长螺旋钻机的施工论文

长螺旋钻机的施工论文（精选6篇）

长螺旋钻机的施工论文 篇1

随着我国经济的腾飞, 我国的各项事业取得了迅猛地发展和飞跃。其中, 建筑业的发展也很迅猛, 很快成为我国国民经济的一大支柱。在社会高速发展中在城市中心修建建筑以及对原有建筑进行改造, 对时间与文明是很严格要求需要适应性很强的机械。长螺旋钻机做到了这些内容。

1 长螺旋钻孔压灌砼桩的质量优点

1.1 适应性强:

该桩型适用于粘性土, 粉土, 填土等各种土质, 能在有缩径的软土、流沙层、沙卵石层、有地下水等复杂地质条件下成桩。

1.2 桩身质量好:

由于混凝土是从钻杆中心压入孔中, 混凝土具有密实、无断桩、无缩颈等特点, 并对桩孔周围土有渗透、挤密作用。

2 主要材料要求

2.1 砼:

采用商品砼。

2.2 钢筋:

品种和规格应符合设计要求, 并有出厂合格证及试验报告。

2.3 外加剂、掺合料:

根据施工需要按试验确定。

3 主要机具设备

采用长螺旋钻机, 带硬质合金钻头。另配钢筋加工、混凝土拌制、泵送设备。

4 作业条件

4.1 地质资料、施工图纸、施工组织设计齐全即可施工。

4.2 施工场地范围内的地面、地下障碍物需排除或处理。场地需平整, 对影响施工机械运行的松软场地已进行适当处理, 并配备排水措施。

4.3 施工用水、用电、临时设施需要就绪。

5 施工操作工艺

长螺旋钻孔灌注桩工艺流程图:

5.1 施工定位放线。

施工前利用经纬仪和尺子根据桩位图放桩位, 并作好记号。

5.2 钻机就位。

钻机就位时, 要做到机座平稳, 用铅锤测定钻机桅杆的垂直度, 保持平整、稳固, 在机架或钻杆上设置标尺, 以便控制和记录孔深。

5.3 钻进成孔。

开孔时, 将钻头下活瓣合拢, 钻头对准桩位, 经质检员检查合格后方可施工;在钻进过程中, 随时检查钻机的平稳状态和垂直度;开孔钻进至设计深度终孔, 提钻200mm左右, 开动输送泵, 泵送混凝土, 提升速度要与泵送速度相适应, 确保中心管内有0.1m3以上的混凝土, 灌注时根据泵送量及时调整提速, 直至成桩。

5.4 泵送混凝土。

接输送泵管, 把输送泵管与螺旋钻具连接起来, 注意软管长度要大于钻具长度。顶端采用弯管, 泵管连接处加密封圈, 以防止泵管漏浆。

释放空气:将弯管管顶部放气孔打开, 泵送砼排除钻具内空气后, 关闭放气孔。

压灌:将钻具提离孔底20cm左右, 启动输送泵, 泵送砼, 同时开动卷扬机, 匀速提动钻具, 钻头活门在自重及泵压下开, 将砼注入孔内, 注意钻具提升速度不大于泵送速度 (排量) 。

压灌混凝土至高井口, 停泵, 提出钻具, 清理钻具及桩头泥土。按照泵送混合料速度边送料边提钻时, 泵送砼量略大于提钻形成的钻孔体积。

6 质量标准

长螺旋钻孔灌注桩质量检测标准表:

7 常见质量缺陷的原因及控制技术

7.1 导管堵塞。

由于混凝土配比或塌落度不符合要求、导管过于弯折或者前后台配合不够紧密。

控制措施:

(1) 保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和塌落度符合要求。 (2) 灌注管路避免过大变径和弯折, 每次拆卸导管都必须清洗干净。 (3) 加强施工管理, 保证前后台配合紧密, 及时发现和解决问题。

7.2 偏桩。

一般有桩平移偏差和垂直度超标偏差两种。多由于场地原因, 桩机对位不仔细, 地层原因使钻孔对钻杆跑偏等原因造成。

控制措施:

(1) 施工前清除地下障碍, 平整压实场地以防钻机偏斜。 (2) 放桩位时认真仔细, 严格控制误差。 (3) 桩机的水平度和垂直度在开钻前和钻进过程中注意检查复核。

7.3 断桩, 夹层。

由于提钻太快泵送砼跟不上提钻速度或者是相邻桩太近串孔造成。

控制措施:

(1) 保持砼灌注的连续性, 可以采取加大砼泵量, 配备储料罐等措施。 (2) 严格控制提速, 确保中心钻杆内有0.1m3以上的混凝土, 如灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间时, 应重新成孔灌桩。

7.4 桩身砼强度不足。

压灌桩受泵送混凝土和后插钢筋的技术要求, 塌落度一般不小于18~20cm, 因此要求和易性好。配比中一般加粉煤灰, 这样砼前期强度低, 加上粗骨料粒径小, 如果不注意对用水量的控制仍容易造成砼强度低。

控制措施:

(1) 优化粗骨料级配。大塌落度砼一般用0.5~1.5cm碎石, 根据桩径和钢筋长度及地下水情况可以加入部分2~4cm碎石, 并尽量不要加大砂率。 (2) 合理选择外加剂。尽量用早强型减水剂代替普通泵送剂。

参考文献

[1]GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[2]GB50204-2002混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[3]JGJ94-94建筑桩基技术规范[S].

