三一旋挖钻机工法讲堂.docx

1、三一旋挖钻机工法讲堂三一旋挖钻机工法讲堂(一)旋挖钻机在泥岩地层施工的工法规律(组图)编者按从2011年第1期开始举办“三一旋挖钻机工法讲堂”，本系列讲座内容由北京市三一重机有限公司工法研究院提供。北京市三一重机有限公司工法研究院自成立以来，在岩石钻进、碎石钻进、易塌方缩颈地层钻进等研究方面取得了突破性进展，也拓展了旋挖钻机对不同地质的适应性，其工法研究成果值得借鉴。中国改革开放30年，经济快速发展，科技日新月异，基础施工行业以及装备制造业也取得了世人瞩目的成就，高铁战略使中国基础施工企业荣耀国际，装备制造业调整和振兴规划使中国装备制造企业焕发勃勃生机。可以感受到，基础建设让城市越来越美丽，城

2、市让生活越来越美好。作为基础施工的先进装备，旋挖钻机有别于其他工程机械产品，在其施工过程中不仅对设备本身的各方面性能有较高要求，施工工法对施工质量和效率有着重要的作用。北京市三一重机有限公司经过8年多的经验积累，总结了一套应用于各类地质情况的施工方法，旨在提高施工效率，降低运营成本，攻克施工难题，为客户创造更多的价值。沧海横流，方显英雄本色。在新的发展时期，北京市三一重机有限公司以成为全球基础施工领域的领导者和最受尊敬的企业为愿景，以提供专业化基础施工整体解决方案承载美好生活为使命，创办了三一工法讲堂，创建一个属于中国基础施工行业的工法和经验交流平台，促进基础施工行业的快速发展，携手共创美好未

3、来。北京市三一重机有限公司营销公司总经理三一讲堂：旋挖钻机在泥岩地层施工的工法规律泥岩是泥质岩类的一种，是由粒度小于0.005 mm的陆源碎屑和岩土矿物组成的岩石，属软岩类。泥岩的成分很复杂，主要是高岭石、伊利石、蒙脱石、绿泥石和混层黏土矿物等。常见或主要的泥岩都呈较稳定的层状，常与砂岩、粉砂岩共生或互层。对具有代表性的膨胀性泥岩进行单轴抗压强度试验的结果表明，大部分泥岩的单轴抗压强度值一般处在0.179.36 MPa之间，其中大多数在0.25.0 MPa之间，并且随着含水量的减小，泥岩的单轴抗压强度值增大。对旋挖钻机而言，所有的泥岩都可以钻进。但是由于泥岩的特殊的物理力学性质，在旋挖钻机作业

4、时中若要充分提高钻进效率，则往往需要解决钻进过程中出现的钻具打滑、吸钻、糊钻等不良工况。而解决这些不良工况的关键在于选用和改制适用的钻具，并根据不同的情况切换到合适的操作方式。案例分析2010年11月，北方基础工程公司在广东惠州市东江新城房建工程的钻孔作业中所遇到的作业对象就是泥岩地层。其现场采用三一SY250R型入岩钻机施工，桩径为1.2 m，桩深23 m，要求穿越强风化泥岩入到中风化泥岩。工法指导前的作业效率为日均成孔68根，并且钻齿的磨损现象严重，钻具进尺困难。用户希望能够进一步提高钻进的速度，并降低钻齿损耗。问题分析经现场观察发现该工地主要存在两方面原因，一是钻具的布齿角度不合理，角度

5、偏小致使钻齿的齿体和岩层的接触面积过大，导致在钻进中不利于齿尖吃入作业的岩面，并会造成钻齿的齿体被严重磨损；二是该机的机手虽然为熟练操作员，但其一直操作普通型旋挖钻机，对于入岩钻机的操作尚属首次，缺乏入岩钻进经验，对入岩钻机的操作方式和作业地质的特点不甚了解。泥岩（软岩）加压模式曲线(上):在旋挖钻机正转加压钻进时，加压力视情况需要“时大时小”地交替加压。泥岩地层干成孔作业时的典型钻渣（下）：在钻具适用、操作得当的情况下，泥岩地层干成孔作业时的钻渣呈现出碎片疏离状，表明钻具的进尺效果较好。解决措施在问题分析的基础上，针对性地对在用钻具的钻齿进行了布置优化，将齿角由45改大为53；现场对机手进行

