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用户1465424935672
2020-04-03
潜水工程钻机为潜水式电动回转钻机，是钻孔灌注桩的理想成孔机械。亦可将数能钻机组合成群钻用于地下连续墙和竖井防渗帏幕等工程施工。适用于淤泥、粘土、砂砾层、风化页岩等多种地层钻孔。广泛应用于工民建、交通、水利、电力、港口等工程的基础施工钻机的工作原理：潜水动力装置由潜水电机通过减速器将动力传至输出轴，带动钻头切削岩土，工作时动力装置潜入孔底直接驱动钻头回转切削，钻杆不转只起连接传递抗扭输送泥浆的作用。采用泵举反循环或正循环方式将钻渣从孔内通过胶管或钻杆排出孔外。潜水钻孔灌注桩是采用潜水钻机钻孔的灌注桩，潜水钻机的旋转动力装置直接安装在钻头上，随钻头潜入水中，放入孔底，由孔底钻头上旋转动力装置带动钻头钻进。冲洗液排渣方式有正循环和反循环排渣两种。一、潜水钻的特点优点：潜水钻机设备简单，施工转移方便，适合于狭小场地的施工。整机潜入水中钻进时无噪声且因采用钢丝绳悬吊式钻进，整机钻进无振动。工作时动力装置潜在孔底，耗用动力小，钻孔时不需要提钻排渣，钻孔效率较高。电动机防水性能好，过载能力强，水中运转时温升较低。钻杆不需要旋转，除了可减小钻杆的断面外，还可避免因钻杆折断而发生工程事故。该机采用悬吊式钻进，只需钻头中心对准孔中心即可钻进，对底盘的倾斜度无特殊要求，安装调整方便。可采用正、反两种循环方式排渣，如果循环泥浆不间断，孔壁不易坍塌。缺点：因钻孔需泥浆护壁，施工场地泥泞，对泥浆制备、循环要求高。现场需挖掘沉淀池，并需处理排放的泥浆。采用反循环排渣时，土中若有大石块，容易卡管。桩径易扩大，易导致混凝土灌注超方。二、施工程序潜水钻成孔适用于多种土层，也可在强风化基岩中使用，但不宜用于碎石土层。具体程序如下：1、设置护筒。表土层为砂土且地下水位又较浅，或表层土为杂填土时，应设置护筒。护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。护筒可用4~8mm的钢板制成，其内径应大于钻头直径100mm以上，上部开设1~2个溢浆口。护筒的埋设深度：在黏土中不宜小于1.0m，砂土中不宜小于1.5m。护筒外部下侧应采用黏土填实，其高度应满足孔内泥浆面的高度要求。受水位涨落影响或水下施工的灌注桩，护筒应加高加深，必要时打入不透水层。2、安放潜水钻机。3、钻进。吊起钻头对准护筒中心，徐徐放下至土面，先空转，然后缓慢钻入土中，至整个潜水钻机基本入土内，待运行正常后才开始正式钻进。4、清孔。5、下放钢筋笼。6、插入导管。7、第二次清孔。孔底500mm以内泥浆比重小于1.25，含砂率不得大于8%，黏度不得大于28s。8、水下混凝土灌注，拔出导管。水下灌注的混凝土须具有良好的和易性，导管放置距离适宜，且混凝土灌注须连续施工。期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆9、拔出护筒。三、施工特点钻进时，动力装置、减速装置和钻头共同潜入水下工作。成孔排渣有正、反循环两种方式。正循环排渣法：用潜水泥浆泵把泥浆或清水从钻机中心送水管或钻机侧面的分叉管射向钻头，然后徐徐下放钻杆入土钻进。当钻至设计高程后，电机可以停止运转，但泥浆泵仍需继续工作，正循环排泥，直到孔内泥浆相对比重小于1.25，方可停泵，提升钻机，然后移位，进入下道工序。