及事故处理。
考察:工程概况,地质、地下水、桩径,考察甲方工程概况1、工程地点:工程地点对设备转场费用,材料采购,季节、天气、工程单价都有影响,因此这些因素需要考虑。
2、工程类型:工程基础类型很多,如高铁、高速公路、水泥厂、电厂等等。
工程类型会对施工方式,工程进展有很大影响。
如高铁、公路桩位分散,加快了地质变化,并且监管严格;而水泥厂、电厂桩位密集,一般选地势较高平坦的场地,并且监管相对较松。
3、地理位置:工程地点尽量远离山区,因山区岩石较多,地质变化快;远离河流,因河流附近地质多为沙层卵石,并且地下水丰富。
4、季节:冬季施工不但追加施工费用,同时也增加施工难度,影响施工质量。
5、天气对施工有很大影响,几乎每个施工方都因天气因素而停工过,其中雨、雪对工程影响最大,考察工程时一定考虑到此因素,如冬季南方阴雨连绵导致长期停工。
地质影响工程难度主要由以下因素不断变化造成的:地质、地下水、桩径、桩长。
1、地质类型:根据旋挖施工可把地质分为(1)常规地质:泥层:软塑、中塑;土层:黏土、黄土、粉土;沙层:细沙、中沙、粗沙。
(2)中难度地质:卵石:泥卵、沙卵;卵石层:角砾层、砂砾层、砾石层;沉积岩:砂岩、泥岩、页岩;风化岩:全风化、强风化、中风化。
(3)高难度地质:弱风化;未风化的火成岩:花岗岩、玄武岩。
2、地质强度:无论什么类型地质,最终都以地质的强度来衡量钻进难度(1)极限承载力:常规地质~中难度地质,一般都以极限承载力测定地质强度。
极限承载力:1平方米面积上施加压力,直到出现塑性变形。
如500千帕换算重力=50吨,1平方米上施压50的重力出现塑性变形。
(2)单轴抗压强度:中难度地质~高难度地质一般都以单轴抗压强度测定地质强度。
单轴抗压强度:岩石无侧束的状态下所能承受的最大压力,直到把岩石加压至破裂所需的应力。
地下水通常影响旋挖施工的地下水多半是上层滞水(局部隔水作用形成的蓄水体)和潜水层(第一个稳定隔水层上的地下水)。
旋挖钻机在碎、卵石地层高效施工技术一、碎、卵石地层的护壁方法1.长护筒护壁:这种护壁方法,主要针对开孔即遇碎、卵石地层的工程。
具体的操作方法如下图所示,随着钻斗钻进同时,压入护筒,当感到护筒压入困难时,可以使用短螺旋钻头捞取护筒下脚的碎石块,清除障碍物后,再向下压入护筒。
如此循环往复,使用护筒护壁直到穿过整个碎石土层。
注意:压入护筒时,要注意护筒外围的坍塌情况,一旦发生松动或坍塌情况,及时填充并压实以防止护筒发生倾斜或更深层的孔壁坍塌。
2.护筒+泥浆护壁+粘土(干水泥)这种护壁方法,主要针对有一定稳定覆盖层(≥2m)的碎、卵石地层。
根据覆盖层的厚度,选择护筒长度,护筒长度应以超过覆盖层与碎、卵石地层交界面为宜。
按照常规工法埋设护筒后,当钻进碎石层时,可先向孔内抛入粘土,然后使用钻头缓慢旋转,将粘土挤入碎石缝隙,形成稳定的孔壁并防止泥浆的漏失,再配合泥浆的运用,来保障碎石层钻进过程中孔壁的稳定和泥浆位的平衡。
另一种相似的方法是使用干水泥配合粘土使用,当钻进碎石层时,把干水泥装成体积适当的小袋和粘土一起抛入孔底,再使用钻头旋转,将粘土块和干水泥一起挤入碎石缝隙,静滞一段时间后,可形成稳固的孔壁,干水泥的作用,是增强粘土的附着力。
