正、反循環(huán)鉆機(jī)施工作業(yè)指導(dǎo)書

正、反循環(huán)鉆機(jī)施工作業(yè)指導(dǎo)書

正、反循環(huán)鉆機(jī)施工作業(yè)指導(dǎo)書1、概念介紹、正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔:泥漿高壓通過鉆機(jī)的空心鉆桿,從鉆桿底部射出,底部的鉆頭〔鉆錐〕在回轉(zhuǎn)時將土層攪松成為鉆渣,被泥漿浮懸。

隨著泥漿上升而溢出流到井外的泥漿溜槽,經(jīng)過沉淀池沉淀凈化,泥漿在循環(huán)使用。

井孔壁依靠水頭和泥漿愛護(hù),對泥漿的質(zhì)量要求較高。

、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔:與正循環(huán)相反,泥漿由鉆桿外注入井孔,用真空泵或其他方法〔如空氣吸泥機(jī)〕將鉆渣從鉆桿中吸出。

泥漿起關(guān)懷護(hù)壁作用,相對正循環(huán)泥漿質(zhì)量要求較低,但遇到鉆深孔或易坍塌土層時,需要高質(zhì)量泥漿。

、正、反循環(huán)鉆孔的適用范圍:鉆孔適用范圍泥漿方法土層孔徑〔〕孔深〔〕作用正循粘性土、粉沙、細(xì)砂、中粗砂、80~25030~100浮懸環(huán)回轉(zhuǎn)鉆含少量礫石、卵石土〔含量少于20%〕、軟巖;鉆渣并護(hù)壁反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆粘性土、砂類土、含少量礫石、卵石土〔含量少于20%,粒徑小于鉆桿內(nèi)徑23〕;80~300用真空泵小于35,用空氣吸泥機(jī)可達(dá)65,用氣舉式可達(dá)120;、正反循環(huán)所用的泥漿性能指標(biāo):泥漿由水、粘土〔或膨潤土〕和添加劑組成。

使用下表的留意事項(xiàng):、地下水位高或其流速大時,指標(biāo)取高值,反之取低值;、地質(zhì)狀況較好,孔徑或孔深較小的取低限,反之取高限;鉆地層狀況泥漿性能指標(biāo)、在不簡潔坍塌的粘質(zhì)土層中,反循環(huán)鉆進(jìn)時,可承受清水提高水頭〔≥2〕維護(hù)孔壁。

孔方法相對密度粘度含砂率%膠體率%失水率30泥皮厚~~228~4≥96≤25≤21~~~~288~4≥96≤15≤253~508~~~20≤4≥95≤20≤31~~1循易坍地層618~28≤4≥95≤20≤~~35≤4≥95≤20≤31~~~~~1550相對密度:指泥漿與4℃同體積水的質(zhì)量之比;作用:數(shù)值偏大,護(hù)壁力氣強(qiáng),正循環(huán)時浮懸鉆渣力氣強(qiáng);但太大時〔≥〕正循環(huán)時簡潔糊鉆,泥漿失水量也加大,對清孔和澆注混凝土不利,泥皮厚度也會增厚,對摩擦樁的承載力氣不利。

〔常規(guī)檢驗(yàn)檢查指標(biāo)〕粘度:指液體或混合液體運(yùn)動時,各分子或顆粒之間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力;作用:粘度大,孔壁泥皮厚,對防止翻砂、阻隔滲漏有利〔護(hù)壁力氣強(qiáng)〕,懸浮帶渣力氣強(qiáng);太大〔超出上表上限〕,則簡潔糊鉆。

靜切力:指靜止的泥漿開頭流淌所需的最小外力,又稱滑動靜應(yīng)力,他表示泥漿構(gòu)造的強(qiáng)度,以破壞12上的泥漿顆粒構(gòu)造所需要的力表示。

作用:要適當(dāng)〔在表中要求范圍內(nèi)〕;數(shù)值過大,流淌阻力過大,導(dǎo)致泥漿相對密度過大;過小,則鉆渣不簡潔浮懸,帶渣力氣差;含砂率:指泥漿內(nèi)所含的砂和粘土顆粒的體積百分比;為常規(guī)檢查指標(biāo);膠體率:指靜止?fàn)顟B(tài)的泥漿內(nèi),呈懸浮狀態(tài)的粘土顆粒與水分別的程度,用百分比表示;作用:膠體率越高,粘土顆粒越不易沉淀。

