⑴ 怎样提高钻孔灌注桩成孔质量
杨贞贵 (福建省金通建设集团有限公司,福州 350011)摘 要 钻孔灌注桩被普遍应用于桥梁基础,关系到整个工程的质量,本文就钻孔灌注桩施工中常见的孔壁坍塌、孔位倾斜、孔底沉渣过多,卡管等问题的原因进行分析,并提出相应的预防措施和处理意见。关键词 钻孔灌注桩 坍塌 倾斜 卡管 断层 预防与处理 钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性,施工工艺成熟,简单易操作且设备投入不是很大,因此在桥梁基础中得到广泛的应用。但由于钻孔灌注桩施工大部分在地下及水下进行,其施工过程不易观察,成桩后也不能进行开挖验收,施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,必须加强施工全过程中各环节的质量监控,采取各种有效的预防措施,保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。1 常见的施工问题原因分析及处理以下笔者结合在钻孔灌注桩施工中的经验,浅谈几个常见问题出现的原因及预防处理。1.1孔壁坍塌(1)原因:主要有土质松散,泥浆护壁不良,遇有溶洞、裂缝,护筒内水位过高,钻进速度过快,空钻时间过长,成孔后灌注时间过长等。(2)预防措施:严格根据设计要求及桩位的水文地质情况选择适当的钻进方法,并确定护筒的埋置深度,当钻孔内有承压水时,护筒应高于稳定后的承压水位2.0m以上,若地下水位不明,不稳时,则应先做试桩。根据钻孔的工程地质情况、空位、钻机性能、泥浆材料等选择合适的泥浆,在钻进过程中增加取样次数,时刻判明地质及泥浆护壁情况,并做好记录。成孔后,待灌时间一般不大于3小时,因此,钢筋笼在钻进过程中应加工完善。吊装及焊接的过程中要对准孔位并尽量缩短时间,在灌注过程中保持施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。(3)处理方案:一旦发生坍孔,应立即采取相应措施。坍孔不严重时,可回填片石或土到坍孔位以上,采取改善泥浆性能,加高水头,深埋护筒等措施,继续钻进。在坍孔较严重时,则应将钻孔全部回填,待回填稳定后方可重钻。1.2孔位倾斜(1)原因:钻机支架不稳,地质松软不均,土层呈倾斜状分布,遇探头石及其他硬物等。(2)预防措施:在钻机就位前,场地必须平整、夯实,钻机就位时,转盘中心与钻架上起吊轮在同一轴线。应尽量采用自重大,钻杆刚度大的钻机。(3)处理:当进入不均匀地层、倾斜状地层以及遇到探头石及其他硬物时,钻进速度要慢,并在倾斜处吊起钻头反复扫钻多次,以削去硬物,使孔位正直,当倾斜严重时,则应回填粘质土至倾斜处0.5m以上,待稳定后重新钻进。1.3孔底沉渣厚度过大(1)原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或注入量不足,无法将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后待灌时间过长,致使泥浆重新沉淀等。(2)预防措施:成孔后,应根据设计要求、钻进方法、机具设备条件和地层情况等控制泥浆的比重和粘度,并通过提取泥浆试样,进行泥浆性能指标试验,不得用清水进行置换。钢筋笼吊装时,应使钢筋笼的中心与桩的中心保持一致,避免碰撞孔壁,并采用先进的工艺加快钢筋笼的对接速度,减少空孔时间,防止沉渣重新沉淀。(3)处理方案:灌注混凝土前,应重新测定沉淀厚度,如沉淀量不符合规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至沉淀厚度、泥浆比重等均符合规范要求。并保证首批混凝土的数量,使导管首次埋置深度大于1.0m,以利用混凝土的冲击力彻底清除孔底沉渣。1.4卡管(1)原因:初灌时导管离孔底太近,防水栓堵管;混凝土的级配或水灰比不正确,流动性、和易性差,出现离析;混凝土中粗骨料粒径过大;混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长,以及导管进水等等。(2)预防措施:加强对水下混凝土质量的控制,选用级配良好的中砂;控制粗骨料的最大粒径,不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且小于40mm;控制水灰比,或适当掺加外加剂,保证水下混凝土良好的流动性和和易性;控制导管底与柱孔底的间距,一般为0.4m,防止隔水栓卡管;导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,防止因导管进水导致离析及卡管。(3)处理方案:一旦发生卡管,应分析原因,并将导管拔出,若原混凝土表面尚未初凝,可用新导管重新插入后继续浇筑并采取补强处理;若无法继续灌注,则应将已灌桩做废弃处理,孔内回填稳定后重新成孔。1.5钢筋笼上浮(1)原因:主要是由灌注混凝土时的强大冲击力引起的。(2)预防措施:可以在钢筋笼上施压重物,并在上端焊定位筋。当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低混凝土的灌注速度。当混凝土面进入钢筋笼一定深度后,可适当提升导管,增加钢筋笼的埋深,增加钢筋与混凝土的握裹力,以保证钢筋笼不上浮。1.6断桩夹层(1)原因:首批混凝土数量不足,导管拔离混凝土面等。(2)预防措施:严格控制首批混凝土数量,首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(≥1.0m)和填充导管底部的需要。如图所示。所需混凝土数量由式(1)计算,计算示意图参见图1。V≥ (H1+H2) πD2/4+ h1πd2/4 …………(1)式中,V-灌注首批混凝土数量;D-桩孔直径;H1-桩孔底至导管底端距离,一般为0.4m;H2-导管初次埋置深度;d-导管内径;h1-桩孔内混凝土达到埋置深度H 时,导管内混凝土柱平衡导管外压力所需要的高度。
图1 首批混凝土数量的严格控制在灌注过程中,严格控制导管的提升,经常测探井孔内混凝土面的高度,以确定提管高度和拆管节数,防止导管底口拔出已灌混凝土表面。混凝土的埋管深度宜保持在2-6m。(3)处理方案:若一旦由于疏忽或机械制动失误,导致导管底口拔离混凝土表面,则应将导管重新清洗拼装,并塞住底口压入已浇筑混凝土表面以下2.5m,然后按初灌混凝土的要求灌注。1.7短桩(1)原因:由于施工人员的疏忽,未及时探明混凝土表面高度;在灌注过程中,孔壁局部小塌方,施工人员未发现,未处理,仍按原计算的混凝土量浇筑后即拔离导管。(2)预防及处理:一旦发生短桩,可迅速插入一小直径护筒至原混凝土内,用吸泥机吸出坍方土和沉淀土后重新下导管灌注,但应在上下断层间加以补强。2 结语总之,钻孔灌注桩施工工艺虽已成熟,技术难度不大,但由于其多为地下施工的不可见性,施工人员应认真学习相关规范,熟悉各项技术要求,不断提高自身水平,并做好事先指导和技术交底工作,确保各环节都能严格按照规范要求施工,并做好预防措施,使每根桩的质量都能得到保证,最终使整个工程达到预期的目标。 参考文献[1]公路工程质量检验评定标准(土建分册)(JTG F80/1-2004)[2]公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2000 )[3] 公路工程施工监理规范(JTG G10-2006)
⑵ 如何预防和处理钻孔灌注桩施工中发生的坍孔问题
质量问题主要有:缩颈、孔壁塌落、孔底沉淤、桩身空洞、蜂窝、夹泥等。
钻孔灌注桩质量通病的成因及其预防措施:
1 钻孔灌注桩常见的质量通病
钻孔灌注桩在承受垂直荷载压力的时候,以桩顶位置所受的压力最大,下部承受的压力相对较小。但钻孔灌注桩的成桩工艺与实际受力状况相反,往往是上部混凝土的强度低,中下段混凝土的强度高,若不严格控制,容易出现桩上段强度达不到质量要求的情况。除此之外,还容易出现缩颈、孔壁塌落、孔底沉淤、桩身空洞、蜂窝、夹泥等质量缺陷,造成桩基承载力的下降,影响到工程结构的安全。
2 影响成桩质量的原因分析
2. 1 影响桩身上部强度的原因分析
(1) 按照施工规范的规定,钻孔后要彻底清除孔底的淤泥,但在实际施工过程中,很难将淤泥彻底清除,于是在浇灌第一斗混凝土进行封底施工时,孔底沉积的淤泥必然混入混凝土中。由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的,先灌入的混凝土顶升于孔的上面,这样就容易出现桩上段强度较低的现象。
(2) 浇灌混凝土时,若导管插入混凝土之内过深,浇注速度又较快,则容易在孔体深部沉积较多的骨料,加上振捣过程所造成的混凝土的离析,也容易导致桩体上部强度较低的质量问题。
(3)埋设护筒的周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时碰撞引起质量问题。
桩基施工质量加以控制。
1、成孔质量的控制
成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分,其质量如控制得不好,则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等,还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此,在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。
1.1.采取隔孔施工程序。
钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同,打人桩是将周围土体挤开,桩身具有很高的强度,土体对桩产生被动土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
1.2.确保桩身成孔垂直精度
这是灌注桩顺利施工的一个重要条件,否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固,经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施,并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
