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机械网--潜水钻机在特大桥钻孔桩工程中的应用

发布时间:2021-11-18 11:04:36 阅读: 来源:加料机厂家

内容摘要:介绍了KG500A型潜水钻机在济南黄河大桥、温州瓯江2桥两个特大桥工程施工的利用情况,介绍了钻、抓结合处理卵砾石等复杂地层的方法,并结合工程施工实践对钻机提出了改进方案。关键词:潜水钻孔机 钻孔桩施工大型桥梁钻孔桩具有桩径大、桩体长、施工难度大等特点,对钻孔机要求成孔质量高、速度快、扩孔率小,操作简便。目前多采取转盘钻机、潜水钻机、冲击钻机、旋挖钻机施工。现将以KQ2500A型潜水钻机在济南黄河大桥、温州匝江2桥钻孔桩施工中的利用情况简介以下。1济南黄河大桥钻孔桩1.1 工程概况济南黄河大桥桥宽35.5m,设计时速120km/h,主桥长875m,主跨210m。桩基采取直径2m的钻孔灌注桩,每刚构墩布置13根,桩长93.5m,钻孔深度102.5m,计52根;每连续墩布置8根,桩长81m,钻孔深度88m,计32根。主桥墩处主要地质为亚砂土、粉砂、粘土、亚粘土夹含量不等的姜石或卵石,局部有微风化砂岩。1.2 机具选择针对本工程中孔的深度大(当时国内施工中未见报道),地层中含有大量砾石、卵石、姜石等特点,在比较了几种情势的钻机以后,决定充分利用潜水钻机排渣粒径大(最大粒径石块8cm)、排量大、扬程高、能及时将切削掉的钻渣排出孔外,避免孔底钻渣的重复破碎等优点,选用KQ2500A型潜水钻机。1.3 施工要点由于主桥桩基孔径大、桩体长,对钻孔垂直度要求较严,钻进时必须保持减压钻进,使钻具部分重量的50%。70%作为钻压作用于孔底,其余部分由主钩悬吊,使钻具在悬挂状态下进尺棚改补偿标准怎样计算,以保证成孔的垂直度。在钻孔的上部土层中有厚约9m的粉砂层,极易产生塌孔现象,下部土层主要为粘土。因此施工中注意在砂层钻进时泥浆比重稍大以保护孔壁,而在粘土层钻进时则适当降落泥浆比重,以提高钻进效率。泥浆指标为:钻进时密度1.8~1.2/cm3之间,粘度17~22s;清孔时控制泥浆密度为1.08~1.1g/cm,粘度17~20s,含砂率<1%。由于该潜水钻机采取潜水砂泵直接从孔底吸渣后由钻杆排出钻渣,对清孔后沉渣厚度、泥浆指标均有保证。1.4 钻头型式 工程施工中旋转钻机1般采取旋转钻头,旋转钻头1般分为刮刀钻头和滚刀钻头。刮刀钻头广泛适用于各种软弱地层,而滚刀钻头对岩层的钻进能力更强。本工程中虽有微风化砂岩和角砾层(含粘土)和坚固粘土层,硬度较大,但这些地层所占比例较小,故采取刮刀钻头。钻机施工初期,为克服硬层钻进困难采取了阶梯式4翼刮刀钻头(见图1),施工时发现钻头容易糊钻,影响钻进速度。后改成3翼刮刀钻头(图2),在加长切削刀爪长度和对钻头进行局部改进后大大改进了钻进效果,基本上无糊钻现象产生。在坚固的微风化砂岩层该钻头的进尺速度可达16cm/h左右,在粘土含较多姜石或砾卵石(粒径<8cn)的情况下每小时进尺1m左右。(图1)阶梯式4翼刮刀钻头

