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概述
# o8 h: z: @. |" f2 X1 D 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。; S \6 b1 w. R! q$ a. @4 ]9 F
一、旋挖钻机国内的现状
/ `3 q8 h3 I. H- R+ H z1 l 目前国内已开发旋挖钻机的主要企业见表１：' R3 c, q+ n/ Z/ }# [+ i
表１：国内已开发旋挖钻机的主要企业 . h. o( q4 p. M3 r4 k$ h
序号 企业# c/ g4 i% Z6 ^4 \$ Z- G
生产型号与特点 适用范围
" P/ O) Z* K L3 Y1 徐工集团公司0 o' }+ N9 @7 s! G& \0 y
% @$ @' E5 z/ B( H$ G$ gＲＤ１８ 动力头扭矩： １８０ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００ｍｍ－２０００ｍｍ5 W& w3 j }) i
钻进深度：６０ｍ
! q' o( c0 ?4 K0 d2 [2 三一
. E% F- {3 d' [! V: O: m9 g6 ^7 j) K, n8 C
ＳＹＲ２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
1 g6 y/ f9 \2 F钻进深度：６０ｍ \) W1 E) a% e) U# }& `0 i
3 北京经纬巨力工程机械有限公司
3 c. G1 M3 s9 O8 {' d& h% a3 H5 F/ v- ? S7 o9 X
ＺＹ－１２０，ＺＹ－２００动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
2 n6 l: h% }# R3 r2 c8 {钻进深度：４０－６０ｍ
' U( T7 J) W5 P' R4 河北石家庄煤矿机械公司5 n0 Y7 i3 L4 t* q: F
ＸＺ－２０，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
" p3 J) B4 t) X7 k钻进深度：６０ｍ
5 ~2 T" G( I$ E8 ]6 C5 内蒙古工程机械有限公司) M* U2 v8 _ T# k
ＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
. r% Y! H$ j2 ?$ G% l- N钻进深度：６０ｍ , R7 r& Z* } D+ B( Z4 ]
6 连云港黄海机械厂
$ D9 Y6 b' L2 k. H4 [: t( ~) t. j& c! b* n' z" s
ＧＺＸ－１２，动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ。 成桩直径：１５００ｍｍ( r' O* x! q7 G, [. t: }' N T
钻进深度：４０ｍ
5 x* M+ _. X# t. a G1 V/ a- b7 兰州建筑通用机械总厂
8 Q. `; Z- O" E2 ?9 \5 J9 |% kＺＹ－１５０，ＺＹ－２２０，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ，２２０ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ8 U5 q) P1 L! a) W/ y* F2 A5 v
钻进深度：４０－６０ｍ $ G: v8 @* k: o$ s: b0 g5 Y$ N3 U
8 郑州市金牛集团郑州堪察机械有限公司。( B. m k, ]; l! \5 J! r
ＫＵＩ ５００，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ。 成桩直径：１５００ｍｍ
* ^4 G6 S. G* l/ ]& j: v1 U. W( e( |钻进深度：４０ｍ
7 Z' k& I8 T9 p# J6 B4 H9 北方重汽
0 x/ P9 n, {0 D. G6 r4 aＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ
! q/ S# B5 O$ f% _+ H8 K成桩直径：２０００ｍｍ
/ t9 k% v; I8 C1 F# M钻进深度：６０ｍ $ z. n8 _& F4 Y! j0 ^9 ]7 o' \; n
10 河南山河智能机械有限公司。. N# J% G# x3 A, g' _" D
ＳＷＤＭ－２０：动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ 成桩直径： ２０００ｍｍ
2 d5 e7 @& ]; k# m钻进深度：６０ｍ
5 Z4 g& Y, A O+ j! l) c V) Y% K11 哈尔滨四海工程机械有限公司。
# |/ f/ P3 W8 f3 B f2 zＬＧＢ１５００ＫＵ２０００ＬＧＢｌ５００：动力头扭矩：２００ＫＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
0 [# B8 |/ g$ E钻进深度：６６ｍ }- Y9 G8 A+ v% J3 K. E! U
12 徐州东明: d7 q! i+ n* d9 r; x) k8 F: n
ＴＲＭ１６０，ＴＲＭ２００，动力头扭矩：１４０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ6 R/ p, d! K: K' ` }
成桩直径：１５００－２０００ｍｍ1 K2 M9 x) d( B0 u
钻进深度：$ E b9 f5 N: ^! r1 t. k
磨擦钻杆：６０ｍ( T7 ]( C5 N0 v2 y$ r& Y& }5 y8 y
内锁钻杆：４５ ｍ $ T- L5 b. o, A/ y- z9 {. H
13 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' b3 r; e8 r" {" T0 v/ ?
