答案1潛水工程鑽機為潛水式電動回轉鑽機,是鑽孔灌注樁的理想成孔機械。亦可將數能鑽機組合成群鑽用於地下連續牆和豎井防滲幃幕等工程施工。適用於淤泥、粘土、砂礫層、風化頁岩等多種地層鑽孔。廣泛應用於工民建、交通、水利、電力、港口等工程的基礎施工鑽機的工作原理:潛水動力裝置由潛水電機通過減速器將動力傳至輸出軸,帶動鑽頭切削岩土,工作時動力裝置潛入孔底直接驅動鑽頭回轉切削,鑽杆不轉隻起連接傳遞抗扭輸送泥漿的作用。采用泵舉反循環或正循環方式將鑽渣從孔內通過膠管或鑽杆排出孔外。潛水鑽孔灌注樁是采用潛水鑽機鑽孔的灌注樁,潛水鑽機的旋轉動力裝置直接安裝在鑽頭上,隨鑽頭潛入水中,放入孔底,由孔底鑽頭上旋轉動力裝置帶動鑽頭鑽進。衝洗液排渣方式有正循環和反循環排渣兩種。一、潛水鑽的特點優點:潛水鑽機設備簡單,施工轉移方便,適合於狹小場地的施工。整機潛入水中鑽進時無噪聲且因采用鋼絲繩懸吊式鑽進,整機鑽進無振動。工作時動力裝置潛在孔底,耗用動力小,鑽孔時不需要提鑽排渣,鑽孔效率較高。電動機防水性能好,過載能力強,水中運轉時溫升較低。鑽杆不需要旋轉,除了可減小鑽杆的斷麵外,還可避免因鑽杆折斷而發生工程事故。該機采用懸吊式鑽進,隻需鑽頭中心對準孔中心即可鑽進,對底盤的傾斜度無特殊要求,安裝調整方便。可采用正、反兩種循環方式排渣,如果循環泥漿不間斷,孔壁不易坍塌。缺點:因鑽孔需泥漿護壁,施工場地泥濘,對泥漿製備、循環要求高。現場需挖掘沉澱池,並需處理排放的泥漿。采用反循環排渣時,土中若有大石塊,容易卡管。樁徑易擴大,易導致混凝土灌注超方。二、施工程序潛水鑽成孔適用於多種土層,也可在強風化基岩中使用,但不宜用於碎石土層。具體程序如下:1、設置護筒。表土層為砂土且地下水位又較淺,或表層土為雜填土時,應設置護筒。護筒埋設應準確、穩定,護筒中心與樁位中心的偏差不得大於50mm。護筒可用4~8mm的鋼板製成,其內徑應大於鑽頭直徑100mm以上,上部開設1~2個溢漿口。護筒的埋設深度:在黏土中不宜小於1.0m,砂土中不宜小於1.5m。護筒外部下側應采用黏土填實,其高度應滿足孔內泥漿麵的高度要求。受水位漲落影響或水下施工的灌注樁,護筒應加高加深,必要時打入不透水層。2、安放潛水鑽機。3、鑽進。吊起鑽頭對準護筒中心,徐徐放下至土麵,先空轉,然後緩慢鑽入土中,至整個潛水鑽機基本入土內,待運行正常後才開始正式鑽進。4、清孔。5、下放鋼筋籠。6、插入導管。7、第二次清孔。孔底500mm以內泥漿比重小於1.25,含砂率不得大於8%,黏度不得大於28s。8、水下混凝土灌注,拔出導管。水下灌注的混凝土須具有良好的和易性,導管放置距離適宜,且混凝土灌注須連續施工。期刊文章分類查詢,盡在期刊圖書館9、拔出護筒。三、施工特點鑽進時,動力裝置、減速裝置和鑽頭共同潛入水下工作。成孔排渣有正、反循環兩種方式。正循環排渣法:用潛水泥漿泵把泥漿或清水從鑽機中心送水管或鑽機側麵的分叉管射向鑽頭,然後徐徐下放鑽杆入土鑽進。當鑽至設計高程後,電機可以停止運轉,但泥漿泵仍需繼續工作,正循環排泥,直到孔內泥漿相對比重小於1.25,方可停泵,提升鑽機,然後移位,進入下道工序。反循環排渣法作業的方法一般有兩種:氣舉反循環法,泥漿池水位應高於鑽孔水位,方能使清水或經沉澱的泥漿流入孔內,實現循環作業。