三一旋挖鉆機特殊地層施工工法-課件

1、三一重機2015年4月18日三一旋挖鉆機特殊地層施工工法三一重機三一旋挖鉆機特殊地層施工工法 目 錄極軟地層施工工法極硬地層施工工法溶洞地層施工工法卵石地層施工工法回填土層施工工法12345液壓擴底施工工法6 目 錄極軟地層施工工法極硬地層施工工法溶洞地層施工淤泥土外觀一般呈灰黑、灰綠等暗淡顏色，或有臭味。力學(xué)上表現(xiàn)為軟塑狀態(tài)，具有高孔隙比、高含水率和高壓縮性等特性，含水率多在50%以上，其抗剪強度極低，蠕變性強。淤泥類土多為近代濱海、湖泊、沼澤、河灣、廢河道等地區(qū)沉積的一種特殊土類。沿海沉積分布較穩(wěn)定，厚度較大。內(nèi)陸湖盆地沉積的淤泥類土，沉積厚度較小，性質(zhì)變化大。淤泥層極軟地層施工工法1淤泥

2、土外觀一般呈灰黑、灰綠等暗淡顏色，或有臭味。淤泥層極軟地極軟地層施工工法砂土是最常見的無粘性土，是指粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50，且粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50的土。砂土一般顆粒較大，主要由石英、長石、云母等原生礦物組成。一般沒有連結(jié)，呈單粒結(jié)構(gòu)及偽層狀構(gòu)造，并有透水性強、壓縮性低、壓縮速度快等特點，通常中粗砂土的上述特征明顯，且一般構(gòu)成良好地基，但可能產(chǎn)生涌水或滲漏。細砂、粉砂土抗剪強度卻較差，其工程性質(zhì)也相對較差，特別是飽和細砂、粉砂土受振動后易液化。 。砂層1極軟地層施工工法砂土是最常見的無粘性土，是指粒徑大于2mm的施工事故成樁質(zhì)量漏漿孔壁坍塌埋鉆擴徑、超方泥

3、漿含沙量高，灌注反漿慢沉渣過厚鉆進問題極軟地層施工工法1施工事故成樁質(zhì)量漏漿孔壁坍塌埋鉆擴徑、超方泥漿含沙量高，灌注第一. 第二. 第三. 妥善的護壁方式：高質(zhì)量泥漿護壁、長護筒穿越不穩(wěn)定地層。鉆具選擇：雙底撈砂斗帶流水孔、使用錐形鉆斗防止吸鉆引起塌孔。正確的操作方式解決對策極軟地層施工工法1第一. 第二. 第三. 妥善的護壁方式：高濃度泥漿護壁全回轉(zhuǎn)鉆機下套管套管旋挖直接下護筒鉆機配驅(qū)動花筒下套管鉆機配搓管機下套管極軟地層施工工法1高濃度泥漿護壁全回轉(zhuǎn)鉆機下套管套管旋挖直接下護筒鉆機配驅(qū)動花1.泥漿護壁極軟地層施工工法11.泥漿護壁極軟地層施工工法1公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JIJ0412000對

4、泥漿性能指標(biāo)的要求極軟地層施工工法1公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JIJ0412000對泥漿性能指標(biāo)粘度測試含砂率測試比重測試極軟地層施工工法1粘度測試含砂率測試比重測試極軟地層施工工法1優(yōu)勢：初期投資小、自造泥漿護壁、鉆孔下籠灌注功能集一身、軟土層優(yōu)勢明顯、觀念深刻劣勢：速度慢、工程局限性大、泥漿污染、滿地的泥漿池電纜線、人力成本高漲、管理難度大回轉(zhuǎn)鉆機與旋挖鉆對比優(yōu)勢極軟地層施工工法1優(yōu)勢：初期投資小、自造泥漿護壁、鉆孔下籠灌注功能集一身、軟土沖擊鉆與旋挖鉆對比優(yōu)勢優(yōu)勢：投資小、自造泥漿護壁、鉆孔下籠灌注集一身、較硬地層有一定優(yōu)勢、操作和技術(shù)管理難度低劣勢：速度慢、振動大、工期長、工程局限性大、泥漿

