鉆機(jī)選型方案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上南昌市港口大道第二合同段（K2+071K3+392,1.321km）鉆機(jī)選型專項(xiàng)施工方案編制： 復(fù)核： 審核： 中鐵四局集團(tuán)有限公司南昌市港口大道第2合同段項(xiàng)目經(jīng)理部二一三年七月專心-專注-專業(yè)目 錄鉆機(jī)選型專項(xiàng)施工方案一、 編制依據(jù)及編制原則1、編制依據(jù)1.業(yè)主初步施工策劃2.南昌市港口大道2標(biāo)施工圖； 3.施工地的氣候、交通、能源、環(huán)境、工程地質(zhì)和水文條件；4.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010； 5.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTG/TF50-2011； 6.城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范CJJ2-2008；7、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2011；

2、8、建筑樁基技術(shù)規(guī)范JGJ94-2008；2、編制目的鉆孔灌注樁施工中成孔設(shè)備的選擇是比較關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，鉆機(jī)的選擇是否得當(dāng)，決定了整個(gè)樁基礎(chǔ)工程的盈利指標(biāo)，因此我標(biāo)段對鉆孔機(jī)械的比選尤為重要。通過對幾種常用鉆孔機(jī)械的技術(shù)特點(diǎn)概括、地層適應(yīng)性分析以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)闡述來確定適合我標(biāo)段的鉆機(jī)型號。 3、工程概況我標(biāo)段位于南昌市北城區(qū)“十橫十縱”干線性規(guī)劃道路中南北向道路，南起洪都大橋北至福銀高速七里崗互通。我標(biāo)段位于南昌市裘家碼頭與梅林大道之間，經(jīng)雙港碼頭、順發(fā)碼頭，跨幸福前港至標(biāo)段尾。自主線橋53#墩至95#墩（ K2+071K3+392）總計(jì)1.321km。 道路等級：干線性主干道。主路采用高架橋形式

3、寬32.5m，設(shè)計(jì)行車速度80Km/h（雙向68車道），地面輔路在高架橋下布置寬55m，設(shè)計(jì)行車速40 Km/h(雙向6車道）。梅林大道前高架快速路設(shè)一對上下匝道接規(guī)劃機(jī)場路，過梅林大道路口后高架快速路設(shè)一對上下匝道連接地面輔路。主線橋鉆孔灌注樁共388根，梅林匝道樁基152根，總計(jì)540.樁徑1.0m：332根，樁徑1.2m：72根，樁徑1.5m：96根，樁徑1.8m：40根，合計(jì)18703延米。計(jì)劃工期2013年6月到2015年6月。4水文地質(zhì) （1）贛江沖積平原區(qū)：屬贛江沖積平原級階地，地勢平坦開闊，以沖積作用為主，地面高程為17.2021.78米。（2）據(jù)地勘顯示，我標(biāo)段多為中風(fēng)化千枚

4、巖，局部為微風(fēng)化千枚巖。上部多為雜填土、粘土及粉質(zhì)粘土。二、鉆機(jī)方案比選鉆孔灌注樁不受地下水位影響，可以穿越各種土質(zhì)復(fù)雜或軟硬變化較大的地層(如各類砂土、粘性土、碎礫石土、卵石層、風(fēng)化巖及多夾層的巖層)對地基進(jìn)行加固處理，具有承載力大、施工設(shè)備簡單、方便快捷、安全性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。我部把樁基礎(chǔ)施工部分作為研究對象，鉆孔灌注樁施工工藝過程繁多，在整個(gè)施工過程中，關(guān)鍵環(huán)節(jié)是鉆孔，鉆孔速度的快慢和成孔的質(zhì)量在整個(gè)樁基施工過程中居于主導(dǎo)地位，鉆孔機(jī)械就是灌注樁基礎(chǔ)施工的主導(dǎo)機(jī)械，因此對鉆孔機(jī)械的比選尤為重要。在該地層哪些鉆機(jī)可以成孔，成孔的效率、消耗如何，只有全面分析各類鉆機(jī)的性能指標(biāo)，才能找到該工程最