反循环排渣法作业的方法一般有两种：气举反循环法，泥浆池水位应高于钻孔水位，方能使清水或经沉淀的泥浆流入孔内，实现循环作业。一般在地面以下6m范围内仍采用正循环作业，当压封口浸到6~7m时才开始反循环作业。此时需卸开与泥浆泵连接的变径管，即可压风作业，注意风压不宜超过0.5Mpa，要求连续均匀出泥。当钻至设计高程后，钻机停止运转，但继续压风出浆到泥浆密度至规定浓度为止。泵举反循环法：沙石泵随主机一起潜入孔内，可迅速将切削后泥渣排出孔外，不必借助钻头将切削下来的土块搅动切碎成泥浆状。开钻时采用正循环开孔，当钻深超过沙石泵叶轮位置以后，即可启动沙石泵电机，开始反循环作业。当钻至设计高程后，停止钻进，沙石泵继续排泥，至规定浓度为止。四、施工注意事项开始作业前，应对钻机及其配套设备进行全面的检查。安装钻机时，潜水钻机、卷扬机和沙石泵的电缆均应接入配电箱，以便控制，同时通入潜水钻机的电缆不得有破损。钻进时潜水钻机会产生较大的反扭矩，因此必须将钻杆卡固在导向滚轮内。为防止潜水钻机因钻杆折断及其他原因掉落孔内，应在钻机上焊吊环，并系上保险钢丝，钢丝的另一端系在转机加上。1、钻进时应遵守下列操作规定：①将钻机吊入护筒内，应关好钻架底层的铁门。起动砂浆泵，先让钻机空转，待泥浆输进钻孔后开始钻进。钻进过程中，电缆、胶管和钻杆同步下放，并应勤放少放，以免造成电缆或胶管缠绕钻头而发生搅断事故。②钻进时应根据土层类别、孔径大小、钻孔深度和供水量等确定钻进速度。在淤泥和淤泥质土中的钻进速度不宜大于1m/分；在其他土层中的钻进速度一般以不超过钻机负荷为准；在强风化岩或其他硬质土层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。钻进速度还要与制浆、排渣能力相适应，一般钻进速度要低于供泥浆和排渣速度，以免造成埋钻。③随时注意钻机操作有无异常情况，如发现电流值异常升高，钻机摇晃、跳动或钻进困难，可能由于钻渣排除不畅，或遇到硬层，或遇到其他障碍物所致，此时应略微提起钻具，减轻钻压，放慢进尺，待情况正常后方可恢复正常钻进参数和钻进速度。④孔过程中，严格控制护筒内外水位差，必须是孔内水位高于地下水位，以防塌孔。2、对使用泥浆的要求：①黏土、亚黏土层中钻孔时，可注射清水，以原土造浆护壁、排渣，当穿过砂夹层钻孔时，为防止塌孔宜投入适量黏土以加大泥浆稠度。②砂夹层较厚，或在砂土中钻孔，应采用制备泥浆。注入泥浆的浓度要适当，浓度过大影响钻进速度，浓度过小不利于护壁排渣。注入干净泥浆的相对密度应控制在1.1左右，排出的泥浆密度宜为1.2~1.4；当穿过砂夹卵石等容易塌孔的地层时，泥浆的相对密度可增大至1.3~1.5。泥浆可就地选择塑性指数不小于10的黏性土除去杂质后调制。施工过程中应勤测泥浆密度，并应定期测定黏度、含砂率等。3、清孔时注意事项：①对原土造浆的钻孔，钻到设计深度后，可使用钻机空转不进尺，同时射水，待孔底残余的泥块已磨成浆，排出泥浆比重降到1.1左右即可认为清孔已合格。②对注入制备泥浆的钻孔，可采用换浆法清孔，至换出泥浆相对密度小于1.15~1.25时为合格。③孔底沉渣厚度应符合灌注桩施工允许偏差的规定。④清孔完毕后应立即灌注水下混凝土。参考文献【1】 徐维钧．桩基施工手册．人民交通出版社．2007【2】 建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）【3】 工程地质手册（第四版