浮懸鉆渣的力氣越強(qiáng)。

失水率:又稱失水量或滲透量,是指泥漿在鉆孔內(nèi)受內(nèi)外水頭壓力差的作用在確定時間內(nèi)滲入地層的水量,以30為單位;作用:失水率越小,膠體率越大,護(hù)壁效果越好〔對遇水軟化的泥巖尤其有利〕;失水率過大的泥漿,會增大泥皮厚度,對遇水軟化的泥巖尤其不利,會導(dǎo)致地層膨脹而坍孔。

酸堿度:即值,值等于7,為中性,小于7,為酸性。

大于7,為堿性;泥漿的值在8~10為適當(dāng),這時粘土顆?？蛇M(jìn)展分散,水分子進(jìn)入粘土內(nèi)部使其膨脹,顆粒外表形成吸附性水化膜〔又稱束縛水〕,使失水率減小,能較快形成薄而堅(jiān)韌的泥皮,對護(hù)壁有利,可增加泥漿穩(wěn)定性和膠體率。

值過小,失水率會急劇上升;值過大,則泥漿濾液將滲透到孔壁的粘土中,使孔壁外表軟化、粘土顆粒之間的分散力減弱,從而導(dǎo)致坍孔。

該指標(biāo)為常規(guī)檢驗(yàn)檢查指標(biāo)。

、泥漿原材料要求:、粘質(zhì)土的性能要求:塑性指數(shù)大于25,%;當(dāng)缺少符合該要求的粘土?xí)r,可承受性能略差的粘質(zhì)土,并摻入合格粘質(zhì)土30%;當(dāng)承受性能較差的粘質(zhì)土〔塑性指數(shù)不小于15〕調(diào)制的泥漿性能指標(biāo)不符合要求時,可在泥漿中摻入23〔純堿〕、或膨潤土粉末,以提高泥漿性能指標(biāo),摻入量由試驗(yàn)確定;一般23〔純堿〕%~%。

、膨潤土的性能和用量:膨潤土分為鈉質(zhì)膨潤土和鈣質(zhì)膨潤土兩種,前者質(zhì)量較好;一般用量為水的8%〔8的膨潤土可摻100的水〕;質(zhì)量較差時為12%;、常用泥漿外摻劑的要求::全名羧***纖維素,具有使地基土外表形成薄膜的強(qiáng)化作用和降低失水率的作用,%~%,一般地基土很少使用。

:稱為鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽,為分散劑,可使鉆渣顆粒聚集而加速沉淀,可使泥漿重復(fù)使用,%~%。

一般不常用。

23〔純堿〕:可增大值到10,%~%。

,常用來改善泥漿指標(biāo)。

:聚丙烯酰***絮凝劑,在泥漿循環(huán)中能清晰劣質(zhì)鉆屑,保存造漿的膨潤土粒,具有低固相、低相對密度、低失水、泥漿性能強(qiáng)等特點(diǎn),%。

在大孔徑、超長樁施工時常被應(yīng)用。

2、鉆機(jī)組成、正循環(huán):鉆盤:是鉆機(jī)的主要局部,是供應(yīng)鉆進(jìn)動力和保持鉆桿垂直的主要部件,可供應(yīng)快、中、慢三種轉(zhuǎn)速,并可正、反轉(zhuǎn);卷揚(yáng)機(jī):包括主、副卷揚(yáng)機(jī);鉆架:由機(jī)型確定;泥漿泵:規(guī)格指標(biāo)為流量和壓力;鉆桿:是向鉆錐傳遞動力的主要部件,也是泥漿循環(huán)流行的通道,受力簡潔,第一節(jié)為方鉆桿,長度5~9,其余為圓鉆桿,通常見到的鉆機(jī)鉆桿由內(nèi)徑為15,壁厚10的無縫鋼管制成;提水龍頭:也叫搖頭,承受鉆桿、鉆錐重量,可使提升系統(tǒng)和泥漿膠管不隨鉆桿轉(zhuǎn)動;鉆錐:也稱鉆頭,常見類型包括魚尾錐、雙腰帶籠式錐〔也稱刮刀鉆〕、刺猬錐、雙徑六角鉆錐;在巖石中鉆進(jìn)的鉆頭為牙輪鉆;、反循環(huán):一般循環(huán)鉆鉆機(jī)都可承受正、反循環(huán)方式鉆進(jìn),主要部件是一樣的,反循環(huán)與正循環(huán)不同之處在于:泥漿循環(huán)系統(tǒng)承受:不需要泥漿泵,但要配置泥石泵〔吸泥泵〕與真空泵,或者配置空氣吸泥機(jī)〔又稱氣舉法〕,或者水力吸泥機(jī)〔又稱水力噴射法〕。

