淺談旋挖鉆機(jī)成樁技術(shù)的研究

代金良

(黑龍江龍建路橋第一工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

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淺談旋挖鉆機(jī)成樁技術(shù)的研究

代金良

(黑龍江龍建路橋第一工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

對(duì)灌注樁進(jìn)行施工的過程中，均屬于隱蔽工程，對(duì)每道工序均提出了相對(duì)嚴(yán)格的要求，從而確保施工質(zhì)量。做到精益求精，才能保證結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量，盡可能的在成樁之前消除隱患。因此，對(duì)其進(jìn)行施工之前，要充分了解設(shè)計(jì)圖紙以及相關(guān)施工驗(yàn)收規(guī)范，對(duì)地質(zhì)以及灌注樁方面的資料，針對(duì)一些施工過程中可能會(huì)產(chǎn)生的問題需要進(jìn)行詳細(xì)的分析，然后制定出相應(yīng)的施工方案，并且對(duì)每個(gè)根樁做好施工記錄，以方便進(jìn)行樁基施工質(zhì)量的控制。

旋挖；鉆機(jī)；成樁技術(shù)；研究

1 旋挖樁機(jī)主要有以下優(yōu)點(diǎn)

首先，莊孔的直徑所選的范圍較大，孔壁相對(duì)穩(wěn)定，因此成孔質(zhì)量也較好，實(shí)施過程中，和砼運(yùn)輸設(shè)備之間相互配合，從而提升了運(yùn)輸速度，提高工作效率。其次，旋挖鉆機(jī)自身機(jī)，電，液一體化高度集中，獨(dú)立行走操作簡單，伸縮式鉆桿可以節(jié)省普通回轉(zhuǎn)鉆機(jī)拆卸鉆桿的時(shí)間和人力，桅桿360度旋轉(zhuǎn)，可以快速的自行設(shè)置工作角度完成鉆機(jī)對(duì)位。最后，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，施工現(xiàn)場比較規(guī)范化，屬于當(dāng)下同等設(shè)備當(dāng)中效率比較高的。因此，在同等條件下，可以對(duì)這種設(shè)備進(jìn)行優(yōu)先考慮。盡量將隱患消除在成樁之前。因此，

2 旋挖鉆機(jī)的施工工藝

2.1 砂層施工

在砂層施工中，施工安全應(yīng)放在第一位，施工安全預(yù)防重點(diǎn)應(yīng)放在合格泥漿的調(diào)制，鉆桿鉆具完好率的保持及在鉆進(jìn)松散砂層時(shí)操作挖制的實(shí)施。

(1)砂的形成

由巖石風(fēng)化演變而來，受到風(fēng)力和水流的運(yùn)輸攜帶，質(zhì)量小的沉積形成土壤，質(zhì)量中等的當(dāng)風(fēng)速或流速減小便沉積形成沙灘，質(zhì)量大的留在原地繼續(xù)風(fēng)化。

(2)砂粒大小

砂子的顆粒大小直接影響著摩擦系數(shù)，即扭矩負(fù)載，以及對(duì)鉆具的磨損。另外顆粒大孔隙增大，提升泥漿流失率，因此影響泥漿粘稠度。

(3)砂層強(qiáng)度

砂層地質(zhì)通常強(qiáng)度介于100～350 kPa之間，也可通過地質(zhì)報(bào)告中所描述的松散，中密，密實(shí)程度反映其強(qiáng)度。松散砂層強(qiáng)度低易于鉆進(jìn)，但對(duì)于泥漿及操控要求高。密實(shí)砂層強(qiáng)度增加，鉆進(jìn)阻力也隨之攀升，但對(duì)泥漿質(zhì)量及操控要求隨之下降。

(4)地下水位

地下水位越低，泥漿壓強(qiáng)越大，足夠的壓強(qiáng)可以支撐孔壁防止塌孔。地下水位越高泥漿壓強(qiáng)越低，因此需要提升泥漿比重及粘稠度。地下水豐富情況可通過地質(zhì)報(bào)告中所描述的砂土含水量，即稍濕，很濕及飽和，其中飽和說明砂土含水量豐富。地下水越少對(duì)泥漿質(zhì)量要求越低，地下水越豐富，對(duì)泥漿質(zhì)量要求越高。

2.2 入巖條件

旋挖鉆機(jī)入巖能力和入巖效率和眾多因素有關(guān)，不但和旋挖機(jī)具備的有效載荷存在一定的關(guān)系，同時(shí)還與鉆具截尺的布設(shè)方式之間存在著一定的聯(lián)系，在實(shí)施過程中，可能會(huì)受到巖石特性的影響。

