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概述
) X% V5 e. Z5 E' H 旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。旋挖钻机采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测、调整、孔深数码显示等。旋挖钻机配合不同钻具，适用于干式（短螺旋）或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业。旋挖钻机还可配挂长螺旋钻、地下连续墙抓斗、振动桩锤等，实现多功能特点，其施工效率高，是市政建设、铁路、公路桥梁、地下连续墙、水利、防渗护坡等理想的基础施工设备。旋挖钻机适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、沙土层以及短螺旋不能钻进的含有部分卵石、碎石的地层。采用岩心钻头，还可嵌入岩层。( D1 t6 e3 U' q% \/ @
一、旋挖钻机国内的现状1 O2 v/ h/ x' V( F8 j1 M- _
目前国内已开发旋挖钻机的主要企业见表１： ]) l: r. v: c( B6 k; W
表１：国内已开发旋挖钻机的主要企业
; H( A- f1 ^* E' i1 I 序号 企业 W* Z: Z O& F7 `, g" ~7 n
生产型号与特点 适用范围 2 p3 V# f' w% h4 ]$ |
1 徐工集团公司
* |# S6 `/ p1 j5 f* p( D$ A$ P: F0 W
ＲＤ１８ 动力头扭矩： １８０ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００ｍｍ－２０００ｍｍ
/ U" T) a! G& {/ W钻进深度：６０ｍ 9 k/ Y, C0 }2 y, [
2 三一# C- c! Y* W% t% P
# {: O/ g) ~ F0 X" dＳＹＲ２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
) Y* F% ?( Z3 L% z, M+ \钻进深度：６０ｍ
' j5 V& n o6 l0 j+ [3 北京经纬巨力工程机械有限公司2 Z; Z. k& B& K0 ~$ n0 I* e
. ?& _4 C( Q5 _. V) }
ＺＹ－１２０，ＺＹ－２００动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
g$ E7 U- p* h钻进深度：４０－６０ｍ
. Q8 b0 a' ?- n. r4 河北石家庄煤矿机械公司; E: F: f8 \, n( j' G i
ＸＺ－２０，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
: h9 E1 w+ U4 e2 z# P( N7 Q4 H) H& R0 U* S钻进深度：６０ｍ
5 O7 o& m- w# j4 q! u5 内蒙古工程机械有限公司
% @, k6 g* h% Z: l- O2 mＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
( G1 N5 G$ o4 F* R+ s1 M钻进深度：６０ｍ
' I) J( ]% Y, ]) }- }6 连云港黄海机械厂* U) O0 J8 b* d% Y% E
! X/ C5 X K+ A! A! F" h8 lＧＺＸ－１２，动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ。 成桩直径：１５００ｍｍ
6 ?" k0 ^( h1 w/ ^/ {; [$ C钻进深度：４０ｍ # c5 m4 I, x* J' e& P" p
7 兰州建筑通用机械总厂, t( t& C8 o' [
ＺＹ－１５０，ＺＹ－２２０，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ，２２０ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
; p! `% h+ j; V! t H钻进深度：４０－６０ｍ 8 a; P) r0 { p+ x) Y7 T8 W
8 郑州市金牛集团郑州堪察机械有限公司。
4 J1 W. Q! i" I0 Q, k" ]ＫＵＩ ５００，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ。 成桩直径：１５００ｍｍ
6 x: b4 C! p# V钻进深度：４０ｍ 1 N1 b. {) ^+ D( d
9 北方重汽