一般在地麵以下6m範圍內仍采用正循環作業,當壓封口浸到6~7m時才開始反循環作業。此時需卸開與泥漿泵連接的變徑管,即可壓風作業,注意風壓不宜超過0.5Mpa,要求連續均勻出泥。當鑽至設計高程後,鑽機停止運轉,但繼續壓風出漿到泥漿密度至規定濃度為止。泵舉反循環法:沙石泵隨主機一起潛入孔內,可迅速將切削後泥渣排出孔外,不必借助鑽頭將切削下來的土塊攪動切碎成泥漿狀。開鑽時采用正循環開孔,當鑽深超過沙石泵葉輪位置以後,即可啟動沙石泵電機,開始反循環作業。當鑽至設計高程後,停止鑽進,沙石泵繼續排泥,至規定濃度為止。四、施工注意事項開始作業前,應對鑽機及其配套設備進行全麵的檢查。安裝鑽機時,潛水鑽機、卷揚機和沙石泵的電纜均應接入配電箱,以便控製,同時通入潛水鑽機的電纜不得有破損。鑽進時潛水鑽機會產生較大的反扭矩,因此必須將鑽杆卡固在導向滾輪內。為防止潛水鑽機因鑽杆折斷及其他原因掉落孔內,應在鑽機上焊吊環,並係上保險鋼絲,鋼絲的另一端係在轉機加上。1、鑽進時應遵守下列操作規定:①將鑽機吊入護筒內,應關好鑽架底層的鐵門。起動砂漿泵,先讓鑽機空轉,待泥漿輸進鑽孔後開始鑽進。鑽進過程中,電纜、膠管和鑽杆同步下放,並應勤放少放,以免造成電纜或膠管纏繞鑽頭而發生攪斷事故。②鑽進時應根據土層類別、孔徑大小、鑽孔深度和供水量等確定鑽進速度。在淤泥和淤泥質土中的鑽進速度不宜大於1m/分;在其他土層中的鑽進速度一般以不超過鑽機負荷為準;在強風化岩或其他硬質土層中的鑽進速度以鑽機不發生跳動為準。鑽進速度還要與製漿、排渣能力相適應,一般鑽進速度要低於供泥漿和排渣速度,以免造成埋鑽。③隨時注意鑽機操作有無異常情況,如發現電流值異常升高,鑽機搖晃、跳動或鑽進困難,可能由於鑽渣排除不暢,或遇到硬層,或遇到其他障礙物所致,此時應略微提起鑽具,減輕鑽壓,放慢進尺,待情況正常後方可恢複正常鑽進參數和鑽進速度。④孔過程中,嚴格控製護筒內外水位差,必須是孔內水位高於地下水位,以防塌孔。2、對使用泥漿的要求:①黏土、亞黏土層中鑽孔時,可注射清水,以原土造漿護壁、排渣,當穿過砂夾層鑽孔時,為防止塌孔宜投入適量黏土以加大泥漿稠度。②砂夾層較厚,或在砂土中鑽孔,應采用製備泥漿。注入泥漿的濃度要適當,濃度過大影響鑽進速度,濃度過小不利於護壁排渣。注入幹淨泥漿的相對密度應控製在1.1左右,排出的泥漿密度宜為1.2~1.4;當穿過砂夾卵石等容易塌孔的地層時,泥漿的相對密度可增大至1.3~1.5。泥漿可就地選擇塑性指數不小於10的黏性土除去雜質後調製。施工過程中應勤測泥漿密度,並應定期測定黏度、含砂率等。3、清孔時注意事項:①對原土造漿的鑽孔,鑽到設計深度後,可使用鑽機空轉不進尺,同時射水,待孔底殘餘的泥塊已磨成漿,排出泥漿比重降到1.1左右即可認為清孔已合格。②對注入製備泥漿的鑽孔,可采用換漿法清孔,至換出泥漿相對密度小於1.15~1.25時為合格。③孔底沉渣厚度應符合灌注樁施工允許偏差的規定。④清孔完畢後應立即灌注水下混凝土。參考文獻【1】 徐維鈞.樁基施工手冊.人民交通出版社.2007【2】 建築樁基技術規範(JGJ94-2008)【3】 工程地質手冊(第四版
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