旋挖鑽孔機靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工工藝的製作方法

2023-06-28 15:32:36

專利名稱：旋挖鑽孔機靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及旋挖鑽孔機的一種靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工工藝，旋挖鑽孔機具有功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活，施工效率高及多功能特點。旋挖鑽孔機適應我國大部分地區的土壤地質條件，使用範圍廣，基本可滿足橋梁建設，高層建築地基礎等工程的使用.特別是適用於旋挖鑽孔機的鬆散易坍塌、有地下水分布、孔壁不穩定的地層的成孔作業工程。
背景技術：
旋挖鑽孔機是一種適合建築基礎工程中成孔作業的施工機械，廣泛用於市政建設、公路橋梁、高層建築等地基礎施工工程。旋挖鑽孔機的施工工藝規範至今國內外尚無上級標準發布，目前國內旋挖鑽孔機的旋挖鑽進成孔工藝是旋挖成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鑽頭迴轉破碎巖土，並直接將其裝入鑽頭內，然後再由旋挖鑽孔機提升裝置和伸縮式鑽杆將鑽頭提出孔外卸土，這樣循環往復，不斷地取土卸土，直至鑽至設計深度。然而旋挖鑽孔機在對鬆散易坍塌地層、有地下水分布地層、孔壁不穩定的地層施工時目前多採用人工經驗施工法，其缺點是施工起來非常不方便，旋挖鑽孔機易出現各種故障，而且在成孔時也易出現各種成孔的故障，造成旋挖鑽孔機自身部件的損壞，不僅影響了工程進度，而且會造成很大的經濟損失。

發明內容
本發明的目的是提供一種施工方便，施工工藝可靠，保證旋挖鑽孔機在對鬆散易坍塌地層、有地下水分布地層、孔壁不穩定的地層施工時無故障的旋挖鑽孔機靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工工藝。
本發明的目的是這樣實現的該施工工藝主要由場地布置工藝、樁位放樣工藝、路面及障礙物鑿除工藝、挖護筒工藝、探管工藝、鑽孔就位工藝、埋設護筒工藝、復驗樁位工藝、泥漿攪拌參數測定工藝、鑽渣清運工藝、鑽機鑽孔深工藝、孔深孔徑驗收工藝、交付工藝組成。場地布置工藝是根據設計要求合理布置施工場地，先平整場地、清除雜物、換除軟土、夯打密實。在進行場地整平後，組織有資格的測量放樣人員，將所有樁位放出，釘好十字保護樁，做好測量覆核，並記錄放樣數據備案；規划行車路線時，使便道與鑽孔位置保持一定的距離，以免影響孔壁穩定；施工場地為旱地而且在施工期間地下水位在原地面以下時，將場地平整夯實，清除雜物；場地位於淺水時，採用築島後在頂面安裝旋挖鑽孔機，築島頂面高出施工水位1.0m左右；旋挖鑽孔機底盤不宜直接置於不堅實的填土上，以免產生不均勻沉陷；樁位放樣工藝是按「從整體到局部的原則」進行樁基的位置放樣，進行鑽孔的標高放樣時，應及時對放樣的標高進行覆核。採用全站儀準確放樣各樁點的位置，使其誤差在規範要求內。路面及障礙物鑿除工藝是對要挖的放樣樁位進行鑽孔前的清理，對要挖的地層較硬時進行鑽孔前的鑿除。挖護筒工藝是在路面及障礙物鑿除工藝後對放樣樁位先挖放入護筒的坑體。探管工藝是在鑽孔前應先查閱施工的城區地下管線規劃。鑽孔就位工藝是事先檢查旋挖鑽孔機的性能狀態是否良好，保證旋挖鑽孔機工作正常。