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1、旋挖钻钻机施工方案1、施工工艺步骤旋挖钻灌注桩施工工艺步骤框图见图1。图1旋挖钻灌注桩施工工艺步骤框图2、施工工艺关键点(1)施工准备因为旋挖钻机回转半径大,钻杆高,自重大,在作业时需要8米宽操作平台,在钻机就位前使用挖掘机将原地面软弱土层清除,平整整个场地并扎实做为钻机施工作业平台,并确保场地有一定硬度以免钻机沉陷或倾斜。若场地软土较厚,硬度不够,则在表面铺设60cm后砖渣并平整碾压,确保钻机施工作业安全性。(2)工程试桩依据设计图要求,对首根桩进行试钻,并组织业主、监理、设计、地勘一起参与试桩工作。依据试桩确定持力层并检验地质资料正确性等填写试桩汇报,作为正式施工依据。旋挖桩基在首根桩试桩
2、验收合格后方可进行大面积施工。(3)测量放线桩位放样按从整体到局部标准进行桩基位置放样,计划行车路线时,使便道和钻孔位置保持一定距离,以免影响孔壁稳定;钻机安方位置应考虑钻孔施工中孔口出土清运方便。桩位中心点,成孔前用全站仪放点,十字线定位,下护筒后二次检测,在终孔后和放钢筋笼前必需检测,使其误差在规范要求内,以确保桩位正确。(4)埋设钢护筒施工前设置坚固、不漏水钢制护筒,护筒在钢模生产厂家定制,用=8mm钢板加工制成,护筒内径比桩径大20cm,上下口外围加焊加劲环。长度3m左右,上部设有两个溢流口。首先以施工桩位中心,用十字交叉法沿桩位四面测放四个护桩,护桩距桩中心点距离依据现场实际情况确定
3、,以埋设护筒时控制桩不受影响为标准,具体方法为:以桩位中心点为交点,拉出两条相交直线,在直线个终点合适位置,用4根一定强度钢筋垂直打入地下(不会被轻易破坏),作为护桩,护桩间直线距离必需比护筒直径大4050cm;再将钻头中心对准桩位中心,用钻头挖出桩直径大圆孔,再用扩孔钻头扩到钢护筒外径大圆孔,利用护桩拉线复核桩中心线,桩中心有偏差则进行修正,桩位中心正确后将底部整平扎实,然后用钻机安放护筒。安放护筒时,确保钢护筒圆心和桩中心重合,护筒壁垂直。护筒安放完成后应复核护筒中心和桩中心偏差是否小于5cm,不然应重新安放。护筒埋设深度:在粘性土中不宜小于1.0m,在砂土中不宜小于1.5m,当表面土层松
4、软或受水位涨落影响时,尽可能将护筒埋置在较密实不透水土层中最少0.5m。护筒埋设竖直正确,护筒中心和桩位中心偏差小于20mm,护筒竖向倾斜度小于1%。安放护筒后要在护筒周围对称、均匀地回填最好含水量粘土,并分层扎实,护筒顶端要高出原地面不少于0.3m。钢护筒埋设后顶标高要高于地下水面,方便确保钻孔时孔内水头压力。钢护筒底部穿过松散回填土、流朔状淤泥等不良土层深度大于1m。埋设钢护筒同时,挖一条深大于0.4m泥浆循环沟,沉渣池和钢护筒溢流口经过泥浆循环沟连通。(5)泥浆配置应合理部署泥浆制备贮备池、泥浆回收沉淀池和钻渣储存池,泥浆池容量应满足泥浆循环需要。依据膨润土性能及土层护壁要求,确定泥浆配
5、合比和需要数量,进行泥浆性能试验。入孔泥浆密度可为1.051.15gcm3,遇有粉细砂层层及地质条件改变界面能够调整到1.3gcm。泥浆性能指标见表5-1-9表5-1-9泥浆性能指标(6)护壁泥浆要求当钻进碰到粘土层时采取原土造浆,立即采集泥浆样品,测定性能指标,对新制备泥浆进行第一次测试,使用前再进行一次测试,钻孔过程中常常进行检测,确保泥浆质量;储存泥浆每8小时搅拌一次,每次搅拌泥浆或测试结果作为原始统计;新鲜泥浆制作好后搁置二十四小时,经各项指标测试合格方可正式使用,回收泥浆经过振动筛处理,性能指标达成要求后再循环利用;设置拌浆池、贮浆池、循环池、沉淀池和泥浆泵形成循环系统供浆,泥浆池容
