專利名稱：旋挖鉆孔機靜態(tài)泥漿護壁鉆進成孔法施工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋挖鉆孔機的一種靜態(tài)泥漿護壁鉆進成孔法施工工藝，旋挖鉆孔機具有功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活，施工效率高及多功能特點。旋挖鉆孔機適應(yīng)我國大部分地區(qū)的土壤地質(zhì)條件，使用范圍廣，基本可滿足橋梁建設(shè)，高層建筑地基礎(chǔ)等工程的使用.特別是適用于旋挖鉆孔機的松散易坍塌、有地下水分布、孔壁不穩(wěn)定的地層的成孔作業(yè)工程。
背景技術(shù)：
旋挖鉆孔機是一種適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)的施工機械，廣泛用于市政建設(shè)、公路橋梁、高層建筑等地基礎(chǔ)施工工程。旋挖鉆孔機的施工工藝規(guī)范至今國內(nèi)外尚無上級標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，目前國內(nèi)旋挖鉆孔機的旋挖鉆進成孔工藝是旋挖成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉(zhuǎn)破碎巖土，并直接將其裝入鉆頭內(nèi)，然后再由旋挖鉆孔機提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取土卸土，直至鉆至設(shè)計深度。然而旋挖鉆孔機在對松散易坍塌地層、有地下水分布地層、孔壁不穩(wěn)定的地層施工時目前多采用人工經(jīng)驗施工法，其缺點是施工起來非常不方便，旋挖鉆孔機易出現(xiàn)各種故障，而且在成孔時也易出現(xiàn)各種成孔的故障，造成旋挖鉆孔機自身部件的損壞，不僅影響了工程進度，而且會造成很大的經(jīng)濟損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種施工方便，施工工藝可靠，保證旋挖鉆孔機在對松散易坍塌地層、有地下水分布地層、孔壁不穩(wěn)定的地層施工時無故障的旋挖鉆孔機靜態(tài)泥漿護壁鉆進成孔法施工工藝。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的該施工工藝主要由場地布置工藝、樁位放樣工藝、路面及障礙物鑿除工藝、挖護筒工藝、探管工藝、鉆孔就位工藝、埋設(shè)護筒工藝、復(fù)驗樁位工藝、泥漿攪拌參數(shù)測定工藝、鉆渣清運工藝、鉆機鉆孔深工藝、孔深孔徑驗收工藝、交付工藝組成。場地布置工藝是根據(jù)設(shè)計要求合理布置施工場地，先平整場地、清除雜物、換除軟土、夯打密實。在進行場地整平后，組織有資格的測量放樣人員，將所有樁位放出，釘好十字保護樁，做好測量復(fù)核，并記錄放樣數(shù)據(jù)備案；規(guī)劃行車路線時，使便道與鉆孔位置保持一定的距離，以免影響孔壁穩(wěn)定；施工場地為旱地而且在施工期間地下水位在原地面以下時，將場地平整夯實，清除雜物；場地位于淺水時，采用筑島后在頂面安裝旋挖鉆孔機，筑島頂面高出施工水位1.0m左右；旋挖鉆孔機底盤不宜直接置于不堅實的填土上，以免產(chǎn)生不均勻沉陷；樁位放樣工藝是按“從整體到局部的原則”進行樁基的位置放樣，進行鉆孔的標(biāo)高放樣時，應(yīng)及時對放樣的標(biāo)高進行復(fù)核。