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旋挖鑽機在高速公路施工中的應用【小型玄鑽挖機】

文章出处:南京無限達工程設備有限公司人氣:-发表时间:2017-05-05 00:00:00【
摘要 : 旋挖鑽機成孔是通過動力系統帶動底部帶有活門的桶式鑽鬥的回轉或螺旋鑽頭的旋切,直接將土旋入鑽頭內,然後再由鑽機提升裝置和伸縮式鑽杆將鑽頭提出孔外卸土,如此循環往複,直至成孔。...

  文章标题:旋挖鑽機在高速公路施工中的應用【小型玄鑽挖機

  一、旋挖鑽機的概述

  旋挖鑽機成孔是通過動力系統帶動底部帶有活門的桶式鑽鬥的回轉或螺旋鑽頭的旋切,直接將土旋入鑽頭內,然後再由鑽機提升裝置和伸縮式鑽杆將鑽頭提出孔外卸土,如此循環往複,直至成孔。而成孔主要的構件爲鑽頭,不同地質層的施工要科學的選擇鑽頭及合理使用鑽頭。鑽頭主要分以下幾類:螺旋鑽頭、筒式取芯鑽頭、擴底鑽頭、沖擊鑽頭、沖抓錐鑽頭和液壓抓鬥等,同時每類鑽頭又可根據不同的構造細分成若幹種。

  旋挖鑽機一般適用于粘土、粉土、砂土、淤泥質土、人工回填土及含部分卵石、碎石的地層,對于大扭矩動力和自動內鎖式伸縮鑽杆的鑽機,可以適應微風化岩石的施工,如德國寶峨BG20旋挖鑽機地層適應能力就比較強,使用嵌岩鑽頭可鑽進單軸抗壓強度超過100Mpa的岩石,在國內已有多次鑽進強度超過70Mpa的岩石。目前旋挖鑽機的最大鑽孔直徑爲3米,最大鑽孔深度可達120米。尤其值得一提的是通過將護筒與鑽杆聯結後,旋挖鑽機可將護筒旋沈到所需位置,這對于解決南方厚淤泥層或流沙地質條件下的樁基礎成孔施工有重大意義。

  二、旋挖鑽機在高速公路施工應用中的特點

  我國高速公路發展較晚,21世紀正是我國高速公路大發展的時期,由于我國人多地少,國家對于土地的使用有著嚴格的規定。近年來,我國的公路施工水平由于公路的飛速發展而得以快速的提高,高難度的橋梁施工比比皆是。因此我國現代高速公路的一大特點就是普遍使用大跨度橋隧施工,而其中的橋梁工程則更加要求重視樁基礎的施工,因此旋挖鑽機的出現很好的解決了橋梁施工中基礎施工的一系列問題,其主要的特點爲:

  1.鑽機轉速高、扭矩大、鑽進效率高,中軟岩質的樁孔非常適合使用,一般20~30m深度的樁孔在4~7h內就可以成孔。旋挖鑽機可根據地層情況配置不同的鑽頭,在粘性土層可使用長鑽筒,加快鑽進速度;對于砂卵石含量較大的地層可使用短鑽筒,配置泥漿護壁,控制鑽速;對于含孤石、漂石及較硬岩石地層可換用長、短螺旋鑽頭進行處理,松動後再換上鑽筒繼續鑽進。一般情況下,在土層、砂層的鑽進速度可達8m/h,在粘土層可達4.6m/h,是普通回轉鑽進的3.5倍,甚至更高。在強風化岩層(如強風化砂岩、強風化泥岩,強度不超過800KPA),與普通回旋鑽相比,優勢更加明顯,旋挖鑽的鑽進速度可達1~2米/小時。

  2.成孔快、成孔誤差小、成樁質量好,旋挖鑽進對地層擾動小,孔壁泥皮薄,形成的孔壁爲粗糙,有利于增加樁側摩阻力,保證樁基設計承載力。孔底沈渣少,易于清孔,提高樁端承載力。

  3.設備性能先進,自動化程度高,勞動強度低旋挖鑽機爲履帶式全液壓自行式鑽機,采用全套液壓系統,有些還配備先進的電腦操作系統,鑽杆盤配備有兩條鋼絲繩,可以吊運一定的重物。旋挖鑽機機、電、液一體化高度集中,結構緊湊,操縱靈活方便,時間利用率高。

  4.環境汙染少,一般不設泥漿池。在不要泥漿支護的情況下可實現幹法施工,即使在特殊地層需要泥漿護壁的情況下泥漿也只起支護作用,使用量少。因此使汙染大大減少,有效的保護了環境。

