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旋挖钻机钻孔技术在矿山建设桩基施工中的应用研究

2018-01-30候雅东

世界有色金属 2018年18期
关键词:护壁护筒成孔

候雅东

(山东正元建设工程有限责任公司,山东 济南 250101)

旋挖钻机钻孔技术是现代矿山建设桩基施工的代表,相较于传统的钻机施工技术,旋挖钻机钻孔技术具有施工效率高,施工灵活,设备性能先进,可实现多种钻进方式,成桩治疗好,施工成本低,环境污染小等多种优势,在矿山建设桩基施工中发挥着巨大的作用。现结合实践,对旋挖钻机钻孔技术在矿山建设桩基施工中的应用展开研究,以供参考。

1 旋挖钻机施工工艺原理分析

旋挖钻机施工法又称钻斗钻成孔法,成孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边,镶焊切削刀锯,在伸缩钻杆旋转驱动下,旋转切削挖掘土层,其中,旋挖钻工作时压力、扭矩传递顺序为:①压力:动力头油缸、动力头钻杆钻头、切削刀;②扭矩:动力头马达减速机动力头轮毂、钻杆、钻头、切削岩土由此可以看出,旋挖钻机的动力转变为施工所需的钻进压力和扭矩,而传输过程中的压力和扭矩的利用率则取决于钻杆和钻斗,且钻斗的关键参数是斗齿刃前角,选择不同的斗齿刃前角,其钻进效果不同[1]。

2 旋挖钻施工工艺流程

具体施工过程中,首先应当进行前期准备工作,接着进行测量放样,对泥浆进行制备,然后进行护筒埋设,准备钻机实施钻孔,之后进行清孔工作,开展接下来的钻孔工序。

3 旋挖钻机施工特点

(1)该钻机具有非常灵活的施工人特点,而且功效效率快,不需要投入过多的经济成本。而且适用于多种类型的土层钻进[2]。

(2)该钻机钻进过程中的功率非常强大,而且能够快速的成孔。

(3)同时在施工过程中能够快速准确地进行定位与移位。该钻机的底盘为伸缩履带的液压底盘,其升降起落与折叠均可自形完成,各种动作迅速方便,能够快速的进行移位与定位,而且成孔非常的垂直,所有操作都是通过电脑自动控制系统来完成,大大提升了钻孔的工作效率。

(4)旋挖钻机具有非常高的成孔效果。该钻机能够有效地应对其他钻机钻进过程中的孔底沉淤问题,而且桩基的从侧面具有较低的摩擦阻力,便于泥浆的管理,大大提升了成孔效果。

(5)使用该技术进行施工,可以进行不同孔径的桩基钻孔,实施过程中仅仅将钻头进行更换便可。而且更换方便,换上便可施工。

4 旋挖钻机成桩工艺

(1)成孔工艺。某矿山进行桩基工程建设,一共有130根桩量,主要为灌注类型,为800mm的桩径,深度在36m。种植土主要分布在1米左右的距离上,粘土层主要分布在2米~5米的位置,亚粘性土分布于5米~13米的距离,沙层在13米~15米,亚粘性土主要分布在15米~29米的位置,沙层蛀牙分布在29米~34米的距离上,34米~36米的深度主要为粘土层。

施工过程中采用旋挖钻机。通过对这些问题进行详细分析,主要问题是由于选择的钻具不是非常合理,埋设的护筒也存在一定问题,以及静态泥浆配比不合理等,容易发生护壁泥皮太薄,增加孔内的负压,引发孔口渗透等问题出现,导致坍塌事故的发生。

(2)静态泥浆的配比及注浆。静态泥浆在旋挖钻机成孔过程中发挥着稳定液的作用,能够起到良好的护壁效果。依照施工的实际问题,提升泥浆技术,对泥浆进行合理配比,并对其比重进行有效的控制,使得泥粉的质量有了大幅提升,促进其粘性以及润滑性的不断提升。将处理剂加入其中,提升其絮凝效果,大大提升了护壁能力。

(3)护筒的埋护。依照施工具体实际,进行高4m、厚10mm、Φ1.2m规格的护筒制作,护筒具有较大的内径,可以将泥浆进行充分存储,当在桩孔中提出钻杆之后,能够更好的保证筒中的水压,确保孔壁泥皮的稳定性。而且单边侧隙达到200mm,能够很好的保证升降回转斗对护筒的挂啦以及碰撞等,确保孔口的稳定性,具体实施过程中,仅仅依照经验,对钻孔进行目测,其精度很难达到要求,非常易发生超方砼问题以及成孔偏差问题出现。钻机钻具为河北廊坊生产,其定位功能优越,工作过程中可以针对孔进行精确定位,避免了操作人员的工作强度。经过超高护筒(4米)的定制,可以将其埋入500mm的粘土层中,避免由于孔口渗漏坍塌与旁边环境的振动等不利因素,影响桩孔的稳定性。

(4)钻机的钻进控制。实施旋挖钻进过程中,应当将回转斗底盘斗门进行关闭,避免一些粘土和砂土等,掉落于护壁泥浆内,影响泥浆的配合比,同时具体施工过程中,应当对其钻进尺寸进行有效控制,降低孔内事故的发生。而且还要对回转斗的速度进行有效控制,避免发生提升过快的现象。

(5)影响坍塌的其它因素。为了避免清孔以及钢筋笼下放和关注砼过程中,对孔壁造成的影响,应当按照相关规范进行合理操作。通过借助相关机械安全平稳的进行放置,避免对孔壁造成撞击,破坏孔壁的稳定性,进而出现坍塌事故,灌注不良引发费桩以及短桩问题的出现。

5 结论

旋挖钻机钻孔施工过程中,导致孔内坍塌事故的问题非常多,为此施工过程中,应当结合施工现场实际,采用因地制宜的措施,更好的保证钻孔成孔质量,降低事故的发生。

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