采用全站儀準(zhǔn)確放樣各樁點的位置，使其誤差在規(guī)范要求內(nèi)。路面及障礙物鑿除工藝是對要挖的放樣樁位進行鉆孔前的清理，對要挖的地層較硬時進行鉆孔前的鑿除。挖護筒工藝是在路面及障礙物鑿除工藝后對放樣樁位先挖放入護筒的坑體。探管工藝是在鉆孔前應(yīng)先查閱施工的城區(qū)地下管線規(guī)劃。鉆孔就位工藝是事先檢查旋挖鉆孔機的性能狀態(tài)是否良好，保證旋挖鉆孔機工作正常。埋設(shè)鋼筒工藝是在準(zhǔn)確放樣的前提下埋設(shè)護筒，埋設(shè)護筒的方法和要求，應(yīng)符合JTJ041-89的規(guī)定。如果鉆孔是在陸地上進行的，則一般采用挖坑法，比較簡單易行。鋼護筒埋設(shè)工作是旋挖旋挖鉆孔機施工的開端，鋼護筒平面位置與垂直度應(yīng)準(zhǔn)確，鋼護筒周圍和護筒底腳應(yīng)緊密，不透水。埋設(shè)鋼護筒時應(yīng)通過定位的控制樁放樣，把旋挖鉆孔機鉆孔的位置標(biāo)于坑底。再把鋼護筒吊放進坑內(nèi)，找出鋼護筒的圓心位置，用十字線在鋼護筒頂部或底部，然后移動鋼護筒，使鋼護筒中心與旋挖鉆孔機鉆孔中心位置重合。同時用水平尺或垂球檢查，使鋼護筒堅直。此后即在鋼護筒周圍對稱地、均勻地回填最佳含水量的粘土，要分層夯實，達到最佳密實度。以保證其垂直度及防止泥漿流失及位移、掉落，如果護筒底土層不是粘性土，應(yīng)挖深或換土，在坑底回填夯實300-500mm厚度的粘土后，再安放護筒，以免護筒底口處滲漏塌方，夯填時要防止鋼護筒偏斜。護筒上口應(yīng)綁扎木方對稱吊緊，防止下竄。鋼護筒的制作及埋設(shè)的原則長度4m以內(nèi)的鋼護筒，采用厚4～6mm的鋼板制作，長度大于4m的鋼護筒，采用厚6～8mm鋼板制作；鋼護筒埋置較深時，采用多節(jié)鋼護筒連接使用，連接形式采用焊接，焊接時保證接頭圓順，同時滿足剛度、強度及防漏的要求；鋼護筒的內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑，具體尺寸按設(shè)計要求選用；鋼護筒埋設(shè)深度應(yīng)滿足設(shè)計及有關(guān)規(guī)范要求。若樁孔在河流中，應(yīng)將鋼護筒埋置至較堅硬密實的土層中深0.5m以上；鋼護筒頂高出施工水位或地下水位1.5-2.0m，并高出施工地面0.3m；鋼護筒埋設(shè)前，先準(zhǔn)確測量放樣，保證鋼護筒頂面位置偏差不大于5cm，埋設(shè)中保證鋼護筒斜度不大于1％；埋設(shè)鋼護筒前，采用較大口徑的鉆頭先預(yù)鉆至護筒底的標(biāo)高位置后，提出鉆斗且用鉆斗將鋼護筒壓入到預(yù)定位置。用粗顆粒土回填護筒外側(cè)周圍，回填密實。復(fù)驗樁位工藝是在樁位開挖時對放樣的樁位復(fù)驗，達到合格。泥漿攪拌參數(shù)測定工藝是采用制備泥漿作為樁孔護壁，泥漿過稀時不能浮碴影響鉆進，過稠時泥漿附在孔壁和鋼筋上，影響樁基混凝土的質(zhì)量。制備的泥漿應(yīng)滿足下表的要求
工程泥漿性能指標(biāo)見表

