冲击钻机(冲击钻机和打桩机)航海工程机械2020-05-07 09:58:13

施工工艺流程图

第一节施工准备

场地平整

(1)开挖前应完成三通一平。地面和地下的电缆、管道和设备基础等障碍物已被排除和处理。临时用电、用水、安全设施等所有临时设施准备就绪。

(2)熟悉施工图纸和现场地下土壤及水文地质资料。

(3)作业前，应对起重机等进行安全可靠的检查和试验。确保施工安全。

(4)场地应按设计图纸要求的标高进行平整，并清除一切障碍物(包括大石块、树根、垃圾等)。)桩位上下应拆除，场地低洼处应回填夯实。

泥池

第二节测量定位

首先，根据规划部门布设的建筑物定位坐标和高程点，在现区域内用全站仪测量现场控制网点，经甲方代表和监理核实后，作为现场施工放样的依据。然后根据该点进行轴线、桩位放样和高程控制。现场控制点采用混凝土浇筑，并设置防护标志，防止施工过程中因碰撞产生位移。

桩位测量分为初测和复测，初测和复测分别在开挖前和埋设护筒后进行。复测合格后，将一根12点定位钢筋打入桩位，作为钻机的定位标点，然后用水准仪测量护筒和楼板的标高，经甲方和监理工程师验收合格后方可施工。

第三节埋设内衬

埋地套管

1.衬垫的埋设应准确、稳定。护筒中心与桩位中心的偏差不应大于20毫米，护筒倾斜度不应大于1%。

2.护筒一般由4 ~ 8 mm钢板制成，内径应比设计桩径大200mm，上部设有1 ~ 2个溢浆孔；

3.护筒埋深:不应小于1.5m在粘性土中；砂不应小于2.0m；套管顶部离地面30cm。

套管的作用:保护孔口、定位导向、隔离地表水、保持孔内水头高度、防止塌方、固定钢筋笼等。

埋设交叉桩

为了校正套管和桩孔的中心，在挖套管前，用“+”交叉法在套管外的稳定位置设置四根定位桩，定位桩由20根钢筋制成，埋在距套管侧面1 ~ 2m的位置。定位桩顶部高出套管顶部20厘米，埋于地下不小于30厘米。浇筑20厘米厚、半径20厘米的圆形混凝土固定，并用红油漆标记，施工时做好定位桩的保护。

第4节钻机就位

钻机就位

放置在枕木上的钻机必须平稳，以免施工时移位或倾斜；钻头中心与套管中心的误差不得大于20毫米。钻孔时，孔内泥浆液面高于地下水位1m以上，受地下水位波动影响时，应高于地下水位1.5m以上，或不低于天然地面。

冲击钻机

冲击钻机能适应各种地质条件，尤其是在卵石层中钻进。冲击钻机比其他类型的钻机适应性更强。同时，用冲击钻钻孔后孔壁周围形成一层致密的土层，对稳定孔壁、提高桩基承载力起到一定的作用。锤子(如图)有各种形状，但它们的冲压边缘大多是十字形的。

3PNL-12泵结构图

1.保护盖2。泵体3。叶轮4。泵盖5。密封体6。导管7。泵轴8。支架9。联轴器10。发动机

泥浆泵是钻机的重要配套产品，用于钻井作业中循环泥浆。

泥浆泵是一种往复泵，对泥浆加压，从孔底带出钻屑并向孔底动力钻具供电，将钻井液输送循环至孔底。

污泥泵

第五节冲击成孔

冲击成孔

1.在开始锤击之前，必须在衬垫中加入足够的粘土和水，然后在冲击的同时加入粘土泥浆，以确保粘土泥浆保护的可行性。

2.用钻孔粘土制成泥浆，应及时加水调整泥浆比重:≤1.25；粘度:18-20S；；含砂量:≤ 6%。

3.固定接口和最终孔验收。钻孔过程中，根据岩土工程勘察报告，进入中风化凝灰岩时，施工单位技术员应检查岩样，经自检符合要求后，报监理和甲方进行界面确定和终孔检查。验收时，从捞出的钻渣中取出样品，找出岩样，填写岩深、取样时间等标签。标签填好后，装袋保存。

4.将冲击钻对准套管中心，要求偏差≤20毫米，开始低锤夯实，锤高0.4 ~ 0.6米，并及时加入粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，只有孔深达到套管以下3 ~ 4米后，再提速，加大行程，将锤升至1.5 ~ 2.0米以上，切换至正常连续冲击。