5、污染、人力成本高漲極軟地層施工工法1沖擊鉆與旋挖鉆對比優(yōu)勢優(yōu)勢：投資小、自造泥漿護壁、鉆孔下籠灌優(yōu)勢：無污染、同時開孔、成本較低、占據(jù)某些人力成本低的地區(qū)市場劣勢：安全隱患大、受法規(guī)制度影響大、工程局限大、人力成本高漲、隊伍規(guī)模大人工挖孔與旋挖施工對比極軟地層施工工法1優(yōu)勢：無污染、同時開孔、成本較低、占據(jù)某些人力成本低的地區(qū)市極軟地層施工工法1極軟地層施工工法1旋挖鉆機成孔與沖擊鉆成本對比極軟地層施工工法1旋挖鉆機成孔與沖擊鉆成本對比極軟地層施工工法11.摩擦鉆桿：淤泥質(zhì)土及砂土層的力學(xué)強度低，因此對鉆機的功率和加壓力的要求都不高，鉆桿選用摩擦桿就能達到施工要求； 實際施工需要根據(jù)持力層的承

6、載力和力學(xué)強度選擇鉆桿。 2. 雙底撈砂斗：對于中大直徑的樁孔， 鉆頭選用雙底雙開門撈砂斗即可滿足要求，對于直徑小的孔可采用單開門雙底土層撈砂斗，（注意增開流水孔）。3. 體開式鉆斗：對于粘性較大，卸渣困難的小樁徑淤泥地層可選擇體開式鉆頭。2.鉆桿配置：極軟地層施工工法11.摩擦鉆桿：淤泥質(zhì)土及砂土層的力學(xué)強度低，因此對鉆機的功率北京三一重機有限公司常規(guī)機型選配表極軟地層施工工法1北京三一重機有限公司常規(guī)機型選配表極軟地層施工工法1北京市三一重機有限公司新款C8機型選配表2014-北京樁機旋挖鉆機型譜No14款新機型底盤鉆徑m(機鎖/磨阻)鉆深 m型號功率 kW1SR150C8SY150R(S

7、Y230R升級)125/五十鈴1.5（42/53）2SR200C8SY200R(SY280R升級)183.9/五十鈴1.8（46/58）3SR220C8SY260R(SY460R升級)250/三菱2.2（50/63）4SR250C82.3（50/63）5SR285RC8SY285R2.3（57.5/87.5）6SR315RC8SY315R310/五十鈴2.5 （65/100）7SR360RC82.7（72/110）8SR385RC8SY380R360/五十鈴3（76/116）9SR420RC8SY425R3.2（80/122）極軟地層施工工法1北京市三一重機有限公司新款C8機型選配表2014-

8、北京樁機旋3.正確的操作方式：轉(zhuǎn)速慢、提鉆慢、放鉆慢，出現(xiàn)縮頸情況時多次空轉(zhuǎn)掃孔；為防止因渣屑粘糊包裹鉆頭側(cè)壁造成吸鉆和泄渣困難，每次鉆深不要太大；每次提鉆應(yīng)盡量避免擾動下層原生土層，防止打滑；禁止一次鉆進超深，造成埋鉆。極軟地層施工工法13.正確的操作方式：轉(zhuǎn)速慢、提鉆慢、放鉆慢，出現(xiàn)縮頸情況時1. 優(yōu)勢：由于是孔內(nèi)直接取土，土體含水量較小，渣土體積減少約1/5，外運較為方便；在環(huán)境保護方面效果比較好，避免了因泥漿帶來的環(huán)境污染，施工現(xiàn)場較為整潔；孔和樁的質(zhì)量比較好。因為孔內(nèi)有套管支撐，不會導(dǎo)致孔壁坍塌，而且樁形及尺寸也比較容易控制；樁體含水量較少、樁底清理的效果也比一般的泥漿護壁樁要好很多

9、，而且能夠節(jié)省混凝土材料；施工范圍廣，適應(yīng)各類易坍塌地層及復(fù)雜巖層（如溶洞地質(zhì)）。 2.不足一次性投入巨大，常規(guī)直徑套管每米售價達1.5萬元；一種樁徑對應(yīng)一種套管，不適宜樁徑種類較多的工程；國內(nèi)尚為形成規(guī)范或標(biāo)準，基內(nèi)徑還是基外徑尚無統(tǒng)一標(biāo)準； 全套管工藝極軟地層施工工法11. 優(yōu)勢：全套管工藝極軟地層施工工法1全套管工法優(yōu) 勢不 足1.施工范圍廣，適應(yīng)性強；2.環(huán)保，現(xiàn)場整潔，文明施工；3.孔和樁的質(zhì)量比較好；4. 樁底沉渣少；5.渣土減少約1/5。1.一次性投入巨大， 1.0m每米售價約1.5萬；2.一種樁徑對應(yīng)一種套管，不適應(yīng)多樁型工地；3.國內(nèi)尚為形成規(guī)范或標(biāo)準，基于內(nèi)徑還是外徑？特

