旋挖成孔
旋挖成孔是利用帶有斗式鉆頭的鉆桿旋轉(zhuǎn)及自身的自重,將切削的土削刮入斗筒內(nèi),提升斗筒至孔外一側(cè),再借助斗筒的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)機(jī)構(gòu)棄土,重復(fù)挖棄后即形成樁孔。用這種方式成孔可以用套筒跟進(jìn)護(hù)壁,也可用泥漿護(hù)壁,當(dāng)泥漿無(wú)循環(huán)時(shí),稱“靜泥漿”。如土質(zhì)很好可以自立,則也可不用護(hù)壁措施即干挖成孔(旋挖干成孔)。
與傳統(tǒng)的正反循環(huán)鉆機(jī)相比,旋挖鉆機(jī)具有成孔速度快的特點(diǎn),其工藝優(yōu)點(diǎn)為:
(1)孔壁不易產(chǎn)生泥皮。由于成孔過程孔壁一直都受鉆斗的刮擦:在孔壁上形成較明顯的螺旋線,這兩點(diǎn)有助于增加樁的摩擦力,提高樁的質(zhì)量。
(2)因?yàn)椴灰仔纬赡嗥?,護(hù)壁性相對(duì)較差,容易縮徑、塌孔,影響鋼筋籠下籠進(jìn)度,成孔質(zhì)量。
正反循環(huán)成孔
正循環(huán)鉆機(jī)和反循環(huán)鉆機(jī),都是通過鉆井液(泥漿)的循環(huán)進(jìn)行保護(hù)鉆井井壁和出渣的,即通過鉆井液(泥漿)的循環(huán),把鉆孔里的鉆渣帶出來(lái).它們?cè)阢@進(jìn)成孔的工藝上是相同的,適用的地層也基本相同.不同的就是鉆井液(泥漿)的循環(huán)方式。
(1)正循環(huán)鉆機(jī)的鉆井液(泥漿)是由泥漿泵從泥漿池里抽到鉆桿里,通過鉆桿不斷的輸送到鉆井里,然后從鉆井井口自然的排出來(lái),同時(shí)把鉆渣帶出到地面上來(lái)。
由于正循環(huán)是靠鉆井液(泥漿)的自然循環(huán)方式排渣,所以循環(huán)能力和排渣能力都比較弱,只能排出一部分鉆渣,而且顆粒比較大的鉆渣也不能排出來(lái),鉆井里殘留的鉆渣比較多,往往積留在樁端,如果清孔沒有到位,樁端承載力發(fā)揮就會(huì)比較差。荷載箱由于埋設(shè)位置往往靠近樁身下部,因此在自平衡測(cè)試中對(duì)樁端測(cè)試結(jié)果要敏感于傳統(tǒng)靜載測(cè)試結(jié)果。
正循環(huán)是從鉆桿內(nèi)注循環(huán)泥漿,鉆碴因比重輕于泥漿而自浮于泥漿中,并隨泥漿上升到孔頂排出。隨著鉆碴的逐漸加多,泥漿濃度越來(lái)越大,因此樁側(cè)泥皮比較厚,樁側(cè)阻力往往比預(yù)估設(shè)計(jì)承載力小。
(2)反循環(huán)鉆機(jī)的鉆井液(泥漿)的循環(huán)方式則正好相反,它的鉆井液是用泥漿泵從鉆井的井口(鉆桿外面)向鉆井里輸送,再用壓縮空氣或泥漿泵,從鉆桿的中間抽出來(lái),所以循環(huán)能力和排渣能力都比較強(qiáng),不但排渣比較干凈,而且顆粒比較大的鉆渣也能排出來(lái),像雞蛋大的鉆渣都能排出來(lái).所以更適合于在卵石層等顆粒比較大的地層中鉆進(jìn)成孔。
反循環(huán)利用鉆桿吸出夾帶鉆碴的循環(huán)泥漿,鉆孔的同時(shí)也在吸渣因此沉渣控制良好;孔頂補(bǔ)充泥漿以保持孔內(nèi)液面,從而保證孔壁的穩(wěn)定性,相對(duì)正循環(huán)來(lái)說泥皮控制會(huì)好,因此該成孔工藝在樁側(cè)、樁端發(fā)揮中承載力測(cè)試結(jié)果往往優(yōu)于同條件下的正循環(huán)工藝。
沖擊鉆成孔