但多數(shù)承受真空泵、泥石泵〔吸泥泵〕協(xié)作氣舉實(shí)現(xiàn)反循環(huán)鉆進(jìn)。

鉆機(jī):大多與正循環(huán)一樣;只是氣舉式鉆進(jìn)的鉆桿〔內(nèi)徑要大于127〕上要另設(shè)風(fēng)管〔多承受外供風(fēng)管〕。

鉆錐〔頭〕:、三翼空心單尖鉆錐,適合粘質(zhì)土層、粉質(zhì)土層和中、粗砂層;適用于泵泥〔吸〕式反循環(huán);、牙輪鉆頭:在砂卵石和風(fēng)化巖層中效果較好,在砂類土、粘質(zhì)土、卵石層中也可使用;適用于泵泥〔吸〕式反循環(huán);、圓筒封閉式鉆錐:適用于氣舉式〔空氣吸升式〕反循環(huán);適合粘質(zhì)土層、粉質(zhì)土層和中、粗砂層;、楔齒滾刀鉆頭:適合于中、硬巖層,如砂巖、灰?guī)r、卵漂礫地層,強(qiáng)度大于30其他巖層也可使用。

、球齒滾刀鉆頭:嵌巖樁用鉆頭。

強(qiáng)度大于60的巖層都可使用。

真空泵、吸泥機(jī)〔泥石泵〕及空壓機(jī):泵吸式:直接利用泥石泵的抽吸作用使鉆桿內(nèi)水流上升而形成反循環(huán)。

承受真空泵和吸泥機(jī)〔泥石泵〕協(xié)作使用,其最大吸力不會超過大氣壓力。

,由于摩擦和泥漿密度較大,實(shí)際吸程不超過8,所以泵吸式反循環(huán)鉆孔深度不能太深〔一般不超過65~80〕,真空泵只是啟動時使用。

氣舉式:利用送入壓縮空氣使水循環(huán),鉆桿內(nèi)水流上升速度與鉆桿內(nèi)外液柱壓力差有關(guān)。

原理是高壓空氣通過送氣管送到鉆頭上部確定位置〔一節(jié)鉆桿長度〕,使孔底四周泥漿壓力增大,而鉆桿頂部壓力小〔只有一個氣壓〕,壓差使得高壓空氣將鉆渣和泥漿壓進(jìn)鉆桿內(nèi),而將泥漿從鉆桿內(nèi)排出。

氣舉式在孔深大于7以上時才有效,7以內(nèi)無效,適合使用于超過50的孔深。

氣舉式鉆桿內(nèi)徑不小于150,一般有150〔配置73的空壓機(jī)〕、200〔配置103的空壓機(jī)〕、250〔配置203的空壓機(jī)〕,風(fēng)壓計算:〔孔深〔〕+4〕=;比方100孔深,需要風(fēng)壓為〔100+4〕=〔約為10個大氣壓〕3、成孔工藝:、正循環(huán)鉆進(jìn)工藝:屬于常規(guī)施工工藝,略;、鉆機(jī)就位前場地、泥漿池、設(shè)備、技術(shù)預(yù)備;、鉆機(jī)就位:留意要求:轉(zhuǎn)盤中心同鉆架上的起吊滑輪在同一鉛垂線上,轉(zhuǎn)盤要水平,方鉆桿上安裝提引水龍頭,用輸漿膠管連接泥漿泵和水龍頭。

、初鉆:先啟動泥漿泵和轉(zhuǎn)盤,先空轉(zhuǎn)一段時間,待孔中有泥漿后在開頭鉆近;之后逐節(jié)接長鉆桿;、正常鉆進(jìn);〔留意減壓鉆進(jìn)〕、泥漿凈化、循環(huán)使用和補(bǔ)充;、成孔及清孔、驗(yàn)收檢查。