埋設鋼筒工藝是在準確放樣的前提下埋設護筒，埋設護筒的方法和要求，應符合JTJ041-89的規定。如果鑽孔是在陸地上進行的，則一般採用挖坑法，比較簡單易行。鋼護筒埋設工作是旋挖旋挖鑽孔機施工的開端，鋼護筒平面位置與垂直度應準確，鋼護筒周圍和護筒底腳應緊密，不透水。埋設鋼護筒時應通過定位的控制樁放樣，把旋挖鑽孔機鑽孔的位置標於坑底。再把鋼護筒吊放進坑內，找出鋼護筒的圓心位置，用十字線在鋼護筒頂部或底部，然後移動鋼護筒，使鋼護筒中心與旋挖鑽孔機鑽孔中心位置重合。同時用水平尺或垂球檢查，使鋼護筒堅直。此後即在鋼護筒周圍對稱地、均勻地回填最佳含水量的粘土，要分層夯實，達到最佳密實度。以保證其垂直度及防止泥漿流失及位移、掉落，如果護筒底土層不是粘性土，應挖深或換土，在坑底回填夯實300-500mm厚度的粘土後，再安放護筒，以免護筒底口處滲漏塌方，夯填時要防止鋼護筒偏斜。護筒上口應綁紮木方對稱吊緊，防止下竄。鋼護筒的製作及埋設的原則長度4m以內的鋼護筒，採用厚4～6mm的鋼板製作，長度大於4m的鋼護筒，採用厚6～8mm鋼板製作；鋼護筒埋置較深時，採用多節鋼護筒連接使用，連接形式採用焊接，焊接時保證接頭圓順，同時滿足剛度、強度及防漏的要求；鋼護筒的內徑應大於鑽頭直徑，具體尺寸按設計要求選用；鋼護筒埋設深度應滿足設計及有關規範要求。若樁孔在河流中，應將鋼護筒埋置至較堅硬密實的土層中深0.5m以上；鋼護筒頂高出施工水位或地下水位1.5-2.0m，並高出施工地面0.3m；鋼護筒埋設前，先準確測量放樣，保證鋼護筒頂面位置偏差不大於5cm，埋設中保證鋼護筒斜度不大於1％；埋設鋼護筒前，採用較大口徑的鑽頭先預鑽至護筒底的標高位置後，提出鑽鬥且用鑽鬥將鋼護筒壓入到預定位置。用粗顆粒土回填護筒外側周圍，回填密實。復驗樁位工藝是在樁位開挖時對放樣的樁位復驗，達到合格。泥漿攪拌參數測定工藝是採用製備泥漿作為樁孔護壁，泥漿過稀時不能浮碴影響鑽進，過稠時泥漿附在孔壁和鋼筋上，影響樁基混凝土的質量。製備的泥漿應滿足下表的要求
工程泥漿性能指標見表

鑽渣清運工藝是鑽渣及時清理到指定的區域。當鑽鬥被旋轉擠壓充滿鑽渣後，將其提出地表，裝入棄渣車。鑽機鑽孔深工藝是需泥漿護壁；旋挖鑽孔機鑽孔施工時，將鑰匙開關打到電源檔，旋挖鑽孔機的顯示器顯示旋挖鑽孔機標記畫面，按任意鍵進入工作畫面。先進行旋挖鑽孔機的鑽桅起立桅及調垂，即首先將旋挖鑽孔機移到鑽孔作業所在位置，旋挖鑽孔機的顯示器顯示桅杆工作畫面。從桅杆工作畫面中可實時觀察到桅杆的X軸、Y軸方向的偏移。操作旋挖鑽孔機的電氣手柄將桅杆從運輸狀態位置起升到工作狀態位置，在此過程中，旋挖鑽孔機的控制器通過採集電氣手柄及傾角傳感器信號，通過數學運算，輸出信號驅動液壓油缸的比例閥實現閉環起立桅控制。實現桅杆平穩同步起立桅。同時採集限位開關信號，對起立桅過程中鑽桅左右傾斜角度進行保護。在鑽孔作業之前需要對桅杆進行定位設置，一般情況下，做直孔作業，所以需要對桅杆進行調垂。調垂可分為手動調垂、自動調垂兩種方式。在桅杆相對零位±5°範圍內才可通過顯示器上的自動調垂按鈕進行自動調垂作業；而桅杆超出相對零位±5°範圍時，只能通過顯示器上的點動按鈕或左操作箱上的電氣手柄進行手動調垂工作。在調垂過程中，操作人員可通過顯示器的桅杆工作界面實時監測桅杆的位置狀態，使桅杆最終達到作業成孔的設定位置。在施工過程中，有時也需要斜孔作業。操作人員需要通過顯示器上的自動定位按鈕進行自設定零位，然後再進行相同的調垂操作。靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工鑽孔時通過顯示器按鈕直接進入主工作界面，然後進行鑽孔作業。