冲击钻孔施工作业指导书
冲击钻孔施工作业指导书提要:护筒顶端高程,应高出地面0.3m。护筒底端埋设深度,在旱地或浅水处,对于粘性土应为1.0~1.5m;对于砂土不得小于1.5m,并将护筒周围0.5~1.0m范围内的土挖除
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1.钻孔施工
1.1.场地准备:
在一般路段,应平整场地,清除杂物,换除软土,并夯实;场地为下穿铁路段时,采用枕木或木架搭设坚固稳定的平台。
1.2.护筒制作和埋设:
护筒宜采用6mm钢板卷制而成,并在外侧增设加劲肋,以防变形。护筒内径应比钻孔桩设计直径稍大30~40cm。根据桩位放样后,先用风镐破除砼或沥青砼路面,再人工进行挖土进行埋设。埋设时,护筒中心轴线对设计桩位中心偏差不得大于5cm,垂直度控制在0.5%以内。
护筒顶端高程,应高出地面0.3m。护筒底端埋设深度,在旱地或浅水处,对于粘性土应为1.0~1.5m;对于砂土不得小于1.5m,并将护筒周围0.5~1.0m范围内的土挖除,夯填粘性土至护筒底0.5m以下。
1.3.钻孔机具准备:
进场设备采用CZF12反循环冲击钻机。按规范要求将钻机部件:动力机、卷扬机、钻机、泥浆泵、钻头和水龙头等组装好,经技术人员检查后,方可使用。钻机安装在轨道或方木上,钻机就位后,钻头尖对准十字中心,偏差不得大于5cm,再进行调平。
1.4.泥浆制备:
1.4.1.粘土应选用水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好。选择时应参照以下条件:a.粘土风干后不易碾碎,颜色较深;b.水浸湿后有粘滑感,浸水后能大量膨胀;c:胶体率不低于95%;d:含砂率不大于4%;e:制浆能力不低于2.5升/公斤。当选用粘土难满足泥浆要求时,可掺用添加剂改善泥浆性能。
1.4.2.泥浆主要是起护壁和浮悬钻渣的作用,在本工程中可选用的泥浆比重控制在1.02~1.40之间。
1.4.3.设置泥浆池、储浆池、沉淀池,并用循环槽连接,做好城市环境保护。
1.5成孔工艺:
1.5.1.开钻:开钻时应先在孔内灌注泥浆,泥浆比重根据土质按规范选定,并采用小冲程反复冲击造浆。
开孔及整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位1.5~2.0m,并低于护筒顶面0.3m以防溢出,掏渣后应及时补水。
在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时,可按1:1投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锥以小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁。必要时需重复回填反复冲击2~3次。
1.5.2.钻进:
a.开始钻进时,进尺要适当控制,在护筒刃脚处,应低档慢速钻进,使刃脚处有坚韧的泥皮护壁,钻至刃脚下1m以后,可按土质以正常速度钻进。
b.在砂土或软土中钻进时易坍孔。宜选用平底钻锥,控制进尺,轻压低档慢速、大泵量、稠泥浆钻进。
c.在中密卵石土中钻进时,因土层较硬会引起钻锥跳动、钻锥偏斜等现象,易使钻机超负荷损坏。宜须用低档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。
1.5.3.泥浆补充和净化:开钻前应调制足够数量的泥浆,钻进中如泥浆有损耗、漏失,应予补充,并按时检查泥浆指标。遇土层变化应增加检查次数,并适当调整泥浆指标。每钻进2m或地层变化处应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,以便与设计资料检对。
1.6.劳动组织:
每台班一般安排7~8人,其中班长兼指挥,记录1人,司机2人,电工1人,清渣3~4人。
1.7.钻孔中事故的预防及处理:
1.7.1.坍孔
各种钻孔方法都可能发生坍孔事故,坍孔的表征是孔内水位突然下降,孔口冒细密的气泡,出渣量显着增加而不见进尺,钻机负荷显着增加等。
1、坍孔原因:
1)泥浆比重不够及其它泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮;
2)护筒埋置太浅,下端孔口漏水,坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机装置在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔;