6、积满足钻孔桩施工进度要求;(7)钻机就位钻机就位时,要事先检验钻机性能状态是否良好。确保钻机工作正常。经过测设桩位正确确定钻机位置,并确保钻机稳定,经过手动粗略调平以确保钻杆基础竖直后,即可利用自动控制系统调整钻杆保持竖直状态。(8)钻孔施工时垂直度控制本工程采取智能化旋挖钻机,钻机上有车载电脑系统,能够自动显示和调整旋挖钻机钻孔深度,垂直度,具体操作以下:首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置,把旋挖钻机电脑显示器调整到显示桅杆工作画面。从桅杆工作画面中可实时观察到桅杆X轴、Y轴方向偏移。操作旋挖钻机电气手柄,在此过程中,旋挖钻机控制器经过采集电气手柄及倾角传感器信号经过数学运算,输出信号驱动液
7、压油缸百分比阀实现闭环起立桅控制,将桅杆X轴Y轴偏差度调整到正负零位置,以确保钻孔垂直度。桩垂直度在成孔时桩机桅杆上有垂直度控制仪控制,桩机电脑屏上会自动显示,司机依据情况调整,所以垂直度在施工过程中就能控制确保小于1%,达成设计要求;(9)钻进成孔1)旋挖钻机设置及调整施钻时,将钥匙开关打到电源档,旋挖钻机显示器显示旋挖钻机标识画面,按任意键进入工作画面。优异行旋挖钻机钻杆起立及调垂,即首先将旋挖钻机移到钻孔作业所在位置,旋挖钻机显示器显示钻杆工作画面。从钻杆工作画面中可实时观察到钻杆X轴、Y轴方向偏移。操作旋挖钻机电气手柄将钻杆从运输状态位置起升到工作状态位置,在此过程中,旋挖钻机控制器经
8、过采集电气手柄及倾角传感器信号,经过数学运算,输出信号驱动液压油缸百分比阀实现闭环起立控制。实现钻杆平稳同时起立。同时采集限位开关信号,对起立过程中钻杆左右倾斜角度进行保护。在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。调垂可分为手动调垂、自动调垂两种方法。在钻杆相对零位5范围内才可经过显示器上自动调垂按钮进行自动调垂作业;而钻杆超出相对零位5范围时,只能经过显示器上电动按钮或操作箱上电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中,操作人员可经过显示器钻杆工作界面实时监测桅杆位置状态,使钻杆最终达成作业成孔设定位置。2)钻孔作业钻孔时先将钻斗着地,经过显示器上清零按钮进行清零操作,统计钻机钻头原始位置,此时,显示
9、器显示钻孔目前位置条形柱和数字,操作人员可经过显示器监测钻孔实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置,从而操作钻孔作业。在作业过程中,操作人员可经过主界面三个虚拟仪表显示动力头压力、加压压力、主卷压力,实时监测液压系统工作状态。开孔时,以钻斗自重并加压作为钻进动力,一次进尺短条形柱显示目前钻头钻孔深度,长条形柱动态显示钻头运动位置,孔深数字显示此孔总深度。当钻斗被挤压充满钻渣后,将其提出地表,用装载机将钻渣装入运渣车运至场外废除,以免污染现场;完成后,经过操作显示器上自动回位对正按钮机器自动回到钻孔作业位置,或经过手动操作回转操作手柄使机器手动回到钻孔作业位置。此工作状态可经过显示器主界面中回位标