6、了操作指导，并从入岩理论上让操作手理解并掌握不同地层的加压方式和钻具旋转速度的特点。入岩旋挖钻机采用的是动静耦合加压模式。对于泥岩而言，其强度较低，动载效应对硬度等力学指标的影响比硬岩要显著得多，故不宜采用冲击方式，而应采用压入回转、高速切削的操作方式来破碎钻进。由泥岩（软岩）加压模式曲线可以看出，在旋挖钻机正转加压钻进时，加压力视情况需要“时大时小”地交替加压。解决效果经工法指导后，在相同地层、相同桩径、相同桩深的条件下，由日均成孔68根桩提高到每天可成孔1012.5根桩，钻齿损耗和油耗也大为降低。工法小结针对泥岩地层，只要采取的工法得当，顺利且高效地完成旋挖钻进是可以达到的。而提高钻进效率

7、的措施一般从三个方面着手：调整钻机的操作方式，更换适用的钻具，优化钻齿的布置。在钻具适用、操作得当的情况下，泥岩地层干成孔作业时的钻渣会呈现出碎片疏离状，表明此时钻具的进尺效果较好。在旋挖钻孔施工中，拥有一台高质量的钻机很关键，但是及时、高水平的工法技术支持也很关键，两者相结合才能实现经济效益的最大化。（北京市三一重机有限公司工法研究院 水俊峰 王磊 高春华）三一旋挖钻机工法讲堂（二） 厚回填土地层的旋挖钻机施工工法三一旋挖钻机工法讲堂(三) 易打滑地层的旋挖钻机施工工法三一旋挖钻机工法讲堂(四) 旋挖钻机在卵石地层中施工的工法探讨三一旋挖钻机工法讲堂(五)旋挖钻机在大直径深孔桩水上施工的工法

8、探索讲解人：北京市三一重机有限公司工法研究院 宋武超 肖茹鹏随着重大基础设施建设的不断发展，跨越江河湖泊以至海洋的水上施工项目也越来越多。在桩基础施工项目中，采用循环钻机或者冲抓钻机等形式进行水面施工的案例已经很多，但是采用旋挖钻机进行水面钻孔作业却鲜见报道。其主要原因在于，这种水上施工项目中的桩基础设计形式多数都是大直径、深孔桩，旋挖钻机在进行该类桩的施工时，要面临钻机扭矩、钻杆规格、钻具形式以及钻孔护壁等各种因素的限制和考验，因此目前国内采用旋挖钻机进行大直径深孔桩水上施工的案例尚不多见。作为2010年桩基础施工行业的一项盛举，由中铁大桥局承建的安庆长江铁路大桥桩基工程采用了三一SR360

9、型旋挖钻机作为施工设备。施工过程中，该旋挖钻机攻克了4项主要施工难题，保证了工程的顺利实施。旋挖钻机在大直径深孔桩水上施工的工法探索工程概况安庆长江铁路大桥是由中铁大桥局承建的作为宁安城际铁路的标志性工程，是南京至安庆城际铁路和阜阳至景德镇铁路的重要组成部分，也是宁安城际铁路的控制性工程。大桥全长近3 km，其中主桥长1.363 km，主跨长580 m，该基础工程的地质分布为粉细砂、微胶结砾石层、中风化和微风化泥质粉砂岩层、泥岩层，如此，复杂的地层情况为项目施工带来了前所未有的困难。此工程5号、6号、7号墩台基桩设计直径为2.5 m，桩长80 m左右，自2009年3月20日开工，计划2013年