二、碎、卵石层钻进中钻杆及钻头的选择碎石土压缩性低、抗剪强度大,钻进过程中振动强烈,在此地层钻进一般要选用机锁式钻杆钻进。
对于钻头,一般采用如下两种钻具:1.小粒径卵石斗式钻头通过对斗式钻头改进设计(如下图左),增加高裙边和中心锥,使用耐磨性高的宝峨钻齿,钻进小粒径卵石时,中心锥和两侧裙边上截齿摔先切入卵石,通过旋转拨动、搅松卵石使其向钻斗进土口聚集,被宝峨齿捞入斗内,同时高裙边也有利于在卵石层形成稳定的孔壁,减少漏浆和塌孔事故发生。
2. 双层筒钻双层筒钻(如上图右)是为钻进中等粒径的碎卵石而设计的,其采用一种全新的钻进思想“挤”,即将大小不一的碎、卵石在筒内挤密后带出孔外(传统钻进思路分为切削、冲凿和犁取等)。
三一旋挖钻机工法讲座36图1 SR150C旋挖钻机施工现场三一工法SANY三一旋挖钻机工法讲座(4)——旋挖钻机在钻具易打滑地层中的施工工法邢树兴荆留杰冯建伟(三一工法研究院,北京 102206)钻具打滑通常和旋挖钻机的作业地质密切相关,一般而言,打滑现象多出现在泥岩、砂质泥岩、硬塑性黄土以及粘土地质中。
旋挖钻机在钻进泥岩(或者砂质泥岩、硬塑性黄土)地层时,由于泥浆侵入了钻齿与原生岩层的接触面,从而降低了钻齿与原生岩层之间的摩擦力,致使钻齿在原生岩层的表面滑动而不能有效地切入岩层,就会出现钻具打滑难以进齿的现象。
打滑现象是泥岩类地层钻进的一大难题,要提高施工效率就必须解决好这一问题。
案例分析南京市凤凰居民小区的桩基础工程施工采用的是三一S R150C型旋挖钻机(见图1)。
钻机配置的是摩擦杆和双底捞砂钻斗。
成孔桩径为800m m,桩深为24 26m。
地质情况为从表层至终孔依次为杂填土层、淤泥层、淤泥质粘土层、粘土层、风化泥岩层。
大部分施工地层从16m深度开始进入泥岩层。
虽然粘土层和泥岩层力学性质好,自身不容易塌孔,但由于其上层存在淤泥层,为防止淤泥层发生塌孔事故,则需要使用护筒和静浆护壁钻进。
而泥岩遇水出现软化,表现出很强的粘性。
施工过程中出现了泥岩层钻进打滑的现象,具体表现为泥岩在泥浆作用下软化,加压打滑、粘钻、卸土难。
解决措施泥岩钻进打滑有两种类型,即托底打滑和切削打滑。
1 托底打滑钻进时,钻渣吸水后变成粘性很大的塑状粘土物质粘在钻齿和钻底上,使得钻齿失去了切削作用而无法继续钻进。
提钻前反转钻斗关闭斗底时,由于斗底已无任何阻力,斗底会与钻斗一起反转而无法关闭,在提钻过程中,斗内渣土掉出。
二次下钻后,齿尖直接插入渣土内,钻斗底板面直接压在渣土上,随着钻斗旋转钻进,把掉下高低不平的渣土及缝隙完全压实,当渣土不能再压缩时,底板面被渣土托住,斗齿便在之前划出的沟槽内反复地旋转,形成托底打滑现象。
针对托底打滑的现象,一般采取如下方法:(1) 如果孔内虚土是软泥,可以快速反复操作动力头正转加压和反转加压,瞬间对钻斗有巨大的冲击力,使斗齿和虚土之间产生摩擦力,加压力在瞬间传递到虚土上,把虚土切削挤压进入钻斗;(2)如果孔内虚土较多,又是硬泥岩,可以换一个直径略小的短螺旋钻头解决打滑。