钻进深度：６０ｍ ( [ ^2 x5 O/ l/ g( q8 ]; o
( g; m: z/ M& R$ W6 E1 o. j2 F
% F( a/ T% b& {$ p: ?0 h0 U二、施工技术点 9 O: _: i; M4 `8 w
9 ^9 ]' q' P* E. r* g１、旋挖钻机施工工艺步骤：
2 l( ~9 q _" K5 b5 A
+ {. M* ?5 E: O3 ^# E$ w7 w# E: d( a第一步：旋挖钻机的就位
+ C& }* n/ T2 o0 P! w/ n, [; I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; I E5 Y" s) [& Q! \" I
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。& E- O1 B8 U: n8 A6 D5 L
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
) ~# ?0 C; I5 x1 D' s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
' W$ Q5 t! U* k* E# J第六步：放下钻头
/ F" t' n" _% [/ w8 J2 S6 [. |" @; A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。
1 x0 r( r, ?/ H, y& H第八步：钻孔完成，进行第一次清孔，并测定深度6 _( ~/ V" q6 `
第九步：放入钢筋笼+ C9 n) C+ R7 ]' w8 M8 b. M
第十步：放入导管
9 `6 Y/ l) E+ r第十一步：进行第二次清孔
) Z1 u, Y5 y6 m: m! e) e; h第十二步：进行水下混凝土灌注* C3 |4 W* j9 J, Y5 [; w4 f
第十三步：拔出护筒，清理桩头沉淤回填，成桩 C# E, G* o! @3 x& |1 F
1 h# U- C( [" y% k+ G* s- x! O3 `, ]* r; p$ }
２、施工注意点
( E$ ]1 I* ~5 {( D（１）护筒施工
+ z0 ]2 I) G Y8 }9 i- S" s! N* K, R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。
* n' p! |0 g; Z, o# j护筒的制作及埋设的原则：
1 w0 T8 F* u# u' W+ X1 [: \* d①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。
5 r4 L2 f+ _- b+ T$ A②护筒内径大于钻头直径，具体护简直径按设计要求选用。
1 ~% k. m0 z9 i. Z③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。. w# ~) i5 \+ e" h9 j( H7 }
④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。: ]& m6 g1 P0 ^$ X
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％
1 W2 d# u2 \* l6 U（２）、泥浆5 ?% J( Q3 S; D7 o& c
①泥浆的意义1 O* P9 }: E" P9 B6 U. S6 }
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。) o8 Q V2 w4 Y8 P# x; o# Z
②泥浆性能指标* t; K/ B1 @# h9 O- Y J
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。
4 J! p1 B# Q# }9 y工程泥浆性能指标参考值见表３
3 P8 v/ `1 \; q ^1 V e1 g* }
5 \* d0 i; r- N; S- R5 ~7 L) i. L/ k- r) F
表３：工程泥浆性能指标: _5 {4 R4 [( g
0 T& E! ]# O% y% ^
; ~1 `* ], V5 Y5 D. l1 V' {指标＼地层 一般地层 松散易塌地层 ) w) A+ p: C8 |* q' o* v
相对密度 １．０５～１．１５ １．１２～１．１６ 3 D+ y9 |: K: D) [( |" ?' O/ J
粘度（Ｐａ．ｓ） １８～２５ ２４～２８ $ W _- ]9 q" D& }
0 J% c/ ~) C. I- o- P* _
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。" p7 d8 x0 s7 B7 |' E6 b. K7 z2 ?