5、為合適的施工鉆機(jī)。21 沖擊鉆沖擊鉆機(jī)是一種比較傳統(tǒng)的鉆進(jìn)機(jī)具，依靠沖擊錘進(jìn)行沖砸，掏渣筒掏渣，上下往復(fù)沖擊將土石劈裂、砸碎，部分被擠入孔壁之內(nèi)，普通泥漿護(hù)壁。適用于常見的所有填土層、粘土層、密實(shí)砂層、圓礫層及角礫復(fù)合夾層，但在大漂石、卵石層及微風(fēng)化地層中進(jìn)尺緩慢，且沖擊錘容易損壞。沖擊鉆具有地層適應(yīng)范圍廣、施工速度快、場地環(huán)境要求小、造價(jià)較低等特點(diǎn)。但同時(shí)沖擊鉆勞動(dòng)強(qiáng)度大，泥漿循環(huán)要設(shè)立泥漿回流池占地大，產(chǎn)生的泥漿不易外運(yùn)，施工震動(dòng)噪音大。22 回轉(zhuǎn)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是一種在我國應(yīng)用時(shí)間最長、范圍最廣、市場保有量最大的成孔機(jī)具，該種鉆機(jī)除在卵、礫石層鉆進(jìn)較為困難外，在其它各種常見地層均有良好的適用

6、性?；剞D(zhuǎn)鉆機(jī)根據(jù)排渣方式的不同分為正循環(huán)和反循環(huán)兩種，反循環(huán)又細(xì)分為泵吸、氣舉、孔底泵送(射流)三種。在素土層、粘土層及砂土層常采用正循環(huán)，在卵石層、砂卵石夾層、巖石層及孔底清渣常采用反循環(huán)。根據(jù)地層不同，鉆頭可采用不同形式，特別是在鉆進(jìn)堅(jiān)硬巖石層時(shí)需配置滾刀鉆頭或牙輪鉆頭，回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的鉆孔直徑可達(dá)25m，深度可達(dá)百米。正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)具有應(yīng)用范圍廣、護(hù)壁效果好、成孔質(zhì)量高，施工無震動(dòng)、無噪音、機(jī)具操作方便、造價(jià)較低等特點(diǎn)。但同時(shí)其在復(fù)雜地層成孔效率較低，施工現(xiàn)場用水量大、泥漿排放量大，擴(kuò)孔率較難控制，又很難在卵石、漂石、基巖上施工，特別是在堅(jiān)硬地層中進(jìn)度緩慢，施工成本直線上升。23 沖擊反循

7、環(huán)鉆機(jī)沖擊反循環(huán)鉆機(jī)是一種將傳統(tǒng)的沖擊鉆機(jī)與反循環(huán)排渣工藝相結(jié)合的新型大孔徑鉆機(jī)。即利用沖擊鉆頭對巖石進(jìn)行較高頻率的沖擊，使巖石產(chǎn)生破碎，然后利用反循環(huán)排渣方式及時(shí)將破碎巖屑第一時(shí)間排出孔外，該種鉆法既保留了傳統(tǒng)沖擊式鉆機(jī)的施工成本低、清孔干凈、沉渣量少、適應(yīng)地層廣的優(yōu)點(diǎn)，又克服了其不能連續(xù)排渣、重復(fù)破碎多的不足，廣泛適用于各種復(fù)雜地層施工。沖擊反循環(huán)鉆機(jī)與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)各有各的優(yōu)點(diǎn)，一般在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工時(shí)，回轉(zhuǎn)鉆機(jī)要比沖擊反循環(huán)鉆機(jī)施工快1113倍，且成本消耗較低。但在卵礫石層及基巖施工中，沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)明顯比回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)要快23倍，尤其在一些丘陵山區(qū)地帶，沖擊反循環(huán)在施工復(fù)雜地

8、層即卵石層及卵礫夾石層時(shí)成孔速度優(yōu)越性更加顯著，在成本消耗方面在卵、礫石層，漂石，基巖施工中，沖擊鉆進(jìn)效率高，而回轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn)速度慢，成孔周期長，成本比沖擊鉆進(jìn)大3倍以上，如遇大漂石、大塊石、硬度較高的花崗巖回轉(zhuǎn)鉆機(jī)很難鉆進(jìn)，只能用沖擊反循環(huán)鉆機(jī)來完成。但同時(shí)沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)振動(dòng)對周圍環(huán)境影響很大，特別是沖擊下部堅(jiān)硬基礎(chǔ)巖面時(shí)，沖擊振動(dòng)對周圍產(chǎn)生很大噪音，另外鉆機(jī)功率大、耗電量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、搬遷運(yùn)輸成本也較高。24 旋挖鉆機(jī)旋挖鉆機(jī)是近年來發(fā)展最快的一種新型樁基成孔施工方法，它通過鉆桿和鉆斗的旋轉(zhuǎn)，以鉆斗自重并加液壓作為鉆進(jìn)壓力，使土屑裝滿鉆斗后提升鉆斗出土，通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸

9、土和泥漿置護(hù)壁，反復(fù)循環(huán)而成孔。旋挖鉆機(jī)適用于各類粘土、粉土、密實(shí)砂土、淤泥質(zhì)土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地層，借鉆具自重和鉆機(jī)加壓力，耙齒切入土層，在回轉(zhuǎn)力矩的作用下鉆斗同時(shí)回轉(zhuǎn)配合不同鉆具，適應(yīng)于干式(螺旋)、濕式(回轉(zhuǎn)斗)的成孔作業(yè)。目前，旋挖鉆機(jī)的最大鉆孔直徑為3m，最大鉆孔深度達(dá)120m(主要集中在40m以內(nèi))，最大鉆孔扭矩620kNm。旋挖成孔的施工方法具有施工質(zhì)量可靠、成孔速度快、成孔效率高、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，大大縮短了工期，廢漿少，低噪音，污染小保護(hù)了環(huán)境，克服了機(jī)械成孔時(shí)孔底沉淤土多、樁側(cè)摩阻力低、泥漿管理差的缺點(diǎn)，極大地提高了施工質(zhì)量。但其缺點(diǎn)是對于厚度較大的松散砂層

10、在鉆進(jìn)時(shí)易塌孔，在卵石含量較大的卵石層鉆進(jìn)時(shí)速度慢，不適用于堅(jiān)硬巖石層入巖施工。旋挖鉆機(jī)一次投入費(fèi)用較大，但成孔費(fèi)用消耗等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比其他方法成孔費(fèi)用低，應(yīng)結(jié)合工程規(guī)模、工程量和施工進(jìn)度綜合考慮，從目前看該工藝在我國有著相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。三、鉆機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與比選31 地層適應(yīng)性的應(yīng)用比選由于我國國土面積廣大，地質(zhì)地貌多種多樣，地層情況復(fù)雜多變，不同地區(qū)間地層差異很大。所以在具體工程確定后，通過實(shí)地踏勘結(jié)合巖土工程勘察報(bào)告對所要施工地層的地質(zhì)年代構(gòu)造和巖性做到詳細(xì)了解，并詳細(xì)分析各種土工試驗(yàn)指標(biāo)，從而做到準(zhǔn)確地對鉆機(jī)進(jìn)行初步適應(yīng)性選型。根據(jù)地層特點(diǎn)和各類鉆機(jī)的特性，我們可作出如下比選：(

11、1)對于填土層、粘土層、粉土層和密實(shí)砂層，可選用沖擊鉆機(jī)、正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和旋挖鉆機(jī)；(2)對于粘土層、較松散砂層、淤泥質(zhì)土層，可選用正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和旋挖鉆機(jī)；(3)對于砂層、礫石層、砂礫夾層和卵礫夾層，可選用沖擊鉆機(jī)、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊反循環(huán)鉆機(jī)和旋挖鉆機(jī)；(4)對于密實(shí)砂層及卵石含量大于2O%粘土層或粒徑大于15cm 的漂石地層及超過10cm 的卵礫夾層，可選用沖擊鉆機(jī)或沖擊反循環(huán)鉆機(jī)；(5)對于軟巖、強(qiáng)風(fēng)化巖、破碎巖，可選用沖擊鉆機(jī)、正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和沖擊反循環(huán)鉆機(jī)；(6)對于弱風(fēng)化、微風(fēng)化及堅(jiān)硬巖石的入巖，可選用實(shí)心錘沖擊鉆、沖擊反循環(huán)鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)(配牙輪或滾刀鉆頭)。32 各類鉆機(jī)經(jīng)

12、濟(jì)性及綜合性能的比選經(jīng)濟(jì)成本和消耗量指標(biāo)在施工生產(chǎn)過程中的地位極其重要，為了努力達(dá)到效益最優(yōu)化，在熟知各種鉆機(jī)設(shè)備的功率、配套設(shè)施、消耗量和工作效率下再結(jié)合具體工程特點(diǎn)確定鉆機(jī)類型。為了方便理解和說明，下面對各種常用鉆機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行列表比較，各項(xiàng)數(shù)據(jù)詳見表1。表1 常用鉆機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較一覽表（測算數(shù)據(jù)以1.2m樁為例）樁基類型適用地層泥漿情況充盈系數(shù)進(jìn)尺速度單延米價(jià)格進(jìn)出場費(fèi)施工環(huán)境沖擊鉆機(jī)填土層、粘土層、密實(shí)砂層、圓礫、角礫夾層、巖石層比重應(yīng)大于1.3，可隨時(shí)排放一般為成孔體積的23倍，1.11.3砂土層25m/h,卵礫石層25m/h，巖層0.20.4m/h砂土層100150元/