10、5月31日竣工，工期约50个月。作为中铁大桥局集团的重大工程项目，施工现场汇集了国内多家知名厂商的大型旋挖钻机。问题分析旋挖钻机施工效率低以及成孔质量不高的问题原因主要是地层复杂。以5号承台为例，该处的地质情况为：深度1238 m为河床冲积泥砂，其中砂粒以粉细砂为主，钻进时易受扰动而悬浮在孔内；深度38 m以下为强风化-中风化砂质泥岩、泥质砂岩互层；在深度40 m、54 m、70 m处均有硬砂岩夹层分布，局部有砾岩层分布，砾石直径小于30 mm，砂岩夹层及砾岩层厚度大都在1 m左右。根据这种地质结构，旋挖钻机的施工难点主要体现在以下4方面。上部砂层易塌孔 这是江河水面下地质的通病，该工程地质情

11、况表层泥砂很厚，较松散且含水量大，施工过程中易产生塌孔事故。钻进困难 考虑到孔深的要求，钻机只能配置摩擦钻杆，而摩擦钻杆是靠钻杆键条之间压紧后的摩擦力传递下压力的，随着孔深的增加，所传扭矩和加压力随其每节逐层伸出会有耗减，加压力和扭矩不足可能导致打滑、钻进困难，施工效率降低。扭矩输出不足 在硬岩层中进行直径2.5 m的桩孔施工对动力头的扭矩有很高的要求，如扭矩不足则易产生动力头“憋死”、发动机熄火等现象，如果一次成孔动力头扭矩输出不足以破坏硬岩层，则需要采取分级钻进的方法。控制钻孔垂直度度 在泥岩、泥质砂岩等沉积岩中进行深桩孔施工时，由于沉积岩存在夹层软硬差异的情况，极易产生孔斜。解决措施针对

12、该工程施工中可能遇到的问题及难点，三一工法研究院做了如下应对方案：在钻机配置方面，为三一SR360型旋挖钻机配套了特制的加重摩擦钻杆、加重型捞砂钻斗、扩孔用嵌岩筒钻以及捞砂钻斗。施工前，将水、膨润土、碱、纤维素按照100080100352的比例配置泥浆，充分搅拌，并静置24 h以上，待泥浆稳定后方可使用。按此法配制的泥浆，孔外密度达到1.09，黏度26s，满足了上部砂层护壁要求。为防止钻进时打滑钻不进，针对该工程配置特制摩擦钻杆，以此保证深孔施工钻具对地层能起到足够的破碎压强。该钻杆芯杆加重，钻杆总质量达到19.5 t。为防止钻机在钻进硬岩层时出现扭矩输出不足的情况，如果一次成孔困难，可采用分

13、级钻进方案，即先用加重钻斗钻进，然后用特制扩孔嵌岩筒钻扩孔至2.5 m，最后用特制捞砂钻斗捞取松散钻渣。针对沉积类岩石中多含软硬不均夹层的情况，采用特制加重型捞砂钻斗靠自身质量钻进和特制扩孔嵌岩筒钻直筒导向的方案来防止钻孔倾斜，最终保证桩孔的垂直度。解决效果三一SR360型旋挖钻机顺利地完成了5号承台的施工。从开孔至终孔不分级钻进，一次成孔，平均成孔时间35 h，垂直度偏差最小0.38 m。此次施工高效、优质，最大限度地节约了墩台基桩的施工成本。工法小结在安庆长江大桥的施工过程中，合理选用钻斗斗齿和布齿的角度对钻机顺利实施钻进起到了非常重要的作用。三一工法研究院在前期对工地进行调研时发现，其他

14、钻机均使用普通斗齿，这种斗齿强度较低。为适应这种水下复杂地质的情况而应换用强度大、耐磨损的钻齿。市面上大部分钻齿前角均在45左右，适当增大齿前角可以避免打滑，增大钻齿对较硬地层的切入能力，但同时也可能增加钻齿以及齿座折断的风险，由此导致频繁换齿、补齿也会影响到施工效率，因此布齿时应将前角适当调大。据统计，其他钻机平均每孔耗齿为20个，而三一SR360型旋挖钻机平均每孔只需更换46个齿，齿座基本无需更换，为钻进节省了成本和时间。三一旋挖钻机工法讲堂（六） 旋挖钻机在喀斯特地貌地层钻进三一旋挖钻机工法讲堂(七)钻孔扩底灌注桩是在普通灌注桩基础上发展起来的一种新桩型，通过在桩底形成一个扩大头，来增大