[4]JGJ79-2002J220-2002建筑地基处理技术规程[S].

长螺旋钻机施工CFG桩的工艺 篇2

京津第二通道是国家干线(高速)公路网规划的重要组成部分,设计单位是北京市市政工程设计研究总院。根据北京高速公路建设的成功经验,对桥头填土工后沉降控制指标为5厘米,依据勘测设计报告,经沉降计算路基填方6-8米的工后沉降为24.5-41厘米,为避免工后沉降过大,缓解桥头跳车对路面、桥面及伸缩缝的破坏,提高车辆行驶的安全性和舒适性,设计院综合考虑技术、经济、施工进度,通过分析比较,对桥头采用CFG桩复合地基处理。

2 FG桩复合地基简介

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,CFG桩复合地基,是指通过改变桩长、桩距、褥垫厚度和桩体配比,使复合地基承载力的提高。它具有沉降变形小、施工简单、造价低、承载力提高幅度大、适用范围较广、社会和经济效益明显等特点,广泛应用于各类工程的地基处理和加固。一般有三种成桩施工方法:即振动沉管灌注成桩(适用于粉土、粘性土及素填土地基)、长螺旋钻孔灌注成桩(适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土)和长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩(适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地)。

3 机械设备选用

本标段桥位下的土质组成为:轻亚粘土、中亚粘土、重亚粘土及重亚砂土,根据此土质组成,决定选用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩的方法进行施工。长螺旋钻机成孔泵送混合料施工CFG桩采用先进的压灌技术,即钻孔与灌注混凝土合二为一,一次性完成。钻机钻孔至设计深度后提钻并同时用混凝土输送泵压入超流态混凝土,直至设计标高处成桩,既提高了成桩速度,减少缩径、塌孔及孔底沉渣等一系列质量问题,又解决了废浆外运等环保问题。

4 施工工艺流程(见图2)

4.1 测量放样

测量桩位前应对施工现场原始地面标高进行抄平测量,并用平地机平整碾压后放出各桩的准确位置,将线路纵坡、横坡考虑在内后,原地面标高控制在正负5公分以内。施工桩顶高程控制在高于设计垫层底标高30cm处。根据设计图纸将施工区域进行划分,并将各桩进行编号,定机定人进行管理。

4.2 桩位放点

桩位放点根据桩位平面布置图及设计图纸施工放样,用钢签在桩位处打孔并填满石灰做出标记。桩位偏差控制在100mm以内。放点工作完成以后,报请现场监理工程师进行检查验收。

4.3 钻机就位

施工前测量场地标高,埋设控制桩,确定成孔控制深度,在钻杆上做出控制标志,并作记录并通知监理报验。桩位点经检验合格,钻机就位后,使钻杆垂直对准桩位中心,确保CFG桩垂直度容许偏差不大于1%。现场控制采用钻架上挂垂球的方法测量该孔的垂直度。每一根桩施工前现场工程技术人员进行桩位对中及垂直度检查,满足要求后方可开钻。

4.4 钻孔、提钻、压灌、成桩

钻机就位稳定后,开始钻孔,当钻具钻至设计深度后,空转清土,以便使孔底虚土被钻出。

钻孔开始时,关闭钻头阀门,向下移动钻杆至钻头触及地面时,启动马达钻进。一般应先慢后快,这样既能减少钻杆摇晃,又容易检查钻孔的偏差,以便及时纠正。在成孔过程中,如发现钻杆摇晃或难钻时,应放慢进尺,否则较易导致桩孔偏斜、位移,甚至使钻杆、钻具损坏。钻进的深度取决于设计桩长,当钻头到达设计桩长预定标高时,于动力头底面停留位置相应的钻机塔身处做醒目标记,作为施工时控制桩长的依据。在正式施工时,当动力头底面到达标记处桩长即满足设计要求。施工时还需要考虑施工工作面的标高差异,作相应增减。

在钻进过程中,当遇到圆砾层或卵石层时,会发现进尺明显变慢、机架出现轻微晃动。在施工时可根据这些特征来判定钻杆进入圆砾层或卵石层的深度。

钻至设计深度后,用混凝土泵通过管路把坍落度为18-20cm的高流动的混凝土打入孔底,与此同时提钻,孔底单向活门自动打开,使混凝土流出,并使钻具在混凝土内埋深0.3-1.0m左右。提钻速度必须与混凝土的泵入速度相匹配,即混凝土的灌入量使孔内混凝土面抬升高度比钻头的位置始终高出0.3-1.0m,以防止出现断桩。

4.5 移机

当上一根桩施工完毕后,钻机移位,进行下一根桩的施工。施工时由于CFG桩排出的土较多,经常将临近的桩位覆盖,有时还会因钻机支撑时支撑脚压在桩位旁使原标定的桩位发生移动。因此,下一根桩施工时,还应根据轴线或周围桩的位置对需施工的桩位进行复核,保证桩位准确。