③泥浆性能参数
5 m0 s! _% O6 }% R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３
% c" [( E& V; e" T' k1 f; {: d- ]1 w2 e; X8 t7 E7 k) j
$ v+ J' `4 h0 Z设计要求
6 q5 y b$ j9 U' p" G土层性能
- \/ R2 Z& K" F& z k粘性土
% A9 @3 y& w* m) U4 k砂土7 @. [6 W: E5 K/ x; r$ T( h/ |. j
卵石 , O4 y) h5 B" ^) J c* u, W
泥浆比重2 O' X( {, X: o
Y6 _- g' O1 l, p# P- K. r. X
１．０５ １．１０( W+ a1 L4 K; \0 g( Q2 q# g
１．１５ : ^4 J( N* {4 Y" |
粘度（ｓ）8 p! C5 g' j- W9 J! l" }& H
１５－１６
- ^: v' g/ i) R) \, V１６－１８
$ s7 l$ [+ c0 ~( m, I- U: ?１８－２５ 1 t" u" X% g2 U9 c6 ]
含砂量
0 `1 N$ i) u- ^9 l' g＜８％2 S2 F9 I- h6 }6 ?& H
＜８％
[. |6 M( c$ @& m, ?; e7 a＜８％
4 }+ |( _! D4 S8 }$ b2 D. S3 vＰＨ ＞８ ＞８* j/ K) ^: p+ A2 a! ~
＞８ 6 ]/ c) Y* ]* [2 Q! ]& {) R; H6 h
配比、水、膨润土、碱、ＣＭＣ １００：６：３：０．８ １００：６：３０．８
* ?8 ?5 [4 q* U2 r+ r/ d* P" J１００：１０：１．８：０．８ １００：１５：１．８：０．８ 5 z# B! [4 o/ a
( ^7 {0 v; h5 T. i3 ] ~8 t' {④为防止孔壁坍塌，所用稳定液的必要粘度参考值如下表４6 R8 {$ e3 R) S# Y. y7 Q; c5 K
. x! D6 W" _/ B* p
表４：稳定液必要粘度参考值
( {* m* m; F; w8 c# r$ f# \
8 E A" D2 _6 v1 e5 u土 质4 Q6 Y0 F: V; E: l9 _" O
砂质淤泥
' x' c* E, P3 f6 g {砂（Ｎ＜１ ０）
/ {7 ^+ n) p6 Y+ ?( {/ ~砂（１ ０≤Ｎ＜２０）" t1 J( f- D8 l" P/ i- a% d1 [" q
砂（Ｎ≥２ ０）
' j* w- c2 q2 f& ` ?' s! O混杂粘土的砂砾
2 R" N3 U5 m' y* a8 R+ C砂砾
8 s6 e9 Q) _; Q7 N5 K8 O必要粘度（Ｓ）（５ ００／５００ＣＣ）
# F1 {. q; V; @$ X6 j# _# D２ ０～３０
( r3 X, }0 f2 w" x/ H, }6 T: {9 V' z＞４５; v' _. a6 P& }
２５～４５8 P- Z( O x* C) W& O
２ ３～２５6 t; E+ n. \+ D* ], G1 E
２５～３５! B! v; d6 J4 _1 p+ {1 [5 m
＞４５8 G# E# p' Z% r8 f6 K# g
; s- k5 m0 q" f) G( H' C
- F) S1 V" S+ o9 J6 ?$ @ x
4 y& O3 v7 |1 ~; ^; @" Z2 C
（３）、合理控制钻斗的升降速度
. f2 k! L( ^* O; M8 t
. `. i' g, a- h; C5 ?1 @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。8 |, d( X1 n2 l' V" h
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6 u2 W! F2 ^. O# Z6 U! `0 U
表６：钻斗转速参考值表 & ^6 r/ q3 z- i* {: J; S
2 U+ H* u- G1 [钻斗升降速度 空钻斗升降速度 5 P" W* y0 c0 e4 k3 t
桩径（ｍｍ） 升降速度（ｍ／ｓ） 桩径（ｍｍ） 升降速度（ｍ／ｓ）
7 I% P! G2 X7 v4 J" T+ n# k７００ ０．９７３ ７００ １．２１０
, p+ `4 s" F+ D, ^4 R3 V1 o. \2 ~! w& ?８００ ０．９７３ ８００ １．２１
, j7 x3 p. l# i6 Y& \１０００ ０．８５８ １０００ １．０２ + j" e# _4 ?! W( Z9 j/ i) A
１２００ ０．７４８ １２００ ０．８３０ * A# b' ^6 n& w- H; J6 _/ y