  三、旋挖鑽機在高速公路施工中的應用

  旋挖鑽機主要是應用在高速公路橋梁工程基礎鑽孔灌注樁的施工,主要施工工藝流程爲:

  1、安置樁機

  在安置鑽機之前,要預先將場地進行必要的平整,主要是爲了將軟土填料壓實。施工便道必須做好排水工作,要預防樁機傾斜位移的危險。測量放線確定樁基位置時,采用雙垂線相互垂直交叉于樁點,確定好控制點,然後將旋挖鑽機的桅杆調整成垂直位置,鑽頭中心要和控制點一致,對位完成後,將其樁機鎖定及設置相應的各種數據參數。

  2、嚴密控制測量定位

  高速公路橋梁工程的高程控制點實質上是引測至施工現場附件的高程基准點。通常來說,平面控制點、基准點需要布設在難以被破壞的位置,並通過混凝土進行加固。施工過程中,需要頻繁符合基准點,及時糾正可能出現的問題。基于樁基測量控制網,根據各樁位在全站儀坐標上的中心坐標進行放樣,接著將各樁位中心位置引測到難以被破壞的位置或鋼軌上,並進行紅漆標記。埋設完護筒後,根據主軸線和各個放樣基准點檢查和複核各個樁位。

  3、埋好土下護筒

  埋設護筒可通過人工及旋挖機相互配合工作完成。護筒一般選用的是長度在1~3m的鋼護筒,在人工清理路面混凝土及結構層後,使用旋挖鑽機進行開孔,再配合人工進行埋設護筒。考慮到深厚土層時一般選擇壁厚是大于10mm的鋼護筒穿越,護筒通過旋挖鑽機壓進土層,其底部需埋置在穩定土層,高度至少0.5m。鋼護筒頂面需要高出地面近20cm,其內徑要求比鑽頭的直徑大180mm,且在上部要開溢漿孔。此外,護筒需要進行准確埋設,可以利用互相垂直的直線定出四個相應的控制點用進行定位,此時護筒與樁位中心必須統一,其偏差必須小于50mm,相應的傾斜度偏差需小于1%。在外側,需要將空隙填緊壓密,並測量筒頂的水平高度。

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  4、定位鑽孔

  鑽機主要是利用鑽頭的回轉對土層進行切削然後成孔,利用鑽鬥城裝切削下的土碎屑,之後再把鑽鬥移出孔外進行卸土,一直重複循環該過程直到鑽孔至設計所要求的深度爲止。在具體的施工中,鑽機切削出的土需和裝載機與運渣車相協調,及時將碎土轉移至規定的堆放區域。選擇合適的旋挖成孔工藝,如選用靜態的泥漿護壁鑽進工藝,其泥漿用的是優質膨潤土。在旋挖鑽孔時,隨著深度增加及泥漿損失時,需要及時向孔內補充泥漿,其泥漿一般應該比護筒的底口高出超過1m。旋挖鑽進過程中還要求及時關注土層變化,在土層發生變化時必須進行取樣,並與地質材料進行對比,完成鑽進記錄。此外,如果鑽進的深度大于設計深度超過1m處,需使用檢測過的鋼絲測繩進行准確地測量,防止後期出現鑽孔深度過大影響施工的問題。

  5、清利孔洞

  在旋挖鑽機旋挖到設計的標高時,利用筒式的鑽頭繼續在原旋挖處旋轉幾圈進行孔洞清空,其速度不宜過快,其爲了保持孔內泥漿的水頭高度穩定。在鋼筋籠安置之後,還要對孔底的沈渣厚度進行測量,調查其是否超標,如果厚度超出相應的標准,還要吊起鋼筋籠,並進行二次清理孔洞。

  6、安裝鋼筋籠

  安裝鋼筋籠時,一般采用分節下放及孔口焊接的方法。鋼筋籠主要采用三點起吊,在入孔時爲避免跟孔壁相碰撞,應該垂直下放。首先將下節籠挂在孔口處,然後將第二節吊起,進行焊接,逐節下放並焊接。在每節籠進行焊接前,需要校正上下兩節鋼筋籠的鋼筋位置,保持其上下兩節的垂直。當節數較多時,可先在現場將兩節焊接一起,然後起吊,以此來減少孔口焊接鋼筋籠的時間。