4.6 清理桩间土

CFG桩体达到一定设计强度后,用胶轮挖掘机将桩间土挖出,清理平整并压实。

4.7 破除桩头

桩间土清理完毕后,集中进行桩头破除。采用切割机进行桩头破除,能避免桩体遭到破坏。破除的桩头及时运走。

4.8 褥垫层施工

破除桩头后进行褥垫层施工。褥垫层厚度为50厘米,采用天然二灰稳定砂砾(最大粒径不超过3厘米),按照路基施工标准层层碾压。

5 试验及CFG桩检测

5.1 桩体混凝土

桩体混凝土采用C20商品混凝土,必须具备以下资料:(1)水泥出场合格证或试验证明。(2)水泥试验报告(复试单)。(3)砂试验报告。(4)石子(骨料)试验报告。(5)外加剂产品合格证。(6)混凝土配合比通知单。(7)混凝土试块强度报告。

5.2 试验取样

项目部试验人员对进场每一车商品混凝土进行坍落度试验,控制坍落度在18～20cm之间。每100m3做六组试块,及时养生。

5.3 桩体检测

用低应变检测方法检验桩身质量,施工单位按总桩数的10%检验。

5.4 复合地基承载力检测

用平板荷载试验进行复合地基承载力检测,总桩数的8‰,且每检验一批不少于3根。

6 施工中注意事项

6.1 操作手之间的配合

CFG桩成桩过程由现场工程技术人员指挥,桩机操作手和地泵操作手密切配合,按照先泵料后拔管的原则,防止CFG桩因先拔管后泵料而成吊脚桩。

6.2 严格控制提钻速度

提钻速度过快可能导致桩径偏小或缩径断桩,而提钻速度过慢又会造成水泥浆分布不匀,桩顶浮浆过多,桩身强度不足和形成混合料离析现象,导致桩身强度不足。

项目部选用三一闸板混凝土输送泵,其技术参数为:冲程1米,一次冲程为3秒,活塞直径为15cm。一次冲程输送量为:,一分钟混凝土输送量为:,因此提钻速度拟定为:。在实际施工中,结合地层能力,提钻速度一般控制在2m～3m/min。

6.3 拔管的连续性

拔管过程中避免反插,若出现反插,由于桩管垂直度的偏差,容易使土与桩体材料混合,导致桩身掺土影响桩身质量。

6.4 桩顶标高的控制

在螺旋钻压灌混凝土桩施工中,由于钻孔中土体涌向地面,使场地地势抬高,桩顶标高较难控制。如控制不当则桩顶标高不足或超高,造成桩的整体质量差和材料的浪费、效益的降低。

桩顶标高的控制应根据施工机械采用理论和实际相结合的原则。关键为控制输料量和最后一次泵送量。施工时应做好最后一次泵送量成桩高度的理论计算和实际调整,施工时应根据泵送一次输出量、钻杆内混凝土量及实际孔深及时调整。

6.5 桩头破除

在破除桩头前应准确测量桩顶标高,并在纵横向挂线标示桩头水平位置。凿除桩头时严禁单边打眼凿桩头,防止桩头成斜面或破损,截取后的桩头面应是水平面。清理桩间土和截取桩头时,应采取相应的预防措施,防止造成桩顶标高以下桩身断裂和扰动桩间土。

7 成桩时应注意的质量问题及采取相应的措施

7.1 桩位偏差桩位偏差指桩轴心位置偏离设计桩位并超出规程、规范允许偏差值。造成桩位偏差主要原因如下:

(1)测量放线时,放线、设点发生偏差。(2)施工中桩位点模糊不清,以至螺旋钻机对准桩位点时发生偏差。(3)施工时遇到障碍物时,发生偏差。(4)桩位偏差经常是人为的疏忽,应加强管理引起注意。

采取相应预防措施如下:

(1)加强管理,技术人员须持证上岗,严格按照规程、规范,设计要求进行测放桩位。设置桩位点必须有明确标志。(2)要求施工机械安放稳固水平,钻杆垂直对准桩位。遇到地下障碍物时必须及时清除。(3)施工中,由于部分桩位被成孔时涌到地面的土掩埋,可预先用细钢筋插入桩位点,使之不被掩埋。可提高对桩位点的准确度和施工效率。

7.2 堵管堵管是指钻杆在提升过程中,砼阻塞在钻杆或输料管中,不能连续灌注,严重时造成管路爆裂,危及人身安全。

主要原因如下:(1)螺旋钻排气不畅,施工人员对机械参数不明确或调整不当,螺旋钻提升速度与泵送量不协调。(2)混凝土泵送压力偏低:混凝土中粗骨料粒径过大过多。

采取相应预防措施如下:(1)施工人员应进行严格培训并考核合格后,持证上岗。(2)每次泵送混凝土前应检查排气孔是否通畅。(3)严格控制螺旋钻提升速度,并与泵送量保持良好协调。(4)严格控制混凝土的原材料质量及混凝土搅拌时间,保证混凝土有良好的和易性及流动性。

7.3 串孔

打完X号桩后,在施工桩相邻的Y桩时,发现未结硬的X号桩的桩顶突然下落,当Y号桩泵入混合料时,X号桩的桩顶开始回升,此种现象称为串孔。发生串孔的原因如下:(1)被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂。(2)钻杆钻进过程中剪切作用对土体产生扰动。(3)土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。

采取相应预防措施如下:(1)减少在串孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累。(2)合理提高钻头钻进速度

8 总结

科学技术的不断进步,随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现,对高速公路施工的要求也越来越高,施工企业正面临着严峻的挑战。CFG桩作为高速公路软基处理中的一个新工艺,具有广阔的市场前景。如果施工企业能尽快的去了解和适应新工艺,就能快人一步的进入市场,为公司创造更大的效益。由于本人水平有限,文中难免有不妥之处,欢迎批评指正。

摘要：本文主要阐述高速公路软基处理CFG桩施工技术。

关键词：CFG桩复合地基,机械设备选用,施工工艺,试验,检测,施工注意事项,质量问题及预防措施

参考文献

[1]黄荣,邓跃光.CFG桩复合地基的原理与设计[J].地质灾害与环境保护.