鑽孔時先將鑽鬥著地，通過顯示器上的清零按鈕進行清零操作，記錄鑽機鑽頭的原始位置，此時，顯示器顯示鑽孔的當前位置的條形柱和數字，操作人員可通過顯示器監測鑽孔的實際工作位置、每次進尺位置及孔深位置，從而操作鑽孔作業。在作業過程中，操作人員可通過主界面的三個虛擬儀表的顯示——動力頭壓力、加壓壓力、主卷壓力，實時監測液壓系統的工作狀態。旋轉開孔，以鑽頭自重並加壓作為鑽進動力，一次進尺短條形柱顯示當前鑽頭的鑽孔深度，長條形柱動態顯示鑽頭的運動位置，孔深的數字顯示此孔的總深度。當鑽鬥被旋轉擠壓充滿鑽渣後，將其提出地表，操作迴轉操作手柄使機器轉到棄渣車的位置，將鑽渣裝入棄渣車，完畢後，通過操作顯示器上的自動回位對正按鈕機器自動回到鑽孔作業位置，或通過手動操作迴轉操作手柄使機器手動回到鑽孔作業位置。此工作狀態可通過顯示器的主界面中的回位標識進行監視。旋轉開孔後，以鑽頭自重並加壓作為鑽進動力。當鑽鬥被旋轉擠壓充滿鑽渣後，將其提出地表，裝入棄渣車，同時觀察監視並記錄鑽孔地質狀況。地質情況記錄工藝是地質情況記錄按相應的地質的相關的表記錄；旋挖鑽孔機鑽進施工時及時填寫《鑽孔記錄表》，主要填寫內容為工作項目，鑽進深度，鑽進速度，及孔底標高；《鑽孔記錄表》由專人負責填寫，交接班時應有交接記錄；根據旋挖鑽孔機鑽孔鑽進速度的變化和土層取樣認真做好地質情況記錄，繪製孔樁地質剖面圖，每處孔樁必須備有土層地質樣品盒，在盒內標明各樣品在孔樁所處的位置和取樣時間；旋挖鑽孔機孔樁地質剖面圖與設計不符時及時報請監理現場確認，由設計單位確定是否進行變更設計；鑽孔時要及時清運孔口出渣，避免妨礙鑽孔施工、汙染環境；鑽孔達到預定鑽孔深度後，提起鑽杆，用測量孔深及虛土厚度(虛土厚度等於鑽深與孔深的差值)。孔深孔徑驗收工藝是成孔達到設計標高后，對孔深、孔徑、孔壁、垂直度等進行檢查，不合格時採取措施處理。成孔檢查方法根據孔徑的情況來定，當鑽孔為幹孔時，可用重錘將孔內的虛土夯實，採用直接用測繩及測孔器測，若孔內存在地下水，可採用泵吸反循環抽漿的方法清孔，則採用水下灌注混凝土施工的方法進行鑽孔的測孔工作，清孔時合理控制泥漿的粘度與含砂率；經質量檢查合格的樁孔，及時灌注混凝土。清渣工藝是孔樁施工時，保證成樁質量的重要一環，通過清孔確保樁孔的質量指標、孔底沉渣厚度、循環液中含鑽渣量和孔壁泥垢等符合樁孔質量要求，採用正循環迴轉鑽進技術的清孔方法為樁孔終孔後，將鑽具提高20～50cm，採用大泵量泵入性能指標符合要求的新泥漿，並維持正循環30min以上，直到清除孔底沉渣且使孔壁泥質、泥漿含砂量小於4％為止。工程樁孔因有較厚的鬆散易坍土層，清孔後不能立即終孔，而在孔內下入鋼筋籠，安裝好灌漿導管後施行二次清孔作業，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保證砼成柱質量。交付工藝是對每一個孔驗收合格後，交付驗收。
本發明的優點是規範了旋挖鑽孔機在對粘結性好的巖土層施工工藝，特別是旋挖鑽孔機鬆散易坍塌地層、有地下水分布地層、孔壁不穩定的地層的成孔作業工程的場合，代替了傳統的人工經驗施工法。在成孔過程中需要泥漿護壁，由於該施工工藝的工藝合理，故大大簡化了旋挖鑽孔機的傳統的施工工藝，工程運行成本大為降低。
下面結合附圖及實施例作進一步說明。


圖1是本發明的一個實施例工藝結構圖。
