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1、第四章 工程地质钻探和工程施工钻探工程钻探:工程地质钻探工程施工钻井孔的方法 工程钻探根据钻探的目的可分为：工程钻探根据钻探的目的可分为：1.工程地质钻探工程地质勘察钻探工程地质钻探工程地质勘察钻探 主要位工程地质勘探效力和用于工程根底主要位工程地质勘探效力和用于工程根底勘查的钻探任务。勘查的钻探任务。2.工程施工钻探工程施工钻探 作为某种工程施工手段的钻探任务成为工作为某种工程施工手段的钻探任务成为工程施工钻探，这种技术目前运用的范围日益扩程施工钻探，这种技术目前运用的范围日益扩大。大。第一节工程地质钻探一、工程地质钻探的目的、分类和特点：一工程地质钻探的目的1.揭露并划分地层，鉴定和描画岩
2、土的性质和成分；2.查明地质构造，不利地质景象的分布界限及形状等；3.对孔内采取的岩石样品，进展分析实验，搞清岩石的物理、力学性质；4.查明地下水的类型，水位丈量，采取水样，分析地下水的物理化学性质。5.在钻孔内进展原位测试。二工程地质钻探的分类1.测绘孔：为工程测绘而钻的浅孔，在孔中采取原状样品公室内实验适用，以查清建筑物根底的工程地质特征；2.勘探孔：在勘察阶段中，了解建筑物根底的详细地质资料，决议施工方法：3.控制孔：是为编制岩性和水文地质剖面进展工程地质分层；4.实验孔：是为在孔内进展原位测试水文地质实验而钻的孔。(三)工程地质钻探的特点1.孔浅，普通50米以内；2.取未扰动和原状土样
3、；3.孔内进展多种多样实验，时间较长，完成后必需止水，以防止地下水的侵入；4.钻进条件变化大，勘察对象分散。二、工程地质钻进方法和工具一人力钻探、岩芯钻探、人力冲击钻探、人力回转钻探、小径机械回转钻进及小径冲击回转钻进。(1)(2 )(3 )(4 )(5 )(6 )(7 )(8 )(9 )(10 )钢筋钢筋图4-1 洛阳铲1-弧形铲 2、3-圆形铲 4-掌形铲5-软湿黏土铲 6-稀泥铲7-稀泥铲 8-水位以下的稀泥铲9-砂土和淤泥稀泥铲10-风化的岩石铲二机械振动钻进1.振动钻进运用范围 砂、亚砂、亚粘土、粘土地层；孔浅时，钻进效率较高，孔深和岩石较硬时，钻进效率低。2.机械振动原理 振动器带
4、动钻杆和钻头产生周期振动，使周围岩层和土层也产生振动。由于振动频率较高，岩土层抗剪强度降低，在钻具和振动器自重及振动力的结协作用下，使钻头切入岩土层，从而实现钻进。见图410180-p最 大90270P2Q2S2Q1P1S1123+P最 大图4-2 双轮双轴振动器作用原理表示图1齿轮 2轴 3偏心轮1共振实际 振动沉管是将振动打桩锤和沉管刚性衔接，构成一个振动体系。当启动振动锤，锤内两组对称的偏心块经过齿轮控制做相反方向但同步的旋转运动，转动时产生的惯性离心力程度分力相互抵消，垂直分力大小相等方向一样，相互叠加，从而产生忽上忽下周期性的激振力，使沉管上下振动。当沉管的振动频率与地基土的自振频率
5、一致时，土体发生共振，土中的结合水释放出来成为自在水，颗粒间粘结力急剧下降，呈现液化形状，土体对沉管外表的摩阻力，对沉管的端阻力均大为降低，沉管在自重和附加荷载作用下沉入到预定深度。2振动冲击实际 这种实际以为，地基土的性质是多样的，所以其自振频率也各不一样。因此，振动锤的强迫振动频率不易与地基土颗粒的自振频率接近，甚至相差很远。因此，桩管下沉不单是靠自重破坏桩前端的土层，而是由于桩管在振动时有很高的振动速度，使桩管上产生很大的冲击力且作用于桩尖上，致使桩尖破土下沉。振动冲击锤就是根据此实际设计的。654321X1X0图4-4 1-碎岩工具；2-钻杆；3-顶帽；4-振动器；5-吊绳；6-滑车；