1 K- Y* U' ^) [/ ?ＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ
5 m8 z8 r: P- ~3 k o( l- u成桩直径：２０００ｍｍ* M! Q# ~& g8 I# z% e, m9 t
钻进深度：６０ｍ / b9 F7 ~ |& a
10 河南山河智能机械有限公司。
" P# c" E c) v* fＳＷＤＭ－２０：动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ 成桩直径： ２０００ｍｍ
6 I* V0 I% E% z3 }: @钻进深度：６０ｍ 4 P1 ~/ `8 S* N7 y2 U# z, f
11 哈尔滨四海工程机械有限公司。) V5 f2 \2 Z0 O6 z! U& l
ＬＧＢ１５００ＫＵ２０００ＬＧＢｌ５００：动力头扭矩：２００ＫＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
- N6 }6 i% }1 Q3 r钻进深度：６６ｍ
7 I2 m* r' L, A( Z- Z3 s12 徐州东明! ^. f6 V7 f! n& X# b4 }, O/ z
ＴＲＭ１６０，ＴＲＭ２００，动力头扭矩：１４０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ4 U8 ^! E' M' x8 l% Q$ r
成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
/ ^& u9 o: q9 V/ n4 H8 X1 h钻进深度：
1 @6 F' m9 E: h8 d! M( g0 ]$ l磨擦钻杆：６０ｍ
; w* y8 \5 o; M& p内锁钻杆：４５ ｍ
& c2 k! O6 J, o% b13 北京福田，长沙院，东北地基公司等等 ２０动力头扭矩： ２００ｋＮ·ｍ 成桩直径： ２０００ｍｍ
2 a1 P: G0 k/ _4 E2 N2 ~钻进深度：６０ｍ
T5 L2 `% M( Q! b$ L: Z/ S% f; R. X7 v; S" v
) K) o. Y0 ?( V" X* Z7 g G. x( S, G
二、施工技术点 1 g' Z* c: C$ b9 G3 T
0 x4 p3 W0 L7 V8 t# }" }: \! d１、旋挖钻机施工工艺步骤：
- k2 Y) G7 w* _. z; d' w& c8 c; z& ~) b1 z5 \6 z& |2 Q
第一步：旋挖钻机的就位8 j; h; s( j6 _* ~3 N
第二步：钻头轻轻着地，旋转，开钻。最好以钻头自重作为钻进压力，以更好的保证桩基精度3 N9 I4 }2 s# I* p9 }$ B
第三步：当钻头里装满土砂料，提升出孔外。注意孔内地下水位情况，及时补充水，以防坍塌。% k' I& L/ C0 L# A S, E+ Z7 W
第四步：旋挖钻机旋回，将钻头内的土砂料倾倒在土方车或地上" P+ o5 {5 B: d. o# ?" M; G7 w* A
第五步：关上钻头活门，旋挖钻机旋回到原位，锁上钻机旋转体
- y- s. N* P5 a4 Z第六步：放下钻头
3 Q. p( P( [, S第七步：埋设护筒，放入泥浆。按照工地现场土质情况，放下一定长度的护筒。护简直径一般应比桩径大１００ｍｍ，以便钻头在孔内自由升降。按现场土质情况，调配泥浆。如果现场土质都是比较好的粘性土，可以考虑不注入泥浆或清水，直接钻进。
$ N9 |& B1 M& l& l, o D第八步：钻孔完成，进行第一次清孔，并测定深度
6 S; [0 w h6 O ^第九步：放入钢筋笼8 C9 H9 b7 U' o; a/ q- C# O
第十步：放入导管
@- v; a4 |3 \9 L9 F) r第十一步：进行第二次清孔
' |, ]7 p6 u, ~, }- I3 o3 ~9 U/ d第十二步：进行水下混凝土灌注7 ] E( L# ~6 x- V
第十三步：拔出护筒，清理桩头沉淤回填，成桩
8 h4 ^" S% e- j B' t
/ i8 z5 j; o/ G# P6 r
3 V* I z5 l2 E# l0 D, A) l& n+ @２、施工注意点
4 l/ I/ u- I5 `/ l（１）护筒施工$ D3 I) ^; A, Z# U
护筒的埋设的意义：护筒埋设工作是旋挖钻孔机施工的开端，护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密，不透水，对旋挖钻孔机成孔、成桩的质量都有重大的影响。埋设护筒时应通过定位的控制桩放样，把旋挖钻孔机钻孔的位置标于坑底。再把护筒吊放进坑内，找出护筒的圆心位置，用十字线在护筒顶部或底部，然后移动护筒，使护筒中心与旋挖钻孔机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使护简坚直。此后即在护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。夯填时要防止护筒偏斜。 . H) r6 x/ {$ P4 u0 V4 ?2 R& v. |