1.3.确保桩位、桩顶标高和成孔深度。
在护筒定位后及时复核护筒的位置,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm,并认真检查回填土是否密实,以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化,为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录,以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度,但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当,或在提钻具时碰撞了孔壁,就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象,这将给第二次清孔带来很大的困难,有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此,在提出钻具后用测绳复核成孔深度,如测绳的测深比钻杆的钻探小,就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题,因其最大收缩率达1.2%,为提高测绳的测量精度,在使用前要预湿后重新标定,并在使用中经常复核。
为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象,除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外,还根据不同土层情况对比地质资料,随时调整钻进速度,并描绘出钻进成孔时间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降,在软粘土钻进最快0.2m/min左右,在细粉砂层钻进都是O.015m/min左右,两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小,在施工过程中要经常复核钻头直径,如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。
1.4.钢筋笼制作质量和吊放
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料,检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的,因此,吊环长度是根据底梁标高的变化而改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要注意钢筋笼能否顺利下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放,因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象,应停止吊放并寻找原因,如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的,应提出后重新垂直吊放;如果是成孔偏斜而造成的,则要求进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。
1.5.灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔
清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣清干净,这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用,我们可以看出,泥浆的制备和清孔是确保钻子L桩工程质量的关键环节。因此,对于施工规范中泥浆的控制指标:粘度测定17—20min;含砂率不大于6%;胶体率不小于90%等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制,不能就地取材,而要专门采取泥浆制备,选用高塑性粘土或膨润土,拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行.配合比设计。
灌注桩成孔至设计标高,应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续小于1。10—1.20,测得孔底沉渣厚度小于50mm,即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实,以防止漏气漏浆而影响灌注。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部,最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣,从而影响桩基工程的质量。因此,必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后,应立即进行水下混凝土的灌注工作。
2、成桩质量的控制
2.1.为确保成桩质量,要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告),如发现实样与质保书不符,应立即取样进行复查,对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质),严禁用于混凝土灌注桩。
⑶ 钻孔灌注桩常见的质量问题
钻孔灌注桩施工中常见质量问题及处理办法一、钻孔过程中出现的相关问题的处理
1.偏斜孔
钻机安装时,支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜,导致出现偏斜孔。
1.1 钻机倾斜造成
先移开钻机,检查钻孔壁情况,如果钻孔壁比较稳定,则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积,然后,重新安装钻机恢复施工;钻孔壁随时有坍塌可能的,应将钻孔回填至原地面,待地层静置稳定后重新开始钻孔。
1.2地质构造不均匀引起
先分析清楚岩层的走向,尔后采用适当的回填材料(回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物)将钻孔回填至计算确定的高程处,静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的,静置1~2h后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的,应根据情况静置2h甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中,应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻,以慢速钻孔。
1.3护筒脱落
由于护筒背后回填质量不好受地面流水的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。出现护筒脱落应立即停止钻孔,尽快撤离钻机,采用透水性较好、强度较高的填料回填孔位,至少稳定一周之后方可重新埋置护筒、开钻。
由于地面流水引起的可先排除流水,在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏,而后,重新安装护筒(作好护筒背后填筑)恢复钻孔施工。
1.4卡钻
钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。
1.4.1“探头石”引起的卡钻
可以适当往下放钻头,而后,强力快速往上提,使“探头石”受瞬间冲击缩回,从而顺利提起钻头。
1.4.2钻头穿过岩层突变处导致的卡钻
优先采用水下爆破的方法进行处理。在整体岩层中此方法容易奏效,砂土地层中不宜采取此方法处理。
1.4.3机械故障导致的卡钻
钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象,应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。
1.5缩孔
缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土,特别是I L>1.0处于流塑性状态的土层中出现的特有现象,其原因是此类地层含水高、塑性大,钻头经过后钻孔壁回缩,从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。
针对发生缩孔的原因,采取块、卵石土回填,而后用重量较大的冲击钻冲击,挤紧钻孔孔壁的办法处理;或者采用在导向器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。
1.6掉钻
由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。发生“掉钻”后,应及时采取恰当的方法实施打捞。
1.6.1钻孔壁稳定的情况
直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。打捞前,先用“探针”探明钻头在孔中的位置为制定打捞方案提供依据。打捞设备和打捞操作方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功,避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。
1.6.2钻孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时