、泵吸式反循環(huán)工藝:〔常見式〕、鉆機(jī)就位;、開鉆:將鉆頭提高距離孔底30左右,將真空泵加足清水〔不得用臟水〕,關(guān)緊出水把握閥和沉淀室放水閥使管路封閉,翻開真空管路閥時氣水暢通,然后啟動真空泵,抽出管路內(nèi)的空氣產(chǎn)生負(fù)壓,把水引到泥石泵,通過沉淀室的觀看窗看到泥石泵布滿水時關(guān)閉真空泵,立刻啟動泥石泵,,翻開出水把握閥,把管路中的泥水混合物排到沉淀池,形成反循環(huán)后,啟動鉆機(jī)慢速開頭鉆進(jìn)。

通過開閉出水把握閥,。

、鉆進(jìn)、接長鉆桿;、鉆進(jìn)過程中要把握鉆速:硬粘土中:一檔轉(zhuǎn)速,放松起吊鋼絲繩,自由進(jìn)尺;鉆進(jìn)速度6~12;高液限粘土、含砂低液限粘土:二、三檔轉(zhuǎn)速,自由進(jìn)尺;鉆進(jìn)速度6~12;砂類土〔含少量卵石〕:用一、二檔鉆速,把握進(jìn)尺;鉆進(jìn)速度3~5;砂礫:1~2易坍塌土層〔粉質(zhì)土〕,低檔慢速鉆進(jìn),加大泥漿相對密度和提高水頭。

鉆進(jìn)速度6~9;、泥漿凈化、循環(huán)使用和補(bǔ)充;、成孔及清孔;、驗(yàn)收檢查。

、鉆進(jìn)過程中的故障及處理:、反循環(huán)不正常:、啟動真空泵后反循環(huán)流淌不正常、泥石泵抖動,泥水削減以致中斷:緣由:管路漏氣或鉆頭、鉆桿堵塞。

處置:首先檢查鉆桿法蘭盤螺絲有無松動,是否墊好橡皮圈;有問題擰緊并墊好!其次檢查泥石泵的石棉墊〔即盤根〕處是否漏氣,提引水龍頭填料壓蓋是否松動。

保證接頭處不漏氣漏水。

假設(shè)是鉆頭鉆桿堵塞,則去除堵塞物即可。

、產(chǎn)生真空后,沉淀室的水位上升緩慢:緣由:真空泵使用過久,工作性能差或管路漏氣;處置方法:擰緊各處螺栓,加強(qiáng)保養(yǎng),消退漏氣現(xiàn)象;檢查真空泵氣水分別器內(nèi)是否注滿水;實(shí)行上述措施后,仍無效果,則應(yīng)考慮更換真空泵;、~:緣由:吸渣口堵塞;冬季時真空管路凍結(jié);或操作時未開管路閥門;處置方法:先檢查管路閥門〔假設(shè)在冬季,檢查真空管路,如確屬凍結(jié),可承受噴燈或炭火烤化〕,未開啟時開啟后即可消退;當(dāng)推斷屬于吸渣口堵塞緣由時,應(yīng)提出鉆頭進(jìn)展清理,然后再連續(xù)鉆進(jìn)。

、鉆進(jìn)時泥水突然中斷:緣由:在砂卵石中鉆進(jìn),因鉆桿給進(jìn)太快使鉆頭或管路堵塞:處置方法:將鉆頭略提升,用錘敲打鉆桿及管路中的各彎頭,有可能震落堵塞的砂石;或反復(fù)啟閉出水把握閥門,轉(zhuǎn)變管內(nèi)壓力,有可能去除堵塞物;可停泵一分鐘,在管內(nèi)水頭未完全退落前,再啟動真空泵使管內(nèi)流速猛增,可能去除堵塞物,當(dāng)實(shí)行上述方法照舊無效時,則應(yīng)拆掉鉆桿直至提出鉆頭,去除堵塞物;預(yù)防措施:可承受鉆進(jìn)、停鉆相結(jié)合的鉆進(jìn)方法;在鉆頭進(jìn)渣口中心焊接一根Φ6的鋼筋防止較大的卵石進(jìn)入鉆桿;、長時間啟動真空泵,真空泵表針不動:緣由:真空表接頭堵塞;或真空表已壞;或管路漏氣;處置方法:先關(guān)出水把握閥和沉淀室放水閥,然后檢查鉆頭有無漏水處;真空泵離合器是否接觸,有故障時予以排解;如推斷真空表已壞,則更換真空表;、氣舉式反循環(huán)工藝〔深孔用〕:、鉆機(jī)就位;、初鉆措施:、,再開頭用氣舉反循環(huán)鉆進(jìn);常用措施。

、將護(hù)桶接高,,護(hù)桶內(nèi)注滿泥漿;〔不常用〕、在排渣管