[2]阎明礼编著.CFG桩复合地基技术及工程实践[M].中国水利水电出版社出版.

长螺旋钻机的施工论文 篇3

关键词：CFG桩,质量问题,控制措施

0前言

随着工程建设的飞速发展, 地基处理手段也日趋多样化, 复合地基由于其充分利用桩间土和桩共同作用的特有优势和相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。

CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称 (即cement fIying-ash gravel pile) 。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩, 和桩间士、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接, 无论桩端落在一般土层还是坚硬土层, 均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大, 在荷载作用下, 桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样, 由于桩的作用使复合地基承载力提高, 变形减小, 再加上CFG桩不配筋, 桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料, 大大降低了工程造价。

但由于CFG桩施工的特殊性, 所以其质量很难控制;本文将结合泸州港中心港区铁路专用线光辉车站段CFG桩施工介绍CFG桩施工工艺和质量安全控制的一些措施。

1施工准备

1.1 测量准备

施工测量严格按测量规范要求进行, 所有测量仪器都进行校核与检定, 保证测量精度。

1.2 技术准备

施工设计图纸及有关施工资料到位后, 组织技术人员进行图纸复核, 组织相关人员培训、学习相关技术规范及施工细则、设计文件, 做好施工前的技术准备工作。

1.3 人员安排

根据工程量大小确定相关人员数目, 保证施工的连续性, 采用技术人员旁站制度。

1.4 机械及仪器准备

配置先进的施工机械及土工、混凝土检测设备、测量仪器及仪表。

2 CFG桩施工

2.1 长螺旋施工工艺流程

长螺旋钻机芯管内泵压混合料灌注施工流程图如图1。

(1) 试桩。

确定施工设备和施工工艺。使用长螺旋钻机成孔及芯管泵送混合料灌注的施工方法, 成桩速度快、质量比较好。

(2) 钻机就位。

钻机就位后, 应使钻杆垂直对准桩位中心, 确保CFG桩垂直度容许偏差不大于设计容许偏差。采用在钻架上挂垂球的方法, 在钻架上刻上明显的对照位置线, 每根桩施工前都有专门的人员进行桩位对中及垂直度检查, 满足要求后, 方可开钻。

(3) 钻进成孔。

钻孔开始时, 关闭钻头阀门, 向下移动钻杆至钻头触及地面时, 启动电机钻进。先慢后快, 同时检查钻孔的偏差并及时纠正。在成孔过程中, 发现钻杆摇晃或难钻时, 放慢进尺, 防止桩孔偏斜、位移及钻杆、钻具损坏。根据钻机塔身上的进尺标记, 成孔到达设计标高时, 停止钻进。在钻进时, 记录电流突变位置时的电流值及进尺, 作为质量控制的主要依据及地质复核情况的参考。

(4) 灌注及拔管。

钻孔至设计标高后, 停止钻进, 开始混合料灌注, 每根桩的投料量应不少于设计灌注量。钻杆芯管充满混合料后开始拔管, 施工中实际桩顶标高至少高出设计标高50 cm, 灌注成桩完成后, 桩顶盖土封顶予以保护。灌注时采用静止提拔钻杆, 在特殊情况下采用边转边提进行灌注, 如圆砾层等情况下, 拔管速度控制在2～3 m/min。

(5) 移机。

上一根桩施工完毕, 钻机头进行保护, 移位, 进行下一根桩的施工。

2.2 现场试验

对于每盘混合料, 试验人员都要进行坍落度的检测, 合格后方可进行混合料的投料, 在成桩过程中抽样做混合料试块, 测定其28天抗压强度。

2.3 相关检测

按设计及相关规范要求的频率严格进行检测, 同时现场配合监理单位的平行检验 (试验) 的工作。混合料28天龄期标准立方体试件抗压强度不小于设计值。成桩28天后采用低应变检测CFG桩桩身完整性。CFG桩按复合地基设计时, 处理后的复合地基承载力、变形模量应满足设计要求;按柱桩设计时, 处理后的单桩承载力应满足设计要求。CFG桩检测试验结果应及时上报相关单位, 便于分析。

3质量安全控制

(1) 应选用技术先进、性能稳定的施工设备。针对光辉车站试验段的地质条件, 长螺旋钻机具有工效高、成孔质量易控制等优点, 应优先选用。

(2) 混合料灌注时钻杆提拔速率和输送泵的泵送量要密切配合, 钻杆静止提拔, 并保证连续提拔, 施工中严禁出现超速提拔及先提管后泵料。灌注过程中芯管插入混合料的最小深度宜按25 cm控制。当发现空灌时应立即下钻至混合料下至少50 cm处重新泵料提钻。应尽量避免由于拔管过快而影响桩身的完整性。