应先加大孔内泥浆的浓度,将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁,而后,采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥,确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌可能时,先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护或帷幕注浆等方法加固钻孔壁,而后打捞钻头。
二、水下混凝土灌注过程中出现问题的对策
2.1封底失败
由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后,未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。封底失败后,应立即暂停灌注,及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。
2.1.1地层稳定性较好
应采取导管内安装高压水管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净,重新请示监理检查,符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。
2.1.2地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效
应及时拆除导管、拔除钢筋笼,将钻机安装到位,将未灌注混凝土部分钻孔回填,待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土,达到孔底设计标高后,请示监理单位检查合格后重新进行水下混凝土灌注。
⑷ 钻孔灌注桩施工中容易出现的问题及处理方法
1.钻孔过程中容易出现的问题及处理方法
1.1护筒冒水
护筒的主要作用是防止孔壁坍塌,为钻孔成功奠定基础。除此之外,它还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向等作用。一旦护筒冒水,极易引发塌孔,也会造成护筒倾斜、位移及周围地面下沉,后续工作将无法进行。所以必须究其原因,找到处理方法。
第一,要选择坚固耐用的护筒。
第二,护筒的埋设要深浅得宜,四周土要分层夯实,土质量一般选择含水量适当的粘土。
第三,钻头起落时,容易碰撞护筒,造成漏水。因此钻孔时钻头必须对好中线及垂直度,并压好护筒。
第四,钻孔中遇有透水性强或地下水流动的地层,也容易导致护筒冒水。遇此情况,可增加护筒沉埋深度,采取加大泥浆比重,倒入粘土慢速转动,用冲击法钻孔时,还可填入片石、碎卵石土,反复冲击增强护壁。
总之,为防止护筒冒水,我们必须做到事前准备充足,事中及时发现问题及时处理,事后总结经验,将事故发生率减小到最低,降低工程成本。
1.2塌孔、埋钻
钻孔是一道关键工序, 塌孔、埋钻是最容易出现的事故。一般在钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷的迹象。为处理好孔壁坍塌、埋钻的问题,要做到以下几点:
第一, 做好泥浆制备工作。
第二,土质松散、护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高以及钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长都会会引起孔壁坍陷。因此,在松散易坍的土层中,要适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。
第三,当遇到小溶洞或裂缝时,可能发生孔内泥浆均匀缓慢下降的现象。这时,可采用在泥浆中加适量水泥,增大泥浆比重及其护壁效果。
1.3缩颈
缩颈,即孔小于设计孔径,是钻孔灌注桩最常见的质量问题,解决缩颈问题要针对其产生的原因,找到正确的处理方法。
第一,缩颈的主要原因是由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况,应采用优质泥浆,降低失水量。
第二,当软土层受地下水影响和周边车辆振动时,也容易发生缩颈。这时,可在软塑土地层采用失水率小的优质泥浆护壁,降低失水量。
第三,因钻锤磨损原因造成的缩颈,应及时焊补钻锤,或在其外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。
1.4成孔偏斜
成孔偏斜是指成孔壁桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。其造成原因和处理方法主要有:
第一, 施工现场地面软弱或软硬不均匀,在支架上钻孔时,支架的承载力不足,发生不均匀沉降,导致钻杆不垂直,造成成孔偏斜。为避免事故发生,场地必须夯实平整,轨道及枕木宜均匀着地,支架的承载力应满足要求,在发生不均匀沉降时,必须随时调整。
第二,未做好钻机安装工作,是造成成孔偏斜的隐患。因此要求安装地基稳固。钻机就位时,应使转盘,底座水平,使天轮的轮缘、钻杆的卡盘和护筒的中心在同一垂直线上,并在钻进过程中防止位移,在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机。
第三,遇到土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。钻速要加慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。
1.5桩底沉渣量过多
对摩擦桩来说,由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的磨擦力或依附力,逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中,如果在设计中端部反力不大,端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大;而对于承载桩来说,如果沉渣量过大,势必造成桩受荷时发生大量沉降,同样使桩的承载力失效,因此钻孔灌注桩的沉渣量检查是施工控制中的一项关键工作。其造成原因和处理方法有以下几点:
第一,检查不够认真,清孔不干净或未进行二次清孔,是造成桩底沉渣量过多的首要原因。
清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。灌注桩成孔至设计标高,应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续小于1.10-1.20,测得孔底沉渣厚度小于50mm,即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部而成为永久性沉渣,从而影响桩基工程的质量。因此,必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。
第二,泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起,从而造成桩底沉渣量过多。这就要求在成孔后,钻头提高孔底250px-500px,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行置换。
第三,钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底,造成桩底沉渣。因此,在钢筋笼吊放时,要使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。
⑸ 钻机技术方案
13000m超深井钻机须满足两方面的要求,即载荷要求和快速起下钻的要求。采用的钻机必须能够承受钻进作业时的最大钻杆柱载荷以及固井作业时的最大套管柱载荷。
以表2.18 的数据为基础,并考虑一定的余量,13000m超深井钻井施工的最大钻杆柱载荷在4000kN以内。
根据该井套管程序设计,最重的套管柱是298.5mm的技术套管,总长度为9500m,总重量约为7480 kN(壁厚按11.05 mm考虑,未扣除浮力)。
根据钻机调研的结果,宝鸡石油机械厂生产的ZJ120/900DB钻机(图2.13;表2.19)可以满足该井钻井施工的载荷要求。
图2.13 ZJ120/900DB钻机
制定钻机方案时还须考虑的是要求钻机具有快速起下钻的能力。由于该井施工井深大和取心多的两个特点,起下钻总时间相当长。根据估算,当取心钻进比率为5%时,该井的钻进施工时间约为7.6年;如果要全孔连续取心,即取心钻进比率为100%,钻进施工时间为21年,其中有很大一部分时间是在起下钻。13000m超深井钻井日费用相当高,约为20万元/天。这意味着,将需要巨额的费用用于该井的起下钻施工。我们在制定13000m超深井的钻机方案时必须考虑采取有效的技术措施,以提高起下钻施工效率,降低施工成本。
表2.19 ZJ120/900DB钻机主要技术参数
俄罗斯(前苏联)和德国都施工过科学超深井,他们当时遇到了同样的问题。他们主要采取了两项技术措施来解决高速起下钻的问题。第一项措施是提高钻台操作效率,在钻杆柱的卡夹、拧卸和移摆等操作环节采用高效率的施工装备,如有气动卡瓦、铁钻工、钻杆移摆机械手等。第二项措施是加高井架,以实现长立根操作,减少钻具拧卸次数,从而减少施工时间。前苏联施工科拉超深井时采用的立根长度是37m;德国施工KTB主孔时采用的立根长度是40m。
对于我国施工13000m超深井钻机方案的建议是:以宝鸡石油机械厂的ZJ120/900DB钻机为基础,以提高其快速起下钻能力为目标,对钻机进行适当改造。主要改造内容包括:加高井架,使钻杆立根长度达到40m左右;进一步优化钻台操作装置,提高操作效率。
⑹ 如何解决水平定向钻在施工中出现的问题及关键技术
1、 水平定向钻穿越施工工艺:
使用水平定向钻机进行管线穿越施工,一般分为二个阶段:第一阶段是按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔;第二阶段是将导向孔进行扩孔,并将产品管线(一般为PE管道,光缆套管,钢管)沿着扩大了的导向孔回拖到导向孔中,完成管线穿越工作.