(1)扭矩，加壓力

旋挖機(jī)破巖做遵循的原理主要是施加壓力，從而將鉆具向巖石中切入，在動(dòng)力頭 輸出扭矩的作用下，從而使巖石剪切破碎。在過程中為提高入巖效率，采用動(dòng)靜載耦合的加壓方式，即加壓—卸載—加壓的循環(huán)方式破巖，提高破巖效率同時(shí)保護(hù)液壓系統(tǒng)延長系統(tǒng)使用壽命。

(2)加壓載荷的有效傳遞

利用動(dòng)力頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鉆桿，對(duì)鉆具進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，鉆桿結(jié)構(gòu)和加壓載荷的傳遞效率之間具有直接關(guān)系，因此必須選用凱式鉆桿通過機(jī)鎖點(diǎn)鎖住每節(jié)鉆桿，把加壓力的95%以上傳遞給鉆具，實(shí)現(xiàn)硬巖的鉆進(jìn)。

(3)鉆具，截齒的合理布置

旋挖機(jī)具備入巖能力，同時(shí)具備較高的效率，其和截齒角度的選擇之間存在著一定的聯(lián)系，同時(shí)也和截尺的數(shù)量以及對(duì)其布置的形式之間具有一定的關(guān)系。進(jìn)行硬巖鉆進(jìn)的過程中，對(duì)截尺進(jìn)行布置的相關(guān)原則是，防止鉆具出現(xiàn)線接觸和面接觸，從而使鉆具接觸面積得到有效降低。切入角度的基本原則是，當(dāng)遇到強(qiáng)度較大的巖石時(shí)，需要對(duì)小鉆具切入角度調(diào)小，減小行進(jìn)阻力，以提高入巖效率。

2.3 套管施工

當(dāng)旋挖遇到淤泥層，地下水含量高的砂層，喀斯特地貌以及特殊基礎(chǔ)(咬合樁，斜樁)時(shí)，可能會(huì)采用全護(hù)筒的施工方法就成為全護(hù)筒工法，又稱為貝諾特工法。

(1)護(hù)筒驅(qū)動(dòng)器

通過動(dòng)力頭與護(hù)筒驅(qū)動(dòng)器和筒靴連接，將扭矩及加壓力傳遞給筒靴，在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)下壓鉆入地層，套管鉆入與鉆機(jī)取土交替進(jìn)行，降低埋設(shè)套管的阻力。

(2)搓管機(jī)

當(dāng)套管直徑增大或長度延長時(shí)，對(duì)搓管機(jī)進(jìn)行埋設(shè)施工過程中，搓管機(jī)的一端需要在旋挖機(jī)底盤上固定，并且利用夾鉛緊縮，使得套管和環(huán)抱之間產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦力，左右兩邊回轉(zhuǎn)油缸之間可以對(duì)套管轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行反復(fù)推動(dòng)，并且利用加壓和舉升的方式使套管鉆入或者拔起。套管工藝應(yīng)用較多的要屬寶峨，土力，卡薩格蘭地等歐洲機(jī)型，這些品牌機(jī)型在出廠時(shí)護(hù)筒驅(qū)動(dòng)器甚至是標(biāo)配。并且施工方面都具有較高的水準(zhǔn)，同時(shí)套管工藝也是旋挖三大施工工藝(泥漿靜壓，干成孔，套管工藝)之一，足以證明套管施工的重要性。

3 結(jié)束語

旋挖鉆機(jī)是進(jìn)行道路交通、高層建筑物基礎(chǔ)施工的工具。旋挖鉆機(jī)屬于一種綜合性較強(qiáng)的鉆機(jī)，在使用過程中，可以利用螺旋鉆頭實(shí)施開挖作業(yè)，同時(shí)也可以利用回轉(zhuǎn)鉆頭在泥漿護(hù)臂的情況下對(duì)其進(jìn)濕挖作業(yè)。對(duì)旋挖機(jī)進(jìn)行使用的過程中，可以將其和沖錘之間相互配合，從而將僵硬的底層進(jìn)行挖孔。如果和擴(kuò)大頭鉆具之間進(jìn)行相互配合，可以在孔底實(shí)施擴(kuò)孔作業(yè)。旋挖機(jī)利用的是多層伸縮式鉆桿，鉆進(jìn)的輔助時(shí)間相對(duì)較少，所需要的勞動(dòng)強(qiáng)度也不高，并不需要實(shí)施泥漿循環(huán)排渣，在很大程度上節(jié)約了成本，沒有任何污染物，尤其是進(jìn)行城市建設(shè)的基礎(chǔ)性施工。如今樁基市場競爭愈演愈烈，只有不斷的革新技術(shù)，完善制度，提高質(zhì)量，才能在基礎(chǔ)施工的大潮中找到到自己的位置并尋求發(fā)展。

2015-12-30

代金良(1985-)，男，工程師，研究方向：樁基施工技術(shù)。

U445

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1008-3383(2016)12-0134-01