6、7-提升钢绳；8-绞车3.振动钻进可用两种方式实现 (1)振动器在孔上的上位冲锤地表冲击筒； 2振动器在孔下的下位冲锤潜孔冲击筒 两种方法比较起来，下位冲锤方式可以提高机械钻速，扩展振动钻的运用范围，使振动钻进的孔深可达2530米及钻进45级的岩石。4.用于地质勘探任务的振动器应满足以下要求：1有足够的振动力以产生大的振幅，但不应超越设备和钻具的允许值；2振动器自重应尽能够小些，自艰苦将使无益功添加和使钻杆上部变形；3振动器一切零件在任务时要结实可靠，4振动器振动频率不低于100次/min，普通为12001500次/min；振动频率小，那么效率低；5振动器任务时，要求最大振动力应比钻具或其它下
7、沉的分量大2030，振动器振动可调，最大振动力正比于偏心轮的分量、偏心距、转数的平方。改动这三个参数的大小就能调理振动力大小。5.振动钻钻头 带有切口的空心钻73168mm切口有一、二、三个，切口多，强度和刚度低，钻头钻进时容易扭曲或劈开，管体内带有半含式包容管。图4-5 振动沉管表示图振动钻头有二个或三个纵切口的振动钻头三螺旋钻进方法 1.概念：螺旋钻进方法是干式钻进，利用螺旋钻头，不断地回转将岩粉保送到地面或用螺旋钻杆本身将岩屑提到地表地一种钻进方法。孔径多为120200mm；孔深为2550m最深不超越100m。它适用于14级软岩层。 2.螺旋钻具 螺旋钻头和螺旋钻杆。 1螺旋钻头由钻头体
8、、翼片、螺旋带和衔接部分组成。翼片上镶有阶梯状布置得硬质合金切削具，在外径上也镶有合金片，以坚持孔径。钻头体上焊有一段螺旋带，以与钻杆螺旋带衔接。便于保送岩粉屑。钻头直径应比钻杆直径大1020mm，以减小钻杆柱与孔壁的摩擦力。钻头有二翼、三翼、四翼状，也可用牙轮钻头。图4-6 螺旋钻头1-钻头体；2-螺旋带；3-翼片；4-硬质合金切削具；5-销子；6-定位器2螺旋钻杆由芯管、螺旋带和衔接部分组成。芯管为无缝钢管，外面焊有钢制螺旋带。钻杆一端有方形套，另一端有方形杆，两根钻杆插接，插销钉固定。钻杆螺旋带与芯管的交线称为内螺旋线，螺旋线的外缘称为外螺旋线。内外螺旋线螺距相等。螺旋钻杆1-心管；2-
9、螺旋带；3-六角形套；4-六角形杆螺旋叶片坯料及加工图螺旋线展开图3.长螺旋钻进螺旋线参数螺旋钻排粉原理图4.螺旋钻进的特点优点： 1在软岩层中钻进，钻进效率高。 2不用循环冲洗液，减少钻进辅助任务，适于缺水，无水地域和漏失层中钻进。 3螺旋钻杆回转时，向孔壁挤压岩粉，可在孔壁上构成一层较致密的泥皮，有加固孔壁的作用。 4钻进中延续排粉，因此节省了升降工序的时间。 5定时取样，根本上能满足地质要求。缺陷： 1只能钻进软地层。 2在粘结性粘土层中钻进阻力大，因此钻进有困难。 3钻进所需功率大，孔深因此遭到限制。三、工程地质钻探设备 由于工程地质勘察规模日益增大，地下建筑工程日益增多，以往用岩芯钻
10、机替代已满足不了实践任务的需求，现已开展的不同类型的公用钻机。下面引见几种： SH302型：孔深30m，开孔直径142mm，终孔直径110mm。汽油机或电动机，回转冲击，取原状土样，适用于各种第四纪松散地层。 GJD2型：孔深50m，开孔直径150mm，终孔直径110mm，柴油机或电动机，回转冲击振动静压，取土样或岩芯，适用于第四纪地层。第二节 采取砂土样品 样品采取的目的： 获得准确的工程地质资料，样品根据在采集过程中受扰动的程度可以分为原状样品和扰动样品。 1.原状土样是指天然成分和构造未被破坏的样品用原状土样,可以测定土层在自然形状下的各种物理力学目的，对岩土层作出正确的评价，从而为各类
