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【三一工法课堂】旋挖钻机黏土层施工工法

   2020-07-15 三一基础6000
核心提示:旋挖钻机对于不同地层的钻进要考虑不相同的内容,但归根结底不外乎如何合理选用钻杆、钻头,如何根据地层改造钻头,采用何种施工工法和施工工艺,以及如何钻进操作,最终达到有效钻进、高效钻进。下面就粘土层施工来具体说明。
  旋挖钻机对于不同地层的钻进要考虑不相同的内容,但归根结底不外乎如何合理选用钻杆、钻头,如何根据地层改造钻头,采用何种施工工法和施工工艺,以及如何钻进操作,最终达到有效钻进、高效钻进。下面就粘土层施工来具体说明。

  1.粘性土的定义

  粘性土是指含粘土粒较多,透水性较小的土。其压实后水稳性好,强度较高,毛细作用大。其颗粒细,孔隙小而多,透水性弱,具膨胀、收缩特性,力学性质随含水量大小而变化。工程上根据塑性指数Ip可分为粘土、粉质粘土,当Ip>17时为粘土,当17≥Ip>10为粉质粘土。对于旋挖钻机施工,粘性土的状态按规范表可分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。(注:Ip=WL-WP)

▲粘土层现场施工照片

  2.粘土层施工难点

  (1)硬塑粘土容易出现类似泥岩的钻进困难,即遇水软化,易发生打滑、钻不进;
  (2)软塑、流塑粘土容易出现缩径、塌孔甚至吸钻;
  (3)可塑粘土主要是渣屑糊钻包裹钻头侧壁。

▲可塑性粘土

  3.粘土层设备配置

  主机型号满足桩径桩长即可,钻具选择上摩擦杆,单底土斗、双底土斗、双底捞砂斗,普通斗齿即可,若卸渣困难,可选用体开斗。

  ▲普通双底捞砂斗                           ▲体开斗

  4.粘土层施工工法

  (1)对于硬塑性粘土主要会出现两种情况,一种是打滑,一种是钻不进。打滑是粘性过大、层厚超过齿高的次生粘土粘在钻头底部随钻头一起在原生粘土上转动,此时可向孔内掺杂破坏其粘性的物质,如:砂砾、焦渣、砖头等。操作上应及时清孔,尽量使孔底少剩渣土。钻不进主要是由于粘土过硬,此时可采取增大掘进角和减小刀头覆盖率的方法解决,焊齿时形成一定的犬牙交错、高低不一也有利于钻进硬塑性粘土层;

  (2)对于软塑、流塑粘土,钻进该粘土层时,上部的软塑、流塑粘土会向钻孔中心流动,进而导致局部缩径,当钻头上下两侧的流动通道被堵塞,出现活动真空现象时,就会发生吸钻。针对这种情况,一方面可以采用泥浆护壁,并增大泥浆比重以增大泥浆压力,平衡孔壁压力;另一方面,当粘土层深度不大,护筒下放起拔方便,条件允许的情况下可下护筒阻挡,操作上,在流塑粘土区段应减小提钻速度,控制钻深,不要贪钻;


  (3)对于可塑性粘土最常出现的钻进问题就是糊钻,粘土糊在捞砂斗底板和筒壁上,导致钻进效率降低,卸土困难。针对这种情况,一方面可采用比重和粘度较低的泥浆或者清水钻进;另一方面可从钻斗入手,如:①削低中心齿、裙边解决糊钻。②筒壁开豁口便于粘土和泥浆进入,起到润滑作用。③使用体开斗解决卸土困难的问题。


  归结而言,对于粘土层施工,应根据其塑性指数确定其塑性状态,针对出现的施工问题,采用合适的施工工法才能有效预防和避免事故,高效钻进。 
 
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