三一旋挖钻机特殊地层施工工法-课件

1、三一重机2015年4月18日三一旋挖钻机特殊地层施工工法三一重机三一旋挖钻机特殊地层施工工法 目 录极软地层施工工法极硬地层施工工法溶洞地层施工工法卵石地层施工工法回填土层施工工法12345液压扩底施工工法6 目 录极软地层施工工法极硬地层施工工法溶洞地层施工淤泥土外观一般呈灰黑、灰绿等暗淡颜色，或有臭味。力学上表现为软塑状态，具有高孔隙比、高含水率和高压缩性等特性，含水率多在50%以上，其抗剪强度极低，蠕变性强。淤泥类土多为近代滨海、湖泊、沼泽、河湾、废河道等地区沉积的一种特殊土类。沿海沉积分布较稳定，厚度较大。内陆湖盆地沉积的淤泥类土，沉积厚度较小，性质变化大。淤泥层极软地层施工工法1淤泥

2、土外观一般呈灰黑、灰绿等暗淡颜色，或有臭味。淤泥层极软地极软地层施工工法砂土是最常见的无粘性土，是指粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50的土。砂土一般颗粒较大，主要由石英、长石、云母等原生矿物组成。一般没有连结，呈单粒结构及伪层状构造，并有透水性强、压缩性低、压缩速度快等特点，通常中粗砂土的上述特征明显，且一般构成良好地基，但可能产生涌水或渗漏。细砂、粉砂土抗剪强度却较差，其工程性质也相对较差，特别是饱和细砂、粉砂土受振动后易液化。 。砂层1极软地层施工工法砂土是最常见的无粘性土，是指粒径大于2mm的施工事故成桩质量漏浆孔壁坍塌埋钻扩径、超方泥

3、浆含沙量高，灌注反浆慢沉渣过厚钻进问题极软地层施工工法1施工事故成桩质量漏浆孔壁坍塌埋钻扩径、超方泥浆含沙量高，灌注第一. 第二. 第三. 妥善的护壁方式：高质量泥浆护壁、长护筒穿越不稳定地层。钻具选择：双底捞砂斗带流水孔、使用锥形钻斗防止吸钻引起塌孔。正确的操作方式解决对策极软地层施工工法1第一. 第二. 第三. 妥善的护壁方式：高浓度泥浆护壁全回转钻机下套管套管旋挖直接下护筒钻机配驱动花筒下套管钻机配搓管机下套管极软地层施工工法1高浓度泥浆护壁全回转钻机下套管套管旋挖直接下护筒钻机配驱动花1.泥浆护壁极软地层施工工法11.泥浆护壁极软地层施工工法1公路桥涵施工技术规范JIJ0412000对

4、泥浆性能指标的要求极软地层施工工法1公路桥涵施工技术规范JIJ0412000对泥浆性能指标粘度测试含砂率测试比重测试极软地层施工工法1粘度测试含砂率测试比重测试极软地层施工工法1优势：初期投资小、自造泥浆护壁、钻孔下笼灌注功能集一身、软土层优势明显、观念深刻劣势：速度慢、工程局限性大、泥浆污染、满地的泥浆池电缆线、人力成本高涨、管理难度大回转钻机与旋挖钻对比优势极软地层施工工法1优势：初期投资小、自造泥浆护壁、钻孔下笼灌注功能集一身、软土冲击钻与旋挖钻对比优势优势：投资小、自造泥浆护壁、钻孔下笼灌注集一身、较硬地层有一定优势、操作和技术管理难度低劣势：速度慢、振动大、工期长、工程局限性大、泥浆

5、污染、人力成本高涨极软地层施工工法1冲击钻与旋挖钻对比优势优势：投资小、自造泥浆护壁、钻孔下笼灌优势：无污染、同时开孔、成本较低、占据某些人力成本低的地区市场劣势：安全隐患大、受法规制度影响大、工程局限大、人力成本高涨、队伍规模大人工挖孔与旋挖施工对比极软地层施工工法1优势：无污染、同时开孔、成本较低、占据某些人力成本低的地区市极软地层施工工法1极软地层施工工法1旋挖钻机成孔与冲击钻成本对比极软地层施工工法1旋挖钻机成孔与冲击钻成本对比极软地层施工工法11.摩擦钻杆：淤泥质土及砂土层的力学强度低，因此对钻机的功率和加压力的要求都不高，钻杆选用摩擦杆就能达到施工要求； 实际施工需要根据持力层的承