1.1 钻导向孔:
要根据穿越的地质情况,选择合适的钻头和导向板或地下泥浆马达,开动泥浆泵对准入土点进行钻进,钻头在钻机的推力作用下由钻机驱动旋转(或使用泥浆马达带
动钻头旋转)切削地层,不断前进,每钻完一根钻杆要测量一次钻头的实际位置,以便及时调整钻头的钻进方向,保证所完成的导向孔曲线符合设计要求,如此反
复,直到钻头在预定位置出土,完成整个导向孔的钻孔作业.见示意图一:钻导向孔.
钻机被安装在入土点一侧,从入土点开始,沿着设计好的线路,钻一条从入土点到出土点的曲线,作为预扩孔和回拖管线的引导曲线.
1.2 预扩孔和回拖产品管线:
一般情况下,使用小型钻机时,直经大于200毫米时,就要进行予扩孔,使用大型钻机时,当产品管线直径大于Dn350mm时,就需进行预扩孔,预扩孔的直径和次数,视具体的钻机型号和地质情况而定.
回拖产品管线时,先将扩孔工具和管线连接好,然后,开始回拖作业,并由钻机转盘带动钻杆旋转后退,进行扩孔回拖,产品管线在回拖过程中是不旋转的,由于扩
好的孔中充满泥浆,所以产品管线在扩好的孔中是处于悬浮状态,管壁四周与孔洞之间由泥浆润滑,这样即减少了回拖阻力,又保护了管线防腐层,经过钻机多次预
扩孔,最终成孔直径一般比管子直径大200mm,所以不会损伤防腐层.见示意图二:预扩孔和示意图三:回拖管线.
在钻导向孔阶段,钻出的孔往往小于回拖管线的直径,为了使钻出的孔径达到回拖管线直径的1.3~1.5倍,需要用扩孔器从出土点开始向入土点将导向孔扩大至要求的直径.
地下孔经过预扩孔,达到了回拖要求之后,将钻杆、扩孔器、回拖活节和被安装管线依次连接好,从出土点开始,一边扩孔一边将管线回拖至入土点为止.
2、 水平定向钻施工的特点:
2.1 定向钻穿越施工具有不会阻碍交通,不会破坏绿地,植被,不会影响商店,医院,学校和居民的正常生活和工作秩序,解决了传统开挖施工对居民生活的干扰,对交通,环境,周边建筑物基础的破坏和不良影响.
2.2 现代化的穿越设备的穿越精度高,易于调整敷设方向和埋深,管线弧形敷设距离长,完全可以满足设计要求埋深,并且可以使管线绕过地下的障碍物.
2.3 城市管网埋深一般达到三米以下,穿越河流时,一般埋深在河床下 9—18米,所以采用水平定向钻机穿越,对周围环境没有影响,不破坏地貌和环境,适应环保的各项要求.
2.4 采用水平定向钻机穿越施工时,没有水上、水下作业,不影响江河通航,不损坏江河两侧堤坝及河床结构,施工不受季节限制,具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点.
2.5 与其它施工方法比较,进出场地速度快,施工场地可以灵活调整,尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性,并且施工占地少工程造价低, 施工速度快.
2.6 大型河流穿越时,由于管线埋在地层以下 9—18mm,地层内部的氧及其他腐蚀性物质很少,所以起到自然防腐和保温的功用,可以保证管线运行时间更长.
3、 水平定向钻机系统简介:
各种规格的水平定向钻机都是由钻机系统、动力系统、控向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成,它们的结构及功能介绍如下:
3.1 钻机系统:是穿越设备钻进作业及回拖作业的主体,它由钻机主机、转盘等组成,钻机主机放置在钻机架上,用以完成钻进作业和回拖作业.转盘装在钻机主机前端,连接钻杆,并通过改变转盘转向和输出转速及扭矩大小,达到不同作业状态的要求.
3.2 动力系统:由液压动力源和发电机组成动力源是为钻机系统提供高压液压油作为钻机的动力,发电机为配套的电气设备及施工现场照明提供电力.
3.3 控向系统:控向系统是通过计算机监测和控制钻头在地下的具体位置和其它参数,引导钻头正确钻进的方向性工具,由于有该系统的控制,钻头才能按设计曲线钻进,现经常采用的有手提无线式和有线式两种形式的控向系统.
3.4 泥浆系统:泥浆系统由泥浆混合搅拌罐和泥浆泵及泥浆管路组成,为钻机系统提供适合钻进工况的泥浆.
3.5 钻具及辅助机具:是钻机钻进中钻孔和扩孔时所使用的各种机具.钻具主要有适合各种地质的钻杆,钻头、泥浆马达、扩孔器,切割刀等机具.辅助机具包括卡环、旋转活接头和各种管径的拖拉头.
穿越施工现场布置图
1. 入土点是定向钻施工的主要场所,钻机就布置在该侧,所以施工占地比较大,DD330钻机的最小占地为30×30M,当然也可以根据现场的实际情况作相应调整,DD60、DD-5的占地相应要小得多.
2.出土点一侧主要作为管道焊接场地,在出土点应有一块20×20M的场地作为预扩孔、回拖时接钻杆和安装其他设备时使用;在出土点之后有一条长度与穿越长度相等的管线焊接作业带.
