冲击反循环钻机施工特点浅析.doc

冲击反循环钻机施工特点浅析随着高层建筑、公路、铁路、桥涵工程的发展对基础工程的施工要求也越来越高考虑建筑的载荷和工程地质状况、目前较大一部分工程桩基的施工要穿过第四系土层、卵石层等复杂地层并将桩基础的持力层设计在基体岩石上提高单桩承载力同时也给桩基础施工提出了更高的要求在回转钻机施工成本高又无法满足卵砾石、漂石、块石、基岩、施工难度大易坍孔的情况下20世纪90年代中期桩机制造厂为适应市场要求研制开发了冲击反循环钻机满足桩基工程施工要求。1设备的主要技术参数及性能以济南山东探矿机械厂生产的CJF—12型和CJF—型为例的冲击反循环钻机。CJF—12型冲击反循环钻机冲击频率40次/min主副卷扬提升能力为30kN电动机功率45kW不含反循环6BS泵。冲击钻头重量4t钻头为整体铸造耐冲击、冲击量大、钻进效率高适应于反循环冲击直径为800～1500mm桩。CJF—20型冲击反循环钻机。主副卷扬机提升能力50kN最大钻机直径为2.0m钻孔深度为80m卷扬冲程1.5～3.0m冲击频率46次/min主要机功率75kW反循环泵组为3PNL和6BS泵可配液压步履纵横移位其钻头除冲击尖头为耐磨材料外其余为50mm以上钢板焊制而成也可配备多种规格钻头此系列冲击反循环钻机适用于卵砾石、胶结卵砾石和嵌岩等复杂的基础工程施工广泛应用于桥梁钻孔灌注桩地下连续墙基础工程。2施工工艺冲击反循环破碎入岩工艺的破碎机理是利用冲击钻头对岩石进行较高频率的冲击使岩石产生破碎然后利用反循环排渣方式及时将破碎岩屑第一时间排出孔外。冲击钻头由两根钢绳平衡连接无论起、下钻都非常方便大大缩短了辅助时间。因此冲击反循环钻头是冲击钻进的主要工具其结构的合理与否直接影响到钻进效率和质量。在冲击钻进过程中关键是冲击和吸渣量是否匹配也是确保孔壁稳定正常钻进最基本最重要条件。在钻进过程中吸渣工作应根据钻进地层和情况而定不应过量汲渣以免造成孔壁失稳坍孔。发生埋钻事故。另外在冲击过程中必须经常检查钢丝绳的磨损情况以及转向装置的灵活性和连接的牢固性以防磨断或因转向不灵而扭断钢丝绳发生掉钻事故。根据地质情况钻头出量研磨材料提钻时要应经常检查一般地层每小班至少提钻一次检查复杂地层提钻头次数要增加往往钻头底量和外出量在砂卵石和基岩中磨损严重所以应及时进行修补这样就增加了修补钻头的铺助时间降低了纯钻进冲击时间又减少了修补钻头的辅助时间再则在提升钻头时要小心谨慎尤其是在快到护筒底部将钻头慢慢提起防止碰撞孔口护筒以免造成护筒底部坍孔或护筒错位或变形事故。3冲击反循环钻机与回转钻机在施工过程中的优缺点我公司历年来都是采用正循环回转钻机施工1999年后从山东探矿厂购置了冲击反循环钻机。通过甬台温高速公路乐清湾高架桥芜湖清水河特大桥郑州市郑上路—西三环立交桥福建福宁高速霞浦段包括目前在施工的钱江四桥南桩基等工程施工及特点。根据已施工的工程不同的地层、不同的区域但钻进口径相同来对比发现冲击反循环与回转正循环各有各的优点一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时通过小班报钻孔记录报表取各程平均数据分析回转钻机要比冲击反循环钻机施工快1.2倍且因冲击反循环钻机自重大搬迁困难、时间长等因素在土层中施工不如回转正循环钻机快但在卵砾石层、基岩施工中冲击反循环钻进明显比回转钻机要快3倍一般5cm以下砾石要快2倍以上5～10cm砾石要快3倍以上而且冲击反循环钻进5级以下的岩石钻进速度比回转钻进要快5～6倍从上述情况分析来看冲击反循环在施工复杂地层即卵石层嵌岩钻孔桩成孔速度上优点明显尤其在一些丘陵山区地带较为适用优越性更加显着。如:福建福宁高速霞浦段就是一个典型的例子整个桩成孔时间比回转钻机快3倍以上。对桩孔成型方面冲击反循环施工孔径一般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工时为防止坍孔仍然采用正循环冲击钻进但易缩径但桩的垂直度比较好。在卵、砾石层施工中都采用冲击反循环钻进由于冲击力较大容易坍孔充盈系数偏大根据我公司已施工的几个工程数据表明在回转钻机进段的平均充盈系数为1.15;而冲击反循环钻进段的充盈系数则为1.25在土层中的充盈系数冲击和回转基本接近在1.1。在成本消耗方面:在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工冲击反循环的成本消耗要比回转钻机消耗大主要冲击钻机动力功率大、耗电量高。再则钢丝绳消耗大因冲击耗绳、自身重量大搬迁运输成本大等但在卵、砾石层、漂石、块石、基岩施工中冲击钻进效率高而回转钻机研磨材料消耗大钻进速度慢成孔周期长成本比冲击钻进大5倍以上如遇大漂石、大块石、硬度较高的花岗岩回转钻机是无法钻进只用冲击反循环钻机来完成。在环境影响方面冲击反循环钻进振动对周围环境影响比回回转钻进要大特别是冲击下部坚硬基础岩面时