旋挖鉆進成孔法中泥漿的主要作用是保護孔璧并懸浮細粒鉆渣,一般保持孔內泥漿液面高出地下水位1.5一2m,就能平衡地壓而不跨孔,鉆渣通過鉆具提出至孔外。旋挖鉆進成孔法是通過旋挖機的動力頭驅動鉆桿,由鉆桿帶動底部鑲嵌斗齒的捅式鉆斗旋轉,并在伸縮式鉆桿自重(含鉆斗重)和加壓油缸壓力作用下切削土體。被切削下的土體在回轉力矩的推動下被擠入鉆斗內,當鉆斗內土體量達到一定時。若使用雙層底板旋挖鉆斗,則讓其反轉關閉底部入口,使用主卷揚直接或邊通過動力頭反轉邊使用主卷揚提升鉆斗至地面卸除鉆渣。在鉆斗快提離泥漿面之前向鉆孔內補入新配制好的泥漿,以避免由于鉆斗提出泥漿面后導致孔內液面降低而垮孔。這樣逐次取土,反復循環作業成孔。終孔后需要清除孔底沉渣,清除方法可用局部懸浮法或在下鋼筋籠之前用撈渣鉆頭撈除。若是在地下水位以上地層鉆進,旋挖鉆進成孔法也可進行干式鉆進。旋挖鉆進成孔法是20世紀20年代后期美國Calweld公司改造鉆探機械而用于灌注樁施工的方法。根據護壁方式的不同,旋挖工法可分為穩定液護壁法和全套管護壁法兩種。
旋挖鉆進成孔法適宜的地層范圍較廣,可用于填土層、粘土層、粉土層、淤泥層、砂層、卵礫石層、基巖、漂石層和硬質永凍土層等的樁孔施工。其成孔直徑一般為0.5一3m,最大成孔深度可達90余米。成孔設備包括旋挖機、鉆桿、鉆頭等。根據鉆進時加壓方式的不同,鉆桿分為摩擦加壓式、機鎖加壓式和組合加壓式三種。
旋挖機鉆頭可分為兩大類:一類是回轉鉆頭,包括單底土斗和雙底撈沙斗;另一類是嵌巖鉆頭,包括短螺旋鉆頭、嵌巖筒鉆和牙輪鉆頭。施工過程中,應根據不同的地質情況,選擇合適的鉆桿和鉆頭。
旋挖鉆進成孔法的工藝流程如下圖:
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