穿越实例
大沽沙穿越钻机场地布置
1998年9月到10月之间,在天津塘沽大沽沙海河,我公司仅用45天时间完成了两条Φ219×8,一条Φ426×9,长度为960米的管道穿越.
大沽沙穿越焊接场地(只显示了两条管道)
水平定向钻穿越施工工艺流程图
使用水平定向钻技术穿越河流和其它障碍物的施工方法在世界范围内得到了广泛的运用.水平定向钻穿越承包商协会认为:在工程项目招投标过程中,水平定向钻承
包商应设法获取尽可能多的相关信息以提出完整并具竞争力的报价,承包商在开工前应该获得以下信息,以保证日后的工作可以顺利进行,并在此条件下完成工程项
目的施工,同时足够的施工前的各类信息还可以保证施工过程更安全,减少对周围环境的破坏,使工程进行的更顺利.
一、概 述
A、发展与使用
水平定向钻技术最早出现在70年代,是传统的公路打孔和油田定向钻井技术的结合,这已成为目前广受欢迎的施工方法,可用于输送石油、天然气、石化产品、
水、污水等物质和电力、光缆各类管道的施工.不仅应用于河流和水道的穿越,同时还广泛应用于高速公路、铁路、机场、海岸、岛屿以及密布建筑物、管道密集区
等.
B、技术限制
定向钻施工技术首先应用于美国海岸地区的冲积层穿越,现在已经能够开始在粗沙、卵石、冰碛和岩石地区等复杂地质条件下进行穿越施工.最长的穿越施工已达6000英尺、管道直径为18英寸.
C、优势
事实证明:水平定向钻穿越是对环境影响最小的施工方法.这项技术同时还可以为管道提供最的保护层,并相应减少了维护费用,同时不会影响河流运输并缩短施工期,证明是目前效率最高,成本最低的穿越施工方法.
D、施工过程和技术
1、导向孔:导向孔是在水平方向按预定角度并沿预定截面钻进的孔,包括一段直斜线和一段大半径弧线.在钻导向孔的同时,承包商也许会选择并使用更大口径的
钻杆(即冲洗管)来屏蔽导向钻杆.冲洗管可以起到类似导管的作用,还可以方便导向钻杆的抽回和更换钻头等工作.导向孔的方向控制由位于钻头后端的钻杆内的
控制器(称为弯外壳)完成.钻进过程中钻杆是不做旋转的,需要变换方向时若将弯外壳向右定位,钻进路线即向右沿平滑曲线前进.钻孔曲线由放置在钻头后端钻
杆内的电子测向仪进行测量并将测量结果传导到地面的接收仪,这些数据经过处理和计算后,以数字的形式显示在显示屏上,该电子装置主要用来监测钻杆与地球磁
场的关系和倾角(钻头在地下的三维坐标),将测量到的数据与设计的数据进行对比,以便确定钻头的实际位置与设计位置的偏差,并将偏差值控制在允许的范围之
内,如此循环直到钻头按照预定的导向孔曲线在预定位置出土.
2、预扩孔:
导向孔完成后,要将该钻孔进行扩大到合适的直径以方便安装成品管道,此过程称为预扩孔,(依最终成孔尺寸决定扩孔次数).例如,如需安装36英寸管线,钻
孔必须扩大到48英寸或更大.通常,在钻机对岸将扩孔器连接到钻杆上,然后由钻机旋转回拖入导向孔,将导向孔扩大,同时要将大量的泥浆泵入钻孔,以保证钻
孔的完整性和不塌方,并将切削下的岩屑带回到地面.
3、回拖管道:预扩孔完成以后,成品管道即可拖入钻孔.管道预制应在钻机对面的一侧完成.扩孔器一端接上钻杆另一端通过旋转接头接到成品管道上.旋转接头
可以避免成品管道跟着扩孔器旋转,以保证将其顺利拖入钻孔.回拖由钻机完成,这一过程同样需要大量泥浆配合,回拖过程要连续进行直到扩孔器和成品管道自钻
机一侧破土而出.
二、现场布局和设计
A、道 路
施工现场两侧都需要重型设备,为缩减成本,通往两侧施工现场的道路应尽可能利用现有道路以减少新修道路距离,或利用管道线路的施工便道,所有相关道路使用权的协议都应由业主提供,在投标阶段再来讨论这些问题为时已晚.
B、工作场地
1、钻机一侧——钻机施工场地至少需要30M(100FT)宽,长45M(150FT)的面积.该面积从入土点算起,入土点应位于规定的区域内至少
3M(10FT)处,同时由于许多钻机配套的设备或配件没有规定的存放地点,所以钻机一侧施工现场可由许多不规则的小块组成,以便节省占地面积,现场尽量
要平整,坚硬,清洁,以便有利于进行施工.由于穿越施工时需要大量的淡水供搅拌泥浆用,所以施工现场要尽量靠近水源或便于连接自来水管道的地方.
2、管道一侧----为便于预制成品管道,管道一侧要有足够长度的施工现场,这也是要重点考虑的事情.现场宽度应满足管道施工的需要(一般为
12----18米).同样在出土点一侧也需要30米(100FT)宽乘以45米(150FT)长的施工现场.总长度以能够摆放下所预制的管道为准,(场
地的总长度一般为穿越管道长度再加上30米,)在回拖前,要将管道预制完成,包括焊接,通球,试压防腐等工序,在回拖过程中,不能再进行管道的连接工作,
因为回拖过程是要连续进行的,若此时进行管道连接将可能造成地下孔洞的塌方,极可能造成整个工程施工的失败.
C、施工现场勘察
一旦施工地点确定,应对相应区域进行勘测并绘制详细准确的地质地貌图纸.最终施工的精度取决于这一勘测结果的精度.
D、施工设计参数
1、覆盖层厚度----考虑的因素包括所穿越河流的流量特征,季节性洪水冲刷深度,未来河道的加宽和加深,现有管道和电缆的位置等因素.一旦确定了施工地
点并完成地质调查,穿越层的厚度也就确定了,一般来说,覆盖层应至少是6米(20FT)厚.以上仅是针对河流穿越而言的,对于其它障碍物的穿越会有另外的
要求.
