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旋挖钻机在淤泥地层吸钻、塌孔、超方和卸渣困难等难题

旋挖钻机在淤泥地层吸钻、塌孔、超方和卸渣困难等难题




     淤泥地层一直以来都是旋挖钻机施工的一个难点。其原因在于淤泥地层的工程性质特别差,其流塑状态导致旋挖钻机在该地层施工时缩颈、吸钻以及塌孔等不良工 况频频发生。此外,因为淤泥质黏土的黏性较大,钻斗卸渣困难的现象也十分遍及。而且,因为淤泥地层承载力低,施工时也简单呈现地层的不均匀沉降,存在大型 钻机发生倾覆的危险,因而钻机就位之前尽量对地表进行处理,用回填碎石土或许运用厚钢板垫平,以添加地表承载力,确保钻机能在平稳的状态下施工。


  典型案例:2010年10月,铜陵有色金属集团桩基工程,选用旋挖钻机,配套 φ445-4×13机锁式钻杆,钻头为双开门嵌岩捞砂斗。钻孔孔径0.8 m、1.0 m,孔深30~37 m不等。地质分层大致为:0~8 m为人工填土;8~23 m为淤泥质土;23~25 m为卵石;25~32 m为黏土;32~37 m为强风化红砂岩。
  在召请工法支持之前,钻机在该场地连续4次钻孔都失败了,肇因在于钻进至8~22 m淤泥层时会呈现不同程度的塌孔事端,即便最终成孔,但灌注超方严重(超方率抵达 1.40以上)。以上重重困难无法处理,以致于施工方要更改规划,准备放弃旋挖钻孔灌注桩,改用打击管桩来替代。后来在工法支持下,才顺利运用旋挖钻机成 桩了。
  问题分析:在有淤泥质地层进行旋挖施工时,以下3点需求特别留意:
  首要,在钻机的操作方法上要慢速钻进,提钻和下钻均要缓慢、均匀,且每次钻深不宜过 大,以每次下钻“少进尺、勤提钻”为准则。在钻斗抵达前次进尺深度之前就要开端慢速正钻,将前次受扰动的淤泥缓慢的吃入钻斗内。然后将下钻速度和旋转速度 都维持在较慢的范围内,避免下钻过快来不及进入钻斗的淤泥遭到较大扰动充斥到钻体与孔壁之间变为流态,一起慢压慢钻也能够避免偏钻。此外,下钻和提钻时的 动作也不要过猛,以防孔壁淤泥坍落而埋住钻头,一起也可避免因为提放钻过快时,钻头对孔周已构成的泥皮构成损坏,从而释放出孔壁上流塑状淤泥,增大塌孔概 率。一起还要避免一次进尺过深,否则简单构成过量的黏土在钻斗内相互揉捏,构成整体,添加卸渣难度。可在进尺20~30 cm后暂停加压和旋转,使泥浆能够进入黏土和钻体之间起到润滑作用,之后再循环加压钻进。
  其次,若是水下钻进,则应适当加大护壁泥浆的黏稠度,或直接向桩孔内投掷适量黏土块,然后下钻在软土段,不进尺研磨一段时刻再持续钻进,这样利用黏土将孔壁挤密,增大孔壁泥皮的厚度。
  最终,若选用加长护筒或跟管钻进的办法保护孔壁稳定,则须加速后续工序(吊装钢筋笼、灌注混凝土)的施工速度,并要及时拔出护筒,以防时刻过长或桩孔内灌满混凝土后起拔护筒困难。
  处理办法:一方面,因为现场观察泥浆的黏度不够,泥浆护壁的作用并不好。为进步泥浆的 护壁才能,就地取材,运用挖掘机在现场挖了3斗黏土倒入泥浆池再充分拌和以进步泥浆黏度和比重。另一方面,在钻具选型方面,工程师现场辅导换掉不带流水孔 的钻头,而改用带内流水孔的钻斗,以使提钻时泥浆实现上下流转,避免发生的“活塞效应”对孔壁发生压力,阻止淤泥流动,取得了显着作用。此外,现场辅导操 作手调整操作方法,在淤泥层钻进过程中要遵循“三降”和“三减”准则。所谓“三降”,是指下降放钻速度、下降旋转速度、下降提钻速度;“三减”是指削减单 斗进尺、削减钻压、削减合斗门时的旋转速度和圈数。通过归纳采纳以上办法,较好地坚持了淤泥的初始状态,频频呈现的塌孔现象从而得到显着抑制,相应地钻进 速度也有了显着进步。处理作用通过工法工程师进行现场改善,该工地在此后的施工过程中再无塌孔现象呈现,而且超方率也由本来的1.40下降到 1.15左右,使超方问题也得到了很好的处理。施工方和甲方对改善后的施工作用很满意,打消了更改规划的念头。

  工法小结:在淤泥质地层的钻进过程中,能否处理好吸钻、塌孔、超方和卸渣困难等问题 的关键是能否正确挑选与之相适应的施工工法。具体讲,在淤泥层施工,关于中大直径的桩孔,钻头选用土层双底捞砂斗即可;关于直径小的孔,可选用单开门双底 土层捞砂斗,关于钻进具有一定黏性的淤泥质土也可挑选体开式钻头或许带有流水孔的直螺旋钻头。但是不论挑选何种钻具在淤泥层施工,都应该尽量添加或加大钻 头的流水孔,以避免钻进过程中因为钻头上、下液面不流转而导致钻底负压过大,构成吸钻。关于常见工况而言,改善泥浆功能、改善钻头结构以及优化操作方法这 三方面是现场处理问题的首要思路。只要我们合理挑选钻具、泥浆、钻机操作方法,大部分含淤泥层地质的旋挖施工问题都能够得到妥善处理。


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