沖擊鉆機(jī)是一種以垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)依靠沖擊力進(jìn)行鉆孔的工程鉆機(jī)設(shè)備,其工作原理類似于鑿巖的錘子,都是靠沖擊力進(jìn)行鉆孔作業(yè)。
沖擊鉆機(jī)分為全液壓沖擊鉆機(jī)與氣動(dòng)沖擊鉆機(jī),都是針對(duì)巖石進(jìn)行鉆孔作業(yè)的機(jī)械設(shè)備(一般針對(duì)普氏硬度7級(jí)以上巖石鉆孔,例如石灰石、花崗石、硬質(zhì)砂巖等)。沖擊鉆機(jī)利用沖擊器(液壓或氣動(dòng))每分鐘高效率的沖擊頻率將巖石打碎,同時(shí)旋轉(zhuǎn)將石頭磨成粉末狀,再利用氣或者水將灰排出,達(dá)到鉆孔效果。
沖擊鉆機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn):
①具有很好的鉆孔性能,對(duì)較硬的地層都可以有效進(jìn)行鉆孔作業(yè),且效率十分的高。適用于硬度較高的巖層、風(fēng)化的巖層以及各種硬脆的地質(zhì)環(huán)境中。
②對(duì)軟地質(zhì)以及粘度較大的土層地質(zhì)鉆孔有非常大的難度,使用有一定的局限性。
③排屑較為困難,樁身較長(zhǎng)沉渣會(huì)堆積樁底,在承載力測(cè)試過程中,會(huì)影響端阻的發(fā)揮。
④鉆碴因比重輕于泥漿而自浮于泥漿中,并隨泥漿上升到孔頂排出。隨著鉆碴的逐漸加多,泥漿濃度越來(lái)越大,因此樁側(cè)泥皮比較厚,樁側(cè)阻力往往比預(yù)估設(shè)計(jì)承載力小,會(huì)影響對(duì)于平衡點(diǎn)的選取。
長(zhǎng)螺旋鉆孔
采用專用長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)鉆至預(yù)定深度,通過鉆頭活門向孔內(nèi)連續(xù)泵注超流態(tài)混凝土,至樁頂為止,然后插入鋼筋籠而形成的樁體。
長(zhǎng)螺旋樁施工最大的困難點(diǎn)就是下鋼筋籠,因此在實(shí)施自平衡方法中荷載箱結(jié)構(gòu)因有利于在超流態(tài)混凝土的下放。
人工挖孔灌注樁
人工挖孔灌注樁,是指采用人工挖土成孔,然后安放鋼筋籠,灌注混凝土成樁。其施工工藝過程為定樁位--分段挖土(每段1m)--分段澆筑護(hù)壁(綁扎鋼筋、支模、澆筑混凝土,養(yǎng)護(hù)、拆模板)--重復(fù)分段挖土、構(gòu)筑護(hù)壁至設(shè)計(jì)深度--孔底擴(kuò)大頭--吊放鋼筋籠--澆筑混凝土成樁。
(1)人工挖孔灌注樁成孔方法簡(jiǎn)單,單樁承載力高,施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲,施工設(shè)備簡(jiǎn)單,可同時(shí)開挖多根樁以節(jié)省工期。
(2)人工挖孔灌注樁可直接觀察土層變化情況,便于清孔和檢查孔底及孔壁,施工質(zhì)量可靠。但其勞動(dòng)條件差,勞動(dòng)力消耗大。目前應(yīng)用慢慢減少。
(3)人工挖孔灌注樁的樁身直徑應(yīng)能滿足施工操作的要求,樁徑不宜小于800mm,一般為800~2000mm,樁長(zhǎng)一般為20m左右,樁端可采用擴(kuò)底或不擴(kuò)底兩種方法。
(4)人工挖孔樁施工時(shí),采用人工在井下作業(yè),因此,必須采取有效的措施確??妆诘姆€(wěn)定,常用的護(hù)壁措施有現(xiàn)澆混凝土護(hù)圈、鋼套管和沉井三種。
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