10、點套管對地層的支持和密封作用，徹底避免樁孔的坍塌、縮頸、擴徑等問題，避免了使用泥漿護壁造成的污染，同時創(chuàng)造良好的鉆進條件，形成的規(guī)范孔壁亦可提高樁的承載力。極軟地層施工工法1全套管工法優(yōu) 勢不 足1.施工范圍廣，適應(yīng)性強；2.環(huán)保，現(xiàn)全套管工法振動錘驅(qū)動器搓管機全回轉(zhuǎn)極軟地層施工工法1全套管工法振動錘驅(qū)動器搓管機全回轉(zhuǎn)極軟地層施工工法1 1.振動錘下套管+旋挖鉆孔振動錘下套管是目前去套管工法應(yīng)用最為成熟最為高效的方式，具體優(yōu)勢如下：1、套管外徑不受限制，從零點幾米到數(shù)米之間；2、適應(yīng)靜漿護壁難度較大的深厚淤泥、流砂、粉砂、小粒徑卵礫石層；3、施工效率高，尤其在淤泥、流砂地層，30米套管無論下或

11、拔往往均可在半小時內(nèi)就可完成；4、特別適宜軟地層大樁、深樁及水上樁基礎(chǔ)施工；5、國內(nèi)中小型振動錘市場已成熟，銷售價格及租賃較為合理，1.0米左右樁徑使用的振動錘市場售價約30-50萬元，租賃價格每月約2萬元；極軟地層施工工法1 1.振動錘下套管+旋挖鉆孔振動錘下套管是目前去套管工法應(yīng)用2.旋挖套管驅(qū)動器下套管+旋挖鉆機鉆孔旋挖鉆機帶動套管驅(qū)動器是目前全套管工法中應(yīng)用最為廣泛也是成本最為經(jīng)濟的一種，是歐美等發(fā)達國家的主流施工工藝。其優(yōu)勢表現(xiàn)如下：1、配套簡單，僅需要添加與動力頭相配的套管驅(qū)動器、相應(yīng)直徑的驅(qū)動花筒即可，12萬元就能購買上述裝備；2、完全依靠旋挖鉆機動力驅(qū)動套管，可實現(xiàn)鉆孔和下套管

12、同步進行，提高施工效率；3、對于碎石、漂石地層可先使用鉆頭處理石塊后套管再跟進，因此，旋挖鉆機驅(qū)動套管適應(yīng)地層比振動錘更廣；4、有鉆機桅桿作為導(dǎo)向，因此所下套管的豎直度較好；劣勢：1、旋挖鉆機比起振動錘等其它專用下套管設(shè)備在扭矩和加壓力方面都較小，因此驅(qū)動套管的直徑和深度都較為有限，以SR280為例，1.0米左右樁徑，一般驅(qū)動深度為30米以內(nèi)，目前最高紀錄是0.8米直徑套管，驅(qū)動52米深度；2、由于受鉆機結(jié)構(gòu)限制，每節(jié)套管的長度一般在4米左右，施工過程中要經(jīng)常連接套管，耗費一定的時間，同時鉆桿的鉆深也受到一定的影響；3、使用旋挖鉆機拔套管的能力也較為有限，為安全起見往往需要配置拔管器或搓管機輔

13、助拔管；極軟地層施工工法12.旋挖套管驅(qū)動器下套管+旋挖鉆機鉆孔旋挖鉆機帶動套管驅(qū)動器3.搓管鉆機下套管+旋挖鉆機鉆孔搓管機驅(qū)動全套管工法在俄羅斯及我國部分地區(qū)均有應(yīng)用，包括寶峨、土力等國際品牌旋挖鉆機均可配置搓管機進行全套管施工。其優(yōu)勢表現(xiàn)如下：1、搓管機可由旋挖鉆機底盤或獨立液壓泵站提供動力，扭矩和加壓力均可達到百噸以上，具備極強的下套管能力；2、搓管機可下1.5-2.0米的大直徑的套管，且可驅(qū)動套管具備切割漂石、硬巖的能力；3、搓管機配置變徑卡盤可驅(qū)動多種直徑的套管，同時具備極強的拔管能力；4、搓管機動力主要由幾組油缸提供，因此造價適中，100萬元左右；劣勢：1、移動定位較為不便；2、套