11、工程建筑提供可靠的设计根据。采取原状样品所用的工具是取土器。 2.扰动样品是指天然成分和构造遭到破坏的样品。 扰动样品是在钻进过程中采集被排至孔外的土屑作为样品。可以采用螺旋钻进、振动钻进、反循环钻进以及其他钻进方法。一、取土器的设计要求和技术参数 一、取土器的设计要求 1.取土器进入土层要顺利，提取时不掉土，所取天然土样符合天然形状下的原形状下的原始构造。 2.构造简单，便于加工和操作。 3.要思索土样顶端所所受的压力，包括钻孔中的水拄压力、大气压及土样与取土筒内的阻力所产生的压密。 4.要思索土样下端所受的吸力，包括真空吸力、土样本身的内聚力和土样自重。 5.要思索取土器进入土层的方法、进
12、入土层的深度和取土器的技术参数等。1.直径 取土器直径的大小，关系到土样质量。按规定：取土器的内径不宜小于89毫米。设计取土器直径应思索以下要素： 取土方法：取土时土样与取土筒内壁产生摩擦而呵斥土样边缘扰动，此扰动带的宽度与取土方法、土层性质等有关。根据已有资队当取土器技术参数选择适当，采用压入或重锤少击法取土比扰动带的宽度普通在10毫米左右。二取土器的技术参数 土层性质；对于易扰动的软土，取土器直径不应小于100毫米；湿陷性黄土不应小于120毫米，砂土可采用直径较小的取土器，以免提取时零落土样。 环刀直径目前土工实验所用的环刀直径， 其规格有多种，土样直径除去扰动带宽度后，尚应稍大于环刀直径
14、900.51.004-1表 取土器参数管靴刃口方式图1单倾斜刃口;2双倾斜刃口管鞋刃口渐缩束节方式图1管鞋 ;2取土器5.管靴刃口的方式及角度 管靴刃口的方式概括起来有两种；即单倾斜刀口和双倾斜刀口。我国采用较多的是单倾斜刃口。单倾斜刃口的角度普通为10度左右。 6.取土管方式及长度 目前常采用的取土管方式有三种：圆筒式、半合焊接式及可分半合式。运用最普遍是可分半合式取土管。取土管长度应思索取土器直径、实验时对土样长度的要求及土的种类。7.土样顶、底部压力控制 为了使土样能进入取土器和防止提出取土器时由于静水压力而使土样零落，取土器上部应装有活门，以控制顶部压力。 提起取土器时，下部构成真空，
16、8-管靴2.上提活阀式取土器取土器上部封锁安装图 水压活塞式取土器a取土器下入孔底时的形状；b开场压土时的形状；c压土后的形状3.活塞式取土器固定活塞式取土器4.回转式取土器5.砂砾石层、砂层和淤泥层取样弹簧封锁式取土器1-管靴2-铆钉3-弹簧片4-外管5-取土筒6-取样筒接头7-球阀8-钻杆接头9-外管接头10-卡销砂砾层取样器1-管靴2-抓捞切齿3-外管4-取样筒5-外管接头6-取样筒上盖7-出水球阀8-防砂毡垫9-丝杠10-丝杠维护帽11-防砂塞线三取土方法1.压入法 通常采用滑轮组合压入法，如下图。压入法可分为延续压入法断续压入法两种。延续压入法就是用滑轮组合安装，将取土器一次快速的压