(3) 确保桩长达到设计要求。设计一般要求CFG桩必须穿透软弱土层至硬底。

(4) 混合料的各种材料技术指标必须满足规范要求, 其抗压强度必须满足设计要求。

(5) 做好地质情况的复核工作。对有代表性的地点在施钻过程中适时提钻以确认地层分布情况是否和地质资料一致, 特别是钻进达到设计深度时要确认桩尖土是否已经达到持力层足够深度。必要时, 可在相邻两地质横断面中间进行补钻, 以进一步复核地质情况。若出现异常情况, 则必须及时通知监理和设计单位到现场确认, 并提出处理意见。

加强工程地质复核, 加密设计地勘断面, 在施工前先在规划好的断面位置进行地质复核, 并进行详细记录绘制成地质纵断面图, 作为施工参考;或在一定区域范围内第一个孔进行地质复核, 作为施工段内CFG桩施工的依据。

4常见问题及处理措施

4.1 桩机倾斜

雨季施工时场地内存在积水或基承载能力明显下降或地基承载力小时, 桩机各支点会产生不均匀沉降, 致使桩机倾斜;不均匀沉降过大时有可能发生桩机倾倒的事故。沉降较小时可采取加大支座枕垫面积的方法处理;沉降量过大时应立即停止施工, 待积水排除、地面开始固结方可施工。主要预防措施有:施工场地应整平、压实、做好地面排水系统, 随时检查机械的倾斜度, 找出导致机械产生倾斜的原因, 并及时采取有效措施纠正。

4.2 堵 管

长螺旋钻机施工时一般都采用泵送的方法。打桩时不能保证混合料的连续输送, 当桩机移位、钻孔时, 泵车都得停止工作;这样混合料在输送管中停留, 当混合料离析、初凝时就会产生堵管的现象, 甚至会使软管胀裂。当桩机移位、钻孔时间较长时, 应打开泵车抽打几次, 操作人员应认真观察软管和压力表的变化, 避免发生将软管胀裂的事故。主要预防措施有实验人员现场抽查混合料的塌落度、质量, 严禁不合格的材料进入泵车;当搅拌场所离施工地点较远时, 应加大抽查的频率。

4.3 桩身径缩

泵送混合料时, 泵送速度和提管速度控制不好就会产生桩身径缩, 混合料灌注量达不到设计要求问题。当混合料灌注量达不到设计要求时, 应立即停止泵料, 开启钻机使钻杆钻进混合料至少50 cm后重新提管。主要预防措施有应根据泵送速度和桩径来确定提管的速度, 提管时应注意钻杆提拔速度和输送泵的泵送量要密切配合, 钻杆静止提拔, 并保证连续提拔, 施工中严禁出现超速提拔及先提管后泵料。灌注过程中芯管插入混合料的最小深度宜按25 cm控制。

4.4 如何避免桩端产生虚土

长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺的最大优点是桩端无虚土, 这对提高桩的承载力和减少地基变形都是有利的。但施工操作不当, 也会导致桩端产生虚土、桩无端阻。

桩端产生虚土的情况主要有两种, 一是怕钻头活门打不开, 先提30～50 cm再灌料, 使得叶片上的土可能落到孔底, 严重影响桩端土端阻的发挥。二是桩端为饱和粉土、砂土和卵石层时, 水头较高或为承压水, 采用侧开的常规钻头, 阀门外的水压力大于钻杆管内混合料对阀门产生的侧压力, 侧开式阀门打不开。随着钻杆提升, 阀门打开, 但此时大量虚土落在孔底, 导致桩无端阻。

为克服侧开式常规钻头的缺点, 应采用阀门下开式钻头, 即不再发生阀门打不开的情况, 避免了桩端产生虚土。长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩, 先提30～50 cm再灌料是一种错误的施工方法, 应严格禁止。

4.5 钻土清除

CFG桩长螺旋施工后地面残留钻土和桩顶浮浆的清除是一项麻烦的工作, 一般都是在桩身强度达到设计要求后, 采用人工清除的方法, 这种方法耗时耗力, 在工程量大、工期紧迫的情况下就显得特别无力。建议施工时配备一台小型挖掘机, 施工一根桩清除一根桩的钻土及桩顶浮浆, 直接清土至设计标高, 并做好场地排水设施;必要时用塑料薄膜掩盖已施工区域, 这种方法主要的优点在于:

(1) 工作效率高, 节省人力、财力, 有效的缩短了工期, 为后续工作的展开节省宝贵的时间;

(2) 在混合料没有固结的情况下清除浮浆, 对桩身的扰动几乎为零;

(3) 钻土及时的清除, 使场地整洁、施工文明程度高。

5效果及体会

通过采取以上的施工工艺和安全措施, 安全优质高效的完成了泸州港中心港区铁路专用线光辉车站软基的处理, 一次验收合格率100%。

以地基的静压结果看本工程所采用的复合地基最大限度的发挥了其特点, 使复合地基的承载力得到大幅度的提高, 地基变形得到控制。

由于CFG桩桩体材料可以掺入工业废料粉煤灰、不配筋以及充分发挥桩间土的承载能力, 其受力和变形类似于素混凝土桩, 具有地基承载力高、变形小、稳定快、施工简单易行、工程质量易保证等优点, 工程造价一般为桩基的1/3～1/2, 经济效益和社会效益非常显著。

由该工程证明此种地基处理方案质量易控制, 造价低, 经济、社会、环境效益明显, 有极大的发展潜力。

参考文献

[1]地基处理手册编写委员会.地基处理手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1994.

[2]闫明礼.地基处理技术[M].北京:环境科学出版社, 1995.

