.地層對鉆進效率的影響
地層對鉆進效率的影響主要表現(xiàn)在地層鉆進的難易程度(地層的可鉆性)和卸土的快慢。
3.1地層的可鉆性
地層的可鉆性是一個復(fù)雜的指標(biāo),國內(nèi)外地質(zhì)鉆探專家把地層按鉆進的難易程度進行分級,我國是參照前蘇聯(lián)的分級法,把地層分為12個級別,級別越大可鉆性越差。由于在大口徑灌注樁孔的施工中對地層的可鉆性還沒有分級,所以對應(yīng)不同的地層的鉆進工藝就沒有統(tǒng)一標(biāo)準和規(guī)范。旋挖鉆機樁孔施工的碎巖和攜粉的機理與地質(zhì)鉆探還是有區(qū)別的,旋挖鉆機主要是通過切挖把所鉆層分割成大塊巖碴,然后裝進鉆頭體內(nèi),而地質(zhì)鉆探主要以沖磨把地層磨成細小顆粒,通過沖洗液攜帶到地面。所以旋挖鉆機施工地層的可鉆性指標(biāo),最主要的是地層的杭壓強度,只要鉆機所施加的鉆壓大于地層的抗壓強度,鉆齒就能壓人地層,從而切割成塊,作用在鉆齒的壓強一定要大于地層的抗壓強度,即F/S>G式中 F——壓力;S——鉆齒接觸孔底的面積;G——地層的抗壓強度。
如果滿足以上條件,再優(yōu)化其他因素,鉆進效率就會大大提高,如調(diào)整回轉(zhuǎn)速度及鉆齒角度等。由上可知,地層越硬,鉆進效率越低,因為所需鉆壓變大,在壓力一定時使地層破碎的時間加大。
3.2卸土因素對鉆進效率的影響
由于所鉆地層的成份、結(jié)構(gòu)、含水量等不同,造成鉆碴的粘性不同,當(dāng)鉆碴裝滿斗體提出地面卸土?xí)r,其粘性越大,卸土所需時間就越長。
4.鉆具選配對鉆進效率的影響
小型旋挖機所用鉆頭種類很多,結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化,對于不同設(shè)備機型、不同施工方法和不同地層,要選用不同的鉆頭。目前旋挖鉆機常用的鉆頭有以下6大類:螺旋鉆頭、旋挖鉆斗、筒式取芯鉆頭、擴底鉆頭、沖擊鉆頭和沖抓錐鉆頭,每一大類中又有很多品種。鉆具的選配對旋挖鉆機鉆進效率影響很大,應(yīng)根據(jù)所鉆地層選取最適合的鉆頭獲得鉆進效率最大化。旋挖鉆機可根據(jù)地層情況配置不同的鉆頭,在粘性土層可使用長鉆筒,加快鉆進速度;對于砂卵石含量較大的地層可使用短鉆筒,配臵泥漿護壁,控制鉆速;對于含孤石、漂石及較硬巖石地層可換用長、短螺旋鉆頭進行處理,松動后再換上鉆筒繼續(xù)鉆進。與常規(guī)鉆機相比,旋挖鉆機回轉(zhuǎn)扭矩大,并可根據(jù)地層情況自動調(diào)整。
5.鉆桿的選擇對鉆進效率的影響
旋挖鉆機常用鉆桿分為兩大類一摩阻式和機鎖式,摩陰式鉆桿主要是靠鉆桿鍵條的之間的摩擦力產(chǎn)生鉆壓,此種釗井干的特點是:隨鉆隨加壓,無需找加壓點,提鉆桿時無需解鎖,操作方便,提、下鉆具速度高,但加壓力小,在較軟地層鉆進中使用該類鉆桿效率高;機鎖式鉆桿是通過鉆桿每層之間的加壓點,對接后把動力頭的加壓力傳到孔底鉆具上形成鉆壓,此類鉆桿的特點是:鉆進時只有在各層之間的加壓點對接后才能產(chǎn)生最大鉆壓,提升鉆桿時需先解鎖,且提、下鉆速度慢,適合于較硬地層。