重機公司旋挖鉆機特殊地層施工工法.ppt
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上傳人:偷****
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2022-09-29
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1、2015年年4月月18日日旋挖鉆機特殊地層施工工法2 /67目目 錄極軟地層施工工法極硬地層施工工法溶洞地層施工工法卵石地層施工工法回填土層施工工法12345液壓擴底施工工法63 /671.淤泥土外觀一般呈灰黑、灰綠等暗淡顏色,或有臭味。2.力學上表現為軟塑狀態,具有高孔隙比、高含水率和高壓縮性等特性,含水率多在50%以上,其抗剪強度極低,蠕變性強。3.淤泥類土多為近代濱海、湖泊、沼澤、河灣、廢河道等地區沉積的一種特殊土類。4.沿海沉積分布較穩定,厚度較大。內陸湖盆地沉積的淤泥類土,沉積厚度較小,性質變化大。淤泥層淤泥層極軟地層施工工法14 /67極軟地層施工工法1.砂土是最常見的無粘性土,是2、指粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50,且粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50的土。2.砂土一般顆粒較大,主要由石英、長石、云母等原生礦物組成。一般沒有連結,呈單粒結構及偽層狀構造,并有透水性強、壓縮性低、壓縮速度快等特點,3.通常中粗砂土的上述特征明顯,且一般構成良好地基,但可能產生涌水或滲漏。4.細砂、粉砂土抗剪強度卻較差,其工程性質也相對較差,特別是飽和細砂、粉砂土受振動后易液化。砂層砂層15 /67施施工工事事故故成成樁樁質質量量漏漿漏漿孔壁孔壁坍塌坍塌埋鉆埋鉆擴徑、超擴徑、超方方泥漿含沙泥漿含沙量高,灌量高,灌注反漿慢注反漿慢沉渣沉渣過厚過厚鉆進問題鉆進問題極軟地層施工工法3、16 /67第一第一第一第一.第二第二第二第二.第三第三第三第三.妥善的護壁方式:高質量泥漿護壁、妥善的護壁方式:高質量泥漿護壁、長護筒穿越不穩定地層。長護筒穿越不穩定地層。鉆具選擇:雙底撈砂斗帶流水孔、鉆具選擇:雙底撈砂斗帶流水孔、使用錐形鉆斗防止吸鉆引起塌孔。使用錐形鉆斗防止吸鉆引起塌孔。正確的操作方式正確的操作方式解決對策解決對策極軟地層施工工法17 /67高濃度泥漿護壁全回轉鉆機下套管套管旋挖直接下護筒鉆機配驅動花筒下套管鉆機配搓管機下套管極軟地層施工工法18 /671.1.泥漿護壁泥漿護壁極軟地層施工工法19 /67公路公路橋涵施工技涵施工技術規范范JIJ0412000對泥泥漿性能指4、性能指標的要求的要求極軟地層施工工法110 /67粘度測試含砂率測試比重測試極軟地層施工工法111 /67優勢:優勢:初期投資小、自造泥初期投資小、自造泥漿護壁、鉆孔下籠灌注功能集漿護壁、鉆孔下籠灌注功能集一身、軟土層優勢明顯、觀念一身、軟土層優勢明顯、觀念深刻深刻劣勢:劣勢:速度慢、工程局限性速度慢、工程局限性大、泥漿污染、滿地的泥漿池大、泥漿污染、滿地的泥漿池電纜線、人力成本高漲、管理電纜線、人力成本高漲、管理難度大難度大回轉鉆機與旋挖鉆對比優勢回轉鉆機與旋挖鉆對比優勢極軟地層施工工法112 /67沖擊鉆與旋挖鉆對比優勢沖擊鉆與旋挖鉆對比優勢優勢:優勢:投資小、自造泥漿護壁、鉆孔下籠灌注集5、一身、較硬地層有一定優勢、投資小、自造泥漿護壁、鉆孔下籠灌注集一身、較硬地層有一定優勢、操作和技術管理難度低操作和技術管理難度低劣勢:劣勢:速度慢、振動大、工期長、工程局限性大、泥漿污染、人力成本高漲速度慢、振動大、工期長、工程局限性大、泥漿污染、人力成本高漲極軟地層施工工法113 /67優勢:優勢:無污染、同時開孔、成本較低、占據某些人力成本低的地區市場無污染、同時開孔、成本較低、占據某些人力成本低的地區市場劣勢:劣勢:安全隱患大、受法規制度影響大、工程局限大、人力成本高漲、隊伍規模大安全隱患大、受法規制度影響大、工程局限大、人力成本高漲、隊伍規模大人工挖孔與旋挖施工對比人工挖孔與旋挖施工對6、比極軟地層施工工法114 /67極軟地層施工工法115 /67旋挖旋挖鉆機成孔與沖機成孔與沖擊鉆成本成本對比比極軟地層施工工法116 /671.摩擦鉆桿:摩擦鉆桿:淤泥質土及砂土層的力學強度低,因此對鉆機的功率和加壓力的要求都不高,鉆桿選用摩擦桿就能達到施工要求;實際施工需要根據持力層的承載力和力學強度選擇鉆桿。2.雙底撈砂斗:雙底撈砂斗:對于中大直徑的樁孔,鉆頭選用雙底雙開門撈砂斗即可滿足要求,對于直徑小的孔可采用單開門雙底土層撈砂斗,(注意增開流水孔)。3.體開式鉆斗:體開式鉆斗:對于粘性較大,卸渣困難的小樁徑淤泥地層可選擇體開式鉆頭。2.2.鉆桿配置:鉆桿配置:極軟地層施工工法117 /7、67北京重機有限公司常規機型選配表極軟地層施工工法118 /67北京市重機有限公司新款C8機型選配表極軟地層施工工法119 /673.3.正確的操作方式正確的操作方式:轉速慢、提鉆慢、放鉆慢,出現縮頸情況時多次空轉掃孔;為防止因渣屑粘糊包裹鉆頭側壁造成吸鉆和泄渣困難,每次鉆深不要太大;每次提鉆應盡量避免擾動下層原生土層,防止打滑;禁止一次鉆進超深,造成埋鉆。極軟地層施工工法120 /671.優勢:由于是孔內直接取土,土體含水量較小,渣土體積減少約1/5,外運較為方便;在環境保護方面效果比較好,避免了因泥漿帶來的環境污染,施工現場較為整潔;孔和樁的質量比較好。因為孔內有套管支撐,不會導致孔壁坍塌8、,而且樁形及尺寸也比較容易控制;樁體含水量較少、樁底清理的效果也比一般的泥漿護壁樁要好很多,而且能夠節省混凝土材料;施工范圍廣,適應各類易坍塌地層及復雜巖層(如溶洞地質)。2.不足一次性投入巨大,常規直徑套管每米售價達1.5萬元;一種樁徑對應一種套管,不適宜樁徑種類較多的工程;國內尚為形成規范或標準,基內徑還是基外徑尚無統一標準;全套管工藝全套管工藝全套管工藝全套管工藝極軟地層施工工法121 /67全套管工法全套管工法全套管工法全套管工法優優 勢勢不不 足足1.施工范圍廣,適應性強;2.環保,現場整潔,文明施工;3.孔和樁的質量比較好;4.樁底沉渣少;5.渣土減少約1/5。1.一次性投入巨大,9、1.0m每米售價約1.5萬;2.