长螺旋钻机的施工论文 篇4

水泥粉煤灰碎石桩 (Cement Fly-ash GravelPile) , 简称CFG桩。它是由水泥、粉煤灰、碎石 (或石屑、砂) 加水拌和灌注形成的高黏结强度桩;CFG桩成桩后与桩间土、褥垫层一起形成复合型地基。CFG桩复合型地基可以较大幅度地提高天然土层的承载能力, 减小路基的基础沉降, 具有建造方法简单、施工周期短、成本造价低、环境污染小等优点, 在建筑、路基基础处理中应用广泛。但由于受多种因素的影响, 在长螺旋钻机管内泵压灌注CFG桩成桩过程中, 质量事故时有发生, 因此, 如何在施工环节通过适当的措施来保证成桩质量, 是一个值得研究的问题。

二、施工遇到的质量问题分析及控制措施

1. 窜孔。

窜孔是指在灌注完前一根CFG桩后, 钻相邻下一根桩时, 前一根桩的混凝土面突然大幅度下降, 甚至将前一根桩的混凝土钻出, 使下一根CFG桩灌注困难的现象。

(1) 导致窜孔的原因分析。常见的有:被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂;相邻桩在竖直方向上有相互连通的空洞或裂纹, 二者形成一个“连通器”。

(2) 控制措施。采取大桩距的设计方案, 从而避免新打桩对已打桩的剪切扰动;调整打桩顺序, 采取隔桩或隔排跳打方法, 跳打顺序视桩间距和土层情况而定;改进钻头, 提高钻进速度, 减少钻进对饱和砂土、粉细砂的剪切扰动和能量积累, 减弱土体液化态势。如果窜孔现象很严重, 建议设计单位重新勘探设计, 加大桩间距或者改用其他地基加固方法, 如预制桩打入等。

2. 堵管。

堵管是指在CFG桩灌注过程中, 混凝土凝固在输送泵管中, 混凝土不能正常输送。特别是故障排除不畅时, 已搅拌的CFG桩混合料会失水或结硬, 增加了再次堵管的概率, 给施工带来很多困难。

(1) 产生堵管的原因。一是混合料配合比不合理。当混合料中的细骨料和粉煤灰用量较少时, 混合料和易性不好, 易发生堵管。二是施工操作不当。正常操作时, 应在钻孔进入土层预定标高后开始泵送混合料, 即管内空气从排气阀排出, 待钻杆内管及输送软、硬管内混合料连续时即可提钻。若提钻时间过晚, 在泵送压力下, 钻头处的水泥浆液就会被挤出, 容易造成管路堵塞。三是设备缺陷。设备缺陷也有可能造成堵管, 如弯头曲率半径、弯头与钻杆不能垂直连接等。

(2) 控制措施。保证粗骨料的粒径、混凝土的配比和坍落度符合要求, 泵送时坍落度应控制在170～190 mm, 混合料的拌和时间应不小于120 s。灌注管路应避免过大变径和弯折, 每次拆卸导管都必须清洗干净。加强施工管理, 专人指挥协调钻机操作手和混合料泵车操作手, 使混合料泵送和钻杆提升配合默契, 及时发现和解决问题。

3. 偏孔。

偏孔分为平面位置位移偏移和垂直度超过1%而不满足要求的两种情况。

(1) 产生偏孔的原因。平面位置偏移产生原因有布设桩位时点位不精确, 从而导致控制桩位的钢钎被破坏而导致桩机对位不准确。垂直度偏差产生的原因有钻机未完全调平就开始钻进和地层的原因等。

(2) 控制措施。布置点位要做到细致认真, 精确测量定位;定位钢钎要深入原地面30 cm以下;防止清除钻渣时破坏点位;在桩机开钻前和钻孔过程中都要对垂直度进行检查。

4. 抱钻。抱钻也是灌注CFG桩施工时常见的问题之一。

(1) 产生抱钻的主要原因。钻孔土层为流塑状态的饱和土。这种土的黏聚力太大。或者是钻孔过程中由于机械故障或停电导致钻进中断, 停钻时间太长而使钻杆无法转动。

(2) 控制措施。及时清理钻杆, 防止黏性土黏在钻杆上不脱落;钻孔保持连续进行, 准备后备电源。

5. 断桩。

(1) 产生断桩的原因。断桩是由于提钻太快, 泵送混凝土跟不上提钻速度, 钻头上的泥块落入桩孔内或是用大型机械 (装载机或挖掘机) 野蛮清理桩间土, 造成CFG桩身浅层断桩。

(2) 控制措施。保持后场混凝土供应及时和灌注过程中不堵管, 这样可保证混凝土灌注的连续性, 如果混合料中断, 灌注时间超过混合料初凝时间, 则要拔下钻杆重新钻孔后再灌注混合料;控制拔管速度, 使之与泵送混合料速度匹配, 保证钻头始终埋在混凝土下。

6. 桩头质量问题。

桩头质量问题主要有桩头空芯、桩端不饱满和夹泥、气泡等问题。

(1) 产生桩头质量问题的原因。桩头空芯主要是因施工过程中, 排气阀不能正常工作所致;钻机钻孔时, 管内充满空气, 泵送混合料时, 排气阀将空气排出, 若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出, 就会导致桩体存气, 形成空芯。桩端不饱满主要是因为施工中为了方便阀门的打开, 先提钻后泵料所致;这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔, 影响CFG桩的桩端承载力。夹泥、气泡、砼不足、浮浆太厚等, 一般是由于操作控制不当造成。