鉆渣清運工藝是鉆渣及時清理到指定的區(qū)域。當(dāng)鉆斗被旋轉(zhuǎn)擠壓充滿鉆渣后，將其提出地表，裝入棄渣車。鉆機鉆孔深工藝是需泥漿護壁；旋挖鉆孔機鉆孔施工時，將鑰匙開關(guān)打到電源檔，旋挖鉆孔機的顯示器顯示旋挖鉆孔機標(biāo)記畫面，按任意鍵進入工作畫面。先進行旋挖鉆孔機的鉆桅起立桅及調(diào)垂，即首先將旋挖鉆孔機移到鉆孔作業(yè)所在位置，旋挖鉆孔機的顯示器顯示桅桿工作畫面。從桅桿工作畫面中可實時觀察到桅桿的X軸、Y軸方向的偏移。操作旋挖鉆孔機的電氣手柄將桅桿從運輸狀態(tài)位置起升到工作狀態(tài)位置，在此過程中，旋挖鉆孔機的控制器通過采集電氣手柄及傾角傳感器信號，通過數(shù)學(xué)運算，輸出信號驅(qū)動液壓油缸的比例閥實現(xiàn)閉環(huán)起立桅控制。實現(xiàn)桅桿平穩(wěn)同步起立桅。同時采集限位開關(guān)信號，對起立桅過程中鉆桅左右傾斜角度進行保護。在鉆孔作業(yè)之前需要對桅桿進行定位設(shè)置，一般情況下，做直孔作業(yè)，所以需要對桅桿進行調(diào)垂。調(diào)垂可分為手動調(diào)垂、自動調(diào)垂兩種方式。在桅桿相對零位±5°范圍內(nèi)才可通過顯示器上的自動調(diào)垂按鈕進行自動調(diào)垂作業(yè)；而桅桿超出相對零位±5°范圍時，只能通過顯示器上的點動按鈕或左操作箱上的電氣手柄進行手動調(diào)垂工作。在調(diào)垂過程中，操作人員可通過顯示器的桅桿工作界面實時監(jiān)測桅桿的位置狀態(tài)，使桅桿最終達到作業(yè)成孔的設(shè)定位置。在施工過程中，有時也需要斜孔作業(yè)。操作人員需要通過顯示器上的自動定位按鈕進行自設(shè)定零位，然后再進行相同的調(diào)垂操作。靜態(tài)泥漿護壁鉆進成孔法施工鉆孔時通過顯示器按鈕直接進入主工作界面，然后進行鉆孔作業(yè)。鉆孔時先將鉆斗著地，通過顯示器上的清零按鈕進行清零操作，記錄鉆機鉆頭的原始位置，此時，顯示器顯示鉆孔的當(dāng)前位置的條形柱和數(shù)字，操作人員可通過顯示器監(jiān)測鉆孔的實際工作位置、每次進尺位置及孔深位置，從而操作鉆孔作業(yè)。在作業(yè)過程中，操作人員可通過主界面的三個虛擬儀表的顯示——動力頭壓力、加壓壓力、主卷壓力，實時監(jiān)測液壓系統(tǒng)的工作狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)開孔，以鉆頭自重并加壓作為鉆進動力，一次進尺短條形柱顯示當(dāng)前鉆頭的鉆孔深度，長條形柱動態(tài)顯示鉆頭的運動位置，孔深的數(shù)字顯示此孔的總深度。當(dāng)鉆斗被旋轉(zhuǎn)擠壓充滿鉆渣后，將其提出地表，操作回轉(zhuǎn)操作手柄使機器轉(zhuǎn)到棄渣車的位置，將鉆渣裝入棄渣車，完畢后，通過操作顯示器上的自動回位對正按鈕機器自動回到鉆孔作業(yè)位置，或通過手動操作回轉(zhuǎn)操作手柄使機器手動回到鉆孔作業(yè)位置。此工作狀態(tài)可通過顯示器的主界面中的回位標(biāo)識進行監(jiān)視。旋轉(zhuǎn)開孔后，以鉆頭自重并加壓作為鉆進動力。當(dāng)鉆斗被旋轉(zhuǎn)擠壓充滿鉆渣后，將其提出地表，裝入棄渣車，同時觀察監(jiān)視并記錄鉆孔地質(zhì)狀況。