一種樁徑對應一種套管,不適應多樁型工地;3.國內尚為形成規范或標準,基于內徑還是外徑?特特 點點套管對地層的支持和密封作用,徹底避免樁孔的坍塌、縮頸、擴徑等問題,避免了使用泥漿護壁造成的污染,同時創造良好的鉆進條件,形成的規范孔壁亦可提高樁的承載力。極軟地層施工工法122 /67全套管工法全套管工法全套管工法全套管工法振動錘 驅動器搓管機 全回轉極軟地層施工工法123 /67 1.振動錘下套管+旋挖鉆孔振動錘下套管是目前去套管工法應用最為成熟最為高效的方式,具體優勢如下:1、套管外徑不受限制,從零點幾米到數米之間;2、適應靜漿護壁難度較大的深厚淤泥、流砂、粉砂、10、小粒徑卵礫石層;3、施工效率高,尤其在淤泥、流砂地層,30米套管無論下或拔往往均可在半小時內就可完成;4、特別適宜軟地層大樁、深樁及水上樁基礎施工;5、國內中小型振動錘市場已成熟,銷售價格及租賃較為合理,1.0米左右樁徑使用的振動錘市場售價約30-50萬元,租賃價格每月約2萬元;極軟地層施工工法124 /672.旋挖套管驅動器下套管+旋挖鉆機鉆孔旋挖鉆機帶動套管驅動器是目前全套管工法中應用最為廣泛也是成本最為經濟的一種,是歐美等發達國家的主流施工工藝。其優勢表現如下:1、配套簡單,僅需要添加與動力頭相配的套管驅動器、相應直徑的驅動花筒即可,12萬元就能購買上述裝備;2、完全依靠旋挖鉆機動力驅動11、套管,可實現鉆孔和下套管同步進行,提高施工效率;3、對于碎石、漂石地層可先使用鉆頭處理石塊后套管再跟進,因此,旋挖鉆機驅動套管適應地層比振動錘更廣;4、有鉆機桅桿作為導向,因此所下套管的豎直度較好;劣勢:1、旋挖鉆機比起振動錘等其它專用下套管設備在扭矩和加壓力方面都較小,因此驅動套管的直徑和深度都較為有限,以SR280為例,1.0米左右樁徑,一般驅動深度為30米以內,目前最高紀錄是0.8米直徑套管,驅動52米深度;2、由于受鉆機結構限制,每節套管的長度一般在4米左右,施工過程中要經常連接套管,耗費一定的時間,同時鉆桿的鉆深也受到一定的影響;3、使用旋挖鉆機拔套管的能力也較為有限,為安全起見往往12、需要配置拔管器或搓管機輔助拔管;極軟地層施工工法125 /673.搓管鉆機下套管+旋挖鉆機鉆孔搓管機驅動全套管工法在俄羅斯及我國部分地區均有應用,包括寶峨、土力等國際品牌旋挖鉆機均可配置搓管機進行全套管施工。其優勢表現如下:1、搓管機可由旋挖鉆機底盤或獨立液壓泵站提供動力,扭矩和加壓力均可達到百噸以上,具備極強的下套管能力;2、搓管機可下1.5-2.0米的大直徑的套管,且可驅動套管具備切割漂石、硬巖的能力;3、搓管機配置變徑卡盤可驅動多種直徑的套管,同時具備極強的拔管能力;4、搓管機動力主要由幾組油缸提供,因此造價適中,100萬元左右;劣勢:1、移動定位較為不便;2、套管豎直度還不能精確保證;13、3、如果與旋挖鉆機配合使用,鉆機閑置時間較長,不太適合國內市場高效施工的要求;極軟地層施工工法126 /674.全回轉鉆機下套管+旋挖鉆機鉆孔全回轉鉆機驅動全套管工法在在日本、臺灣、香港等發達地區樁基施工中有廣泛應用,目前能生產全套管鉆機的國內僅一家企業,其它均為日本企業,全回轉套管工法在日本被稱為超級工法或萬能工法。