15、桩端的有效承载面积，从而提高桩端承载力。概况而言，钻孔扩底灌注桩工法是把按等直径钻孔方法形成的桩孔钻进到预定的深度后，换上扩孔钻头，撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切削地层以形成扩大的孔底，待成孔后放入钢筋笼，灌注混凝土形成扩底桩以获得较大承载能力的施工方法。国内工程实例表明，采用扩底桩能节约混凝土20%40%，节约钢材40%50%，一般使工程总投资节约15%35%不等。目前，扩底桩成孔的施工方式主要有3种：一是人工挖孔，这种施工方式做出的扩大头质量很高，但是效率很低，并很容易出安全事故；二是反循环扩底和清渣，大多数的扩底灌注桩都采用该方法来完成，设计院也以此施工方法为设计依据，但该施工方式存在效率

16、低、泥浆污染大的弊端；三是采用专用的旋挖钻机进行扩孔和清渣，该方式施工效率高、施工质量也能得到保证，但是过高的造价限制了它的推广。三一工法研究院在2008年就开始了旋挖扩底桩方面的技术研究。立足于开发适用于旋挖钻机的扩孔钻头以及在不同地质情况下合理的施工工法，通过钻头的设计和工法的指导来满足扩底桩的成孔要求。捞砂钻头更换为扩底钻头案例分析2010年10月，四川成都雅颂居地产开发项目。地质条件主要是含黏性土卵石、粉质黏土、全风化泥岩、强风化泥岩、中风化泥岩、弱风化泥质粉砂岩。该工程基础采用钻孔扩底灌注桩设计，孔深为16m，扩底部分的桩径由1.0m扩大至1.4m，扩底部分的高度为1.7m，扩孔钻头

17、行程330mm，最大桩径(1.4m)距设计持力层850 mm。成孔和扩孔设备均采用旋挖钻机，机型选用三一SR250R型入岩钻机。配套钻杆是445-413机锁式钻杆，配套钻头是直径1.0m土层双底捞砂钻斗，以及1m扩到1.4m的两翼扩底钻头。清孔采用的空压机流量为13 m3/min、压力不小于8kg，并配有导管、气管等辅助清孔装置。成孔后采用超声波桩形检测仪来检测桩型是否合格。问题分析扩底灌注桩的成孔质量主要取决于二方面，一是扩底部分的形状是否合格，二是孔底沉渣的清理程度能否满足要求。为达到有效增大桩端承载力的目的，扩大头的形状要满足设计要求，并要在成孔后进行桩型检测。此外对桩底沉渣的控制也有着

18、严格的要求。现阶段多采用旋挖钻机成孔、扩底结合反循环清渣的施工工艺。在清渣环节此种工艺又多采用气举反循环而非泵吸反循环，存在的问题是由于渣土不能及时排出孔外而积聚在孔底，这将对扩底钻头的回缩及旋转产生较大阻力，使钻头扩孔效率降低，钻头回缩困难，易造成孔底事故。而且气举反循环使用不当很容易造成塌方。解决措施保证扩底部分的成型质量 桩基设计表明，该地质在深1218m时为强至中风化泥岩(强度在28 MPa)，地层较稳定，适合做扩底成孔，于是选择此地层为扩孔地层。根据客户提供的地质报告得知该工地的地下水位较深，经讨论可以采用旋挖钻机干作业成孔，无需泥浆护壁。先直孔钻进用直径1.0 m的土层双底捞砂钻斗