地質(zhì)情況記錄工藝是地質(zhì)情況記錄按相應(yīng)的地質(zhì)的相關(guān)的表記錄；旋挖鉆孔機鉆進施工時及時填寫《鉆孔記錄表》，主要填寫內(nèi)容為工作項目，鉆進深度，鉆進速度，及孔底標(biāo)高；《鉆孔記錄表》由專人負(fù)責(zé)填寫，交接班時應(yīng)有交接記錄；根據(jù)旋挖鉆孔機鉆孔鉆進速度的變化和土層取樣認(rèn)真做好地質(zhì)情況記錄，繪制孔樁地質(zhì)剖面圖，每處孔樁必須備有土層地質(zhì)樣品盒，在盒內(nèi)標(biāo)明各樣品在孔樁所處的位置和取樣時間；旋挖鉆孔機孔樁地質(zhì)剖面圖與設(shè)計不符時及時報請監(jiān)理現(xiàn)場確認(rèn)，由設(shè)計單位確定是否進行變更設(shè)計；鉆孔時要及時清運孔口出渣，避免妨礙鉆孔施工、污染環(huán)境；鉆孔達到預(yù)定鉆孔深度后，提起鉆桿，用測量孔深及虛土厚度(虛土厚度等于鉆深與孔深的差值)?？咨羁讖津炇展に囀浅煽走_到設(shè)計標(biāo)高后，對孔深、孔徑、孔壁、垂直度等進行檢查，不合格時采取措施處理。成孔檢查方法根據(jù)孔徑的情況來定，當(dāng)鉆孔為干孔時，可用重錘將孔內(nèi)的虛土夯實，采用直接用測繩及測孔器測，若孔內(nèi)存在地下水，可采用泵吸反循環(huán)抽漿的方法清孔，則采用水下灌注混凝土施工的方法進行鉆孔的測孔工作，清孔時合理控制泥漿的粘度與含砂率；經(jīng)質(zhì)量檢查合格的樁孔，及時灌注混凝土。清渣工藝是孔樁施工時，保證成樁質(zhì)量的重要一環(huán)，通過清孔確保樁孔的質(zhì)量指標(biāo)、孔底沉渣厚度、循環(huán)液中含鉆渣量和孔壁泥垢等符合樁孔質(zhì)量要求，采用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進技術(shù)的清孔方法為樁孔終孔后，將鉆具提高20～50cm，采用大泵量泵入性能指標(biāo)符合要求的新泥漿，并維持正循環(huán)30min以上，直到清除孔底沉渣且使孔壁泥質(zhì)、泥漿含砂量小于4％為止。工程樁孔因有較厚的松散易坍土層，清孔后不能立即終孔，而在孔內(nèi)下入鋼筋籠，安裝好灌漿導(dǎo)管后施行二次清孔作業(yè)，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保證砼成柱質(zhì)量。交付工藝是對每一個孔驗收合格后，交付驗收。
本發(fā)明的優(yōu)點是規(guī)范了旋挖鉆孔機在對粘結(jié)性好的巖土層施工工藝，特別是旋挖鉆孔機松散易坍塌地層、有地下水分布地層、孔壁不穩(wěn)定的地層的成孔作業(yè)工程的場合，代替了傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗施工法。在成孔過程中需要泥漿護壁，由于該施工工藝的工藝合理，故大大簡化了旋挖鉆孔機的傳統(tǒng)的施工工藝，工程運行成本大為降低。
下面結(jié)合附圖及實施例作進一步說明。


圖1是本發(fā)明的一個實施例工藝結(jié)構(gòu)圖。