2、钻进角和曲率半径----在大多数穿越施工中,入土角通常选择在8--12度之间,多数施工应首先钻一段斜直线,然后再钻一段大半径曲线.此曲线的曲
率半径由成品管线的弯曲特性决定,随直径增大而增大,钢管道曲率半径的拇指法则是100FT/IN(一般取管道直径的1000—1200倍).斜直线将导
向孔曲线按照预定的走向引导到设计的深度,然后是一段在此深度上的长长的水平直线,然后到达向上的弯曲点再到出土点.出土角应控制在5-12度之间,以便
于成品管道的回拖.
E、钻孔施工
所有的测向控向工具都包括地下测量电子设备和地面接收设备,可以测得钻头所在位置的磁方位角(用于左/右控制)和倾斜角(上/下控制)以及钻头的钻进方向.
1、精度:穿越施工精度很大程度上取决于磁场的变化.例如,大型钢结构(桥梁,桩基,其它管道)和电力线路会影响磁场读数.而穿越出土点的导向孔目标偏差值应控制在左右3米(10FT),长度——3米~10米(-10~30FT)的范围内.
2、完工图纸:一般来说,导向孔的测量和控制应在钻导向孔时每钻进一根钻杆或隔9米(30FT)测量计算一次.以上测量计算完成的导向孔施工图纸承包商应向业主提供.也有采用替代方法如陀螺仪,穿地雷达和智能清管球用来做定位工作.
三、地质调查
A、探孔数量
探孔数量取决于计划穿越地点的地层情况及穿越长度.如果穿越长度为300米(1000FT),在两侧的穿越工地各钻一个钻孔就足够了,如果钻孔结果表明该
地区地质状况比较单一,就不必进行进一步的钻探取样.如果勘探报告表明该地区地质条件比较复杂,或者发现有岩石或有粗沙层存在,这时就需要做进一步的详细
的地质调查.长距离大口径穿越施工时,如出现粗砂,卵石,风化岩或硬岩应每隔180米----240米(600--800FT)取样一次,若有明显迹象表
明地质结构异常复杂,这时就需要打更多的地质探孔进行更多的采样工作.所有采样探孔都应沿穿越断面方向,采样深度以计划的穿越深度为准.如有可能,取样探
孔最好选在穿越中线一侧约8米(25FT)处.勘探任务完成后,探孔必须封好以防止在施工过程中的泥浆泄漏.
B、探孔深度
所有的探孔深度都应至少达到穿越点以下12米(40FT)或预定的穿越深度以下6米(20FT),两者之中取其大者.有时将穿越深度定的深一些或实际穿越
曲线比设计的位置深一些,无论对承包商还是对业主来说都是很有益的,关键是穿越位置要选在地层结构一致的利于成孔的地层中进行,这样才利于穿越的成功.
C、土壤的标准分类
一名合格的地质技师或地质学者,应能依据统一土壤分类系统或ASTM设计书D-2487和D2488对材料进行分类.能够拥有一份由现场技师或钻探公司提
供的现场钻探记录,对以后的施工将是非常有益的,此记录会包括对材料的目测分类以及由钻探公司根据取样结果对地层结构所做的解释和评价.
D、标准穿刺测试
SPT为了更好地确定颗粒材料的密度,地质工程师通常会依据ASTM规范D1586做标准穿刺测试SPT.这是一种现场测试方法,利用标准重量的重锤将勺
形取样器打入土层中的一定深度,记录下进入到12寸深时的击打次数.所获数据即为标准穿刺阻力值并可用于估算试验地点非聚合土壤的相对密度.也有些钻探公
司会选择在结合性土壤或岩石地区进行小范围的这项试验,以此来确认密实土壤的一致性及岩石的硬度.
E、取芯取样法
多数地质勘探公司更喜欢使用取芯取样器来获取地下岩心的样本,这些测试一般根据ASTM规范D-1587进行.除取样器为液压驱动的有锋利切割刃的薄壁无
逢钢筒外,此类测试类似上述标准穿刺测试.需要的液压数值可在现场记录中找到,这种方法可取到相对完整的样本以便对其进行更详细的试验室分析.样本可在现
场利用手持式穿刺仪分析,对于定向穿越来说,通常使用上述切割式勺状取样器即可满足施工需要.
F、颗粒度分析
将样品进行颗粒度筛网分析,是对于用切割式勺状取样器在施工现场取得的颗粒状物质所进行的一种机械试验,这些样品被送到试验室,在通过一系列的筛网后,根据其颗粒的大小和重量得出不同粒径的百分比,这是最重要的试验之一.
G、岩石情况
如果在土壤勘测中发现岩层的存在,必须确定岩层类型,相对硬度和非限定性压缩强度,要由专业勘探公司利用金刚石钻头取芯桶进行取样,典型的岩心样本直径为
50毫米(2英寸).岩石类型由地质专家根据岩心与总取心长度关系对岩石进行质量分类,岩石硬度依据岩石与以知硬度的十种材料相比较得知,压缩强度通过精
确测量岩心然后进行压缩实验取得.这些数据属于岩石的物理参数,以便于确定采用什么类型的穿越设备和钻头,并且穿越进尺也可以估计到.
穿越公司网上可以搜.我现在在做一个大项目,有很多穿越,不知道你具体是做什么的,有兴趣的话,大家互相讨论学习.