14、管豎直度還不能精確保證；3、如果與旋挖鉆機配合使用，鉆機閑置時間較長，不太適合國內(nèi)市場高效施工的要求；極軟地層施工工法13.搓管鉆機下套管+旋挖鉆機鉆孔搓管機驅(qū)動全套管工法在俄羅斯4.全回轉(zhuǎn)鉆機下套管+旋挖鉆機鉆孔全回轉(zhuǎn)鉆機驅(qū)動全套管工法在在日本、臺灣、香港等發(fā)達地區(qū)樁基施工中有廣泛應(yīng)用，目前能生產(chǎn)全套管鉆機的國內(nèi)僅一家企業(yè)，其它均為日本企業(yè)，全回轉(zhuǎn)套管工法在日本被稱為超級工法或萬能工法。其優(yōu)勢表現(xiàn)如下：1、與搓管機相似，鉆機具備數(shù)百噸的扭矩和加壓力，同時帶動套管進行360度回轉(zhuǎn)樁徑，因此鉆進更有效且高效；2、全回轉(zhuǎn)鉆機可下3.0米以內(nèi)的各種直徑的套管，深度可達100米以上，且可驅(qū)動套管具備切

15、割漂石、硬巖的能力，適合鉆進任何復(fù)雜地層；3、全回轉(zhuǎn)鉆機可保障較高的豎直度，豎直度可達2/1000；劣勢：1、體積大重量重，移動定位較為不便，必須有其它大型設(shè)備配合移動定位；2、單臺設(shè)備成本高，一般需要500-1000萬元，一般工程交難以接受；極軟地層施工工法14.全回轉(zhuǎn)鉆機下套管+旋挖鉆機鉆孔全回轉(zhuǎn)鉆機驅(qū)動全套管工法在5.全套管施工中的主要配件極軟地層施工工法15.全套管施工中的主要配件極軟地層施工工法1（1）旋挖截齒筒鉆或者牙輪配合嵌巖雙底撈沙鉆頭極硬地層施工工法2（1）旋挖截齒筒鉆或者牙輪配合嵌巖雙底撈沙鉆頭極硬地層施工工（2）旋挖截齒筒鉆或者牙輪筒鉆直接取芯極硬地層施工工法2（2）旋挖

16、截齒筒鉆或者牙輪筒鉆直接取芯極硬地層施工工法2（3）旋挖配螺旋鉆頭配合嵌巖雙底撈沙鉆頭入巖極硬地層施工工法2（3）旋挖配螺旋鉆頭配合嵌巖雙底撈沙鉆頭入巖極硬地層施工工法(4)入巖型模式探索1）氣動潛孔錘入巖技術(shù)采用小口徑潛孔錘在硬巖表面進行密集鉆孔，類似打成蜂窩煤狀，通過小孔讓巖石的天然裂隙相互貫通，旋挖鉆機再使用大口徑鉆頭進行破碎，以降低深厚硬巖施工的難度、提高施工效率；極硬地層施工工法2(4)入巖型模式探索1）氣動潛孔錘入巖技術(shù)極硬地層施工工法22）旋挖鉆機裝配氣動潛孔錘入巖技術(shù)：極硬地層施工工法22）旋挖鉆機裝配氣動潛孔錘入巖技術(shù)：極硬地層施工工法2旋挖鉆機裝配氣動潛孔錘入巖施工案例：極

17、硬地層施工工法2旋挖鉆機裝配氣動潛孔錘入巖施工案例：極硬地層施工工法23）中掘鉆機+氣動潛孔錘入巖技術(shù)：極硬地層施工工法23）中掘鉆機+氣動潛孔錘入巖技術(shù)：極硬地層施工工法24）旋挖鉆機+液壓破碎錘入巖技術(shù)：極硬地層施工工法24）旋挖鉆機+液壓破碎錘入巖技術(shù)：極硬地層施工工法2一.回填土層地質(zhì)特點 回填土層全國各地均有分布，尤其重慶四川等地區(qū)此類工程較多，深度從幾米到幾十米不等。成分雜亂不一，主要由粘性土、砂或碎石組成，偶爾會遇到夾雜建筑垃圾、生活垃圾或工業(yè)廢料等情況。由于其特殊的地質(zhì)特點導(dǎo)致在鉆進過程中，效率低，孔壁不穩(wěn)定，極易出現(xiàn)塌孔、斜孔、漏漿等現(xiàn)象?；靥钔恋貙邮┕すし?一.回填土層地質(zhì)