17、入地层中，适用于较软地层中的取样；断续压入法就是滑轮组合安装分为二次或者多次压入地层中。击入法可分为孔外击入法和孔内击入法。2.击入法 普通适用于较硬与巩固土层中的取样，即当用延续压入法或断续压入法无法采用原状土样时采用。3.回转压入法延续压入取土器表示图1-吊锤；2-打箍；3-钻杆；4-取土器上击式取土器表示图下击式取土器表示图1-钻杆；2-滑杆；3-串心重杆；4-打箍；5-取土器；6-钢绳； 7-重锤；8-导正套 适用与机械回转钻进的压入式取土器，系采取巩固土层或极软岩层中的土样或岩石时用，普通当不用上述方法取土时，才采用回转压入法。假设须在硬质岩层中采取原状样品时，可在岩芯钻探的岩芯中直
18、接选取原状样品。 四影响原状土样采取质量的要素 1.钻探方法 2.钻孔内残土 3.钻孔构造和垂直度 4.操作方法 5.土样的封状保管及运输 第三节 触探 触探分动力触探和静力触探两类。 一动力触探 动力触探是利用一定的落锤能量，将一定尺寸、一定外形的探头打入土中，根据打入的难易程度可用贯入度、捶击数或探头单位面积动贯入阻力来表示断定土层性质的一种原位测试技术。如将探头换为规范贯入实验，那么称为规范贯入实验。 1动力触探的作用以及运用范围 1划分不同性质的土层：当土层的力学性质有显著差别，而在触探目的上有明显反映时，可利用动力触探进展分层和定性地评价土的均匀性，检查填土质量，探查滑动带、土洞和确
19、定基岩面或碎石土层的埋藏深度等。 2确定土的物理力学性质；确定砂土的密实度和粘性土的形状，评定地基土和桩基承栽力，估算土的强度和变形参数等。圆锥形探头2、动力触探的影响要素 影响动力触探的要素主要有 1人为要素 落锤的高度控制和锤击方法；读数量刺方法和精度；触探孔的垂直程度；在钻孔中进展触探时钻孔的钻进方法和护壁、清孔情况。 2设备要素 穿心锤的外形和质量；探头的外形和大小；触探杆的截面尺寸、长度和质量；导向锤座的构造及尺寸；所用资料的材型及性能。 3其他影响要素等3运用 1评价砂土密度 2确定地基土承裁力 3确定变形模量二规范贯入实验 规范贯入实验实践上仍属于动力触探类型。所不同的是，其探头
20、不是圆锥形的，而是圆筒形探头，称为规范器。规范贯入器1贯入器靴； 2由两个半圆形管组合成的贯入器身； 3出水孔 ；4贯入器头；5触探运用: 1确定砂土的密实度2确定粘性土形状和无限抗压强度3确定粘性土、砂土的抗剪强度和变形参数4评价饱和砂土、粉土的地震液化。 (二)实验要点 1与钻探配合进展，先钻进到需求进展实验的土层标高以上约15厘米，洁孔后换用规范贯入器，并量得深度尺寸。 2将贯入器打入实验土层中，先打入15厘米不计击数，继续贯入土中30厘米记录锤击数。假设砂层比较密实，贯入击数较大时，也可记录小于30厘米的锤击数，这时需按下式换算成贯入30厘米的锤击数N。式中 n所选取的恣意贯入量的锤击
21、数； S对应锤击数n击的贯人量，厘米。 3拔出贯入器，取出贯入器中的土样进展鉴别描画。 4假设需进展下一深度的贯人实验时，那么继续钻进反复上述操作步骤。普通可每隔l米进展一次实验。 5在不能坚持孔壁稳定的钻孔中进展实验时，可用泥浆或套管护壁。30nNS三静力触探 静力触探是利用压力安装将探头压入实验土层，用电阻应变仪器测出土的贯入阻力，并将该贯入阻力与野外何载测得的地基土允许承载力和变形模量建立相互关系式，从而确定地基土允许承载力和变形模量的数据。经过电子量测仪器将探头遭到的贯入阻力记录下来。由静力触探的贯人设备于贯入阻力的大小与土层的性质有关，因此经过贯入阻力的变化情况，可以到达了解土层的工