5.钻孔过程中，每隔1 ~ 2m检查一次孔的垂直度。如果发现偏差，立即停止钻孔，并采取措施进行纠正。层变化较大的地方和容易偏斜的部位应采用低锤敲击和间歇冲击，以保持孔形良好。

界面岩石样品

最终孔隙岩石样品

第六节第一次清孔

第一次清孔

第一次清孔也很重要，其操作方法是:正常循环冲进最后一个孔后，将泥浆管系在锤头钢丝绳上，慢慢放入孔底，进行泥浆正常循环清孔，用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆；返出泥浆含砂量≤6%；泥浆比重≤1.25；底部沉积物厚度≤50毫米。第一次测量孔深并达到相应钻孔深度后，第一次清孔完成。

泥浆粘度计

泥浆资源净泥浆比重计

沉淀设备

泥浆指数检测

最终孔验收

桩的终孔应由施工单位根据技术规范和设计要求，会同甲方和现场监理，自检合格后进行检查验收，然后转入下一道工序。

根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)和设计要求，执行以下质量标准:

1.桩位中心允许偏差不大于50毫米；；

2.孔径不小于设计桩径；

3.孔深不小于设计孔深；

4、桩孔垂直度偏差应小于1%；

测量口径

测量孔深

第七节加固工程

7.1钢筋原材料

1、查看钢材生产厂家的营业执照、生产许可证、出厂合格证、出厂试验报告。

2、钢筋进场时应检查钢筋的品种、规格、型号、批次、炉号、每炉号的生产数量、供应数量等。，并按规定对试样进行力学性能试验，其质量必须符合相关标准的规定。

3.对于有抗震要求的框架结构，纵向钢筋的强度应满足设计要求；对于抗震一级和二级，检验获得的强度测量值应符合下列要求:

(1)、钢筋的抗拉强度和屈服强度的实测值之比不应小于1.25；

(2)实测钢筋屈服强度与标准强度值之比不应大于1.3。

4.当发现钢筋脆性大、焊接性能差或力学性能明显异常时，应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。

5.钢筋外观质量:钢筋应平直无损伤，表面无裂纹、油渍、颗粒状或片状老锈。

7.2钢筋笼的制造

1.钢筋笼的截面长度应根据切割板的要求进行切割。钢筋笼的钢筋箍筋设置间距2m，主筋与钢筋箍筋采用点焊连接。每根桩的钢筋笼分段编号，同一段接头数量不超过钢筋总数的50%；主筋接头采用单面焊接，焊接长度为10d(d为主筋直径)，箍筋与主筋采用交错点焊绑扎固定，下料时主筋接头位置的交错搭接长度应符合设计要求；

2.钢筋笼配有碾压砂浆保护垫。每节钢筋笼纵向不少于两块，周向不少于三块，呈梅花形排列；

3.钢筋笼进洞时，用吊车吊起。安装钢筋笼时，使用两点提升。第一吊点位于骨架下部，第二吊点位于骨架长度中点与上部第三点之间，采取措施加强吊点，保证钢筋笼在起吊时不变形。将钢筋笼吊入洞内时，对准桩孔中心，保持垂直，轻轻缓慢放入洞内，入洞后缓慢下放。左右旋转不可取，严禁摆动和碰撞孔壁。如遇阻碍，停止下放，查明原因并处理。严禁突然升降和强行下降。

4.对于骨架顶部的定位，定位筋的长度必须根据测量的孔口标高来计算。为防止钢筋笼在浇筑过程中脱落或上浮，钢筋笼中心应与设计桩中心对齐，经反复验证后焊接固定在钢护筒上，完成钢筋笼安装；

5.钢筋笼进洞后，与上部钢筋单面焊接连接。焊接后严禁立即放入孔内，需待钢筋冷却1分钟后再放入孔内。

7.3钢筋笼的检查

1.承台底部以下钢骨长度100mm，检查尺量；

2.钢骨直径10毫米，检查尺量；

3、主筋间距10毫米，尺量检查不少于5尺；

4、钢筋间距为20毫米，尺量检查不少于5尺；

5、箍筋或螺旋筋间距为20毫米，尺量检查不少于5个；

6.钢骨架垂直度1%，吊线尺检查。

7.4提升钢筋笼

7.4钢筋笼焊接

第八节二次清孔

二次清孔

由于放置钢筋笼和导管需要很长时间，孔底会产生新的沉积物。钢筋笼和导管就位后，将采用换浆法对孔洞进行再次清理，达到更换沉积物的目的。施工过程中，操作人员会摆动导管，改变导管在孔底的位置，以确保彻底更换沉积物。孔底500mm范围内泥浆各项指标达到以下标准后:密度≤1.25，含砂量≤ 6%，粘度18-20S，孔底沉渣厚度≤50mm，清孔完成，清孔完成后立即灌注水下混凝土。