护筒的制作及埋设的原则：
6 W" K: m/ g) E①护简采用钢护筒，长度４ｍ以内采用厚４～６ｍｍ的钢板制作，长度大于４ｍ的采用厚６～８ｍｍ钢板制作。护筒埋置较深时，采用多节护筒连接使用，连接形式采用焊接，焊接时保证接头圆顺同时满足刚度、强度及防漏的要求。" B3 D; D& l# ^; C
②护筒内径大于钻头直径，具体护简直径按设计要求选用。
6 P. j6 W! J% b4 A9 u& V③护筒埋设深度满足设计及有关规范要求，河流中将护筒埋置在较坚硬密实的土层中０．５ｍ以上。
4 S& d6 q: X/ r) a3 m- _3 F! N2 S④护简顶高出施工水位或地下水位１．５－２．０ｍ，并高出施工地面０．３ｍ。4 }3 v7 t! o/ i+ A- J+ I
⑤护筒埋设前，先准确测量放样，保证护筒顶面位置偏差不大于５ｃｍ，埋设中保证护筒斜度不大于１％4 p; |& B2 }3 z# e/ w% U) s' z% m: D
（２）、泥浆
) R" s6 w4 c5 l- ?( j$ f①泥浆的意义: n! Q, R2 X# |2 X6 _# ]+ H
制备泥浆是旋挖钻机能否成孔的关键，也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。泥浆过稀时不能浮碴影响钻进，过稠时泥浆附在孔壁和钢筋上，影响桩基混凝土的质量。成孔采用制备漉浆作为孔桩护壁，泥浆材料选用膨润土或粘土、聚丙烯酰胺以及烧碱，制备泥浆在泥浆池内进行，每立方米泥浆需膨润土４５０—Ｓ００ｋｇ，加入适量烧碱可提高泥浆的粘度，实验证明：这样的泥浆粘土颗粒悬浮均匀，沉淀少，性能稳定，满足了钻孔需要。( o( B. A6 B& y2 t( U
②泥浆性能指标) C5 X7 c5 R5 r9 W4 ?8 E4 T
制浆前，应先把粘土块尽量打碎，在井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。为了回收泥浆原料和减少环境污染，均应设置泥浆循环净化系统。在钻进过程中，根据地层不同情况，保持一定的静水水头压力，按平衡钻进原理指导泥浆管理工作，尽量利用地层粘土，自然造浆，泥浆稠度不能满足要求时，应选择造浆能力强、粘度大的粘性土进行造浆，以提高泥浆稠度，确保钻进过程不塌孔，不缩孔。& ^2 I) M5 p# I9 L; X) q
工程泥浆性能指标参考值见表３
( m) M! g3 E5 Z" d3 q7 Q: d# K/ @! U1 H6 |" q. o5 A8 F
* J3 O- `7 V4 o0 S) r& s
表３：工程泥浆性能指标
/ [8 N* X& d1 B7 ^' O& T1 ~2 c: X+ [& h
5 J2 p. n1 t) V
指标＼地层 一般地层 松散易塌地层 : v/ y! t" x% R" j# L) S
相对密度 １．０５～１．１５ １．１２～１．１６ 0 w/ J) l; d6 |+ K! d0 a* ~% K) |
粘度（Ｐａ．ｓ） １８～２５ ２４～２８ ' c3 t5 W# Z5 o, w+ w9 I1 c/ [
# `7 R9 R. ^$ d+ r
桩孔施工采用一次性全面不间断作业，施工中根据出渣情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。
) d# q! D# V& b3 M R: S* P③泥浆性能参数
+ A7 Y& Z+ K" B! Z7 C泥浆池可根据现场实际条件砌筑，此外自备两台用钢板焊制的泥浆池，泥浆性能参数参考值如下见表３7 ^% F' b% `; \5 ~' f: ^
$ c- ~4 \3 S6 a) k# H1 d S
) s: b, N7 ~6 t. `* c
设计要求
" l p @8 f* j7 Y土层性能
3 ^+ d4 P3 d% a5 s! Z粘性土
9 R; L, J5 j- l# C% a砂土, h6 j/ l9 D2 a, I3 @+ o: h
卵石
2 j1 L) ?8 B( W泥浆比重5 c8 a* K; D. E* L+ d g* v' G
- B0 i5 f- N ?: i
１．０５ １．１０: c; o! s- D2 N) [
１．１５ + F/ V' Y$ F9 z p4 S7 H1 H
粘度（ｓ）
+ Q: f8 l9 w& m6 W7 Z, _8 ?4 [１５－１６* H7 o9 s2 S* }0 q- x$ n
１６－１８
/ n6 M6 @3 }- s7 O- Q１８－２５
