流砂層是旋挖鉆機施工中常見(jiàn)的一種不良工況,多為接近于流體狀態(tài)的砂粒土層。砂粒土的礦物成分以石英,長(cháng)石及云母等原生殘余礦物為主,其塑性極低或無(wú)塑性。砂類(lèi)土一般都沒(méi)有連結,呈單粒結構,透水性強、壓縮性低,且壓縮過(guò)程甚快,內摩擦角較大,承載力較高。粉砂、細砂、礫砂層等地層受結構松散、地下水位高、抗剪強度較差的影響,工程施工中特別容易發(fā)生潛蝕,塌孔等現象,造成擴徑、超方、泥漿含砂量高、沉渣層過(guò)厚等施工質(zhì)量問(wèn)題,甚至會(huì )發(fā)生局部坍塌或樁孔整體坍塌,進(jìn)而埋鉆等嚴重后果。在該地層施工最安全的方法是采用全護筒,但由于代價(jià)昂貴,很難在國內使用。在目前國內現有條件下,只能通過(guò)有效使用泥漿護壁和改進(jìn)鉆進(jìn)操作方法等工藝手段,來(lái)防止事故發(fā)生,最大程度降低事故出現率,提高成孔合格率
解決塌孔問(wèn)題主要在于防止初始塌孔的形成,防止發(fā)生連續塌孔的惡性循環(huán),即:解決塌孔主要在于防,而不是在于救。
1、合理調配泥漿,針對流塑地層的特點(diǎn),需要配置高粘度,中等容重的泥漿進(jìn)行護壁。鑒于國內膨潤土質(zhì)量好壞不一、泥漿粘度要求較高等原因,泥漿的配比可按照如下方案:
水:膨潤土:CMC:純堿=1000:140:2.5:4,并加入少許粘土攪拌均勻后,控制泥漿容重在1.20左右,粘度不小于45s,PH〉8。尤其值得注意的是:在泥漿池中加入膨潤土、纖維素、純堿后需靜置一段時(shí)間(24小時(shí)),待膨潤土完全水合后,在泥漿池中倒入粘土,用長(cháng)臂小挖掘機充分攪拌。且在開(kāi)鉆前2小時(shí)用小挖掘機再次攪拌,開(kāi)鉆前檢測所配置的泥漿是否達到要求(挖掘機攪拌過(guò)程中應時(shí)刻注意測量泥漿各參數值,達到工程所需值后即可停止攪拌),否則再向泥漿池中酌情添加原料;
2、在鉆頭上設置通氣孔,保證提鉆過(guò)程中鉆頭上下泥漿流動(dòng),防止出現提鉆過(guò)程中的真空現象;
3、保持泥漿液面高出地下水水面2~3m,可以通過(guò)加高護筒或在孔周?chē)O置粘土壩來(lái)實(shí)現;
4、調整操作方式:控制泥漿液面,并在鉆孔過(guò)程中始終保持距護筒上邊緣30~40cm。(特別在提鉆時(shí))。鉆至軟土及砂層時(shí):軟土和砂土層為易塌孔地層,操作時(shí)要盡量注意減少對孔壁的沖刷和擾動(dòng),操作方法嚴格遵循“三慢”原則:即提、放鉆及鉆進(jìn)轉速慢,通過(guò)嚴格控制鉆具的運動(dòng)速度,來(lái)減少泥漿對孔壁的擾動(dòng),并為泥皮形成留足時(shí)間;地面觀(guān)察:時(shí)刻關(guān)注泥漿液面,當發(fā)現泥漿液面突然下降且大量泡沬涌出時(shí),可判斷出現局部塌方,應立即停止鉆進(jìn)并保證在鉆斗斗底打開(kāi)的情況下,緩慢地提升鉆頭,防止因擾動(dòng)而引起二次塌方;局部塌方事故處理:當發(fā)現有局部塌方時(shí),繼續向孔內注入泥漿同時(shí)提出鉆頭,用挖掘機向孔內傾倒足量粘土,然后下放鉆頭反轉壓實(shí)粘土,邊壓邊反轉,待穩定后再用前文所述方法鉆進(jìn)。
在操作的過(guò)程中要注意如下事項:在鉆進(jìn)過(guò)程中還應時(shí)刻注意泥漿液面,若發(fā)現有塌方跡象時(shí)應盡快采取相應措施;保持泥漿液面高度,勤加泥漿;在整個(gè)鉆進(jìn)過(guò)程中,提、放鉆頭一定要非常緩慢;注意鉆機沉降情況,一旦發(fā)現異常立刻安排鉆機離場(chǎng),現場(chǎng)人員及時(shí)撤離。
隨著(zhù)國內基礎建設熱潮的興起,大型工程項目陸續開(kāi)工建設,施工工藝不斷成熟,在這一背景下,工法技術(shù)的不斷研發(fā)、推廣,對于國內在高鐵,高速公路,快軌,特大橋梁等大型工程建設項目會(huì )有一個(gè)很好的推動(dòng)作用。
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