10、识进行监视。施工过程中经过钻机本身三向垂直控制系统反复检验成孔垂直度,确保成孔质量。钻孔过程中依据地质情况控制进尺速度:由硬地层钻到软地层时,可合适加紧钻进速度;当软地层变为硬地层时,要减速慢进;在易缩径地层中,应合适增加扫孔次数,预防缩径;对硬塑层采取快转速钻进,以提升钻进效率;砂层则采取慢转速慢钻进并合适增加泥浆比重和粘度;如在实际施工过程中出现卵石层,则采取以下方法:对于粒径较小卵石层采取斗式钻头慢速钻进,粒径较大卵石层采取锥形螺旋钻头钻进后更换斗式钻头清渣,如此往复,直至穿过卵石层。钻渣要立即运出工地,弃运到适宜地点以达成环境保护要求。3)地质情况统计地质情况统计按对应地质相关表统计;
11、旋挖钻机钻进施工时立即填写钻孔统计表,关键填写内容为:工作项目,钻进深度,钻进速度及孔底标高;钻孔统计表由专员负责填写,交接班时应有交接统计;依据旋挖钻机钻孔钻进速度改变和土层取样认真做好地质情况统计,绘制孔桩地质剖面图,每处孔桩必需备有土层地质样品盒,在盒内标明各样品在孔桩所处位置和取样时间;钻孔桩地质剖面图和设计不符时立即报请监理现场确定,由设计单位确定是否进行变更设计;钻孔时要立即清理倒运孔口出渣,避免妨碍钻孔施工、污染环境;钻孔达成预定钻孔深度后,提起钻杆,测量孔深及沉渣厚度(沉渣厚度等于钻深和灌注前孔深差值)。(10)成孔、成孔检验1)成孔达成设计标高后,对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉
12、淀厚度等进行检验,检测前准备好检测工具,测绳等;2)沉淀厚度必需进行检验,检测前准备好检测工具,测绳、检孔工具等;3)检孔工具:检孔圆板外径D为直径加200300钢板,厚度为815,重量为2.5Kg5Kg。检孔钢筋为22钢筋、长度1.4米。4)检孔圆板测绳采取钢丝测绳,测绳直接绑扎在检孔圆板和检孔钢筋顶面。5)沉渣检测,把检测器放下去,统计检测圆板上测绳长度;在用钢丝测绳把检孔钢筋放下去、统计检孔钢筋加测绳长度;两长度之间差就是沉渣厚度。6)检测标准:孔深、孔径大于设计要求;钻孔倾斜度误差小于1;沉渣厚度和符合设计要求:沉渣厚度50mm;(11)其它工序施工详见正循环钻机施工工艺关键点3、旋挖
13、钻施工质量控制方法旋挖钻机因为它对多种地质条件适应能力较强,成孔效率高,施工简单易操作等特点,不过因为本身部分特点,且其施工工艺步骤多,一环不慎,便造成质量事故发生。尤其是在软土和砂土地基施工时更为突出。(1)旋挖钻机成孔抗扰动能力差,因为成孔抗扰动能力差,所以轻易发生塌孔事故,旋挖钻泥浆护壁为静态泥浆护壁,孔壁泥皮薄,所以护壁效果较差,尤其是在砂、卵地层更为突出;其次,旋挖钻机成孔速度快,出渣方法经过旋挖钻斗直接挖出,故孔壁土层稳定性差。应对这类问题应采取以下预防方法:1)依据地层地质情况选择适宜钻进速度。2)施工时选择水化性能好,造浆率高,成浆快,含沙量少膨润土或黏土,在沙土地层选择精选膨
14、润土为宜。成孔后如来不及灌注时必需孔内泥浆循环。3)依据孔口地层地质情况确定合适护筒长度,尽可能使护筒穿透砂层,若孔口砂层过厚护筒长度不得低于6米,以降低因地表上振动能量传输到无护筒孔壁。同时在开钻前检验护筒四面土是否坚固,如四面土较为松软,可利用钻杆对护筒四面进行捣实。4)尽可能避免成孔后机械在孔口周围走动。5)将不可能避免施加在孔口周围力尽可能分散,避免局部受力,杜绝外部力直接作用在护筒上。6)施工过程中钻斗做到慢提慢放和安装钢筋笼时避免擦伤孔壁。(2)成孔后软土地层易发生缩孔,首先因为旋挖钻出渣方法为钻斗旋挖出渣,孔壁不像其它钻机成孔时有挤压,且相对于其它钻机,旋挖钻成孔速度较为快,故孔