⑺ 如何解决重叠隧道施工中的技术难题
深圳地铁一期工程罗湖站至大剧院站区间隧道规划穿过繁华的商贸金融区,沿线高大建筑物密布。为避开桩基,设计上采用了单洞双层隧道的结构形式,即采用暗挖法开挖一个高边墙的单洞,然后施作中隔板将单洞分为上、下2层,相当于地铁列车运行的左、右线,在进入大剧院站又变为平行的左右线隧道。这样,由单洞双层隧道至双洞平行隧道之间的一段区间就出现了一上一下2条隧道相重叠的结构形式,即双洞重叠隧道(图1)。目前在国内还没有如此长的区间采用重叠隧道结构形式,采用暗挖法施工也属罕见。由于浅埋软岩中重叠隧道的暗挖施工相互影响大,它的力学行为将不同于单个隧道,加上可借鉴的施工经验很少,因此该区间施工风险很大,是整个地铁一期工程中的难点和重点之一。
⑻ PCB钻孔常见问题及处理方法
1、断钻咀
产生原因有:主轴偏转过度;数控钻机钻孔时操作不当;钻咀选用不合适;钻头的转速不足,进刀速率太大;叠板层数太多;板与板间或盖板下有杂物;钻孔时主轴的深度太深造成钻咀排屑不良发生绞死;钻咀的研磨次数过多或超寿命使用;盖板划伤折皱、垫板弯曲不平;固定基板时胶带贴的太宽或是盖板铝片、板材太小;进刀速度太快造成挤压;补孔时操作不当;盖板铝片下严重堵灰;焊接钻咀尖的中心度与钻咀柄中心有偏差。
解决方法:
(1) 通知机修对主轴进行检修,或者更换好的主轴。
(2) A、检查压力脚气管道是否有堵塞;
B、根据钻咀状态调整压力脚的压力,检查压力脚压紧时的压力数据,正常为7.5公斤;
C、检查主轴转速变异情况及夹嘴内是否有铜丝影响转速的均匀性;
D、钻孔操作进行时检测主轴转速变化情况及主轴的稳定性;(可以作主轴与主轴之间对比)
E、认真调整压力脚与钻头之间的状态,钻咀尖不可露出压脚,只允许钻尖在压脚内3.0mm处;
F、检测钻孔台面的平行度和稳定度。
(3) 检测钻咀的几何外形,磨损情况和选用退屑槽长度适宜的钻咀。
(4) 选择合适的进刀量,减低进刀速率。
(5) 减少至适宜的叠层数。
(6) 上板时清洁板面和盖板下的杂物,保持板面清洁。
(7) 通知机修调整主轴的钻孔深度,保持良好的钻孔深度。(正常钻孔的深度要控制在0.6mm为准。)
(8) 控制研磨次数(按作业指导书执行)或严格按参数表中的参数设置。
(9) 选择表面硬度适宜、平整的盖、垫板。
(10) 认真的检查胶纸固定的状态及宽度,更换盖板铝片、检查板材尺寸。
(11 )适当降低进刀速率。
(12) 操作时要注意正确的补孔位置。
(13) A、检查压脚高度和压脚的排气槽是否正常;
B、吸力过大,可以适当的调小吸力。
(14) 更换同一中心的钻咀。
2、孔损
产生原因为:断钻咀后取钻咀;钻孔时没有铝片或夹反底版;参数错误;钻咀拉长;钻咀的有效长度不能满足钻孔叠板厚度需要;手钻孔;板材特殊,批锋造成。
解决方法:
(1) 根据前面问题1,进行排查断刀原因,作出正确的处理。
(2) 铝片和底版都起到保护孔环作用,生产时一定要用,可用与不可用底版分开、方向统一放置,上板前再检查一次。
(3) 钻孔前,必须检查钻孔深度是否符合,每支钻咀的参数是否设置正确。
(4) 钻机抓起钻咀,检查清楚钻咀所夹的位置是否正确再开机,开机时钻咀一般不可以超出压脚。
(5) 在钻咀上机前进行目测钻咀有效长度,并且对可用生产板的叠数进行测量检查。
(6) 手动钻孔切割精准度、转速等不能达到要求,禁止用人手钻孔。
(7) 在钻特殊板设置参数时,根据品质情况进行适当选取参数,进刀不宜太快。
3、孔位偏、移,对位失准
产生原因为:钻孔过程中钻头产生偏移;盖板材料选择不当,软硬不适;基材产生涨缩而造成孔位偏;所使用的配合定位工具使用不当;钻孔时压脚设置不当,撞到销钉使生产板产生移动;钻头运行过程中产生共振;弹簧夹头不干净或损坏;生产板、面板偏孔位或整叠位偏移;钻头在运行接触盖板时产生滑动;盖板铝片表面划痕或折痕,在引导钻咀下钻时产生偏差;没有打销钉;原点不同;胶纸未贴牢;钻孔机的X、Y轴出现移动偏差;程序有问题。
解决方法:
(1) A、检查主轴是否偏转;
B、减少叠板数量,通常双面板叠层数量为钻头直径的6倍而多层板叠层数量为钻头直径的2~3倍;
C、增加钻咀转速或降低进刀速率;
D、检查钻咀是否符合工艺要求,否则重新刃磨;
E、检查钻咀顶尖与钻咀柄是否具备良好同中心度;
F、检查钻头与弹簧夹头之间的固定状态是否紧固;
G、检测和校正钻孔工作台板的稳定和稳定性。
(2) 选择高密度0.50mm的石灰盖板或者更换复合盖板材料(上下两层是厚度0.06mm的铝合金箔,中间是纤维芯,总厚度为0.35mm)。
(3) 根据板材的特性,钻孔前或钻孔后进行烤板处理(一般是145℃±5℃,烘烤4小时为准)。
(4) 检查或检测工具孔尺寸精度及上定位销的位置是否有偏移。
(5) 检查重新设置压脚高度,正常压脚高度距板面0.80mm为钻孔最佳压脚高度。
(6) 选择合适的钻头转速。
(7) 清洗或更换好的弹簧夹头。
(8) 面板未装入销钉,管制板的销钉太低或松动,需要重新定位更换销钉。
(9) 选择合适的进刀速率或选抗折强度更好的钻头。
(10) 更换表面平整无折痕的盖板铝片。
(11) 按要求进行钉板作业。
(12) 记录并核实原点。
(13) 将胶纸贴与板边成90o直角。
(14) 反馈,通知机修调试维修钻机。
(15) 查看核实,通知工程进行修改。
4、孔大、孔小、孔径失真
产生原因为:钻咀规格错误;进刀速度或转速不恰当;钻咀过度磨损;钻咀重磨次数过多或退屑槽长度底低于标准规定;主轴本身过度偏转;钻咀崩尖,钻孔孔径变大;看错孔径;换钻咀时未测孔径;钻咀排列错误;换钻咀时位置插错;未核对孔径图;主轴放不下刀,造成压刀;参数中输错序号。
解决方法:
(1) 操作前应检查钻头尺寸及控制系统是否指令发生错误。
(2) 调整进刀速率和转速至最理想状态。
(3) 更换钻咀,并限制每支钻咀钻孔数量。通常按照双面板(每叠四块)可钻3000~3500孔;高密度多层板上可钻500个孔;对于FR-4(每叠三块)可钻3000个孔;而对较硬的FR-5,平均减小30%。