22、程性质的目的。1.静力触探的贯入设备 1加压安装。其作用是将探头压入土层中， 2反力安装。利用地锚作反力；利用重物作反力；利用车辆自重作反力。静力静力触探仪 3探头 任务原理：将探头压入上中时，经过探头内的阻力传感器(以下简称传感器)，将土层的阻力转换为电讯号，然后由仪表丈量出来。静力触探就是经过探头传感器实现一系列星的转换土的强度土的阻力传感器的应变电阻的变化电压的输出，最后由电子仪器放大和记录下来，到达测定土强度和其它目的的目的。 1单桥探头。由带外套简的推头、弹性元件(传感器)、顶柱和电阻应变片组成 2双桥探头：单桥探头虽带有侧壁摩擦套简，但不能分别测出锥头阻力和侧壁摩擦力。双桥探头除探
23、头有传感器外，还有侧壁摩擦传感器及摩擦套简。 3孔压静力触探探头。添加了一个内透水陶粒做成的透水滤器和一个孔压传感器。2.量测记录仪器 目前我国常用的静力触探丈量仪器有两种类型， 种为电阻应变仪、另一种为自动记录仪。 1电阻应变仪 电阻应变仪内稳压电源、振荡器、丈量电桥、放大器、相敏检波器和平衡指示器等组成。应变仪是经过电桥平衡原理进展丈量的。图2-15 单桥探头构造1顶柱； 2电阻应变片； 3传感器 ；4密封垫圈套 ；5四芯电缆 ；6外套筒杆2自动记录仪 静力触探自动记录仪，是由通用的电于电位差计改装而成，它能随深度自动记录土层贯入阻力的变化情况，并以曲线的方式自动绘在记录纸上，从而提高丁野
24、外任务的效率和量。自动记录仪主要由稳压电源、电桥、滤波器、放大器、滑线电阻和可逆电机组成。由探头输出的信号，经过滤波器以后，到达丈量电桥，产生出一个不干衡电压，经放大器放大后，推进可逆电机转动，与可逆电机相连的指示机构，就沿着有分度的标尺滑行，标尺是按讯号大小比例刻制的，因此指示机构所指示的位置为被测讯号的数值。4成果的运用 1根据阻力进展土层分类 2确定地基土的承载力 目前为了利用静力触探确定地基土的承载力，国内外都是根据对比实验结果提出阅历公式，以处理消费上的运用问题。建立阅历公式的途径主要是将静力触探实验结果与载荷实验求得的比例界限值进展对比；并经过对对比数据的相关分所得到用于待定地域或
25、持定土性的阅历公式。 3确定软土不排水抗剪强度 4确定土的变形性质目的 5估计饱和粘件土的天然重度 6确定砂土的相对密实度和确定砂土密实度的界限 7确定砂土的内摩擦角 8估算单桩承裁力第四节 压水实验压水实验是鉴定水工建筑物根底岩石的裂隙和透水性的主要方法，是水利水电工程地质钻探的主要义务之一。压水实验是根据把水压入钻孔时岩石所吸收的水量，来了解岩石的裂隙率和透水性。一、实验栓塞1.双管单栓塞2.双管双栓塞3.单管顶压式栓塞二、压水实验的加压方法1.水泵压水水泵压水表示图2.静水柱压水第五节第五节 工程施工钻井孔的方法工程施工钻井孔的方法 工程施工钻井孔是用作工程施工手段的钻井工程施工钻井孔是
26、用作工程施工手段的钻井或钻孔。或钻孔。一、工程施工钻特点和运用一、工程施工钻特点和运用一特点一特点1.口径大：口径大：0.611m2.孔浅：孔浅：50m左右，技术上容易实现左右，技术上容易实现3.钻孔弯曲小钻孔弯曲小4.地层变化较大：黏土、砂、卵石、漂石、基岩等地层变化较大：黏土、砂、卵石、漂石、基岩等5.钻进的地层主要是松散岩土层和部分基岩层钻进的地层主要是松散岩土层和部分基岩层二运用二运用1.1.各种地面或地下地下大型建筑物的根底工程施工各种地面或地下地下大型建筑物的根底工程施工1 1钻孔灌注桩钻孔灌注桩 常作大型建筑物的根底，其目的是人工方法改善原来常作大型建筑物的根底，其目的是人工方法
