重庆某桥采用cjf-型冲击反循环钻机施工

重庆xx桥采用CJF—20型冲击反循环钻机施工摘要本文通过对重庆XX桥P4墩桩基施工中钻机的选型分析，探讨其选型原则及其特点，着重介绍了CJF—20型冲击反循环钻机的施工工艺和方法。关键词钻机桩基施工1工程概况重庆XX大桥，位于嘉陵江大桥上游180m处，南接牛角沱滨江路，北接欲佳苑路。复线桥主体工程由主引桥、右引桥、左引桥、牛角沱立交桥和引道五部份组成。主桥为96m+160m+96m三跨一联预应力砼连续刚构桥，全长352m。左引桥长510.15m，右引桥长278.15m，牛角沱立交跨线桥长293.3m，引道长2975.56m。P4墩位于嘉陵江北岸，基础包括复线桥和轻轨地铁桥基础两部分，设计为分离式群桩基础，承台净距2.8m，桩径2.0m桩长15m、18m、23m，复线桥按3×3排布置，地铁桥按2×3排布置。地质情况：位于江北浸蚀地貌，地面标高155.6～157.2，承台范围水深3.8～5.4m，上覆卵石层0.7～2.0m，下卧基岩依次为江边砂岩层、砂质泥岩、砂岩互层及三岗砂岩层，裂隙、层理发育，受江水补给岩石裂隙渗透性强。工程特点是：①工期短：安排钻孔时间不足两个月；②场地小：不易多台钻机同时作业；③钻孔桩径大：直径为2.0m，且全部穿过岩层。2钻机的选择2.1钻机性能应满足钻孔桩基的地质条件和有关技术指标的要求；2.2钻机应具有其先进性、实用性和可靠性；2.3要求钻机操作简便、效率高，能满足工期、质量要求，并具有运输和组装方便。2.4在市场竞争中具有一定装备优势；2.5符合专业化协作的发展趋势。根据重庆XX大桥P4墩的地质情况，以及其技术和工期、质量要求，选用CJF—20型冲击反循环钻机进行施工。3CJF—20型钻机主要技术参数和特点3.1主要技术参数3.1.1钻孔直径(m):0.8～2.03.1.2钻孔深度(m):803.1.3额定钻头质量(kg):40003.1.4连杆冲击冲程(m)：0.65、1、1.353.1.5连杆冲击频率(次/分)：46、363.1.6卷筒冲击冲程(m):1.5～3.03.1.7卷筒冲击频率(次/分):10～203.1.8钻塔额定负荷(KN)：2403.1.9钻塔有效高度(m)：8.2液压起落，对孔位。3.1.10主电机功率(kw)：753.1.11排碴方式：正、反循环，以6BS砂石泵泵吸反循环为主。3.1.12排碴块度(mm)：100以下3.1.13排碴效率(m3/h)(反循环)：2003.1.14适用地层：复杂地层、硬岩3.2特点CJF—20型冲击反循环钻机是一种将传统的冲击钻进与反循环连续排碴技术相结合的新型大口径钻孔桩基施工设备，该机具有功率大、操作简便、实用、高效、性能稳定可靠，采用液压起塔，液压步履纵、横向移位，对孔口位方便等特点。它既保留了传统冲击式钻机施工成本低，适应地层广的优点，又克服了其不能连续排碴、重复破碎多、钻进效率低等不足，是桥梁桩基、防渗墙等施工较理想的钻孔设备。4施工工艺4.1工艺流程围堰筑岛围堰筑岛桩位放样桩位放样下钢护筒下钢护筒钻机就位钻机就位排碴沉淀池造浆钻孔排碴沉淀池造浆钻孔泥浆池护筒跟进泥浆池护筒跟进钻砂、泥岩钻砂、泥岩终孔检查终孔检查4.2护筒制作与压进钢护筒的作用不仅是定位和导向，而且在地质松软地层和填层段还起着护壁、隔离地面水、防渗水、保护孔口地面、提高孔内泥浆水位等作用。4.2.1护筒制作①护筒内径（mm）：d≮200+D其中：D—设计桩径②护筒壁厚（mm）：δ≮10③护筒下口加强劲肋（mm）：厚：δ≮12，宽：b≮200④护筒下口加强劲肋（mm）：厚：δ≮10，宽：b≮300⑤护筒孔口偏差（mm）：≤50⑥护筒斜度：≤1%4.2.2压进重庆XX大桥P4主墩桩基护筒直径为2.2m，采用DZ—90型震动锤锤击压入。