(图2)3翼钻头

1.5 钻孔效果从实际成孔检测及现场混凝土灌注来看,采取潜水钻机成孔孔壁规则,成孔垂直度高(不垂直度<5%),沉渣厚度都可满足要求,1般不用回钻处理。与转盘钻机相比,混凝土浇注量少5%左右,具有明显的节俭材料的效果。2温州瓯江2桥2.1 工程概况温州瓯江2桥主桥为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥,桥宽27m,主孔跨径270m。北引桥桥墩跨度35m,其基础为直径1.8m、深57m的混凝土灌注桩。主桥墩处主要地质为淤泥质粘土、淤泥、淤泥含粉砂、淤泥质粘土、砾卵石含少量粘土、粘土层、卵石含粘土。本工程的施工难度为厚约2.5m、砾石含量高达50—70%的砾卵石层,砾石粒径有的到达42cm,且漏浆严重。卵石层中卵石含量在70%以上,漏浆严重。2.2 施工机具采取KQ2500潜水钻机2台,1450型冲抓机2台,16t吊车1部。施工机具的选择经历了较长的实验阶段,开始仅用潜水钻机钻孔,当钻到砾石层时,因砾石粒径大、含量高,造成严重堵管而不能进尺;改用潜水振动抓抓取砾石,因振动抓的振动力小、抓紧力小,未能将砾石抓出;后采取冲击钻进的方法成孔,因砾石层较厚,不能冲击穿过该层,且用掏渣筒取渣效率极低,冲击法成孔穿过砾石层的方案也被否定。最后改用冲抓机抓取砾石成孔方法,首先抓成1个直径1.5m的孔,顺利穿过该层,并1直抓到卵石层,然后用钻机扫孔到孔底终孔。从开钻到交检孔终了共用了40天。2.3施工经验总结2号钻机施工第2和第4个孔时产生连续塌孔事故。经认真分析,认为有以下几种缘由:(1)护筒埋设时未用粘土境实,护筒底部榻孔;(2)钻孔时过分强调采取稀泥浆快速钻进,忽视了砾石层存在泥浆问题厂房强拆承租人怎么办,造成冲抓砾石层时出现泥浆严重漏失现象; (3)原自然地基承载力不高,钻机本身重量大,造成护筒下沉以致护筒下部塌孔。通过总结经验教训,我们采取了以下措施:(1)严格按要求埋设护筒,用粘土夯填密实;(2)严格控制泥浆密度及粘度,上部土层钻进时泥浆密度控制在1.1—1.3g/cm3,粘度17—20s,接近砾石层时保持泥浆密度在1.3~1.4g/cm3,粘度18~22s;(3)护筒周围用长枕木铺设,并使钻机接地比压小于o.8MPa;(4)采取钻机钻上部土层并松动部分砾石层后用冲抓机抓取砾石,钻机再扫孔并钻过粘土层到卵石层,使卵石松动后用冲抓机抓取卵石终孔。卵石层钻进和冲抓成孔时泥浆密度控制在1.25~1.35g/cm3;(5)针对砾石层钻进时泥浆易变淡薄而产生严重漏浆现象,准备1些中粗砂作为堵漏材料备用。2.4 钻头型式开始钻进时采取了阶梯式4翼钻头(图1)和图3所示3翼钻头,实际利用发现4翼钻头糊钻较严重厂棚没证就可以强拆吗,对进尺不利。而图3所示3翼钻头是在图2所示结构上增加了1块与钻头国内径留有较小环形间隙的圆形板,其本意是使泥浆从周边冲洗孔底以利于中心抽渣,但因孔径大,环形间隙内的泥浆流速小,不足以冲洗孔底周边钻渣,且极易在粘土层糊钻,故实用中仍采取图2所示结构,施工实践表明,比较实用。 3钻机改进方案通过工程考核,针对KQ2500A潜水钻机存在辅助时间长、工效低等1些问题,对机具主要进行了以下改进:(1)钻杆接头:原为法兰螺栓连接方式,接换钻杆工效低。现改成6方接头加抗拉套结构,辅助时间缩短为原来的1/4左右。(2)提升系统:将原5t慢速卷扬机改成3t快速卷场机,并将原钻杆提升速度1.5m/min提高为5m/min,提升时间缩短为原来的30%。(3)钻头型式:以图2所示3翼钻头为基本型式,也可根据地质条件另行设计。(4)增加正反循环排渣系统切换装置,减少了辅助时间,减轻了工人劳动强度。(5)门架上增加了液压自动起落装置,提高了钻机的整体性能,便于成孔后钻机让开孔口,缩短了交检孔后沼注混凝土之前的钻架移位时间,提高了成桩效率。通过以上改进,可以大大提高工作效率。预计1个深度为100m的孔,辅助时间可以减少24h左右,每棵桩提高工效约20%。 (end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章