(4) 限制钻头重磨的次数及重磨尺寸变化。对于钻多层板每钻500孔刃磨一次,允许刃磨2~3次;每钻1000孔可刃磨一次;对于双面板每钻3000孔,刃磨一次,然后钻2500孔;再刃磨一次钻2000孔。钻头适时重磨,可增加钻头重磨次数及增加钻头寿命。通过工具显微镜测量,在两条主切削刃全长内磨损深度应小于0.2mm。重磨时要磨去0.25mm。定柄钻头可重磨3次;铲形钻头重磨2次。
(5) 反馈给维修进行动态偏转测试仪检查主轴运行过程的偏转情况,严重时由专业的供应商进行修理。
(6) 钻孔前用20倍镜检查刀面,将不良钻咀刃磨或者报废处理。
(7) 多次核对、测量。
(8) 在更换钻咀时可以测量所换下钻咀,已更换钻咀测量所钻第一个孔。
(9) 排列钻咀时要数清楚刀库位置。
(10) 更换钻咀时看清楚序号。
(11) 在备刀时要逐一核对孔径图的实际孔径。
(12) 清洗夹咀,造成压刀后要仔细测量及检查刀面情况。
(13) 在输入刀具序号时要反复检查。
5、漏钻孔
产生原因有:断钻咀(标识不清);中途暂停;程序上错误;人为无意删除程序;钻机读取资料时漏读取。
解决方法:
(1) 对断钻板单独处理,分开逐一检查。
(2) 在中途暂停后再次开机,要将其倒退1~2个孔继续钻。
(3) 一旦判定是工程程序上的错误,要立即通知工程更改。
(4) 在操作过程中,操作员尽量不要随意更改或删除程序,必要时通知工程处理。
(5) 在经过CAM读取文件后,换机生产,通知机修处理。
6、批锋
产生原因有:参数错误;钻咀磨损严重,刀刃不锋利;底板密度不够;基板与基板、基板与底板间有杂物;基板弯曲变型形成空隙;未加盖板;板材材质特殊。
解决方法:
(1) 在设置参数时,严格按参数表执行,并且设置完后进行检查核实。
(2) 在钻孔时,控制钻咀寿命,按寿命表设置不可超寿命使用。
(3) 对底板进行密度测试。
(4) 钉板时清理基板间杂物,对多层板叠板时用碎布进行板面清理。
(5) 基板变形应该进行压板,减少板间空隙。
(6) 盖板是起保护和导钻作用。因此,钻孔时必须加铝片。(对于未透不可加铝片钻孔)
(7) 在钻特殊板设置参数时,根据品质情况进行适当选取参数,进刀不宜太快。
7、孔未钻透(未贯穿基板)
产生原因有:深度不当;钻咀长度不够;台板不平;垫板厚度不均;断刀或钻咀断半截,孔未透;批锋入孔沉铜后形成未透;主轴夹嘴松动,在钻孔过程中钻咀被压短;未夹底板;做首板或补孔时加了两张垫板,生产时没更改。
解决方法:
(1) 检查深度是否正确。(分总深度和各个主轴深度)
(2) 测量钻咀长度是否够。
(3) 检查台板是否平整,进行调整。
(4) 测量垫板厚度是否一致,反馈并更换垫板。
(5) 定位重新补钻孔。
(6) 对批锋来源按前面进行清查排除,对批锋进行打磨处理。
(7) 对主轴松动进行调整,清洗或者更换索嘴。
(8) 双面板上板前检查是否有加底板。
(9) 作好标记,钻完首板或补完孔要将其更改回原来正常深度。
8、面板上出现藕断丝连的卷曲形残屑
产生原因有:未采用盖板或钻孔工艺参数选择不当。
解决方法:
(1) 应采用适宜的盖板。
(2) 通常应选择减低进刀速率或增加钻头转速
9、堵孔(塞孔)
产生原因有:钻头的有效长度不够;钻头钻入垫板的深度过深;基板材料问题(有水份和污物);垫板重复使用;加工条件不当所致,如吸尘力不足;钻咀的结构不行;钻咀的进刀速太快与上升搭配不当。
解决方法:
(1) 根据叠层厚度选择合适的钻头长度,可以用生产板叠板厚度作比较。
(2) 应合理的设置钻孔的深度(控制钻咀尖钻入垫板0.5mm为准)。
(3) 应选择品质好的基板材料或者钻孔前进行烘烤(正常是145℃±5烘烤4小时)。
(4) 应更换垫板。
(5) 应选择最佳的加工条件,适当调整钻孔的吸尘力,达到7.5公斤每秒。
(6) 更换钻咀供应商。
(7) 严格根据参数表设置参数。
10、孔壁粗糙
产生原因有:进刀量变化过大;进刀速率过快;盖板材料选用不当;固定钻头的真空度不足(气压);退刀速率不适宜;钻头顶角的切削前缘出现破口或损坏;主轴产生偏转太大;切屑排出性能差。
解决方法:
(1) 保持最佳的进刀量。
(2) 根据经验与参考数据调整进刀速率与转速,达到最佳匹配。
(3) 更换盖板材料。
(4) 检查数控钻机真空系统(气压)并检查主轴转速是否有变化。
(5) 调整退刀速率与钻头转速达到最佳状态。
(6) 检查钻头使用状态,或者进行更换。
(7) 对主轴、弹簧夹头进行检查并进行清理。
(8) 改善切屑排屑性能,检查排屑槽及切刃的状态。
11孔口孔缘出现白圈(孔缘铜层与基材分离、爆孔)
产生原因:钻孔时产生热应力与机械力造成基板局部碎裂;玻璃布编织纱尺寸较粗;基板材料品质差(纸板料);进刀量过大;钻咀松滑固定不紧;叠板层数过多。
解决方法:
(1) 检查钻咀磨损情况,然后再更换或是重磨。
(2) 选用细玻璃纱编织成的玻璃布。
(3) 更换基板材料。
(4) 检查设定的进刀量是否正确。
(5) 检查钻咀柄部直径大小及主轴弹簧夹的夹力是否足够。
(6) 根据工艺规定叠层数据进行调整
以上是钻孔生产中经常出现的问题,在实际操作中应多测量多检查。同时,严格规范作业对控制钻孔生产品质故障有很大的益处,对改善产品质量、提高生产效益,也有很大的帮助。
⑼ 工作中遇到不会的技术问题,应该怎么解决
应该积极向岗位的老员工请教解决的方式。
应该积极与上司领导沟通遇到的问题,寻求解决方式。
应该积极提升自我能力和修养,提高独立解决问题的能力。
应该积极与团队的同事沟通,寻求解决的方式。
一个人的工作是他在社会中所扮演的角色。在社会主义国家,工作是社会工作中每个劳动者体现社会价值和自我价值的角色定位。所谓工作就是劳动者通过劳动(包括体力劳动和脑力劳动)将生产资料转换为生活资料以满足人们生存和继续社会发展事业的过程。工作没有高低贵贱之分,只有社会分工不同。