长螺旋钻机螺旋钻具的结构改进 篇5

1.存在问题

为了保证长螺旋钻机在施工过程中的作业效率,通常要根据施工特点选择钻具:一是根据土质的硬度选择锥形螺旋钻头或齿形钻头;二是根据土质的输送性能选择长螺旋或短螺旋钻杆,三是根据钻孔深度选用相应长度的钻杆。

上述钻具的钻头形式、钻杆结构、钻杆长度一经制造后就无法变更。当地层结构和钻孔深度发生变化时,只有针对新的地质条件和钻孔深度,另行购买与之相匹配的螺旋钻头和钻杆。如此增大了钻具资金投入和库存量,影响使用单位经济效益。

2.改进方法

为解决螺旋钻具存在的上述问题,我们在长螺旋钻机钻杆开发过程中,设计出1种新型可调节钻具。该螺旋钻具主要由基础螺旋钻杆1、中间螺旋钻杆2、涨销3、螺栓4、防松垫圈5、引导钻头6、压板7等零部件组成,如图1a所示。

(1)组合钻杆

基础螺旋钻杆1、中间螺旋钻杆2构成组合钻杆。基础螺旋钻杆1和中间螺旋钻杆2的中心管均采用无缝钢管制成。基础螺旋钻杆1与钻机的动力头连接,由动力头输出动力驱动基础螺旋钻杆1旋转。

基础螺旋钻杆1下端为内六方孔,中间螺旋钻杆2上端为六棱柱,基础螺旋钻杆1内六方孔平面和中间螺旋钻杆六棱柱平面上各设有半圆形凹槽,将中间螺旋钻杆六棱柱插入基础螺旋钻杆1内六方孔中,两个凹槽相对后形成圆孔。将涨销3插入圆孔中,再将螺栓4垫上防松垫圈5,并将螺栓4拧入涨销3并拧紧,即可实现基础螺旋钻杆1与中间螺旋钻杆2的锁紧,如图1b所示。

钻孔作业时,不仅可根据土质的可输送性能选择长螺旋或短螺旋钻杆,还可根据实际钻孔深度,选用不同长度的中间螺旋钻杆。或增、减钻杆的根数,以适应钻孔深度的需求。

(2)引导钻头

引导钻头分为斗齿钻头和截齿(矿用硬质合金组合刀具)钻头2种,安装斗齿的钻头结构如图2所示。斗齿5对称焊接在支撑叶片4下端面上,导渣叶片2为1片,较支撑叶片薄。这种结构的优点有2点:一是便于与中间螺旋钻杆的螺旋叶片衔接;二是可将钻出的土壤疏导至中间螺旋钻杆的螺旋叶片上。为了确保在安装引导钻头时导渣叶片与中间螺旋钻杆叶片准确衔接,在引导钻头上端部设计有定位销。

引导钻头6和中间螺旋钻杆2的连接结构,与基础螺旋钻杆1和中间螺旋钻杆2的连接结构相同。

(3)钻孔直径调整装置

将螺旋钻具总成组装完成后安装到钻机上,即可进行钻孔作业。钻孔之前,可通过引导钻头上的截齿和钻杆外侧的2片压板来调整钻孔直径。

在引导钻头的支撑叶片侧面焊接相应长度的截齿,需要钻较大的直径孔时,焊接长的截齿;需要钻直径较小的孔时,焊接短的截齿。

在基础螺旋钻杆外侧设置2片压板,2个压板对称布置,在钻杆轴线上相差半个螺旋截距。压板一侧固定有转轴4,转轴4上、下端设有凸缘,凸缘分别穿入螺旋叶片外侧轴套3的圆孔中,压板可绕轴套3摆动,并通过螺栓2固定,如图3所示。

钻较大直径孔时,压板向外张开并用螺栓固定;钻较小直径孔时,压板向内收拢并用螺栓固定。此外,该压板还可起到清理钻孔上口侧壁作用,能使孔壁表面光滑。

3.改进效果

可调节组合钻具具有以下优点:一是结构简单、易于更换。二是通过增减中间螺旋钻杆的数量,可适应不同的钻孔深度。三是改变压板的摆动角度,更换引导钻头边部截齿长度,可适应不同钻孔直径的需要。四是能保证施工孔壁的圆滑整洁,避免塌孔。五是通过更换不同结构的引导钻头,能最大限度满足不同地质条件需求,可节省施工成本,提高施工效率。

长螺旋钻机的施工论文 篇6

施工现场准备工作结束, 钻机具备施工条件后。首先是自己就位, 当钻机钻到设计深度后, 原位转20s, 然后提钻将钻头提离孔底大约10cm, 同时开始泵送混凝土, 边提边泵送, 直到桩顶设计标高, 停止泵送, 移钻机到下一桩点孔位。

2 施工中常见的几个质量问题分析

长螺旋钻机钻孔压灌混凝土桩施工过程中经常出现憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等质量缺陷, 给施工造成了严重的质量问题。分析其原因, 从客观上看, 混凝土的质量、混凝土泵及输送管路质量和钻机的功能三大部分化成一个统一体, 哪个环节出现问题都会影响成桩质量。混凝土是搅拌站统一标准统一配料搅拌泵车供应, 质量由供应站保证。混凝土泵及输送管路与长螺旋钻机的操作是需要协调的, 它是首个质量控制的关键所在, 有很多问题都是由于二者的不协调造成的。