6、载力和力学强度选择钻杆。 2. 双底捞砂斗：对于中大直径的桩孔， 钻头选用双底双开门捞砂斗即可满足要求，对于直径小的孔可采用单开门双底土层捞砂斗，（注意增开流水孔）。3. 体开式钻斗：对于粘性较大，卸渣困难的小桩径淤泥地层可选择体开式钻头。2.钻杆配置：极软地层施工工法11.摩擦钻杆：淤泥质土及砂土层的力学强度低，因此对钻机的功率北京三一重机有限公司常规机型选配表极软地层施工工法1北京三一重机有限公司常规机型选配表极软地层施工工法1北京市三一重机有限公司新款C8机型选配表2014-北京桩机旋挖钻机型谱No14款新机型底盘钻径m(机锁/磨阻)钻深 m型号功率 kW1SR150C8SY150R(S

7、Y230R升级)125/五十铃1.5（42/53）2SR200C8SY200R(SY280R升级)183.9/五十铃1.8（46/58）3SR220C8SY260R(SY460R升级)250/三菱2.2（50/63）4SR250C82.3（50/63）5SR285RC8SY285R2.3（57.5/87.5）6SR315RC8SY315R310/五十铃2.5 （65/100）7SR360RC82.7（72/110）8SR385RC8SY380R360/五十铃3（76/116）9SR420RC8SY425R3.2（80/122）极软地层施工工法1北京市三一重机有限公司新款C8机型选配表2014-

8、北京桩机旋3.正确的操作方式：转速慢、提钻慢、放钻慢，出现缩颈情况时多次空转扫孔；为防止因渣屑粘糊包裹钻头侧壁造成吸钻和泄渣困难，每次钻深不要太大；每次提钻应尽量避免扰动下层原生土层，防止打滑；禁止一次钻进超深，造成埋钻。极软地层施工工法13.正确的操作方式：转速慢、提钻慢、放钻慢，出现缩颈情况时1. 优势：由于是孔内直接取土，土体含水量较小，渣土体积减少约1/5，外运较为方便；在环境保护方面效果比较好，避免了因泥浆带来的环境污染，施工现场较为整洁；孔和桩的质量比较好。因为孔内有套管支撑，不会导致孔壁坍塌，而且桩形及尺寸也比较容易控制；桩体含水量较少、桩底清理的效果也比一般的泥浆护壁桩要好很多

9、，而且能够节省混凝土材料；施工范围广，适应各类易坍塌地层及复杂岩层（如溶洞地质）。 2.不足一次性投入巨大，常规直径套管每米售价达1.5万元；一种桩径对应一种套管，不适宜桩径种类较多的工程；国内尚为形成规范或标准，基内径还是基外径尚无统一标准； 全套管工艺极软地层施工工法11. 优势：全套管工艺极软地层施工工法1全套管工法优 势不 足1.施工范围广，适应性强；2.环保，现场整洁，文明施工；3.孔和桩的质量比较好；4. 桩底沉渣少；5.渣土减少约1/5。1.一次性投入巨大， 1.0m每米售价约1.5万；2.一种桩径对应一种套管，不适应多桩型工地；3.国内尚为形成规范或标准，基于内径还是外径？特

10、点套管对地层的支持和密封作用，彻底避免桩孔的坍塌、缩颈、扩径等问题，避免了使用泥浆护壁造成的污染，同时创造良好的钻进条件，形成的规范孔壁亦可提高桩的承载力。极软地层施工工法1全套管工法优 势不 足1.施工范围广，适应性强；2.环保，现全套管工法振动锤驱动器搓管机全回转极软地层施工工法1全套管工法振动锤驱动器搓管机全回转极软地层施工工法1 1.振动锤下套管+旋挖钻孔振动锤下套管是目前去套管工法应用最为成熟最为高效的方式，具体优势如下：1、套管外径不受限制，从零点几米到数米之间；2、适应静浆护壁难度较大的深厚淤泥、流砂、粉砂、小粒径卵砾石层；3、施工效率高，尤其在淤泥、流砂地层，30米套管无论下或

11、拔往往均可在半小时内就可完成；4、特别适宜软地层大桩、深桩及水上桩基础施工；5、国内中小型振动锤市场已成熟，销售价格及租赁较为合理，1.0米左右桩径使用的振动锤市场售价约30-50万元，租赁价格每月约2万元；极软地层施工工法1 1.振动锤下套管+旋挖钻孔振动锤下套管是目前去套管工法应用2.旋挖套管驱动器下套管+旋挖钻机钻孔旋挖钻机带动套管驱动器是目前全套管工法中应用最为广泛也是成本最为经济的一种，是欧美等发达国家的主流施工工艺。其优势表现如下：1、配套简单，仅需要添加与动力头相配的套管驱动器、相应直径的驱动花筒即可，12万元就能购买上述装备；2、完全依靠旋挖钻机动力驱动套管，可实现钻孔和下套管