18、特點 回填土層全國各地均有分布，尤常見處理方法1：塌孔處回填低標(biāo)號砂漿回填土地層施工工法3常見處理方法1：塌孔處回填低標(biāo)號砂漿回填土地層施工工法3初凝后重新鉆進回填土地層施工工法3初凝后重新鉆進回填土地層施工工法3常見處理方法2:護筒跟進器跟進長護筒提鉆或下鉆狀態(tài)鉆進狀態(tài)回填土地層施工工法3常見處理方法2:護筒跟進器跟進長護筒提鉆或下鉆狀態(tài)鉆進狀態(tài)回施工效果：回填土地層施工工法3施工效果：回填土地層施工工法3常見處理方法3:回填后二次成孔回填土地層施工工法3常見處理方法3:回填后二次成孔回填土地層施工工法3處理后效果：回填土地層施工工法3處理后效果：回填土地層施工工法3 碎、卵石土主要由顆粒大

19、小不均、形狀不規(guī)則、風(fēng)化程度各異的巖石碎屑或石英、長石等原生礦物組成，呈單粒結(jié)構(gòu)及塊石狀和假斑狀構(gòu)造，具有孔隙大、透水性強、壓縮性低、抗剪強度大等特點。 地基承載力范圍根據(jù)碎、卵石層密實度不同約在350700KPa之間。其具體的工程地質(zhì)特征又與顆粒間的填充物有直接的關(guān)系，填充物主要有粘土或砂兩類。碎卵石層卵石地層施工工法4 碎、卵石土主要由顆粒大小不均、形狀不規(guī)則、風(fēng)化程鉆桿：碎卵石地層鉆桿的選擇要根據(jù)持力層的承載力和樁的設(shè)計情況確定；一般選擇機鎖式鉆桿施工，個別承載力低且樁徑較小的工程也可選擇摩擦桿。鉆頭：鉆頭是影響施工效率的關(guān)鍵因素，鉆頭的選擇要針對地層的不同而不同，另外，對鉆齒的選擇，包

20、括齒形的選擇、數(shù)量的確定、角度的設(shè)計，是保證鉆進輕便高效的前提。 經(jīng)實踐證明，在碎石地層，小直徑顆?？墒褂媒佚X雙底撈砂斗高效鉆進；在顆粒中等以上的地層，短螺旋鉆斗、嵌巖筒鉆、雙層嵌巖筒鉆或三層筒鉆配合鉆進，可發(fā)揮很好的效果；遇到大粒徑的碎石橫在底時，可用螺旋松動后帶出，或使用嵌巖筒鉆帶出，若在筒鉆內(nèi)增加楔斷器，更有利于大巖塊被鉆筒內(nèi)壁卡緊。鉆機配置卵石地層施工工法4鉆桿：碎卵石地層鉆桿的選擇要根據(jù)持力層的承載力和樁的設(shè)計情況鉆進工藝小粒徑碎卵石鉆進工藝中等粒徑卵、碎石鉆進工藝碎卵石地層鉆進防漏漿塌孔技術(shù)塊石、漂石鉆進工藝卵石地層施工工法4鉆進工藝小粒徑碎卵石鉆進工藝中等粒徑卵、碎石鉆進工藝碎卵

21、石地小粒徑碎卵石鉆進工藝寶峨齒高裙邊周邊截齒輔助先行切削斗式鉆頭鉆進小粒徑卵石層概況特制斗式鉆頭卵石地層施工工法4小粒徑碎卵石鉆進工藝斗式鉆頭鉆進小粒徑卵石層概況特制斗式鉆頭中等粒徑卵、碎石鉆進工藝采用全新的鉆進思路“擠密”根據(jù)卵、碎石粒徑定制內(nèi)、外筒內(nèi)高外低，有效減少鉆進阻力雙層筒鉆雙層筒鉆鉆進中等粒徑卵石場景卵石地層施工工法4中等粒徑卵、碎石鉆進工藝雙層筒鉆雙層筒鉆鉆進中等粒徑卵石場景采用全新的鉆進思路“擠密”筒式結(jié)構(gòu)有效減少偏孔根據(jù)塊石粒徑定制筒徑筒鉆筒鉆撈取塊石、漂石場景塊石、漂石鉆進工藝卵石地層施工工法4筒鉆筒鉆撈取塊石、漂石場景塊石、漂石鉆進工藝卵石地層施工工法靜漿護壁方式長護筒護壁回填粘土擠密孔壁碎卵石地層鉆進防漏漿塌孔技術(shù)卵石地層施工工法4靜漿護壁方式長護筒護壁回填粘土擠密孔壁碎卵石地層鉆進防漏漿塌1.長護筒護壁卵石地層施工工法41.長護筒護壁卵石地層施工工法42.泥漿護壁卵石地層施