其優勢表現如下:1、與搓管機相似,鉆機具備數百噸的扭矩和加壓力,同時帶動套管進行360度回轉樁徑,因此鉆進更有效且高效;2、全回轉鉆機可下3.0米以內的各種直徑的套管,深度可達100米以上,且可驅動套管具備切割漂石、硬巖的能力,適合鉆進任何復雜地層;3、全回轉鉆機可保障較高的豎直14、度,豎直度可達2/1000;劣勢:1、體積大重量重,移動定位較為不便,必須有其它大型設備配合移動定位;2、單臺設備成本高,一般需要500-1000萬元,一般工程交難以接受;極軟地層施工工法127 /675.全套管施工中的主要配件極軟地層施工工法128 /67(1)旋挖截齒筒鉆或者牙輪配合嵌巖雙底撈沙鉆頭極硬地層施工工法229 /67(2)旋挖截齒筒鉆或者牙輪筒鉆直接取芯極硬地層施工工法230 /67(3)旋挖配螺旋鉆頭配合嵌巖雙底撈沙鉆頭入巖極硬地層施工工法231 /67(4)(4)入巖型模式探索入巖型模式探索1)氣動潛孔錘入巖技術采用小口徑潛孔錘在硬巖表面進行密集鉆孔,類似打成蜂窩煤狀,通過15、小孔讓巖石的天然裂隙相互貫通,旋挖鉆機再使用大口徑鉆頭進行破碎,以降低深厚硬巖施工的難度、提高施工效率;極硬地層施工工法232 /672)旋挖鉆機裝配氣動潛孔錘入巖技術:極硬地層施工工法233 /67旋挖鉆機裝配氣動潛孔錘入巖施工案例:極硬地層施工工法234 /673)中掘鉆機+氣動潛孔錘入巖技術:極硬地層施工工法235 /674)旋挖鉆機+液壓破碎錘入巖技術:極硬地層施工工法236 /67一一.回填土層地質特點回填土層地質特點 回填土層全國各地均有分布,尤其重慶四川等地區此類工程較多,深度從幾米到幾十米不等。成分雜亂不一,主要由粘性土、砂或碎石組成,偶爾會遇到夾雜建筑垃圾、生活垃圾或工業廢料16、等情況。由于其特殊的地質特點導致在鉆進過程中,效率低,孔壁不穩定,極易出現塌孔、斜孔、漏漿等現象。回填土地層施工工法337 /67常見處理方法常見處理方法1 1:塌孔處回填低標號砂漿:塌孔處回填低標號砂漿回填土地層施工工法338 /67初凝后重新鉆進初凝后重新鉆進回填土地層施工工法339 /67常見處理方法常見處理方法2:2:護筒跟進器跟進長護筒護筒跟進器跟進長護筒提鉆或下鉆狀態鉆進狀態回填土地層施工工法340 /67施工效果:施工效果:回填土地層施工工法341 /67常見處理方法常見處理方法3:3:回填后二次成孔回填后二次成孔回填土地層施工工法342 /67處理后效果:處理后效果:回填土地層17、施工工法343 /67 碎、卵石土主要由顆粒大小不均、形狀不規則、風化程度各異的巖石碎屑或石英、長石等原生礦物組成,呈單粒結構及塊石狀和假斑狀構造,具有孔隙大、透水性強、壓縮性低、抗剪強度大等特點。地基承載力范圍根據碎、卵石層密實度不同約在350700KPa之間。其具體的工程地質特征又與顆粒間的填充物有直接的關系,填充物主要有粘土或砂兩類。碎卵石層碎卵石層卵石地層施工工法444 /671.鉆桿:鉆桿:碎卵石地層鉆桿的選擇要根據持力層的承載力和樁的設計情況確定;一般選擇機鎖式鉆桿施工,個別承載力低且樁徑較小的工程也可選擇摩擦桿。2.