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東營樁基分析旋挖鉆在橋梁樁基礎施工技術中的應用
2016-12-15 09:28:24 1553人瀏覽
作者:管理員
新聞描述:現有的旋挖鉆施工工藝不同于其它的機械樁基成孔工藝,而旋挖鉆成孔工藝相對來說是實用性比較強的,首先其成孔工藝主要是在可以閉合開啟的鉆斗的地步和側邊,進行鑲焊切削合金鋼黏頭上,通過伸縮鉆桿的旋轉驅動,并對旋轉切削挖掘土層進行一定的加壓,使得金剛切削挖掘下來的土渣進入鉆斗內,在鉆頭裝滿后提出空外卸土,這一過程通過一定的循環進行,也就形成了一定的樁孔。

如今大部分的東營樁基施工已經不能滿足現階段橋梁技術施工的需求,而旋挖鉆機作為目前基礎工程機械中的一種全新的機種,本著一種高效、節能、低噪聲、低污染以及底層適應性較廣的特點,在近幾年來的推廣應用,逐漸的被應用到橋梁樁基工程中。本文主要對旋挖鉆施工的適應范圍以及其施工工藝進行一定的概述,進一步的對旋挖鉆施工技術進行一定的分析,又在一定程度上結合旋挖鉆在橋梁施工中的常遇到的一些問題,并給出了一定的處理措施。


旋挖鉆在橋梁樁基礎施工技術中的應用

伴隨著我國高速公路的快速發展,我國的橋梁基礎工程在高速公路的應用越來越廣泛,這就在一定程度上帶動了我國橋梁建設的快速發展,但隨著橋梁建設的橋梁基礎樁基的數量越來越多和樁徑越來越大以及其施工技術的難度日益加大,這就在一定程度上需要我國的橋梁技術施工要不斷的引進新的技術。而旋挖鉆施工技術中的成孔施工技術則是鉆孔灌注樁施工中的一個較為先進的施工方法,在一定程度上有著成孔效率高、質量好、速度快以及環保無噪音等特點,在橋梁基礎施工中被廣泛的應用。

一 旋挖鉆在橋梁基礎施工中的適用范圍

目前最先進的一種東營樁基施工方法則是旋挖鉆施工,有著高效、低噪、環保、成孔質量高以及機械化程度高等優點,被廣泛的應用在各種土質地層、砂性土、砂卵礫石層以及中等硬度一線的基巖的施工中。但是在目前的橋梁樁基礎施工中,旋挖鉆頭的選用是尤為重要的,然而,對于旋挖鉆頭在實際的選用過程中,其主要的影響因素有三個方面,即地層情況;鉆機功能;孔深、孔徑、沉渣厚度以及護壁措施。對于旋挖鉆機在橋梁樁基礎施工中,旋挖鉆機施工的效率是特別高的,同時旋挖鉆機在鉆土層時的速度也是極快的,成孔質量好以及又有一定的自動測斜裝置,這就在一定程度上保證了鉆孔的垂直度,減少了對泥漿的破快,進一步的對泥漿的質量有了一定的保障性。

但是就目前而言,我國的旋挖鉆施工技術仍然不是特別的完善,在硬巖層、較致密巖石以及孤石層施工的時候其施工相對來說是比較困難的,而且在一定程度上還容易發生孔內事故和機械事故。

二 旋挖鉆施工工藝

(一)旋挖鉆施工工藝

現有的旋挖鉆施工工藝不同于其它的機械樁基成孔工藝,而旋挖鉆成孔工藝相對來說是實用性比較強的,首先其成孔工藝主要是在可以閉合開啟的鉆斗的地步和側邊,進行鑲焊切削合金鋼黏頭上,通過伸縮鉆桿的旋轉驅動,并對旋轉切削挖掘土層進行一定的加壓,使得金剛切削挖掘下來的土渣進入鉆斗內,在鉆頭裝滿后提出空外卸土,這一過程通過一定的循環進行,也就形成了一定的樁孔。

然而旋挖鉆工作使得壓力傳遞的順序則是則是動力頭油缸、動力頭、鉆桿、鉆頭以及切削刀。 旋挖鉆工作時的扭矩傳遞的順序則是動力頭馬達減速機、動力頭輪轂、鉆桿、鉆頭以及切削巖土。

我們知道旋挖鉆機的在將其動力轉變為施工所需要的鉆進壓力和扭矩的時候,鉆桿和鉆斗在一定程度上時刻都影響著旋挖鉆機工作時壓力和扭轉的傳輸利用率,而斗齒刃和前角在一定程度上有時鉆斗的一個關鍵性的參數。