护筒制作应紧密、严实、不漏浆，接口焊缝密实，并用帮条加固满焊，以防止在压入过程中断裂、变形、漏水，对于桩径较大、桩身较长的桩应有加劲肋。钢护筒应嵌入岩层，防止钻孔进行中造成坍孔，在压入时，应防止卷口。根据实际情况，若护筒一次压不到位可以先开钻，待钻到一定深度时，再对护筒进行第二次压入。4.3钻机组装就位机组可根据运输条件整体运到施工现场，采用一台16t以上吊车配合进行组装，将电、液压控制系统和步履机构组装好后即可供电，用步履机构自行行走到所需钻孔位置。4.4钻头钻头为阶梯式圆形，钻头体由铸钢或钢板与专用合金刃口焊接而成。焊接应牢固，不允许出现冲散钻头或钻头掉在孔内的现象，各处的连接应圆顺，其厚度应满足冲孔强度要求。4.5沉淀池和泥浆池在桩基孔附近各挖一个10m3的沉淀池和泥浆池，要求池深地下、地上各0.5m，以便于排碴和清理沉碴，利于3PNL泥浆泵吸泥浆及泥浆能自流回护筒内。若场地受限制，泥浆池低于护筒较多时，也可采用两台3PNL泥浆泵泵送泥浆供反循环使用。钻孔施工4.6.1开孔造浆将粘土投入护筒内，采用正循环、小冲程进行边开孔边造浆；4.6.2钻头起锤速度均匀，避免过猛或突然变速碰撞孔壁或钢护筒，防止提速过快引起负压造成塌孔，防止打空锤；4.6.3入岩应投入粘土，采用小冲程，使孔竖直、圆顺；4.6.4排碴待排碴管下入泥浆内3m后和泥浆达到规定要求后(一般比重为1.2～1.5)，由3PNL泥浆泵从泥浆池吸泥浆，通过排碴管采用正循环方式将空气排净，停泥浆泵启动6BS砂石泵进行反循环泵吸排碴作业。因为是连续排碴作业，应保证泥浆连续循环，并及时补充泥浆，保持水头防止坍孔。4.6.5清孔成孔后采用换浆法清孔，应保持泥浆一定比重，不能采用清水换浆，否则容易坍孔。待清孔完毕后即可下钢筋笼，灌注水下混凝土。5常见钻孔事故的预防及处理5.1坍孔坍孔在松软地层和砂卵石地层中比较常见，因此在钻孔通过该地层时应控制钻进速度，采用小冲程进行钻进，适当增加泥浆浓度和适当添加水泥造浆，稳定孔壁。一旦发生坍孔，应尽快查明坍孔原因、位置、范围大小，以便采取相应的处理措施，如回填、打入木桩或钢管桩加固孔壁周围的地层，回填密实后重新钻进。不论采取哪种方法，尽量做到一次治理成功，不留后患。5.2钻孔偏斜在山区河流沉积的地层常伴有大漂石，当钻孔内有探头石、漂石、基岩面非水平、钻塔移位等情况下易出现钻孔偏斜现象。①当发现探头石、漂石时应及时回填片石或将钻塔移向探头石一侧，采用长冲程施工；②遇基岩非水平时，采用短冲程、高频率施工；③经常检查钻塔是否偏移并及时调整，特别是场地比较松软和筑岛后承台爆破作业场地更应注意钻塔移位。若以发生钻孔偏斜，应将钻头提到未偏斜位置，并调整钻机，钻头上下往复运行，慢慢向下修磨。5.3卡钻卡钻主要原因有：护筒错位；护筒强度不够，下沉时发生变形；冲程过大，造成钻头在孔内倾斜；钻机不稳，中心位置变化，钻孔弯曲；上部坍落物卡住钻头等。如遇卡钻时，首先应查清卡钻原因，再采取相应处理措施。处理方法有：①用钻机轻轻向上提拉，提取钻头；②用打捞钩或打捞套，用吊车助提和钻机一起向上提拉钻头；③护筒变形卡钻，可用震动锤震动护筒，钻机同时提取钻头；④放松被卡钻头绳索，用钢轨等物向钻头周围冲撞，松动岩层，然后提取钻头，清除坍落物等。6结束语在重庆XX大桥桩基施工中，该钻机解决了大孔径硬岩层等复杂地层钻孔桩的施工难题，较好的发挥了效能，平均12.1天钻一根桩，净作业时间：①