13、m,卵礫石層150200元/m，巖層200300元/m體積較小運(yùn)費(fèi)較低現(xiàn)場泥漿污染嚴(yán)重、噪音震動(dòng)大、勞動(dòng)強(qiáng)度高回轉(zhuǎn)鉆機(jī)（正循環(huán)）填土層、素土層、粘土層、砂土層比重應(yīng)小于1.25，泥漿用量多一般為成孔體積的3倍，1.11.25砂土層1.52.5m/h,卵礫石層0.40.7m/h，軟巖0.30.5m/h巖石層0.30.5m/h砂土層120160元/m,卵礫石層160240元/m，軟巖層240350元/m巖石層350450元/m體積適中運(yùn)費(fèi)較低現(xiàn)場泥漿污染嚴(yán)重、噪音震動(dòng)小、勞動(dòng)強(qiáng)度高回轉(zhuǎn)鉆機(jī)（反循環(huán)）砂層、卵石層、砂卵石夾層、巖石層比重應(yīng)小于1.1，泥漿用量大一般為成孔體積的4倍，1.11.25砂層

14、24m/h,卵礫石層0.71.1m/h，軟巖0.30.5m/h巖石層0.30.5m/h砂土層120160元/m,卵礫石層160240元/m，軟巖層240350元/m巖石層350450元/m體積適中運(yùn)費(fèi)較低現(xiàn)場泥漿污染嚴(yán)重、噪音震動(dòng)小、勞動(dòng)強(qiáng)度高沖擊反循環(huán)鉆機(jī)礫石層、砂礫石夾層、卵礫石夾層、中微風(fēng)化巖層、軟質(zhì)巖層比重應(yīng)小于1.21.5，隨時(shí)排放一般為成孔體積的23倍，1.11.25礫石層12m/h,卵礫夾層0.61m/h，軟巖0.30.5m/h中風(fēng)化巖1.22m/臺班礫石層120170元/m, 卵礫夾層170220元/m，軟巖層220300元/m中風(fēng)化巖300350元/m體積較大運(yùn)費(fèi)較高現(xiàn)場泥漿

15、污染嚴(yán)重、噪音震動(dòng)小、勞動(dòng)強(qiáng)度高旋挖鉆機(jī)各類填土、粘土、粉土、密實(shí)砂層、礫石層、砂礫夾層、卵礫石夾層、強(qiáng)風(fēng)化較軟巖可采用干作業(yè)或少量泥漿護(hù)壁1.051.15各類填土、粘土、粉土、密實(shí)砂層715m/h, 礫石層、砂礫夾層410m/h，強(qiáng)風(fēng)化較軟巖25m/h各類填土、粘土、粉土、密實(shí)砂160200元/m, 礫石層、砂礫夾層200350元/m，強(qiáng)風(fēng)化較軟巖350450元/m體積較大運(yùn)費(fèi)較高現(xiàn)場泥漿污染小、噪音震動(dòng)小、勞動(dòng)強(qiáng)度低從表1中可以看出，對于同一種地層的樁基施工成孔，由于選用鉆機(jī)設(shè)備的不同會(huì)產(chǎn)生不同的施工成本單價(jià)，有時(shí)還會(huì)相差很大。例如某一鉆孔樁所在地層上部主要為填土層和密實(shí)砂層，下部主要為砂卵夾層并有少量強(qiáng)風(fēng)化巖層，按照以上所列各種鉆機(jī)的性能，沖擊鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊反循環(huán)鉆機(jī)和旋挖鉆機(jī)中的任何一種都能滿足施工要求。但從經(jīng)濟(jì)角度分析，他們的成本消耗卻不盡相同，4種鉆機(jī)在制漿、排漿和動(dòng)力等基本相同的情況下，鉆頭的消耗和進(jìn)尺速度的差別使得成本相差較大。沖擊鉆機(jī)在上述地層的平均成孔速度在1030mh，施工平均成本在130元m,正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在上述地層的平均成孔速度在1535mh，施工平均成本在160元m,沖擊反循環(huán)鉆機(jī)在上述地層的平均成孔速度2545mh，施工平均成本在200元m；旋挖鉆機(jī)在上述地層的平均成孔速度在5O80mh，施工平均成本在280元m。所以按