但是,在橋梁樁基礎施工的過程中,由于旋挖鉆機自身的重量在一定程度上使非常大的,這也在一定程度上為鉆桿和鉆頭切入土層有著一定的積極影響,進而使得斜向斗齒在鉆斗回轉的時候進而切下一定的圖塊向都內推進,最后完成鉆取土的過程。但是在實際的橋梁樁基礎施工的過程中也會遇到硬土,這個時候,旋挖鉆機自身的重力并不能在一定程度上使得斗齒并不能完全的切入土層,這個時候就要借助加壓油缸對鉆桿進行持續的加壓,把斗齒強行的切入土中,進一步的完成鉆孔取土,這個加壓的原理則是在動力頭傳遞的時候,再將筒式主軸內壁的板牙和鉆桿矩形鍵間的正壓力通過摩擦所產生的摩擦阻力進而對鉆斗加壓。

最后在鉆斗裝滿土的時候,可以通過對起重機進行一定的提升,直至其到孔外,這個時候通過對鉆斗上的開關進行拉動,其底門也就在一定能夠程度上就打開了,而鉆斗內的土通過自身重力就可以自動排出。同時當鉆斗內的渣土不能夠很好的排出的時候,可以通過不斷的旋轉鉆斗,通過一定的慣性作用將鉆斗內的渣土排出,之后在將鉆桿垂直向下,管好斗門,進行周而復始的鉆進過程。

(二)旋挖鉆施工的工藝流程

其旋挖鉆在實際的施工過程中,它的施工工藝流程是進行施工準備、測量放樣、制備泥漿、埋設護筒、鉆機就為、鉆進成孔、清孔以及下道工序的進行。

(三)旋挖鉆施工特點

一般情況下,旋挖鉆施工有如下特點:

第一、采用平行四邊形變幅機構,施工機動靈活,作業效率高。

第二、功率大、成孔速度快。

第三、移位方便、定位準確。

第四、成孔質量高。

第五、噪音小、環保。

第六、施工效率高、成本低。

三 旋挖鉆施工技術

(一)首先就其施工準備這個過程而言,在施工之前就要對場地進行一定的平整,然后對雜物進行一定的清除,當處理稍微有點陡坡的場地時,就在用枕木或者是型鋼對工作平臺進行一定的搭設,但是一定要保證平臺必須要堅固穩定。同時也要對施工道路進行一定的鋪設,務必保證電源和水源的安全和充足。之后在進行開挖儲水池、泥漿池以及沉淀池等,其次準備合格的粘土,最后進行測量放線定下樁位。

(二)鋼護筒的在制作和掩埋的過程中,一般情況下,其鋼護筒的厚度基本上是6m,而且互通的內徑要比樁徑稍微大一點,其護筒的頂面應設幾個溢漿口。在對護筒進行掩埋的過程中,采用挖孔埋設的方法進行施工,在開挖之前應該探明私下的障礙物,確保其開挖的順利進行。

(三)泥漿制備的過程,首先就是在砂類土或者是黏土夾層中進行一定的鉆孔,然后采用膨潤土泥漿進行護壁,嚴格依照泥漿的性能指標。

(四)在鉆孔的過程中,鉆機就位之前,應對主要的極具和配套設備進行一定的檢查和維修,同時還要進行一定的勘察,就地層的不同而選用不同的鉆頭、鉆進壓力、鉆進速度以及合適的泥漿比重。鉆機在就位的時候,嚴格的調整桅桿的高度,確保鉆頭中心和鉆孔中心對準。

(五)鉆機鉆孔的過程中,在開鉆的時候,首先應該用低檔慢速鉆進,同時在其鉆進的過程中應該注意地層上的變化過程,一般情況下,鉆孔施工的時候,要隨著孔深的增加進而向孔內及時的補漿,在一定程度上確保鉆孔內泥漿的定稿始終高于外部水位或者是地下的水位。這就在一定程度上使得泥漿的壓力超過了靜水壓力,進而在孔壁上形成一種能夠保護孔壁防止坍塌的泥皮。

(六)在其鉆孔的過程中,首先要隨時的觀察鉆桿是不是垂直的,還要在一定程度上通過深度計數器對鉆孔的深度進行一定的控制。當旋挖斗鉆順時針旋轉鉆進的時候,還要保證底板的切削板和筒體翻版的后邊是對齊的狀態,同事哦鉆屑進入筒體之后,裝滿一斗之后,使得鉆頭逆時針的旋轉,進而拔出鉆頭進行一定程度上的卸土。