19、进行直孔钻进，钻到16m预定深度后换为扩底钻头开始扩底。更换钻头后要检查扩底钻头的伸闭灵活性及有无容易卡死的点，如有应予以消除。扩底钻进过程中要测量扩底钻头的扩底行程并实时记录 并且在扩底钻进过程中要和操作人员沟通以让其掌握扩底时的操作要领。扩底钻头提出孔外后可以通过钻头上钻齿磨损情况判断其吃土情况进而判断桩形情况。扩底完成后用直径1.0 m的土层双底捞砂钻斗进行孔底清渣。扩底时要注意操作要领：缓慢下放钻头，避免钻头与孔壁相刮蹭。在下放钻头至孔底时轻微加压，记下此时的下放深度。缓慢加压，低速钻进直至达到扩底行程。达到扩底行程后要继续多钻510圈以有利于保证孔底形状。扩底完成后上提钻头，在上提的

20、过程中不能硬提，如遇卡滞等现象要正反旋转几圈缓慢上提，直到扩底钻头提出孔外。保证孔底沉渣的清理合格 扩底成孔后要清渣和检测，因此要协调清孔和检测设备。根据清孔及孔形检测，认为需要开挖泥浆池和沉淀池。根据计算大概所需泥浆为20m，因此开挖5m5m1.3m泥浆池1个和3m3m1.3m沉淀池1个，并且在泥浆池和沉淀池之间开通水槽。泥浆池挖完后放水配置泥浆，泥浆密度要求在1.01.1之间，黏度大约为25s。检测扩底形状 由于超声波检测需要泥浆因此把事先配置好的泥浆注入桩孔内，然后用超声波检测仪进行孔形检测。气举清渣在桩孔钻进和桩形检测的同时安排其他人进行气举清渣设备的准备。气举清渣的原理是利用高压空气

21、打入导管内的泥浆中，形成导管内泥浆和桩孔内泥浆密度差，从而将孔底沉渣压出。空压机通气孔底沉渣就会被气举出来排到沉淀池中，在气举的过程中要保证桩孔内泥浆液面的高度以便于清空顺利进行。还可以用起重机把导管吊起在桩孔内来回移动可以使清孔更彻底。1.成孔后进行超声波检测2.超声波桩形检测仪显示成孔质量很高解决效果通过对成孔进行超声波桩形检测，扩大头质量很高，完全符合设计要求。工法小结采用旋挖钻机配合扩孔钻头在合理的施工工法操作指导下完全能够高质量地满足扩底桩的成孔要求。一般而言，在干成孔工况下，旋挖钻孔扩底灌注桩成孔工艺可以总结为：开孔下护筒竖直孔成孔扩大头施工补浆气举反循环清渣。如果施工地质不容许干

22、成孔，则在旋挖钻机的直孔钻进阶段需要做泥浆护壁，从而导致整个成孔工艺应调整为：开孔下护筒补浆竖直孔成孔扩大头施工气举反循环清渣。(作者：沈保汉 北京市建筑工程研究院)三一旋挖钻机工法讲堂(八)旋挖钻机若要在砂质地层顺利施工，一般必须采用泥浆护壁施工工艺。当桩孔深度较大时，成孔过程中孔内泥浆含砂率经常会超标，护壁效果降低，容易诱发塌孔等事故。成孔后，孔底沉渣厚度往往偏大，需要特殊处理才能保证钢筋笼下放和混凝土灌注正常施工，降低了施工效率，增加了施工成本。2011年6月，河南三灵快速通道弘农涧特大桥工程，设计桩径1.8 m，最大成孔深度86.5 m，地质条件主要是硬塑黏土层和细砂土交互，其中细砂层

23、累计厚度超过40 m。地下水埋深只有2 m左右。成孔采用三一SR280型旋挖钻机，配置508-615摩擦钻杆，直筒截齿捞砂斗。遇到的主要问题是：表层地层塌方，增加了下护筒难度。成孔过程中孔内泥浆含砂率迅速升高，达10%以上，大大超出标准要求。沉渣厚度大，造成钢筋笼最后几米下放困难。孔内侧壁塌方，混凝土灌注超方近30 m3。问题分析泥浆质量不佳，护壁效果差现场实测了泥浆池内泥浆的比重和黏度，分别只有1.06和16s，明显低于该类地层对泥浆参数的要求。泥浆比重和黏度偏低会影响泥皮厚度和孔内侧壁泥浆压力，容易引发侧壁塌方和冲刷，砂土进入孔内泥浆后进一步降低了泥浆质量，形成恶性循环。三一旋挖钻机施工中