3)在松软砂层中钻进,进尺太快;
4)水头太大,使孔壁渗浆或护筒形成反穿空;
5)清孔后泥浆比重、粘度等指标降低;泥浆吸走后未及时补水,使孔内水位低于地下水位;清孔操作不当,供水管直接冲刷孔壁;清孔时间过长或清孔后停顿过久;
6)吊入钢筋骨架时碰撞孔壁;
2、坍孔的预防和处理:
1)在松散粉砂土或流砂中钻进时,应控制进尺速度,选用较大比重、粘度、胶体率的泥浆;
2)发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻;
3)发生孔内坍塌,判明坍塌位置,回填粘土到坍孔处以上1~2米,如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进;
4)清孔时应指定专人补水,保证钻孔内必要的水头高度。供水管最好不直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,可免冲刷孔壁。扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5~1.6倍孔中水柱压力;
5)吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入;
1.7.2.钻孔偏斜
冲击钻孔有可能发生钻孔偏斜事故。
1、偏斜原因:
1)钻孔中遇有较大的弧石或探头石;
2)在有倾斜度的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进;或者粒径悬殊的砂卵石层钻进,钻头受力不均;
3)扩孔较大处,钻头摆动偏向;
4)钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷;
2、预防和处理:
1)安装钻机时要使底座水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正;
2)在有倾斜的软、硬地层钻进时,应控制进尺,采用小冲程低速钻进。
1.7.3.掉钻落物
各种钻孔方法均可能发生掉钻落物事故。
1、掉钻落物原因:
卡钻时强提强扭、操作不当使钢丝绳疲劳断裂、马达接线错误,操作不当落入扳手撬棍等物;
2、预防和处理
1)开钻前应清除孔内落物,零星铁件可用电磁铁吸取,较大落物和钻具,可用冲抓锥打捞,然后在护筒口加盖;
2)经常检查钻具、钢丝绳和联接装置;
3)为便于打捞落锥,可在冲锥上预先焊打捞环,打捞杠或在锥身上转捆几圈钢丝绳等。
4)掉钻后应及时摸清情况,若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应先清孔,使打捞工具能接触钻锥。打捞工具有以下几种:打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩或钻锥平钩、打捞钳等。
1.7.4.糊钻
糊钻(吸锥)常出现正反循环回转钻进和冲击钻进。在软塑粘土层钻进时,因进尺快、钻渣量大、出浆口堵塞而造成糊钻。预防处理可选用刮板小、出浆口大的钻锥。若已严重糊钻,应将钻锥提出钻孔口,清除钻锥残渣,降低泥浆稠度。
1.7.5.扩孔和缩孔
扩孔是孔壁坍塌而造成的结果,各种钻孔方法均有可能发生,若仅孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是砼数量增加而已。若因扩孔后继续坍塌影响钻进,应按坍孔事故处理。
缩孔原因有两种:一种是钻锥补焊不及时,严重磨损的钻锥往往钻出比设计桩径小的孔。另一种是由于地层中有软塑土,遇水后膨胀使孔径缩小。各种钻孔方法均可能发生缩孔,可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。
1.7.6.卡钻
其原因是由于钻头磨损未及时补焊,钻孔直径逐渐变小,而新钻头或补焊后的钻头直径过大,或孔内掉入物卡住钻头。卡钻后不宜强提,以免发生坍孔埋钻严重事故。可用小冲击锥冲击或用冲、吸的方法将卡住钻头周围的钻渣松动后再提出。但宜细心地冲、吸,防止坍孔。在打捞过程中要继续搅拌泥浆,以防止沉淀埋钻。
1.7.7.钻孔漏浆
在透水性强或有地下水流动的地层中,稀泥浆会向孔外漏失,护筒埋设太浅,回填土不密实或护筒接缝不严密,会在护筒刃脚或接缝处漏浆,也可能由于水头过高使孔壁渗浆。
为防止漏浆,可加稠泥浆或倒入粘土反复小冲程冲击;在有护筒防护范围内,接缝处漏浆,可由潜水工用棉絮堵塞,封闭接缝。
1.8.清孔
清孔的目的是抽、换孔
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