12、同步进行，提高施工效率；3、对于碎石、漂石地层可先使用钻头处理石块后套管再跟进，因此，旋挖钻机驱动套管适应地层比振动锤更广；4、有钻机桅杆作为导向，因此所下套管的竖直度较好；劣势：1、旋挖钻机比起振动锤等其它专用下套管设备在扭矩和加压力方面都较小，因此驱动套管的直径和深度都较为有限，以SR280为例，1.0米左右桩径，一般驱动深度为30米以内，目前最高纪录是0.8米直径套管，驱动52米深度；2、由于受钻机结构限制，每节套管的长度一般在4米左右，施工过程中要经常连接套管，耗费一定的时间，同时钻杆的钻深也受到一定的影响；3、使用旋挖钻机拔套管的能力也较为有限，为安全起见往往需要配置拔管器或搓管机辅

13、助拔管；极软地层施工工法12.旋挖套管驱动器下套管+旋挖钻机钻孔旋挖钻机带动套管驱动器3.搓管钻机下套管+旋挖钻机钻孔搓管机驱动全套管工法在俄罗斯及我国部分地区均有应用，包括宝峨、土力等国际品牌旋挖钻机均可配置搓管机进行全套管施工。其优势表现如下：1、搓管机可由旋挖钻机底盘或独立液压泵站提供动力，扭矩和加压力均可达到百吨以上，具备极强的下套管能力；2、搓管机可下1.5-2.0米的大直径的套管，且可驱动套管具备切割漂石、硬岩的能力；3、搓管机配置变径卡盘可驱动多种直径的套管，同时具备极强的拔管能力；4、搓管机动力主要由几组油缸提供，因此造价适中，100万元左右；劣势：1、移动定位较为不便；2、套

14、管竖直度还不能精确保证；3、如果与旋挖钻机配合使用，钻机闲置时间较长，不太适合国内市场高效施工的要求；极软地层施工工法13.搓管钻机下套管+旋挖钻机钻孔搓管机驱动全套管工法在俄罗斯4.全回转钻机下套管+旋挖钻机钻孔全回转钻机驱动全套管工法在在日本、台湾、香港等发达地区桩基施工中有广泛应用，目前能生产全套管钻机的国内仅一家企业，其它均为日本企业，全回转套管工法在日本被称为超级工法或万能工法。其优势表现如下：1、与搓管机相似，钻机具备数百吨的扭矩和加压力，同时带动套管进行360度回转桩径，因此钻进更有效且高效；2、全回转钻机可下3.0米以内的各种直径的套管，深度可达100米以上，且可驱动套管具备切

15、割漂石、硬岩的能力，适合钻进任何复杂地层；3、全回转钻机可保障较高的竖直度，竖直度可达2/1000；劣势：1、体积大重量重，移动定位较为不便，必须有其它大型设备配合移动定位；2、单台设备成本高，一般需要500-1000万元，一般工程交难以接受；极软地层施工工法14.全回转钻机下套管+旋挖钻机钻孔全回转钻机驱动全套管工法在5.全套管施工中的主要配件极软地层施工工法15.全套管施工中的主要配件极软地层施工工法1（1）旋挖截齿筒钻或者牙轮配合嵌岩双底捞沙钻头极硬地层施工工法2（1）旋挖截齿筒钻或者牙轮配合嵌岩双底捞沙钻头极硬地层施工工（2）旋挖截齿筒钻或者牙轮筒钻直接取芯极硬地层施工工法2（2）旋挖

16、截齿筒钻或者牙轮筒钻直接取芯极硬地层施工工法2（3）旋挖配螺旋钻头配合嵌岩双底捞沙钻头入岩极硬地层施工工法2（3）旋挖配螺旋钻头配合嵌岩双底捞沙钻头入岩极硬地层施工工法(4)入岩型模式探索1）气动潜孔锤入岩技术采用小口径潜孔锤在硬岩表面进行密集钻孔，类似打成蜂窝煤状，通过小孔让岩石的天然裂隙相互贯通，旋挖钻机再使用大口径钻头进行破碎，以降低深厚硬岩施工的难度、提高施工效率；极硬地层施工工法2(4)入岩型模式探索1）气动潜孔锤入岩技术极硬地层施工工法22）旋挖钻机装配气动潜孔锤入岩技术：极硬地层施工工法22）旋挖钻机装配气动潜孔锤入岩技术：极硬地层施工工法2旋挖钻机装配气动潜孔锤入岩施工案例：极