１５００ ０．５７５ １５００ ０．８３０
+ R0 _* ] W, B2 K4 g6 J２０００ ０．４３８ ２０００ ０．６２
, ?/ K3 D0 d' X$ @4 p8 r２５００ ０．２３１ ２５００ ０．３１ 7 c0 R7 _) l6 }( L4 E: y& O5 C9 T
2 `1 j) r7 y9 Y- @4 |! K+ q3 M7 u6 Z! F# B, P
3 n/ [$ m; ? p8 _6 N. X5 i! Z- D$ G地层土质( Q' D1 {7 ~0 |9 J- {8 d/ e
表层土1 ]. h0 a. z* _. c5 ?" J
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
* ~, J" E: q) I6 i5 p$ e* a砂质粉土夹粉砂、粉土、粉砂粉质粘土类等) ]1 H4 c* J- O& D
粉细砂、粉砂、粗砂等8 Z7 ]: w1 `9 m/ T5 R6 ^+ c
转速（ｒ／ｍｉｎ）( z( y, e; u3 \
０～１０
2 P O+ ^ O0 D y０～２０; I$ N3 R& [2 c& P4 m
０～１５
: J1 j3 B0 m4 \, X. T4 W1 x０～８5 ?- |5 w* x4 Y6 e
" u: f, S9 ^# `0 ~% {1 _
（４）、钢筋笼
- m4 l6 R W: _
) D8 I C# q4 X( S. `- ~①钢筋笼制作
' h) h2 o; m' M9 J: o/ m4 I
. Z* ~, r7 T! A9 H7 v, ^0 V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。
; x3 I& L$ m l$ k! L②钢筋笼加工的技术标准
0 T' `, i! c! q8 G7 x: l* g+ `
) z. R$ G9 a5 Y* y$ ^5 E' m7 w8 s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：
! C. i d! Y( h g表７：钢筋笼制作允许偏差
( m+ m( l# S4 [3 L9 O X# h6 l* S4 s7 p! J+ B* {% L- K) R* c: k
/ K9 c: Y1 V5 ?, e序号 项目 允许偏差（ｍｍ）
, N& R3 I. f+ _; v* a' M1 主筋间距 ±１０ ' v! T& d5 o* I X# @
2 箍筋间距 ±２０ ~7 Z4 L8 N% `) i, k( `4 V7 b6 r
3 钢筋笼直径 ±１０
3 a5 S4 d# T& f B2 g4 钢筋笼整体长度 ±１００
4 I9 V( @3 Y: f, P5 主筋弯曲度 ＜１％
8 l0 Y2 L( F$ I6 J5 E" S2 ^6 钢筋笼弯曲度 ＜１％ 8 B5 H8 W8 J3 n: D; d6 ?9 w6 \/ d
) Y# P( j3 i+ `% }" I
检验方法# Q1 ]# }% U& [2 ]% V6 W
用尺量
8 ^9 `; N U+ h5 S③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９5 m, H5 P. v* o; _( `- R
表８：钢筋笼质量检验标准（ｍ）
# E" u" |" q6 q: p
. I9 r( B$ F$ h1 K% Q
* H4 @; `+ k( f+ f) T% F- X设计要求
G- ?" u+ k$ F, S1 承载力. C3 o% s' o& N! F) b7 b
根据基桩检测技术规范 k7 s4 K" L$ L0 `3 G* ~
2 桩径
5 \* X d5 Z9 [ ?4 l7 [±５０
- l+ Y4 t( |4 p0 ?3 泥浆比重% F& e2 o2 b7 t7 K
１．１５－１．２０ * h4 ]7 w- {" H& I+ U M; e0 |
4 沉淤厚度
$ K$ q: ~+ I v7 H9 r) ^& ]≤８０ｍｍ 9 ?- ~1 q: t+ q( c! w" v" ]' b
5 混凝土塌落度
2 L: s' h m' t１６０－２２０ @0 q) U! p1 T* ~0 z' @+ y2 U
6 钢筋笼安装深度
0 Y4 B9 Y, [ q5 [3 w* W±１００
9 D0 S1 ]2 f( d5 C+ g7 混凝土充盈系数4 i. a# r- ?1 f; Q1 X* C! h( K& {
大于１，小于１．３ 5 R v- H$ W; M
8 桩顶标高% \) ?4 E6 X6 N4 {) O
＋３０，－５０"); |
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发表于 2007-1-13 20:37:06
