旋挖鉆機的鉆孔灌注樁技術(shù)施工特點、適用范圍、工藝原理
旋挖鉆機在國際上的發(fā)展已經(jīng)有幾十年的歷史,在中國也是在最近七八年才被逐漸認識和應(yīng)用,成為近年來發(fā)展最快的一種新型樁孔施工方法,旋挖鉆孔灌注樁技術(shù)被譽為“綠色施工工藝” ,鉆孔灌注樁技術(shù)特點是工作效率高、施工質(zhì)量好、塵土泥漿污染少。旋挖鉆機是一種多功能、高效率的灌注樁樁孔的成孔設(shè)備,可以實現(xiàn)桅桿垂直度的自動調(diào)節(jié)和鉆孔深度的計量;旋挖鉆孔施工是利用鉆桿和鉆斗的旋轉(zhuǎn),以鉆斗自重并加液壓作為鉆進壓力,使土屑裝滿鉆斗后提升鉆斗出土。通過鉆斗的旋轉(zhuǎn)、挖土、提升、卸土和泥漿置換護壁,反復(fù)循環(huán)而成孔。吊放鋼筋籠、灌注砼、后壓漿等同其他水下鉆孔灌注樁工藝。
此方法自動化程度和鉆進效率高,鉆頭可快速穿過各種復(fù)雜地層,在樁基施工特別是城市樁基施工中具有非常廣闊的前景。
1 旋挖鉆孔樁的施工特點
1.1 可在水位較高、卵石較大等用正、反循環(huán)及長螺旋鉆無法施工的地層中施工。
1.2 自動化程度高、成孔速度快、質(zhì)量高。該鉆機為全液壓驅(qū)動,電腦控制,能精確定位鉆孔、自動校正鉆孔垂直度和自動量測鉆孔深度,最大限度地保證鉆孔質(zhì)量。其工效是循環(huán)鉆機的20倍,最重要的是,工程的質(zhì)量和進度得到了充分的保證。目前在我國的公路、鐵路、橋梁和大型的建筑物的基礎(chǔ)樁施工中均有采用。
1.3 伸縮鉆桿不僅向鉆頭傳遞回轉(zhuǎn)力矩和軸向壓力,而且利用本身的伸縮性實現(xiàn)鉆頭的快速升降,快速卸土,以縮短鉆孔輔助作業(yè)的時間,提高鉆進效率。
1.4 環(huán)保特點突出,施工現(xiàn)場干凈。這是由于旋挖鉆機通過鉆頭旋挖取土,再通過凱式伸縮鉆桿將鉆頭提出孔內(nèi)再卸土。旋挖鉆機使用泥漿僅僅用來護壁,而不用于排碴,成孔所用泥漿基本上等于孔的體積,且泥漿經(jīng)過沉淀和除砂還可以多次反復(fù)使用。目前很多城市在施工中的排污費用明顯提高,使用旋挖鉆機可以有效降低排污費用,并提高文明施工的水平。
1.5 履帶底盤承載,接地壓力小,適合于各種工況,在施工場地內(nèi)行走移位方便,機機動靈活,對樁孔的定位非常準確、方便。
1.6 旋挖鉆機的地層適應(yīng)能力強旋挖鉆機可以適用于淤泥質(zhì)土、粘土、砂土、卵石層等地層。
1.7 在孔壁上形成較明顯的螺旋線。有助于提高樁的的摩阻力。
1.8 吊放鋼筋籠、灌注砼等施工場地較其他工藝容易布置。
1.9 自帶柴油動力,緩解施工現(xiàn)場電力不足的矛盾,并排除了動力電纜造成的安全隱患
2 旋挖鉆機適用范圍
旋挖鉆機一般適用粘土、粉土、砂土、淤泥質(zhì)土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地層,借鉆具自重和鉆機加壓力,耙齒切入土層,在回轉(zhuǎn)力矩的作用下鉆斗同時回轉(zhuǎn)配合不同鉆具,適應(yīng)于
干式(短螺旋)、濕式(回轉(zhuǎn)斗)及巖層(巖心鉆)的成孔作業(yè)。根據(jù)不同的地質(zhì)條件選用不同的鉆桿、鉆頭及合理的斗齒刃角。對于具有大扭矩動力頭和自動內(nèi)鎖式伸縮鉆桿的鉆機,可以適應(yīng)微風(fēng)化巖層的施工。目前,旋挖鉆機的最大鉆孔直徑為3m,最大鉆孔深度達120m,(主要集中在40m以內(nèi)),最大鉆孔扭矩620kNm。
3 旋挖鉆機工藝原理
旋挖鉆機主要是其成孔工藝與其它樁基不同,旋挖鉆機的鉆進工藝旋挖鉆機采用靜態(tài)泥漿護壁鉆斗取土的工藝(當(dāng)然也有干土直接取土工藝,視工地現(xiàn)場地層條件而定),是一種無沖洗介質(zhì)循環(huán)的鉆進方法,但鉆進時為保護孔壁穩(wěn)定,孔內(nèi)要注滿優(yōu)質(zhì)泥漿(穩(wěn)定液)。 旋挖鉆機工作時能原地作整體回轉(zhuǎn)運動。旋挖鉆機鉆孔取土?xí)r,依靠鉆桿和鉆頭自重切入土層,斜向斗齒在鉆斗回轉(zhuǎn)時切下土塊向斗內(nèi)推進而完成鉆取土;遇硬土?xí)r,自重力不足以使斗齒切入土層,此時可通過加壓油缸對鉆桿加壓,強行將斗齒切入土中,完成鉆孔取土。鉆斗內(nèi)裝滿土后,由起重機提升鉆桿及鉆斗至地面,拉動鉆斗上的開關(guān)即打開底門,鉆斗內(nèi)的土依靠自重作用自動排出。鉆桿向下放關(guān)好斗門,再回轉(zhuǎn)到孔內(nèi)進行下一斗的挖掘。
旋挖鉆機行走機動、靈活,終孔后能快速的移位或至下一樁位施工。