冲击钻与施工工艺及步骤

冲击钻施工工艺及步骤

一、概要

1、分类:（1）实心锥：由冲击装置（底盘、支架及钢绳等）、卷扬机和冲击锥组成。上下往返冲击，将土劈裂、劈碎，通过泥浆将钻渣悬浮排出。（2）空心锥：主要区别是钻头为空心。

2、适用围：

3、优缺点

优点:适用地层和土质广，可以说是无坚不摧。但在钻普通土时进度较慢，空心锥比实心锥进度快，在遇到坚硬层时宜使用实心锥。

二、准备工作

进度参考表

冲击钻机分类：

1.冲击式钻机，配备有钻架及起吊、冲击全套设备。如图：

国产的冲击钻机主要是CZ型，有CZ—30、CZ—28、CZ—22、CZ—20、CZ—20—2等，另外还有YKC—31、YKC—30、YKC—22、YKC—20等规格。除CZ—20—2外，均非自行。

详细介绍:1、冲锥由锥身、刃脚和转向装置三部分组成。如下图。钻身提供冲锥所必须的重力和冲击动能；刃脚位于冲锥的底部，为直接冲击、破碎土、的部件；转向装置舍于锥顶，和起吊钢丝绳联结，是使冲击锥能冲击成圆的关键部件。

转向装置的工作原理:钻进时,借吊起冲锥的钢丝绳在悬重作用下,顺钢丝捻扭的相反向转动,带动冲锥转动一个角。与冲锥下落置于底，钢丝绳松弛后不受力后，又因钢丝绳的弹性，带动转向装置扭转过来。当再提起冲锥时，它又沿上述向转动一个角度，这样就能冲成完整的圆桩。

2、场地准备

施工场地应按以下不同情况进行整理；

a)场地为旱地时，应平整场地清除杂物，换锄软土，夯大密实。

b)场地为陡坡时，可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。

c)场地为浅水时，宜采用筑岛法。

d)场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台。

护筒的作用及注意事项

护筒有固定桩位，引导钻头（锥）向，隔离地面水免其流入井，保护口不坍塌，并保证水位高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护壁免于坍塌等作用。

冲击锥筒径宜比桩径大30~40cm。

护筒顶高度要求：护筒顶端的泥浆溢出口底边，当地质良好、不易塌时，宜高出地下水1.0米~1.5米；当地质不良、容易塌时，应高出地下水位1.5~2.0米。其余情况一般都在1.5~2.0米。在旱地施工时还应该高出地面0.3米。

护筒埋置深度：旱地或浅水区，对于粘性土不小于1.0~1.5米，对于砂类土应将护筒围0.5没~1.0米围土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5米以下。

护筒的埋设与沉入

护筒埋设工作是钻灌注桩施工的开始，护筒平面与竖直度准确与否，护筒围和护筒底脚是否紧密、不透水，对成、成桩的质量都有重大影响。埋设时，护筒中心轴线应对正测量标定的桩位中心，其偏差不得大于5厘米，并应该格保持护筒的竖直位置。

当地下水位在地面以下超过1米，可采用挖埋法。

在砂类土、沙砾等河床埋护筒时，先在桩位处挖出比护筒外径大0.8~1米的圆坑。然后在坑底填筑50厘米左右厚的粘土分层夯实，以备安设护筒。

在粘性土中挖埋时，坑的直径与上述相同，坑底应整平；然后通过定位的控制桩放样，把钻的中心位置标于坑底；再把护筒吊放进坑，找出护筒的圆心位置用十字线定在护筒顶部或底部，然后移动护筒，使护筒中心与钻中心位置重合。

若河床为很松散的细砂地层挖坑不易成形，可采用双护筒。

若河床为含水量很大的粉土质砂或软土地层，应将自护筒底部50厘米以上至表层的原土全部挖除，换填好土。若护筒底部50厘米以下有很厚这样土层，则宜使用长护筒。

泥浆的各项事宜

泥浆的作用和性能要求

泥浆由水、粘土和添加剂组成，在钻中，由于泥浆相对密度大于水的相对密度，故护筒同样高的水头，泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用，泥浆可作用在井壁形成一层泥皮，阻隔水外渗流，保护壁免于坍塌。

此外，泥浆还起悬浮钻渣的作用，使钻进正常进行。

主要性能指标

相对密度

泥浆的相对密度是泥浆与4o C时同体积水的质量比。泥浆的相对密度增大时，在钻中对壁的侧压力也相应增大，壁也越趋稳定，悬浮

携带钻渣的能力也越大。然而相对密度过大的泥浆，其失水率也加大，壁上的泥皮也增厚，就增加了泥浆的原材料消耗而且会给清和灌注混凝土造成困难。

粘度

粘度是液体或混合物运动时，各分子或颗粒之间产生的摩擦力。粘度大的泥浆，产生的壁泥皮厚，对防止翻砂、隔阻渗漏有利，对悬浮携带钻渣的能力强，但粘度过大，则容易糊钻，影响泥浆泵的正常工作，增加泥浆净化的困难，进而影响钻进速度。粘度过小，钻渣不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。

含砂率

含砂率是泥浆所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。泥浆含砂率大时，会降低粘度，增加沉淀，容易磨损泥浆泵和水管摇头、钻渣等钻具；停钻时易造成埋钻、卡钻事故。

胶体率

胶体率是泥浆静止后其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水的分离程度以百分比表示，胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻渣的能力高，否则反之。冲钻机需要较高的胶体率。

泥浆性能指标选择