27、改善原来根底条件的缺乏，提高承载力与抗风、抗震才干，防止下根底条件的缺乏，提高承载力与抗风、抗震才干，防止下沉、倾斜、倒塌、滑坡、延伸建筑物运用年限。沉、倾斜、倒塌、滑坡、延伸建筑物运用年限。2 2管桩管桩 它可分为钢管桩和水泥混凝土管桩两种，在管内下钢它可分为钢管桩和水泥混凝土管桩两种，在管内下钢筋笼和水泥混凝土，可作大型建筑物等根底。筋笼和水泥混凝土，可作大型建筑物等根底。3 3地下延续墙地下延续墙 在地下挖一段狭长的深槽，在槽内放入钢筋笼，然在地下挖一段狭长的深槽，在槽内放入钢筋笼，然后灌注水泥混凝土，构成一段钢筋笼水泥混凝土墙段，后灌注水泥混凝土，构成一段钢筋笼水泥混凝土墙段，最后把这
28、些墙段衔接起来构成一道延续的地下墙壁。最后把这些墙段衔接起来构成一道延续的地下墙壁。 它可以作为地下设备的挡土墙、隔水墙、重力坝的它可以作为地下设备的挡土墙、隔水墙、重力坝的防渗墙以及地面和地下建筑物的骨架等。防渗墙以及地面和地下建筑物的骨架等。4 4锚桩锚桩 钻孔钻孔下锚定物下锚定物灌注水泥浆灌注水泥浆 运用：锚固易坍倒、塌方的挡土墙，加固地下建筑运用：锚固易坍倒、塌方的挡土墙，加固地下建筑物和坑道，治理滑坡等。物和坑道，治理滑坡等。122.2.各种已开工根底的注浆加固处置各种已开工根底的注浆加固处置 1 1原有水泥混凝土桥墩、坝基等根底上发现裂痕、原有水泥混凝土桥墩、坝基等根底上发现裂痕、
29、渗漏，利用钻孔高压注浆予以加固处置。渗漏，利用钻孔高压注浆予以加固处置。 2 2原有建筑物根底发现裂痕，利用钻孔注浆堵塞结原有建筑物根底发现裂痕，利用钻孔注浆堵塞结合起来。合起来。 3 3路基沉降，利用钻孔注浆加固处置。路基沉降，利用钻孔注浆加固处置。3.3.各种工程技术钻井孔方面各种工程技术钻井孔方面 1 1矿山采矿爆破、运输、通风、排水孔井等矿山采矿爆破、运输、通风、排水孔井等 2 2地下核实验地下核实验 3 3监视地震，观测地壳运动监视地震，观测地壳运动 4 4铺设地下管道，埋置地下电缆铺设地下管道，埋置地下电缆 5 5应急救险、检查工程质量、大型供水井应急救险、检查工程质量、大型供水井
30、 6 6考古发掘钻孔等考古发掘钻孔等二、施工钻钻进方法二、施工钻钻进方法一泥浆护壁正循环回转法一泥浆护壁正循环回转法1.1.地层：第四系地层、基岩地层：第四系地层、基岩2.2.施工桩孔径不宜大于施工桩孔径不宜大于800mm800mm，钻压大，可加钻铤，钻压大，可加钻铤3.3.泥浆护壁、排渣量大、要求水泵排量大。泥浆护壁、排渣量大、要求水泵排量大。4.4.钻头：全面钻进钻头、环状钻进钻头、扩底钻头钻头：全面钻进钻头、环状钻进钻头、扩底钻头1 1全面钻头：双翼片鱼尾钻头全面钻头：双翼片鱼尾钻头 组合牙轮钻头和组合牙轮钻头和滚刀钻头。滚刀钻头。2 2取芯钻头：牙轮取芯钻头取芯钻头：牙轮取芯钻头 硬质
31、合金钻头硬质合金钻头 钢粒钻头钢粒钻头3 3扩底钻头：主要用来施工上小下大的异径扩底灌注扩底钻头：主要用来施工上小下大的异径扩底灌注桩的桩的“扩展头的孔段。包括：胶结连杆式扩底钻头；扩展头的孔段。包括：胶结连杆式扩底钻头；套管靴下双翼扩底钻头套管靴下双翼扩底钻头二泥浆护壁反循环回转钻进二泥浆护壁反循环回转钻进1.1.地层：普通粘土、砂土、砂粘土、砂粒土等。地层：普通粘土、砂土、砂粘土、砂粒土等。2.2.方法：泵吸、气举、射流方法：泵吸、气举、射流3.3.优点：施工孔大优点：施工孔大100010001300mm1300mm，446m6m；效；效率高，泥浆护壁性能好。孔底沉渣少，桩径质量好；率高，