鉆頭:鉆頭:鉆頭是影響施工效率的關鍵因素,鉆頭的選擇要針對地層的18、不同而不同,另外,對鉆齒的選擇,包括齒形的選擇、數量的確定、角度的設計,是保證鉆進輕便高效的前提。經實踐證明,在碎石地層,小直徑顆粒可使用截齒雙底撈砂斗截齒雙底撈砂斗高效鉆進;在顆粒中等以上的地層,短螺旋鉆斗短螺旋鉆斗、嵌巖筒鉆嵌巖筒鉆、雙層嵌巖筒鉆雙層嵌巖筒鉆或三層筒鉆三層筒鉆配合鉆進,可發揮很好的效果;遇到大粒徑的碎石橫在底時,可用螺旋松動后帶出,或使用嵌巖筒鉆帶出,若在筒鉆內增加楔斷器加楔斷器,更有利于大巖塊被鉆筒內壁卡緊。鉆機配置鉆機配置卵石地層施工工法445 /67鉆進工藝鉆進工藝小粒徑碎卵石鉆進工藝小粒徑碎卵石鉆進工藝中等粒徑卵、碎石鉆進工藝碎卵石地層鉆進防漏漿塌孔技術塊石、漂石鉆19、進工藝卵石地層施工工法446 /67小粒徑碎卵石鉆進工藝小粒徑碎卵石鉆進工藝寶峨齒高裙邊周邊截齒輔助先行切削斗式鉆頭鉆進小粒徑卵石層概況特制斗式鉆頭卵石地層施工工法447 /67中等粒徑卵、碎石鉆進工藝中等粒徑卵、碎石鉆進工藝采用全新的鉆進思路“擠密”根據卵、碎石粒徑定制內、外筒內高外低,有效減少鉆進阻力雙層筒鉆雙層筒鉆鉆進中等粒徑卵石場景卵石地層施工工法448 /67采用全新的鉆進思路“擠密”筒式結構有效減少偏孔根據塊石粒徑定制筒徑筒鉆筒鉆撈取塊石、漂石場景塊石、漂石鉆進工藝塊石、漂石鉆進工藝卵石地層施工工法449 /67靜漿護壁方式靜漿護壁方式長護筒護壁長護筒護壁回填粘土擠密孔壁回填粘土擠20、密孔壁碎卵石地層鉆進防漏漿塌孔技術卵石地層施工工法450 /671.長護筒護壁長護筒護壁卵石地層施工工法451 /672.泥漿護壁泥漿護壁卵石地層施工工法452 /673.回填粘土護壁回填粘土護壁卵石地層施工工法453 /67地質報告中石灰巖(溶洞)的形態溶洞地層施工工法554 /67因鉆進時受力不均因鉆進時受力不均鉆頭損壞、穿越溶洞頂板發生卡鉆鉆頭損壞、穿越溶洞頂板發生卡鉆斜巖面或半邊巖鉆進產生孔斜斜巖面或半邊巖鉆進產生孔斜空溶洞、裂隙發育地質發生漏漿空溶洞、裂隙發育地質發生漏漿溶洞之上地層因溶洞層漏漿發生的塌孔或不穩定的溶洞填充層發生的塌孔溶洞之上地層因溶洞層漏漿發生的塌孔或不穩定的溶洞填21、充層發生的塌孔溶洞灌注大量超方溶洞灌注大量超方石灰巖溶洞地層工法石灰巖溶洞地層工法常見問題和事故常見問題和事故溶洞地層施工工法555 /67溶洞地層施工工法556 /67卡鉆溶洞地層施工工法557 /67漏漿處理溶洞地層施工工法558 /67擴底樁工法擴底樁工法擴底樁施工工法659 /67擴底樁施工工法660 /67擴底樁施工工法661 /67擴底樁施工工法662 /67SR280KSR280K型液壓擴底鉆機型液壓擴底鉆機擴底樁施工工法663 /67擴底樁施工工法664 /67擴底樁施工工法665 /67擴底樁施工工法666 /67擴底樁施工工法61.51.5米擴米擴3 3米新型軟巖型液壓擴底鉆頭:米新型軟巖型液壓擴底鉆頭:適用適用30Mpa30Mpa以內軟巖層以內軟巖層1.01.0米擴米擴2.02.0米新型硬巖型液壓擴底米新型硬巖型液壓擴底鉆頭:適用鉆頭:適用303060Mpa60Mpa以內軟巖層以內軟巖層67 /67謝 謝!