  7、排設導管

  使用導管前必須作要做密封性的檢測,確保其接頭的嚴密、不漏水及不漏泥漿。然後使用吊車將導管放入孔內,其導管的直徑及長度需要與孔深一致,一般導管距孔底0.3m左右。初灌量需要保證在混凝土擴散後,導管埋入的深度大于1m,同時爲了防止混凝土與泥漿混合,在灌注混凝土之前,需要把預制好的混凝土圓柱塊利用鐵絲固定在鬥底,並在混凝土達到預定量之後剪斷鐵絲,使其和混凝土同時下落,達到隔漿的目的。

  8、水下混凝土澆灌

  在導管排設完成後,需要及時澆灌混凝土。在澆灌時需要使用鋼板箱泥漿池進行泥漿的回收,使其循環使用,達到節約資及保護環境的目的,並按照施工要求進行混凝土澆灌施工。水下混凝土澆築是最後一道關鍵性的工序,施工質量將嚴重影響灌注樁的質量,所以在施工中必須注意。澆灌混凝土過程中,經常檢查導管埋置深度。混凝土灌注必須連續進行,中間不得間斷。混凝土灌注過程中,應始終保持導管位置居中,提升導管時應有專人指揮掌握,不使鋼筋骨架傾斜、位移,如發現骨架上升時,應立即停止提升導管,使導管降落,並輕輕搖動使之與骨架脫開;混凝土灌注到樁孔上部6.0m以內時,可不再提升導管,直到灌注至設計標高後一次拔出。灌注至樁頂設計標高後必須多灌一倍樁徑長度,以保證鑿去浮漿後樁頂混凝土的強度。

  9、起拔護筒

  在混凝土澆築完畢之後,需要進行護筒的起拔,在進行起拔護筒的過程中,主要采用吊車或是旋挖鑽機進行,從而有效確保起拔護筒工作的正常進行。

  四、旋挖鑽機在高速公路施工應用中的質量控制重點

  1、坍孔的防治處理施工技術

  一,在施工過程中結合各種現場環境,科學配置泥漿比重(泥漿比重一般控制在1.2~1.3之間),在循環過程中泥漿會在孔壁表面形成泥皮,它和泥漿的自重對孔壁起到保護作用,有效防止孔壁坍塌。二,合理控制泥漿鑽進速度以及粘度,防止外力作用引起的坍塌;三,當進行護筒的埋設時,必須保證護筒底部有半米厚左右的粘土,而且,護筒周圍粘土也要夯實,在護筒附近的粘土應當均勻回填,確保護筒擁有較高的穩定性,並需保證其具有防水性能;四,如果護筒周圍地面潮濕,或者是處于汛期時,必須保證護筒有較高的位置,提升水頭的高度,也可以使用連通管以及虹吸管等,確保水頭壓力具有較高的穩定性。

  2、斷樁的防治處理施工技術

  應當盡力避免發生斷樁的情況,爲解決此問題,必須控制機械鑽孔灌注樁進行混凝土灌注時發生堵管以及坍孔等問題。下面是一些可以避免機械鑽孔灌注樁進行混凝土灌注時出現坍孔的防治方法:第一,調查坍孔的原因,首先要考慮清楚問題所在,可先使用吸泥機將坍入孔內的泥土清理幹淨,如果坍孔情況不再出現,就可以繼續進行澆築;第二,如果坍孔情況還繼續出現,同時估計坍塌的位置很深,就應該將導管拔出,將鋼筋籠取出,然後將砂礫拌合粘土對其進行回填,如果回填土的沈實情況較好,就可以再一次鑽孔成樁。如果出現堵管問題,下面就列舉一些具體的防治方法:第一,當導管堵塞問題的原因是設備停電,或者是設備出現一些故障時,可以一邊灌注一邊進行檢修排查工作,但是應當保證灌注的速度,如果條件允許可以加入緩凝劑,如果混凝土初步凝結,造成了導管的堵塞,這樣就必須重新進行導管以及鋼筋籠的處理,再鑽孔成樁;二,當導管堵塞的問題是混凝土配置比例不科學,或者是混凝土在運輸過程中出現的離析問題引起的導管堵塞時,則可以用長竿沖搗導管,也可以使用纜繩抖動導管,讓混凝土從導管中脫落,當混凝土沒有脫落,就應該把導管從混凝土中拔出來,然後再使用相同的辦法再次進行灌注。

  結束語

  總之,旋挖鑽機在高速公路中的應用能夠有效促進高速公路工程的發展和進步,能夠有效的提高單位能源的消耗量,更加能夠有效的保護生態環境,造福子孫後代。因此,在高速公路的施工中,一定要大力倡導旋挖鑽機的應用,從而更好地促進高速公路工程的發展。小型玄鑽挖機


此文關鍵字:旋挖鑽機,高速公路施工
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