2.1 憋钻

就是指长螺旋钻机在提升过程中, 混凝土泵送量过大, 提钻具速度太慢, 造成大量混凝土通过钻具钻头被送到桩孔里, 同时在泵压的作用下, 桩孔里的混凝土面向上移动, 将钻头和底部钻具完全包围在其中, 挤压在钻杆和孔壁之间, 致使钻杆突然停止施钻和向上提升移动, 严重时会损坏动力头电机和提升卷扬机, 造成埋钻具和补桩。

2.2 断桩

是指由于提钻太快, 泵送混凝土跟不上提钻速度, 或是相邻桩太近串孔, 或是灌注过程中因意外原因造成灌注停滞时间大于混凝土的初凝时间而造成的桩质量事故。

2.3 缩颈

是指由于提钻太快, 泵送混凝土太慢, 与提钻速度不协调, 或是桩间距太近等因素造成的桩质量事故。

2.4 夹泥夹砂

这种桩质量事故是指由于泵送混凝土时提钻速度过快, 钻头没有堵在混凝土里, 钻头两侧阀门排出的混凝土包裹了塌在孔里的流泥流砂;或是泵送过程中地层没有塌落, 而是钻头阀门排出的混凝土将浮浆包裹而成。

3 施工中的改进措施

综合分析施工中憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等几个质量事故所形成的原因, 都与提钻速度和混凝土泵排量配合不协调有关。这是现有长螺旋钻机的共同点。我们对长螺旋钻机的提升速度进行了改进, 取得了满意的效果。

3.1 改进原理

当提钻速度远小于混凝土泵送量时, 造成钻头阀门出口阻力增大, 这时钻杆内和输送管路上混凝土输送压力增大, 在泵送压力的作用下, 混凝土容易发生泌水离析。对于失水失浆的砂、碎石而言, 管道或钻杆的接缝、弯道和粗糙面都会使它的传输受阻并很快挤压密实, 导致堵管。当提钻速度远大于混凝土泵送量时, 就会造成断桩、缩颈夹泥夹砂等质量缺陷。可见, 要克服由于提钻速度和混凝土泵送量的不协调匹配而达到动态平衡, 对于不同直径大小的桩都适应, 就应满足下列条件 (如图1) 。也就是说对于Mm高的桩体, 其等体积的混凝土需要泵送时间t1, 应该等于钻杆提钻Mm所需要的时间t2。

即:t1=MaπD2/4Β;t2=M/υ

又因t1=t2, 得υ=4Β/ (aπD2) , 或Β=vaπD2/4

式中t1——混凝土泵泵送时间, min;

t2——提钻时间, min;

υ——提钻速度, m/min;

B——混凝土泵实际平均输出量, m3/min;

Μ——桩长, m;

a——桩体充盈系数;

D——桩径, m。

原有的长螺旋钻机的主卷扬提钻速度是边加速的, 卷扬机的卷筒转速是一定的, 随着钢丝绳缠绕层数的越来越多, 随之而来的绳速就越来越快, 而且是非匀变速的不可控的。混凝土泵送量虽是可调的, 但也无法与提钻速度相匹配。根据上面的公式可知, 只要限定一个变量, 就可求得与之匹配的另一个变量, 即单绳绳速是可控的。

3.2 改进措施

为了保证在不同桩孔径情况下都能使提钻速度与混凝土泵送量达到匹配平衡状态, 本着实用节约的原则。我们将主卷扬机的电动机更换为一台交流变频电机, 通过编码器速度反馈信号给交流矢量控制系统来完成主卷扬匀速提钻功能。施工前根据桩径的大小、充盈系数和混凝土泵的排量, 选定合适的提升速度, 以满足桩质量要求。经过多个施工现场的使用验证获得了很好的效果。

4 结语

长螺旋钻机提钻主卷扬电机变为交流变频电机, 通过变频装置从根本上改变了原有设备提钻的不匀速性, 满足了提钻速度与混凝土泵送量的匹配性能, 保证了桩的质量, 减少了很多事故, 降低了工程施工造价。同时, 匀速提钻为清理钻具上的残土带来了方便条件, 在钻机护筒的上部安装清土器, 在提钻的过程中将残土都清理在桩孔周围, 一是减少了钻具的离心弯曲, 延长了钻具的使用寿命, 二是给施工带来了安全, 杜绝残土掉下伤人。

摘要：长螺旋钻孔成桩具有成桩速度快、低噪音、无振动、单桩承载力高、工程造价低、综合效益好、适应性强等优点。近几年在全国各地广泛使用。但是该施工方法在施工过程中出现了不少质量问题, 如憋钻、断桩、缩颈、夹泥夹砂等缺陷, 严重影响了工程质量。笔者根据工程施工中积累的实践经验和长螺旋钻机设备的机械性能提出了改进措施。

关键词：压灌混凝土桩,长螺旋钻机,质量问题,改进措施

参考文献

[1]佟建兴, 李静.浅议CFG桩螺旋钻孔管内泵压混凝土成桩法[J].勘察科技技术, 2000 (06) .

[2]刘建军.CFG桩施工中常见问题及治疗控制措施[J].山西建筑, 2003 (09) .