24、池内泥浆黏度检测钻具提升速率过快，侧壁高速水流冲刷砂土钻具提升时，顶部和底部形成一定程度的负压，提升速度越快，压差越大，水流速度越快。当钻具内部设置的流水通道不足以满足泄水要求时，水流将倾向于通过冲刷侧壁形成更大的流水通道，削减压差。在遇到不密实砂土层或内聚力低的粉质土或细砂土时容易将颗粒冲刷入泥浆，为沉渣增加了物料来源。单次进尺深度过大单次进尺深度过大，斗内满满的砂土在由孔底提往地面过程中易随泥浆的流动流入孔内。尤其是深孔，往往有几分钟的时间，在泥浆压差的作用下，渗流破坏了钻斗内上层侧壁留水口以上的土，土随泥浆自流水口进入孔内泥浆中。过度孔底扰动过度的孔底扰动，如关闭斗门时过多的反转，将造成

25、孔底砂层的剧烈扰动，形成钻进过程孔底浮浆。孔底浮浆在下次钻进时被压入到钻斗上部，提升过程中进入泥浆，成为沉渣来源。钻具选用不合理现场使用了直筒钻斗，且保径条厚度只有1 cm左右，钻斗侧壁同孔壁近乎直接接触，在有颈缩的地层将会亲密接触，粘连或负压将增加该层的损失，进而影响到相邻地层。钻具上开设的流水口位置过低，也增加了斗体内土的流失。其他可能原因在该类地层施工时，造成沉渣厚度偏大还可能的原因是：孔底活动底板与固定底板结合不紧密，将造成钻斗内渣土流失。成孔后静置时间过长，使本来可以悬浮在泥浆中的细颗粒沉淀到孔底，造成孔底沉渣过厚。解决措施预防措施合理选择钻具。深桩、厚砂层桩孔钻进时宜选择锥形钻具，

26、适当减小筒底直径，略微增加外侧保径条的厚度，最大限度降低钻具提升和下放过程对侧壁的扰动。钻具流水口设置在靠近筒壁顶部位置，以尽量减小筒内砂土在提升钻具过程中的流失。调整钻进方法 单次钻进进尺要控制在斗内土在流水口以下的水平，以避免进入斗内的砂土自流水口进入泥浆中。钻进完成后，关闭斗门时尽量少的扰动孔底土，减少孔底渣土悬浮量。提升过程中，在易塌方地层对应的高程要适当降低提升速率，减少侧壁流水冲刷造成砂土进入泥浆。泥浆配置和管理 初始配置泥浆时就应根据地层特点控制好泥浆的比重及黏度等指标，并选择优质膨润土。一般砂土地层泥浆池内泥浆比重要控制在1.1左右，黏度控制在18s左右。砂土地层不可避免有砂土

27、进入泥浆，需要着重加强泥浆的管理。可在回流泥浆口设置除砂设备，减小回流泥浆对池内泥浆的影响。避免灌注混凝土最后部分含砂率大的泥浆流向孔内。及时检测泥浆池内泥浆的含砂率、比重和黏度，及时补充新泥浆。二次清孔专用清孔钻具清孔 在孔深检验前用特制的清孔钻斗清渣。清孔钻头应具有的特点是：外径适当减少，孔底不布齿而采用刮板，筒体、底板间严密配合减少漏砂等。三一清孔钻头 气举反循环二次清孔，端承桩要求灌注混凝土前孔底沉渣厚度在50 mm以内。为达该标准，可借助灌混凝土用的导管，利用空压机设备进行气举反循环清孔。因这种方法直接将孔底沉渣自导管排出且返流速度快，不仅用时短，而且可以清除颗粒较大的沉渣。气举反循