5 u5 i6 {' i; Z. H" Y, {含砂量
7 j% r2 f3 d" e8 j7 D＜８％6 Z) u7 y, }# w" H4 s
＜８％: j7 S$ t7 Y8 x" |& U* U
＜８％
. ]7 n L7 \4 @" z+ g$ SＰＨ ＞８ ＞８0 [" t7 f" q: a& ]& d
＞８
* m% x( Y/ g2 J! [2 V* I" }. p配比、水、膨润土、碱、ＣＭＣ １００：６：３：０．８ １００：６：３０．８% ~' I& }. ^! r1 v o4 i4 k: a
１００：１０：１．８：０．８ １００：１５：１．８：０．８
9 O; K, S d( c& j- X8 U
! @( q8 B! r( Y) V3 @% w④为防止孔壁坍塌，所用稳定液的必要粘度参考值如下表４
; t7 P& R" O+ V. `: `/ S, A" X( h; l0 N
表４：稳定液必要粘度参考值! D f7 O' a+ [) u; `
2 t( E* {7 h- k3 Q土 质9 N+ E2 \, ]+ z, Q% V
砂质淤泥3 ?/ u0 V% T6 U# }; d; L3 N+ H1 z
砂（Ｎ＜１ ０）
! V5 x) D- L: t& m# A! \2 Q砂（１ ０≤Ｎ＜２０）
1 O. G8 g6 B2 D0 R砂（Ｎ≥２ ０）
[) e& F4 h( x" [9 a! S3 |混杂粘土的砂砾
9 }6 Q; Y: c. t# F# o8 |4 {砂砾/ G1 j. l/ G+ y. k& ? i! X
必要粘度（Ｓ）（５ ００／５００ＣＣ）) m# r q% [7 ]
２ ０～３０
& j- A1 l- q5 Z' O; i% C＞４５
( ^, C) `. p- w1 F5 }8 }# m２５～４５
& G2 a# m- z' p' f5 l; a: D$ r; q２ ３～２５& d" A8 {' x# U+ D/ W, |3 v. ^
２５～３５2 A; ^7 @- |2 L
＞４５+ F7 m9 d6 Z8 P0 L* Q- j
7 }6 }) O$ S& s& @% }# B
" m5 e1 M* F# O/ f( I; Q
( X/ A- [* V* I4 A9 }2 d
（３）、合理控制钻斗的升降速度) h+ I3 Z! I. X9 q4 V1 ~* I5 Q9 [
5 R9 {7 P6 A8 e9 s' s- Q8 S. L在开始钻进或穿过软硬层交界处时，为保持钻杆竖直，宜缓慢进尺。在钻进过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能是遇到硬石、石块或硬物等，这时应立即提钻检查，等查明原因并妥善处理后再钻，以免导致桩孔严重倾斜、偏移，甚至使钻杆、钻具扭断或损坏。钻进过程中应随时清除孔口积土和地面散落土。遇到孔内渗水、塌孔、缩颈等异常情况时，应将钻具从孔内提出，研究妥善处理。在有浆钻孔时要合理控制钻斗的升降速度主要指标参考值见表５，钻斗控制转速参考值见表６。
: w; { @( }1 ]/ p: o2 a6 ?表５：在有浆钻孔时要合理控制钻斗的升降速度主要指标参考值
" Q/ p# T4 \( x. e表６：钻斗转速参考值表 / K8 U& {: t3 |
% `& P' j% _$ c! q+ r$ j' k钻斗升降速度 空钻斗升降速度 5 S. K4 q% q7 l9 y6 `: k
桩径（ｍｍ） 升降速度（ｍ／ｓ） 桩径（ｍｍ） 升降速度（ｍ／ｓ） % Q5 S5 N* [& P- N
７００ ０．９７３ ７００ １．２１０
* \: `9 H2 C9 }6 C1 T1 {2 w! E2 L８００ ０．９７３ ８００ １．２１ $ E' d g8 A+ D. o- v
１０００ ０．８５８ １０００ １．０２ $ j- c# k+ ^4 H- q
１２００ ０．７４８ １２００ ０．８３０ + x8 p$ x" {) X+ Y" @: U
１５００ ０．５７５ １５００ ０．８３０
3 S( f, \- P) V: {２０００ ０．４３８ ２０００ ０．６２
* a$ |9 b! ]- _8 \２５００ ０．２３１ ２５００ ０．３１ 9 s8 C) o0 s* W- u! E4 b8 S
' |; V/ w- T) Y/ ~6 F3 C6 v
5 z4 E/ e9 p/ S U
, y# N0 C& P2 M
地层土质! W' ?7 @# z' s! [1 Q/ }. H% w
表层土
. g( A1 ?; {- @& u. e% S9 X粘土类粉质粘土，淤泥质粉质土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土等# F) G/ d& m5 w/ y, S( Y8 m; h1 c