(七)旋挖鉆在鉆孔完成之后,則就要對鉆孔進行一定的清洗和檢測,一般情況下清空的過程中則要采用換漿法,但是在實際的清空過程中,最先注重的則是保持孔內水位是相對穩定的一種狀態。清孔的一個最主要的目的一方面清除鉆渣和沉淀層使得孔底沉淀的厚度減少;另一方面則盡可能的保證樁底存留過厚沉渣樁的承載力。

四 旋挖鉆機在施工中與傳統循環鉆機相比的優缺點

前面我們已經充分的介紹了旋挖鉆機在施工中有著各種各樣的優點,但是與傳統的循環鉆機相比,主要的優點表現在以下幾個方面:

第一、旋挖鉆機的設備性能先進,自動化程度高,勞動強度低。

第二、鉆進效率相對較高、成樁的質量好。

第三、旋挖鉆機在施工的過程中環境污染小。

第四、旋挖鉆機在施工的過程中節約了材料,同時也緩解了供電的壓力,減少了用電安全生產隱患。

但是,旋挖鉆機在實際的使用中,同傳統的瘋循環鉆機相比同樣也存在著一些缺點,主要表現在以下幾個方面:

第一、旋挖鉆機在施工的過程中受施工圖層的制約相對較大。

第二、旋挖鉆機施工過程中其泥漿護壁效果是一般。

第三、旋挖鉆機的施工成本相對較高。

第四、旋挖鉆機在施工完成之后在搬遷工地的時候有點難度。

總而言之,現有的旋挖鉆機技術在橋梁樁基礎施工的過程中,有著一定的優點,同時也存在一些局限性的缺點,在今后對于該技術的研究更應該加快其研究力度,更加的完善旋挖鉆機的技術。

五 目前常見的鉆孔事故以及其處理方法

一般情況下,常見的鉆孔事故主要有坍孔、斜孔、掉鉆及孔內遺落雜物、埋鉆和卡鉆、擴孔以及縮孔等事故發生,下面主要介紹前三種鉆孔的事故。

(一)坍孔

所謂的坍孔則是孔內的水位突然的下降,而孔口不斷的冒出細密的水泡和鉆機的負荷不斷的增加。這種坍孔現象的產生主要有以下幾個原因:

第一、泥漿的相對密度太小、泥漿性能的指標不符合要求

第二、出渣后沒有及時的補充泥漿或者是河水

第三、護筒埋置的相對較淺

第四、在松軟砂層中鉆進進尺太快

第五、清孔后的泥漿相對密度和粘度降低

第六、清孔的操作不是特別的正確

在面對旋挖鉆機施工過程中出現的坍孔現象而言,就要在一定程度上進行一定的預防處理措施,一方面在松散的砂土中鉆進的過程中,應該嚴格的控制進尺的速度,盡量選用密度較大的高質量的泥漿;一方面在孔口發生坍塌的時候,應立即的拆除其護筒并在一定程度上回填鉆孔,進行重新的埋設護筒再進行一定的鉆進;另一方面其清孔的過程應該由指定的專業人士進行一定程度上的清孔。

(二)斜孔

斜孔產生的原因主要有以下幾個方面:

第一、鉆孔中有較大的孤石和探頭石

第二、在鉆進的過程中鉆頭受力不均勻

第三、鉆桿彎曲、接頭不正

旋挖鉆機在實際的施工過程中斜孔出現的時候一方面要對鉆桿接頭進行一定的檢查,及時的進行一定的調正;另一方面在鉆架上增設導向架。

(三)掉鉆及孔內遺落雜物

這種掉鉆和孔內遺落雜物現象產生的原因主要表現在以下幾個方面:

第一、孔斜和地層的軟硬不均勻

第二、施工人員操作不當

第三、鉆桿接頭不良或者是滑絲

第四、電動機接線錯誤

第五、轉向環、轉向套等焊接處斷開

為了避免這種現象的出現,首先就應該嚴格的避免孔斜現象,然后經常地進行孔底和孔內的清潔,盡可能的保持泥漿性能,規范施工人員的操作。

結語

旋挖鉆在橋梁樁基礎施工技術的大量應用,為我國的現代化橋梁建設的發展有著極其重要的作用,但是,旋挖鉆技術在實際的應用中,仍然存在著各種各樣的問題,但我相信,隨著我國經濟時代的快速發展,以及相關人士對旋挖鉆施工技術的不斷完善,旋挖鉆在橋梁樁基礎施工技術的應用平臺將會更加的廣闊,我國的橋梁建設將會以一種突飛猛進的姿態走向世界的舞臺。

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