32、泥浆护壁性能好。孔底沉渣少，桩径质量好；孔深不易大于孔深不易大于50m50m。缺陷：设备才干差；与干钻相比有缺陷。缺陷：设备才干差；与干钻相比有缺陷。三机械冲击钻进三机械冲击钻进1.1.地层：第四系地层地层：第四系地层2.2.无冲洗液钻进无冲洗液钻进3.3.设备大、钻具重、系数大。设备大、钻具重、系数大。四机械螺旋钻进：长螺旋钻具、短螺旋钻具。四机械螺旋钻进：长螺旋钻具、短螺旋钻具。地层：填土层、粘土层、砂土层、砂层地层：填土层、粘土层、砂土层、砂层五冲抓锥斗钻进五冲抓锥斗钻进 用冲抓锥直接抓取土、石块成孔的。冲抓锥直径用冲抓锥直接抓取土、石块成孔的。冲抓锥直径为为1.11.11.5m1.5m
33、，分量，分量1.51.52.8T2.8T，高度，高度1.71.72.7m2.7m冲冲抓锥具有冲击、振动、静压等作用。冲抓锥按支配锥抓锥具有冲击、振动、静压等作用。冲抓锥按支配锥瓣开合方式分为：双绳、单绳瓣开合方式分为：双绳、单绳锥瓣有四瓣或六瓣。锥瓣有四瓣或六瓣。 顺应地层：砂质粘土、粘土、黄土、松散的砂砾顺应地层：砂质粘土、粘土、黄土、松散的砂砾卵石和卵石夹小漂石。卵石和卵石夹小漂石。654321六六“贝诺特施工法：贝诺特施工法： 用抓斗在套管内钻孔，提动安装在提动套管的同时，用抓斗在套管内钻孔，提动安装在提动套管的同时，使其压入或拔起它顺应于第四系地层及其硬岩土。使其压入或拔起它顺应于第四
34、系地层及其硬岩土。 图4-21 贝诺特钻机主要任务机构1.摇动安装程度液压缸；2.套 管；3.卷扬机；4.锤式抓斗；5.卸土时的锤式抓斗；6.排土板；7.溜土槽； 8.压拔油缸；9.贝诺特主机；10.动力机；11.锚桩摆管安装1-夹管油缸 2-摇臂固定销 3-摇管油缸 4-压拔管油缸七人工开挖成孔法七人工开挖成孔法 用于大直径挖孔桩，地层相对稳定、孔壁稳定的地域。用于大直径挖孔桩，地层相对稳定、孔壁稳定的地域。 优点：狭窄地域易于施工；土质验证预备；无噪优点：狭窄地域易于施工；土质验证预备；无噪音、无振动等公害；易于扩展为扩孔桩。音、无振动等公害；易于扩展为扩孔桩。八钻斗钻进成孔法八钻斗钻进成
35、孔法 钻头为一钻斗，钻斗一方面回转钻进，另一方面可以装钻头为一钻斗，钻斗一方面回转钻进，另一方面可以装渣，渣满后，可以将钻头提出倒渣，然后继续钻进。钻斗起渣，渣满后，可以将钻头提出倒渣，然后继续钻进。钻斗起落方式有：提升式、爬杆式两种。落方式有：提升式、爬杆式两种。九程度孔钻进法九程度孔钻进法 1. 1.指采用旋转切削式钻头在管前切削土层，并保送到孔指采用旋转切削式钻头在管前切削土层，并保送到孔外的一种钻进方法。外的一种钻进方法。 2. 2.用于不开挖的输油、输水管道、电缆及隧道施工法。用于不开挖的输油、输水管道、电缆及隧道施工法。 3. 3.直径：普通直径：普通200200800mm800m
36、m，112m2m，甚至，甚至9911m11m大直径的管道及隧道普通采用盾构机施工，中小径那么普通大直径的管道及隧道普通采用盾构机施工，中小径那么普通采用普通的程度钻施工：套管导向；打预偏孔；螺旋采用普通的程度钻施工：套管导向；打预偏孔；螺旋钻头前有偏心接头，纠斜。钻头前有偏心接头，纠斜。 4. 4.程度孔易倾斜，缘由：孔内沉渣下沉，使钻头下面程度孔易倾斜，缘由：孔内沉渣下沉，使钻头下面摩擦力增大，钻孔向上偏斜。钻具自重作用，使钻头下垂摩擦力增大，钻孔向上偏斜。钻具自重作用，使钻头下垂，钻孔向下偏斜。钻杆和钻头尺寸不匹配，呵斥钻孔程度，钻孔向下偏斜。钻杆和钻头尺寸不匹配，呵斥钻孔程度弯曲。弯曲。