圖中1.場地布置工藝；2.樁位放樣工藝；3.路面及障礙物鑿除工藝；4.挖護筒工藝；5.探管工藝；6.鑽孔就位工藝；7.埋設護筒工藝8.復驗樁位工藝；9.泥漿攪拌參數測定工藝；10.鑽渣清運工藝；11.鑽機鑽孔深工藝；12.孔深孔徑驗收工藝；13.交付工藝具體工藝實施方式旋挖鑽孔機的靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工工藝施工時首先進行場地布置工藝(1)，場地布置工藝(1)完畢後進行樁位放樣工藝(2)，樁位放樣工藝(2)後進行路面及障礙物鑿除工藝(3)，路面及障礙物鑿除工藝(3)完畢後進行挖護筒工藝(4)，挖護筒工藝(4)完畢後進行探管工藝(5)，探管工藝(5)完畢後進行鑽孔就位工藝(6)，鑽孔就位工藝(6)完畢後進行埋設護筒工藝(7)，埋設護筒工藝(7)完畢後進行復驗樁位工藝(8)，復驗樁位工藝(8)完畢後進行泥漿攪拌參數測定工藝(9)，泥漿攪拌參數測定工藝(9)完畢後進行鑽渣清運工藝(10)，鑽渣清運工藝(10)完畢後進行鑽機鑽孔深工藝(11)，鑽機鑽孔深工藝(11)完畢後進行孔深孔徑驗收工藝(12)，孔深孔徑驗收工藝(12)完畢後進行交付工藝(13)。
權利要求
1.一種旋挖鑽孔機靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工工藝，由場地布置工藝、樁位放樣工藝、路面及障礙物鑿除工藝、挖護筒工藝、探管工藝、鑽孔就位工藝、埋設護筒工藝、復驗樁位工藝、泥漿攪拌參數測定工藝、鑽渣清運工藝、鑽機鑽孔深工藝、孔深孔徑驗收工藝、交付工藝組成，其特徵是施工時首先進行場地布置工藝，完畢後進行樁位放樣工藝，完畢後進行路面及障礙物鑿除工藝，完畢後進行挖護筒工藝，完畢後進行探管工藝，完畢後進行鑽孔就位工藝，完畢後進行埋設護筒工藝，完畢後進行復驗樁位工藝，完畢後進行泥漿攪拌參數測定工藝，完畢後進行鑽渣清運工藝，完畢後進行鑽機鑽孔深工藝，完畢後進行孔深孔徑驗收工藝，完畢後進行交付工藝。
2.根據權利要求1所述的旋挖鑽孔機靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工工藝，其特徵是泥漿攪拌參數測定工藝中的製備的泥漿應滿足下表的要求工程泥漿性能指標見表
全文摘要
一種旋挖鑽孔機靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工工藝，該旋挖鑽孔機靜態泥漿護壁鑽進成孔法施工工藝主要由場地布置工藝、樁位放樣工藝、路面及障礙物鑿除工藝、挖護筒工藝、探管工藝、鑽孔就位工藝、埋設護筒工藝、復驗樁位工藝、泥漿攪拌參數測定工藝、鑽渣清運工藝、鑽機鑽孔深工藝、孔深孔徑驗收工藝、交付工藝組成，該施工工藝施工時首先進行場地布置工藝，完畢後進行樁位放樣工藝，進行路面及障礙物鑿除工藝，完畢後進行挖護筒工藝，完畢後進行探管工藝，完畢後進行鑽孔就位工藝，完畢後進行埋設護筒工藝，完畢後進行復驗樁位工藝，完畢後進行泥漿攪拌參數測定工藝，完畢後進行鑽渣清運工藝，完畢後進行鑽機鑽孔深工藝，完畢後進行孔深孔徑驗收工藝，完畢後進行交付工藝。該工藝具有代替傳統的人工經驗施工法，在成孔過程中需泥漿護壁，在旋挖鑽進過程中，鑽頭往返於孔底與地表之間，施工工藝的工藝合理，操作方便，簡化了旋挖鑽孔機的傳統的施工工藝，工程運行成本大為降低等特點。
文檔編號E02F5/20GK1844589SQ20051006543
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月8日 優先權日2005年4月8日
發明者張啟君 申請人:張啟君