15、壁稳定性比其它钻机成孔孔壁差;应对这类问题应采取以下预防方法:1)合适加大钻斗直径,在开孔全结合地层地质情况确定钻斗加大尺寸,确保缩孔后孔径满足设计孔径。2)合适加大泥浆比重。3)尽可能缩短浇注前操作时间。(3)施工过程中若施工平台承载力不够,钻机因自重下沉,从而造成孔位偏移、孔斜、孔弯和扩孔等现象发生,所以怎样确保钻机位置稳定性,是确保钻孔质量关键之一。应对这类问题应采取以下预防方法:1)施工平台承载力必需满足钻机自重,确保施工过程中平台稳定性。2)在行走履带底铺设钢板,使钻机自重产生力分散于平台上。3)施工过程中立即清除钻孔渣土,降低渣土带来泥浆浸泡施工平台,确保钻机底部及周围土质不被泡软
16、。4)钻机一旦定位开钻后,施工过程中尽可能避免钻机在水平位置移动。5)开钻前将点位用护桩引到不轻易遭到破坏地方,同时在两侧履带有显著标志处外侧地面设参考点,并测量其履带上标高,并在施工过程中要常常观察其平面位置和水平位置改变,一旦发改变,应依据所引出护桩重新调整钻头中心坐标。(4)旋挖钻成孔后通常不宜放置时间过长,灌注混凝土速度不宜过快,不然易发生钻孔局部塌孔。因为旋挖钻成孔泥浆护壁泥皮薄,放置时间过长造成孔内上部泥浆中细粒物质沉淀,造成泥浆比重降低,形成清水孔。灌注速度过快孔内,泥浆和混凝土上升速度也肯定加紧,对孔壁造成扰动也就变大,故轻易发生局部塌孔事故。为了避免出现这类质量事故,我项目部
17、采取以下预防方法:1)尽可能缩短成孔后至灌注混凝土时间。首先做好成孔后各道工序准备工作。其次加大孔口钢筋笼连接人员和设备投入,再次,加紧下导管速度,能够在下导管前将两到三节导管连接好,降低下导管时连接次数。2)成孔后若来不及灌注时,必需循环孔内泥浆,避免泥浆沉淀。循环泥浆还能够取到清孔作用。3)灌注进入砂层后,要严格控制灌注速度。(5)卡埋钻具是旋挖钻进施工中最轻易发生、也是危害较大事故,所以在施工过程中一定要采取主动主动方法加以预防,一旦出现事故,要采取有效方法立即处理。1)发生原因及预防方法:较疏松砂卵层或流砂层,孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。在钻遇此地层前,应提前制订对策,如调整泥浆性
18、能、埋设长护筒等。粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻。所以,在这类地层钻进要控制一次进尺量,一次钻进深度最好不超出40cm。钻头边齿、侧齿磨损严重而无法确保成孔直径,钻筒外壁和孔壁间无间隙,如钻进过深,则易造成卡钻。所以,钻筒直径通常应比成孔直径小6cm以上,边齿、侧齿应加长,以占钻斗筒长23为宜,同时在使用过程中,钻头边齿、侧齿磨损后要立即修复。因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长,造成钻头筒壁四面沉渣太多或孔壁缩径而造成卡埋钻。所以,平时要注意钻机本身立即保养和维修,同时要调整好泥浆性能,使孔底在一定时间内无沉渣。2)处理卡埋钻方法关键有:直接起吊法,即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊。钻头周围疏通法,即用反循环或水下切割等方法,清理钻筒四面沉渣,然后再起吊。高压喷射法,即在原钻孔两侧对称打2个小孔(小孔中心距钻头边缘0.5m左右)然后下入喷管对准被卡钻头高压喷射,直至两孔喷穿,使原孔内沉渣落入小孔内,即可回转提升被卡钻头。护壁开挖法,即卡钻位置不深时,用护筒、水泥等物品护壁,人工直接开挖清理沉渣。