砂质粉土夹粉砂、粉土、粉砂粉质粘土类等" l, h( @& Q2 p4 ]
粉细砂、粉砂、粗砂等/ R4 J1 E8 l# j$ y* F3 {
转速（ｒ／ｍｉｎ）0 O# C; a6 \: O) z9 m3 @% V
０～１０
! N: V5 C) s. q* U０～２０
& t8 @/ i, ?& {3 u7 X" Q! B０～１５
/ `$ T! {$ L3 x6 K7 t. V' y０～８
1 N" K% w, D- A ?$ y0 E
5 V+ S, j3 q8 {8 Q/ s6 j（４）、钢筋笼5 [& H4 A' x |$ h$ i/ N
1 W9 u" B! U, B4 V2 p( ~9 W- r①钢筋笼制作
9 }! V# j: p) z2 z+ y5 a, r, m
% G& W4 h8 p* y钢筋笼制作及吊放、根据设计，计算箍筋用料长度、主筋分布段长度，将所需钢筋调直后用切割机成批切好备用。由于切断待焊的主筋、箍筋、绕筋的规格尺寸不尽相同，注意分别摆放，防止错用。在钢筋圈制作台上制作箍筋并按要求焊接。将支撑架按２～３ｍ的间距摆放在同一水平面上对准中心线，然后将配好定长的主筋平直摆放在焊接支撑架上。将箍筋按设计要求套入主筋（也可将主筋套入箍筋内）并保持与主筋垂直，进行点焊或绑扎。箍筋与主筋焊好或绑扎后，将绕筋按规定间距绕于其上，用绑扎丝绑扎并间隔点焊固定。' D; ]: c/ G, D4 X4 M1 x8 i3 l
②钢筋笼加工的技术标准9 _+ |& k. \6 _
, R i: M. G6 |
钢筋笼加工的基本要求，主筋保护层厚度７０ｒａｍ；主筋除锈、调直，加强环筋要求正园（长径—短径差不大于１０ｒａｍ），主筋搭接接头错开不少于９００ｍｍ（≥３５Ｄ），同一截面接头数目不多于主筋根数的５０％；主筋对接采用对焊或电弧搭接焊，采用电弧搭接焊时搭接长度单面焊不小于１０ｄ，双面焊不小于５ｄ；钢筋应有出厂合格证和复试报告。钢筋笼加工时尺寸偏差应符合钢筋笼制作允许偏差表规定。检验数量、每根桩均应检查。几何尺寸符合下列要求参考值见表７：/ u5 e- D& ?7 u) g8 }: {$ P
表７：钢筋笼制作允许偏差+ B1 Z5 w: P; r9 W3 i' [
1 T$ _- S, J8 W \, F. q2 O
; B- c% V" G: e5 \# I. E序号 项目 允许偏差（ｍｍ）
7 b1 {* ~6 `. B; |1 主筋间距 ±１０
6 S2 d; |) ]3 S3 t0 I8 }2 箍筋间距 ±２０ * d2 o, x4 L' F3 b+ G
3 钢筋笼直径 ±１０ / O ]! c% P d" }
4 钢筋笼整体长度 ±１００
" ~6 ?# A. @& |* k) h4 p5 主筋弯曲度 ＜１％
% C2 D, X3 i% [: w5 K- e. p6 钢筋笼弯曲度 ＜１％
- F/ F0 L/ ^' f! J% m2 l
2 N; B1 G/ r5 m: C. Y% }检验方法
& Y8 Y+ K& @* Z; C. L' |用尺量# ^- c7 }* ?7 r, U4 E& _
③钢筋笼质量检验标准参考值表８与混凝土灌注桩质量检验标准参考值表９* ]/ k/ Q& Z- W( z: ~
表８：钢筋笼质量检验标准（ｍ）
p2 T% W( Q% K1 d
" j% h# t! H( r$ \1 b T2 o) i, N
, U1 ]; F: q8 |/ \5 E7 S& [# C7 J设计要求 / |" p5 W ~# `
1 承载力( G1 m& F5 h4 e# L5 e0 ?
根据基桩检测技术规范
6 B9 |+ c }: {2 桩径
1 S; s/ a/ |: h5 i, y/ T& K±５０ ; z7 G2 ]9 X# O- r) u) l) e/ _; j
3 泥浆比重4 {9 A/ b$ \" b
１．１５－１．２０ 3 J) n* {9 x* X7 ]1 W' O- g
4 沉淤厚度5 t1 I+ `1 J+ i. S# x
≤８０ｍｍ ( C9 `6 G- m; f; C1 _6 l
5 混凝土塌落度
* i& K5 a- m- C, H" k１６０－２２０ l' ?, p# c" }4 Z
6 钢筋笼安装深度
" I% N2 k% ^3 ] Q# @4 A4 H±１００
) a( |' H+ J6 p; ], X* ]' W' [& s7 混凝土充盈系数
0 x. x: @' Z8 J$ ~( N: f( D: g大于１，小于１．３
' z! D9 h+ U4 g( O' S8 桩顶标高. Q9 V, D5 M* M; W& V" S
＋３０，－５０"); |
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发表于 2007-1-13 20:37:06
