冲击钻施工工艺步骤
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冲击钻施工工艺及步骤
一、概要
1、 分类:(1)实心锥:由冲击装置(底盘、支架及钢绳等)、卷 扬
机和冲击锥组成。上下往返冲击,将土石劈裂、劈碎,通过泥浆将 钻渣悬浮排出。(2)空心锥:主要区别是钻头为空心。
2、 适用范围:
类型 适用土层
孔深(m ) 孔径(cm )
说明 实心锥 粘性土、砂类土、砾石、
卵石、漂石、较软岩石 50 80~200 泥浆悬浮钻 渣及护壁 空心锥
粘性土、砂类土、砾石、 松散卵石
50
60~150
泥浆悬浮钻 渣及护壁
优点:适用地层和土质广,可以说是无坚不摧。但在钻普通土时 进度较慢,空心锥比实心锥进度快,在遇到坚硬层时宜使用实心锥。 二、 准备工作
土层类别 普通十
坚硬土
砂砾土
砂夹卵石
较软岩石
坚石
台班进度
7~9 2~6 1~2 0.5~1.5 0.7~1.3 0.3~0.6
冲击钻机分类:
1•冲击式钻机,配备有钻架及起吊、冲击全套设备。如图:
底盘
冲击钻机正平面
钢丝绳
钻 锥
支 架
卷扬机
国产的冲击钻机主要是CZ型,有CZ—30、CZ—28、CZ—22、CZ—20、CZ—20—2 等,另外还有YKC —31、YKC —30、YKC —22、YKC —20等规格。除CZ—20—2外,均非自行。
国产冲击钻机的近期产品规格及性能列表
详细介绍:1、冲锥由锥身、刃脚和转向装置三部分组成。如下图。钻身提供冲锥所必须的重力和冲击动能;刃脚位于冲锥的底部,为直接冲击、破碎土、石的部件;转向装置舍于锥顶,和起吊钢丝绳联结,是使冲击锥能冲击成圆孔的关键部件。
转向装置的工作原理:钻进时,借吊起冲锥的钢丝绳在悬重作用下顺钢丝捻扭的相反方向转动,带动冲锥转动一个角。与冲锥下落置于孔底,钢丝绳松弛后不受力后,又因钢丝绳的弹性,带动转向装置扭转过来。当再提起冲锥时,它又沿上述方向转动一个角度,这样就能冲成完整的圆桩孔。
2、场地准备
施工场地应按以下不同情况进行整理;
a)场地为旱地时,应平整场地清除杂物,换锄软土,夯大密实。
b)场地为陡坡时,可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。
c)场地为浅水时,宜采用筑岛方法。
d)场地为深水或淤泥层较厚时,可搭水上工作平台。
护筒的作用及注意事项
护筒有固定桩位,引导钻头(锥)方向,隔离地面水免其流入井孔,保护
孔口不坍塌,并保证孔内水位高出地下水或施工水位一定高度,形成静水压力,以保护孔壁免于坍塌等作用。
冲击锥筒径宜比桩径大30~40cm。
护筒顶高度要求:护筒顶端的泥浆溢出口底边,当地质良好、不易塌孔时,宜高出地下水1.0米~1.5 米;当地质不良、容易塌孔时,应高出地下水位1.5~2.0 米。其余情况一般都在1.5~2.0 米。在旱地施工时还应该高出地面0.3 米。
护筒埋置深度:旱地或浅水区,对于粘性土不小于1.0~1.5 米,对于砂类土应将护筒周围0.5没~1.0 米范围内土挖除,夯填粘质土至护筒底0.5 米以下。
护筒的埋设与沉入
护筒埋设工作是钻孔灌注桩施工的开始,护筒平面与竖直度准确与否,护筒周围和护筒底脚是否紧密、不透水,对成孔、成桩的质量都有重大影响。埋设时,护筒中心轴线应对正测量标定的桩位中心,其偏差不得大于5 厘米,并应该严格保持护筒的竖直位置。
当地下水位在地面以下超过1 米,可采用挖埋法。
在砂类土、沙砾等河床埋护筒时,先在桩位处挖出比护筒外径大0.8~1
米的圆坑。然后在坑底填筑50 厘米左右厚的粘土分层夯实,以备安设护筒。
在粘性土中挖埋时,坑的直径与上述相同,坑底应整平;然后通过定位的
控制桩放样,把钻孔的中心位置标于坑底;再把护筒吊放进
坑内,找出护筒的圆心位置用十字线定在护筒顶部或底部,然后移动护筒,使护筒中心与钻孔中心位置重合。
若河床为很松散的细砂地层挖坑不易成形,可采用双护筒。若河床为含水量很大的粉土质砂或软土地层,应将自护筒底部
50 厘米以上至表层的原土全部挖除,换填好土。若护筒底部50厘米以下有很厚这样土层,则宜使用长护筒。
泥浆的各项事宜
泥浆的作用和性能要求
泥浆由水、粘土和添加剂组成,在钻孔中,由于泥浆相对密度大于水的相对密度,故护筒内同样高的水头,泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用,泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮,阻隔孔内水外渗流,保护孔壁免于坍塌。
此外,泥浆还起悬浮钻渣的作用,使钻进正常进行。
主要性能指标
相对密度
泥浆的相对密度是泥浆与4o C 时同体积水的质量比。泥浆的相对密度增大时,在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大,孔壁也越趋稳定,悬浮携带钻渣的能力也越大。然而相对密度过大的泥浆,其失水率也加大,孔壁上的泥皮也增厚,就增加了泥浆的原材料消耗而且会给清孔和灌注混凝土造成困难。
粘度粘度是液体或混合物运动时,各分子或颗粒之间产生的内摩擦力。粘度大的泥浆,产生的孔壁泥皮厚,对防止翻砂、隔阻渗漏有利,对悬浮携带钻渣的能力强,但粘度过大,则容易糊钻,影响泥浆泵的正常工作,增加泥浆净化的困难,进而影响钻进速度。粘度过小,钻渣不易悬浮,泥皮薄,对防止翻砂、渗漏不利。
含砂率
含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。泥浆含砂率
大时,会降低粘度,增加沉淀,容易磨损泥浆泵和水管摇头、钻渣等钻具;停钻时易造成埋钻、卡钻事故。
胶体率
胶体率是泥浆静止后其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水的分离程
度以百分比表示,胶体率高的泥浆,粘土颗粒不易沉淀,悬浮钻渣的能力高,否则反之。冲孔钻机需要较高的胶体率。
泥浆性能指标选择