测量沉积物厚度

第九节混凝土浇筑

1.浇筑水下混凝土时，采用逆作法浇筑，严格按照水下混凝土浇筑工艺进行施工。混凝土拌合物通过导管底部进入初浇混凝土(作为隔水层)，将初浇混凝土及其上面的泥浆推出下方并不断上升，使后面浇筑的混凝土凝结成完整的桩身；

2.浇筑第一批混凝土时，导管下口距孔底300~500mm，以便防水塞和混凝土顺利排出。第一次浇筑混凝土时，应确定导管底部开口至少在已浇筑混凝土内1.0~1.3m，以防止泥水倒入导管内；

3.孔底沉渣验收合格后，必须在半小时开始浇筑混凝土。混凝土浇筑应连续进行，不得有施工缝。全桩混凝土浇筑时间控制在2~4小时内；

4.在浇筑过程中，必须经常测量混凝土表面的位置，以确保导管的埋深为2~6米。上下频繁插导管，确保桩身混凝土密实，灌注后缓慢垂直拔出护筒，保护桩顶混凝土质量；

5.桩混凝土浇筑的填充系数应在现场确定；

6、水泥和粗细骨料的质量，必须符合施工规范的要求，并严格按照配合比配制混凝土；

7、混凝土坍落度控制在160 ~ 220毫米之间；

8.记录每根桩的水下混凝土浇筑和混凝土施工。

第十节施工过程中的要点

10.1桩位审查

10.2桩孔深度

10.3岩石入口界面和最终孔的验收

10.4二次清孔

10.5钢筋原材料的验收

10.6钢筋笼的焊接和放置

10.7混凝土的初始浇筑

第十一节常见缺陷及预防

11.1桩位偏差的原因及预防

桩位偏差的原因:

桩位不准放线，桩机不准就位。

桩位偏差的预防和处理:

沉桩完成后，应进行复测和检查，确保每根桩的位置准确。

11.2桩身倾斜的原因及预防

桩身倾斜的原因:

(1)场地不平或松软；

(2)打桩机安装到位不顺利；

(3)钻孔时遇到地下障碍物或巨石。

桩身倾斜的预防和处理:

(1)、施工前进行场地平整和压实；

(2)打桩机安装到位时，应平稳；

(3)清除地下障碍物。

11.3桩颈缩的原因及预防

桩颈收缩的原因:

(1)、孔壁坍塌；

(2)、导管提升过快、过高。

桩颈收缩的预防和处理；

(1)、增加泥浆比例，选用优质黄泥护壁；

(2)控制导管提升速度，保持导管底部始终埋入桩孔混凝土中2~6m。

11.4塌孔的原因及预防

井眼坍塌的原因:

1.泥浆相对密度不够，不能起到可靠的护壁作用；

2.孔内水头不足或孔内承压水降低静水压力；

3.套管埋得太浅，下部井塌。

4.在松散砂层钻进时，钻速过快或停在一处空旋转时间过长，旋转速度过快；

5.冲击锤撞击孔壁；

6.孔内孤石、探石爆破处理时，炸药量过大，振动较大。

塌孔的预防和处理；

1.在松散砂或流沙中钻进时，应控制进尺，选用相对密度大、粘度大、胶质比大的优质泥浆；

2.如果地下水位变化太大，应采取抬高衬管、增加水头或与虹吸管连接等措施；

3.严格控制行程高度和炸药用量；

4.当出现塌孔时，应先查明位置，将砂、粘土混合物回填至塌孔位置以上1 ~ 2m如果塌孔严重，应彻底回填，回填材料应在钻孔前压实。

11.5沉积物厚度过大的原因及预防

沉积物厚度过大的原因:

(1)孔口土回落至孔底；

(2)放置钢筋笼时，与孔壁碰撞，孔壁上的土落至孔底；

(3)成孔后混凝土未及时浇筑。

沉积厚度过大的防治；

(1)、及时清理孔口堆土；

(2)确保二次清孔质量符合规范要求。

(3)、及时清孔，及时浇筑混凝土。

11.6钢筋笼上浮的原因及预防

网箱漂浮的原因:

(1)提升导管时提升钢筋笼；

(2)浇筑混凝土时，下行速度过快，产生上行动量，导致钢筋笼上浮。

网箱漂浮的防治；

(1)将钢筋笼固定绑扎或点焊在保护筒上；

(2)混凝土浇筑至钢筋笼底部时，放慢混凝土浇筑速度，待混凝土全部插入笼底后，恢复正常浇筑速度。

11.7导管进水的原因及预防

导管进水的原因:

1.第一批混凝土储备不足，或者虽然混凝土储备充足，但导管底部与孔底距离过大，导管底部不能埋在落后的混凝土下，使浑水从底部进入；

2.管接头不严，接头之间的橡胶垫被管道的高压气囊挤出，或焊缝断裂，水流入接头或焊缝。

3.导管提升过猛，或测深有误，导管底部超出原混凝土面，浑水流入底部。

导管进水的预防和控制:

1.如果是第一种原因造成的，应立即提出导管，用空吸风机、液压吸风机、抓斗清除孔底散落的混凝土混合料，必要时提出钢筋笼重新钻孔。然后重新铺设钢筋笼和导管，放入第一批储备充足的混凝土，重新浇筑；

2.如果是第二、三种原因造成的，要根据具体情况而定。如果插入原导管进行持续灌溉，则应在灌溉前用吸泥泵吸出导管内的水和泥沙土。如果重新下导管，必须用潜水泵将管道中的水排出，然后才能再次浇筑混凝土。

11.8卡钻的原因及预防

卡的原因:

(1)混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中，导致导管堵塞，这是由于管道在初灌后被水塞堵塞或混凝土本身堵塞，如坍落度过小、流动性差、夹杂巨石、搅拌不均匀、运输途中离析、导管内壁未清理或导管接头处渗漏；

(2)机械故障或其他原因导致混凝土在导管内停留时间过长，或浇筑时间过长，初浇混凝土出现初凝，增加了混凝土落入导管的阻力，堵塞了导管内的混凝土。

管道的预防和控制:

(1)可用吊绳摇动导管，或在导管上安装附加振动器，使立管下降。如果仍不能落下，必须将导管连同其中的混凝土一起吊出洞外，清理修整，然后重新吊起重新灌注。一旦混凝土混合物落入孔中，必须清除散落在孔底部的混合物颗粒。

(2)浇注前，应认真检修浇注机械，并准备好备用机械。出现故障时，应立即更换备用机械；同时，应采取措施加快混凝土浇筑。必要时可在首批混凝土中加入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。

11.9埋管的原因及预防

管道被埋的原因:

导管在混凝土中埋得太深，或者导管内外的混凝土已经初步凝固，导致导管和混凝土之间的摩擦阻力太大，或者导管因过度提升而断裂。

埋地管道的预防和控制:

严格控制埋管深度，一般不超过6 ~ 8m；在导管上端安装附着式振动器，拔出导管前或长时间停止浇筑时适当振动，防止导管周围混凝土过早初凝；第一批混凝土掺缓凝剂，加快浇筑速度；应提前检查管接头螺栓的牢固性；提起导管时不要猛拉。

11.10断桩的原因及预防

断桩原因:

(1)浇筑混凝土时，导管提升量过大，泥浆侵入混凝土形成掺泥混凝土；

(2)清孔时，在泥沙冲走之前开始混凝土浇筑，桩底形成软土；

(3)混凝土浇筑因故中断，桩身出现断裂面；

(4)浇筑混凝土质量差；

(5)、管道堵塞，未及时排除。

断桩的预防和处理；

(1)控制导管始终在混凝土中；

(2)严格按规定检查沉渣厚度，清孔后及时灌注混凝土。

(3)浇筑前认真检查各作业环节和岗位，制定有效的预防措施，确保浇筑作业连续完成；

(4)加强混凝土质量管理；

(5)混凝土初凝前，可采用冲刷法、沉管法等接桩方法；混凝土初凝后，可采用冲刷法和预埋接桩法。

第12节桩基测试

目的:检测桩的缺陷位置，确定桩的完整性类别和承载力。

方法:采用低应变动态试验和垂直静载荷试验。

根据《建筑基桩检测技术规范》(JGJ1006-2003)的相关规定。

1.通过低应变动态测试所有桩的桩身完整性；

2.桩基承载力采用竖向抗压静载试验，试验桩数不少于总桩数的1%，不少于3根。

低应变动态检测

来源|绿城集团、斗鼎建设