17、硬地层施工工法2旋挖钻机装配气动潜孔锤入岩施工案例：极硬地层施工工法23）中掘钻机+气动潜孔锤入岩技术：极硬地层施工工法23）中掘钻机+气动潜孔锤入岩技术：极硬地层施工工法24）旋挖钻机+液压破碎锤入岩技术：极硬地层施工工法24）旋挖钻机+液压破碎锤入岩技术：极硬地层施工工法2一.回填土层地质特点 回填土层全国各地均有分布，尤其重庆四川等地区此类工程较多，深度从几米到几十米不等。成分杂乱不一，主要由粘性土、砂或碎石组成，偶尔会遇到夹杂建筑垃圾、生活垃圾或工业废料等情况。由于其特殊的地质特点导致在钻进过程中，效率低，孔壁不稳定，极易出现塌孔、斜孔、漏浆等现象。回填土地层施工工法3一.回填土层地质

18、特点 回填土层全国各地均有分布，尤常见处理方法1：塌孔处回填低标号砂浆回填土地层施工工法3常见处理方法1：塌孔处回填低标号砂浆回填土地层施工工法3初凝后重新钻进回填土地层施工工法3初凝后重新钻进回填土地层施工工法3常见处理方法2:护筒跟进器跟进长护筒提钻或下钻状态钻进状态回填土地层施工工法3常见处理方法2:护筒跟进器跟进长护筒提钻或下钻状态钻进状态回施工效果：回填土地层施工工法3施工效果：回填土地层施工工法3常见处理方法3:回填后二次成孔回填土地层施工工法3常见处理方法3:回填后二次成孔回填土地层施工工法3处理后效果：回填土地层施工工法3处理后效果：回填土地层施工工法3 碎、卵石土主要由颗粒大

19、小不均、形状不规则、风化程度各异的岩石碎屑或石英、长石等原生矿物组成，呈单粒结构及块石状和假斑状构造，具有孔隙大、透水性强、压缩性低、抗剪强度大等特点。 地基承载力范围根据碎、卵石层密实度不同约在350700KPa之间。其具体的工程地质特征又与颗粒间的填充物有直接的关系，填充物主要有粘土或砂两类。碎卵石层卵石地层施工工法4 碎、卵石土主要由颗粒大小不均、形状不规则、风化程钻杆：碎卵石地层钻杆的选择要根据持力层的承载力和桩的设计情况确定；一般选择机锁式钻杆施工，个别承载力低且桩径较小的工程也可选择摩擦杆。钻头：钻头是影响施工效率的关键因素，钻头的选择要针对地层的不同而不同，另外，对钻齿的选择，包

20、括齿形的选择、数量的确定、角度的设计，是保证钻进轻便高效的前提。 经实践证明，在碎石地层，小直径颗粒可使用截齿双底捞砂斗高效钻进；在颗粒中等以上的地层，短螺旋钻斗、嵌岩筒钻、双层嵌岩筒钻或三层筒钻配合钻进，可发挥很好的效果；遇到大粒径的碎石横在底时，可用螺旋松动后带出，或使用嵌岩筒钻带出，若在筒钻内增加楔断器，更有利于大岩块被钻筒内壁卡紧。钻机配置卵石地层施工工法4钻杆：碎卵石地层钻杆的选择要根据持力层的承载力和桩的设计情况钻进工艺小粒径碎卵石钻进工艺中等粒径卵、碎石钻进工艺碎卵石地层钻进防漏浆塌孔技术块石、漂石钻进工艺卵石地层施工工法4钻进工艺小粒径碎卵石钻进工艺中等粒径卵、碎石钻进工艺碎卵

21、石地小粒径碎卵石钻进工艺宝峨齿高裙边周边截齿辅助先行切削斗式钻头钻进小粒径卵石层概况特制斗式钻头卵石地层施工工法4小粒径碎卵石钻进工艺斗式钻头钻进小粒径卵石层概况特制斗式钻头中等粒径卵、碎石钻进工艺采用全新的钻进思路“挤密”根据卵、碎石粒径定制内、外筒内高外低，有效减少钻进阻力双层筒钻双层筒钻钻进中等粒径卵石场景卵石地层施工工法4中等粒径卵、碎石钻进工艺双层筒钻双层筒钻钻进中等粒径卵石场景采用全新的钻进思路“挤密”筒式结构有效减少偏孔根据块石粒径定制筒径筒钻筒钻捞取块石、漂石场景块石、漂石钻进工艺卵石地层施工工法4筒钻筒钻捞取块石、漂石场景块石、漂石钻进工艺卵石地层施工工法静浆护壁方式长护筒护壁回填粘土挤密孔壁碎卵石地层钻进防漏浆塌孔技术卵石地层施工工法4静浆护壁方式长护筒护壁回填粘土挤密孔壁碎卵石地层钻进防漏浆塌1.长护筒护壁卵石地层施工工法41.长护筒护壁卵石地层施工工法42.泥浆护壁卵石地层施