旋轉鑽機，用於露天礦山岩石硬度係數f≤6的岩層鑽孔，同時也可鑽f=7-11的硬夾層岩石。鑽進時施加迴轉力矩與軸壓力，使鑽頭作旋轉與進給運動，來切割岩石。
基本介紹
- 中文名：旋轉鑽機
- 外文名：Rotary drilling rig
- 類別：岩層鑽孔
- 適用範圍：露天礦山岩石硬度係數f≤6的岩層
- 特點：可改變孔徑、孔深
- 領域：採礦
簡介,施工方案,樁基質量檢驗,總結,
簡介
某大橋橫跨地方入海水道,橋樑中心樁號為K161+656.425,全長1913.45m,由主橋及南、北引橋3 部分組成,採取兩幅分離式。主橋基礎形式為鑽孔灌注樁、矩形承台;下部結構為空心薄壁墩,過渡墩頂設墩帽。兩側引橋基礎形式為鑽孔灌注樁,樁間設系梁;下部結構為圓柱墩,墩頂設蓋梁,其中橋台為肋板式台身。
該施工區域地質上層分布有亞粘土,下層分布有粉、細砂及中砂層。在鑽孔過程中,為保證孔內水頭,以防止出現坍孔、縮頸等質量隱患,不同位置的樁基應採取不同的平台設定方式。
施工方案
1 鑽機及鑽頭選擇
根據地質資料反映及初鑽情況, 地層土質以亞砂土為主,成孔過程中泥漿護壁質量的好壞是樁基成敗的關鍵, 故選擇護壁效果較好的正循環鑽機成孔。陸地上引橋墩樁基長度均在51m以內,樁徑為1.2m 和1.5m 兩種,可選擇GPS215 型旋轉鑽機;灌溉總渠內的主橋墩樁基長度為55m,樁徑為1.5m,可選擇GPS220型旋轉鑽機,該種鑽機具有扭矩大、循環系統氣密性好等優點,適合於水中深孔樁基的成孔施工。因本工程橋區地質為粘土和砂土層,成孔鑽頭統一選擇三翼鑽頭。
2 護筒埋設
根據樁徑及技術要求, 護筒均採用鋼護筒,1.2m鑽孔樁護筒直徑為1.5m,壁厚δ=5mm,單個護筒長度為2.0m,埋入原地面以下深度為1.0m;1.5m 鑽孔樁護筒直徑為1.8m,壁厚δ=6mm,單個護筒長度為2.5m,埋入原地面以下深度為1.5m。埋設前,採用縱、橫向的定位樁將樁位放樣點引至開挖作業範圍外, 待基坑挖至設計深度,將護筒置於坑內,校正位置無誤後,在護筒周圍分層夯填粘土至護筒頂,同時恢復樁位點至護筒上,在護筒壁上採用紅色油漆做出明顯標記。
4 施工工藝及說明
成孔鑽進的主要工序依次為:鑽機就位、泥漿循環、成孔鑽進、終孔及檢測。
（1）鑽機就位:該工序包括孔位放樣、鑽頭就位及鑽機就位。
①孔位放樣:在鋼護筒埋設時已放出樁位的縱、橫軸線,只需恢復並校核即可使用。在樁位縱、橫軸線的適當位置設定護樁,鑽進過程中注意保護,以備校核樁位。
②鑽頭就位:鑽頭必須在鑽機就位前置於孔內,總渠水中護筒內的鑽頭需採用鋼絲繩懸掛在鑽孔平台上, 根據孔內水深情況,預先配製幾節鑽桿。
③鑽機就位:採用汽車吊機或水上浮吊起吊鑽機就位,調整鑽機位置,使轉盤中心鉛垂線及樁軸線吻合,其偏差不大於1cm;採用垂球調整鑽桿垂直度,使其傾斜度不大於1%;採用水平尺檢查轉盤水平度,氣泡偏差不得大於半格。待鑽機各項指標均檢查合格後,將鑽機採用導鏈固定。
（2）泥漿循環:此項工作包括鑽機提接鑽頭、接通吸排漿管路、接通孔內補漿管路(反循環)、起動各泵循環泥漿、主機試運轉。
①將預先放入孔內的懸掛於護筒上的鑽頭用吊機提起,用卡板卡在轉盤上,墊上密封膠墊,將方鑽桿與鑽頭鑽桿法蘭盤用螺栓接牢擰緊,不得漏氣。
②接通泥漿管路要注意接口緊密不漏氣。
③反循環泥漿循環時,先啟動泥漿泵,將護筒內充滿泥漿,然後啟動鑽機空吸泵, 當循環正常並持續5min 左右, 即可開始鑽進。
（3）鑽進:該工序包括鑽進、排棄鑽渣、測試泥漿、補充或調整泥漿。
鑽進前對鑽桿進行編號,量測每節鑽桿長度並做好記錄。在鑽進過程中為保證孔的鉛垂度,採用減壓慢速鑽進,同時根據地層的不同土質情況調整鑽速與泥漿, 並分階段及時撈渣取樣,與地質勘察的鑽孔資料相對照, 當發現地質情況有大的差異時,及時報於監理工程師,並採取相應的措施以保證成孔質量。鑽孔過程中做好鑽孔原始記錄。另外,在鑽進過程中安排專人隨時檢查泥漿性能,根據不同的地層及時調整泥漿指標(比重、粘度、膠體率、含砂率等),以確保成孔質量。
（4）終孔及檢測:這項工序包括換漿清孔、終孔檢測、鑽機移位、修鑽頭。
①換漿清孔: 當鑽桿和鑽頭有效長度累計進尺達到計畫鑽孔深度,經監理同意後,立即換漿清孔,將鑽頭提離孔底20cm,轉盤空轉,檢測出漿口泥漿的比重、粘度、pH 值、含砂率,直至進、出漿體的上述指標完全一致,清孔時間不得小於30min,經復驗孔深符合設計要求後,即可卸鑽、移鑽及維修鑽頭。
②終孔檢測:鑽機移開後即可進行終孔檢測,主要檢測孔深、孔徑、垂直度、孔軸線、沉澱層厚度和孔壁狀態。孔底沉澱層厚度用沉渣筒量測,並在鋼筋籠下放後確定,保證沉澱物厚度儘可能小;樁身垂直度允許最大偏差不得大於1/100;其他各項指標在清孔後採用鋼筋探籠檢測, 檢測結果同時為鋼筋骨架入孔做方位指導。
樁基質量檢驗
（1）混凝土強度(MPa):利用4 組試件檢測是否在合格標準範圍內。
（2）樁位(排架樁):用經緯儀檢查縱、橫方向是否在允許偏差50mm內。
（3）鑽孔傾斜度:根據灌注前記錄對照檢查結果,允許偏差1%。
（4）沉澱層厚度(支承樁):對照灌注前紀錄不大於涉及規定。
（5）鋼筋骨架底面高程:根據灌注前紀錄,允許偏差規定值±50mm。
總結
實踐證明,在高層建築、港口、水壩、橋樑基礎工程等大口徑灌注樁施工中,採用旋轉鑽機鑽孔灌注樁施工具有操作方便、安全可靠、適應性強、使用成本低、成孔效率高、孔壁穩定性好等優點,施工中配以合理的施工組織與管理,對於灌注樁施工能夠起到更好的推進作用。