圖中1.場地布置工藝；2.樁位放樣工藝；3.路面及障礙物鑿除工藝；4.挖護筒工藝；5.探管工藝；6.鉆孔就位工藝；7.埋設(shè)護筒工藝8.復(fù)驗樁位工藝；9.泥漿攪拌參數(shù)測定工藝；10.鉆渣清運工藝；11.鉆機鉆孔深工藝；12.孔深孔徑驗收工藝；13.交付工藝具體工藝實施方式旋挖鉆孔機的靜態(tài)泥漿護壁鉆進成孔法施工工藝施工時首先進行場地布置工藝(1)，場地布置工藝(1)完畢后進行樁位放樣工藝(2)，樁位放樣工藝(2)后進行路面及障礙物鑿除工藝(3)，路面及障礙物鑿除工藝(3)完畢后進行挖護筒工藝(4)，挖護筒工藝(4)完畢后進行探管工藝(5)，探管工藝(5)完畢后進行鉆孔就位工藝(6)，鉆孔就位工藝(6)完畢后進行埋設(shè)護筒工藝(7)，埋設(shè)護筒工藝(7)完畢后進行復(fù)驗樁位工藝(8)，復(fù)驗樁位工藝(8)完畢后進行泥漿攪拌參數(shù)測定工藝(9)，泥漿攪拌參數(shù)測定工藝(9)完畢后進行鉆渣清運工藝(10)，鉆渣清運工藝(10)完畢后進行鉆機鉆孔深工藝(11)，鉆機鉆孔深工藝(11)完畢后進行孔深孔徑驗收工藝(12)，孔深孔徑驗收工藝(12)完畢后進行交付工藝(13)。
權(quán)利要求
1.一種旋挖鉆孔機靜態(tài)泥漿護壁鉆進成孔法施工工藝，由場地布置工藝、樁位放樣工藝、路面及障礙物鑿除工藝、挖護筒工藝、探管工藝、鉆孔就位工藝、埋設(shè)護筒工藝、復(fù)驗樁位工藝、泥漿攪拌參數(shù)測定工藝、鉆渣清運工藝、鉆機鉆孔深工藝、孔深孔徑驗收工藝、交付工藝組成，其特征是施工時首先進行場地布置工藝，完畢后進行樁位放樣工藝，完畢后進行路面及障礙物鑿除工藝，完畢后進行挖護筒工藝，完畢后進行探管工藝，完畢后進行鉆孔就位工藝，完畢后進行埋設(shè)護筒工藝，完畢后進行復(fù)驗樁位工藝，完畢后進行泥漿攪拌參數(shù)測定工藝，完畢后進行鉆渣清運工藝，完畢后進行鉆機鉆孔深工藝，完畢后進行孔深孔徑驗收工藝，完畢后進行交付工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋挖鉆孔機靜態(tài)泥漿護壁鉆進成孔法施工工藝，其特征是泥漿攪拌參數(shù)測定工藝中的制備的泥漿應(yīng)滿足下表的要求工程泥漿性能指標(biāo)見表
全文摘要
一種旋挖鉆孔機靜態(tài)泥漿護壁鉆進成孔法施工工藝，該旋挖鉆孔機靜態(tài)泥漿護壁鉆進成孔法施工工藝主要由場地布置工藝、樁位放樣工藝、路面及障礙物鑿除工藝、挖護筒工藝、探管工藝、鉆孔就位工藝、埋設(shè)護筒工藝、復(fù)驗樁位工藝、泥漿攪拌參數(shù)測定工藝、鉆渣清運工藝、鉆機鉆孔深工藝、孔深孔徑驗收工藝、交付工藝組成，該施工工藝施工時首先進行場地布置工藝，完畢后進行樁位放樣工藝，進行路面及障礙物鑿除工藝，完畢后進行挖護筒工藝，完畢后進行探管工藝，完畢后進行鉆孔就位工藝，完畢后進行埋設(shè)護筒工藝，完畢后進行復(fù)驗樁位工藝，完畢后進行泥漿攪拌參數(shù)測定工藝，完畢后進行鉆渣清運工藝，完畢后進行鉆機鉆孔深工藝，完畢后進行孔深孔徑驗收工藝，完畢后進行交付工藝。該工藝具有代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工經(jīng)驗施工法，在成孔過程中需泥漿護壁，在旋挖鉆進過程中，鉆頭往返于孔底與地表之間，施工工藝的工藝合理，操作方便，簡化了旋挖鉆孔機的傳統(tǒng)的施工工藝，工程運行成本大為降低等特點。
文檔編號E02F5/20GK1844589SQ20051006543
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者張啟君 申請人:張啟君