37、 5. 5.适用地层：普通土、混砂砾土等。适用地层：普通土、混砂砾土等。十潜水钻进成孔法十潜水钻进成孔法1.1.钻进时，电机主轴衔接钻头，钻进时，电机主轴衔接钻头，一同潜入水中回转切削岩土，正一同潜入水中回转切削岩土，正反循环排渣成孔。钻进时，上面反循环排渣成孔。钻进时，上面钻孔不动，起支撑抗扭作用，钻钻孔不动，起支撑抗扭作用，钻进效率高。进效率高。2.2.顺应地层：淤泥、粘土。砂土顺应地层：淤泥、粘土。砂土、砂层、风化岩层及含有少量砾、砂层、风化岩层及含有少量砾石等地层。石等地层。三、钻孔灌注桩桩根底低桩承台 高桩承台反循环水上施工法成桩程序1反循环水上施工法成桩程序2四、地下延续墙地下延续
38、墙施工程序图 地下延续墙是利用一定的设备与工具，在泥浆普通称稳定液护壁的条件下向地下钻挖一段狭长的深槽，在槽内吊放入钢筋笼，然后灌注混凝土，筑成一段钢筋混凝土墙体，再把每段墙体逐个衔接起来就构成一道延续的地下墙壁。地下延续墙施工现场布置钢筋混凝土导墙剖面钻孔的陈列方式1-交错型 2-直线互搭型 3-切线型 4-间隔型先掘导孔后抓斗发掘成槽先挖导孔后反复钻孔成槽一次钻挖成槽槽段延续墙施工程序1-挖槽 2-下接头管与钢筋笼 3-灌注混凝土 4-拔出接头管 5-挖第二槽段 五、扩孔与扩底钻进1.扩孔钻进1-钻杆 2-导正器 3-扩孔钻头 4-坑道 5-矿车 6-导向钻具螺旋翼片式四翼阶梯翼片式多节翼
39、片式滚刀扩孔钻头1-钻杆接手 2-导正圈 3-滚动座 4-滚刀 5-三牙轮钻头 6-导正轮 扩孔钻具1-导向钻头 2-导向钻具 3-扩孔钻头 4-衔接接头 5-钻杆 6-导正圈 7-钻杆接头2. 扩底钻进扩底钻头类型a.上开式 b.下开式 c.滑降式 d.推出式铰接连杆式扩底钻头1-接头 2-导向轴套 3-上盘 4-连杆5-导向轴 6-扩孔翼片 7-矛式钻头自重加压上开式扩底钻头1-法兰盘 2-外管 3-连杆 4-扩底翼 5-芯管 6-底钻头三翼上开式扩底钻头1-法兰盘 2-导向套 3-导向轴 4-上盘 5-连杆6-扩底翼板 7-限位板 8-下盘 9-钻头连杆外张式扩底钻头1-衔接纳 2-限位
40、帽 3-内方套 4-方钻杆5-上扩底翼板 6-副连杆 7-下扩底翼板 8-底钻头液压式扩底钻头1-法兰盘 2-油缸 3-滑套4-连杆 5-扩底翼 6-底钻头自重加压下开式扩底钻头1-法兰盘 2-方轴 3-方形套4-扩底翼 5-连杆6-底钻头液压式扩底钻头1-法兰盘 2-钻杆 3-扩底翼4-油缸 5-连杆 6-滑套 7-底钻头六、钻斗钻进钻斗钻进1-钻斗 2-导向器 3-伸缩钻杆 4-动力安装 5-护筒它是靠提钻取土、无冲洗液循环的一种成孔方法。在钻杆柱下端衔接一个底部带切削齿的筒状钻具钻斗，借助钻具分量及钻机加压把切削齿切入土层，在回转扭矩作用下钻斗回转，钻掘土层，同时将切削下来的土块收入斗中。待斗内土块装到一定程度后将钻斗提到孔外，翻开钻斗，卸去土屑，然后再将钻斗下入孔内，反复以上操作。旋挖侧开式钻斗1-钢丝绳 2-中心管 3-钻斗体 4-半合管5-切削齿板 6-销轴
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