28、环处理沉渣紧凑的施工组织孔底沉渣厚度是与孔内泥浆静置时间成正相关的，静置时间越长，沉渣越厚，越容易出现塌方等事故，所以要加快钢筋笼搭接焊和下导管的速度。钢筋笼搭接焊可以增加人员，若可以用新工艺（如螺纹连接）的应优先采用。下导管前事先连接没2节导管，做好导管的长度搭配的设计，检查好导管间的螺纹连接可靠性。使用得力的作业平台等。灌注混凝土措施为减少从二次清孔到混凝土灌注前这段时间孔底沉渣对成桩质量的影响，可采取如下两点措施：使用球阀闭水，减少导管内前端混凝土在灌注过程中遇水离析而增大孔底混凝土泛起阻力的现象；在斗内混凝土达到一半左右时提升阀门灌注混凝土，同时要开足混凝土搅拌车功率向漏斗内灌注混凝土

29、，以保证一定的混凝土高度和连续性，确保将孔底沉渣压返到混凝土面以上。解决效果按照上述措施处理后，成孔质量明显提高：孔内泥浆含砂率降低至5%以内。一次清孔后下放钢筋笼顺利完成，二次清渣量明显减少。没有出现大的孔壁塌方，混凝土灌注量略高于设计用量，控制在允许的1.06充盈系数以内。工法小结用旋挖钻机钻进深厚砂层时，要从泥浆配置、钻具选择、操作方法等方面做好预防砂土进入泥浆的措施。要做好施工组织，确保各工序间的有序连接，快速施工减少沉渣。选择专用清孔钻具一次清孔，并借用混凝土灌注导管结合气举反循环二次清孔可确保沉渣厚度达标。三一旋挖钻机工法讲堂(九)淤泥层旋挖工法探讨淤泥地层一直以来都是旋挖钻机施工

30、的一个难点。其原因在于淤泥地层的工程性质特别差，其流塑状态导致旋挖钻机在该地层施工时缩颈、吸钻以及塌孔等不良工况频频发生。此外，由于淤泥质黏土的黏性较大，钻斗卸渣困难的现象也非常普遍。并且，由于淤泥地层承载力低，施工时也容易出现地层的不均匀沉降，存在大型钻机发生倾覆的隐患，因此钻机就位之前尽量对地表进行处理，用回填碎石土或者使用厚钢板垫平，以增加地表承载力，确保钻机能在平稳的状态下施工。典型案例2010年10月，铜陵有色金属集团桩基工程，采用三一SR250R型旋挖钻机，配套445413机锁式钻杆，钻头为双开门嵌岩捞砂斗。钻孔孔径0.8 m、1.0 m，孔深3037 m不等。地质分层大致为：08

31、 m为人工填土；823 m为淤泥质土；2325 m为卵石；2532 m为黏土；3237 m为强风化红砂岩。在召请工法支持之前，钻机在该场地连续4次钻孔都失败了，肇因在于钻进至822 m淤泥层时会出现不同程度的塌孔事故，即便最终成孔，但灌注超方严重（超方率达到 1.40以上）。以上重重困难无法解决，以致于施工方要更改设计，准备放弃旋挖钻孔灌注桩，改用打击管桩来代替。问题分析在有淤泥质地层进行旋挖施工时，以下3点需要特别留意：首先，在钻机的操作方式上要慢速钻进，提钻和下钻均要缓慢、均匀，且每次钻深不宜过大，以每次下钻“少进尺、勤提钻”为原则。在钻斗到达上次进尺深度之前就要开始慢速正钻，将上次受扰动的淤泥缓慢的吃入钻斗内。然后将下钻速度和旋转速度都维持在较慢的范围内，防止下钻过快来不及进入钻斗的淤泥受到较大扰动充斥到钻体与孔壁之间变为流态，同时慢压慢钻也可以防止偏钻。此外，下钻和提钻时的动作也不要过猛，以防孔壁淤泥坍落而埋住钻头，同时也可防止由于提放钻过快时，钻头对孔