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概述$ O; B/ Q$ a8 N; ~0 o" f* s7 B- S
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。
* V% O6 q- }9 [2 u: S( h 一、旋挖钻机国内的现状
2 k) j( b& m7 ^+ R5 d* b 目前国内已开发旋挖钻机的主要企业见表１：4 h0 M/ k2 V% n
表１：国内已开发旋挖钻机的主要企业
; ]% L$ H: y6 e8 q+ J& | 序号 企业9 T; r6 i" e! n) x, M
生产型号与特点 适用范围 & L/ U3 Q# |" R1 W' r
1 徐工集团公司) p( K5 P" u9 f& W3 w1 M$ D
) R5 l" h' r, n% h
ＲＤ１８ 动力头扭矩： １８０ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００ｍｍ－２０００ｍｍ/ D A3 B1 n7 L( n/ y( R6 A$ s
钻进深度：６０ｍ 8 {4 g7 T4 R: U) [# p& z+ f
2 三一2 [; y/ }0 K$ O
1 n9 S6 [4 E* Y/ O5 N$ p8 e! ~
ＳＹＲ２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ) n% ]0 x( ^% d1 ?
钻进深度：６０ｍ
7 a& T% }3 H4 g% N3 北京经纬巨力工程机械有限公司4 U$ A: t( ^! e4 G6 A/ T
- V' \4 M! K2 R9 X# vＺＹ－１２０，ＺＹ－２００动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
) c. }6 t W3 R- }钻进深度：４０－６０ｍ , [. m4 K3 f( U
4 河北石家庄煤矿机械公司' f( C" M8 C+ r. S+ s, b* \- p+ ~
ＸＺ－２０，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
9 D- t- C. M4 U* t& G9 G钻进深度：６０ｍ
7 N. ~; B/ X6 L/ f6 w, K5 内蒙古工程机械有限公司
! E S1 z& E# b& d& ^ＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
~( u$ \/ B9 Z! T9 W钻进深度：６０ｍ
" j5 u% c E4 _2 p/ p6 连云港黄海机械厂
- G+ H+ b+ y+ s7 e8 @8 f5 Y; E1 |2 o8 n7 F0 \/ s) O
ＧＺＸ－１２，动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ。 成桩直径：１５００ｍｍ
5 L) i& j5 G7 ~" r钻进深度：４０ｍ 6 g, q3 X. G& N, {; h( C3 ]
7 兰州建筑通用机械总厂
# h; j8 z. r' O y3 ?ＺＹ－１５０，ＺＹ－２２０，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ，２２０ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ' }! b3 A1 Z$ I+ t E7 z, ?
钻进深度：４０－６０ｍ # Y! t5 D3 o- V2 }) ?1 X
8 郑州市金牛集团郑州堪察机械有限公司。- u5 J5 P+ {% k# L
ＫＵＩ ５００，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ。 成桩直径：１５００ｍｍ: b1 {3 R( M- q+ T% D2 y+ T8 y$ G8 R
钻进深度：４０ｍ ) j3 ?5 f Q: o @0 ]( h8 ^
9 北方重汽5 }6 c0 z1 k5 `
ＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ& d0 A- C4 _/ r3 _) G& d" s; P
成桩直径：２０００ｍｍ: U3 }# G% t' T* u- J( _. A
钻进深度：６０ｍ 5 v' r' Z+ U9 s% E5 m9 `
10 河南山河智能机械有限公司。: j2 T( _9 l5 X& h: x: W
ＳＷＤＭ－２０：动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ 成桩直径： ２０００ｍｍ: ~8 n# {( [6 d6 o/ m
钻进深度：６０ｍ 1 D6 W2 p5 f6 s6 P8 _9 f2 ^
11 哈尔滨四海工程机械有限公司。
2 B5 M7 I4 e5 G# g/ b! sＬＧＢ１５００ＫＵ２０００ＬＧＢｌ５００：动力头扭矩：２００ＫＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
9 ^" M4 R3 c5 d1 t Y钻进深度：６６ｍ
# j V, d! c" L$ y/ a# t7 `. M12 徐州东明, n+ f$ J+ l" W$ D: t, |' Y8 s) w
ＴＲＭ１６０，ＴＲＭ２００，动力头扭矩：１４０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ8 [/ `* ^( g4 {" S( i$ ^
成桩直径：１５００－２０００ｍｍ/ u4 l6 ~$ ?3 w, |3 K
钻进深度：. P: g( d" W$ N: y
磨擦钻杆：６０ｍ& I, b8 X: G- p0 P
内锁钻杆：４５ ｍ
3 Y) C9 i. Y5 T* i& L- V- `8 ^/ A13 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
S* s) h! X2 I" @; e: H: {( E% B钻进深度：６０ｍ
1 I: S: v( f( S$ ^- i5 Z! n! x4 I# x5 y$ w
9 P. R& R5 z, u& X b# X j1 T二、施工技术点
3 F( |) X( U( V( [) l6 E1 ^4 R: \$ V* g( c# X- j, y5 v4 g# G
１、旋挖钻机施工工艺步骤：
" n, b$ D& E& w, Z) M
; T) \! t% C6 c. _) f3 s第一步：旋挖钻机的就位
2 Y) Y8 S% ^& i: M7 |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
8 s2 o1 Y' M/ ~- v6 G) 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。. K& p% h7 E1 i& G% q7 u
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- S3 z$ t1 R, V* k! P( T
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8 S5 a/ `3 V* }: c- }5 W( j
第六步：放下钻头
" I/ X5 ~3 z7 O% J& g! ~3 j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。# S9 k! v" b( _2 z# }. d f3 c' k
第八步：钻孔完成，进行第一次清孔，并测定深度' _$ z$ }% G% _7 U, o- O
第九步：放入钢筋笼
" @) c" H6 g9 D% C ^6 w& O第十步：放入导管
1 {" b# d1 h. r- i; |第十一步：进行第二次清孔& n. f8 L L( I4 d
第十二步：进行水下混凝土灌注$ B, Z) b' B( _, |+ Q8 _* b5 T
第十三步：拔出护筒，清理桩头沉淤回填，成桩( n! Y/ d7 N" E' t2 P9 l4 ]
) f! H. w7 {% L1 w6 Q" |+ m0 Y& N m: P, X2 B) O
２、施工注意点8 T7 M# s; Y; Q" r K- o
（１）护筒施工
) I. K3 K9 q' a. b+ g I% `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。
7 D* g* t9 D" Z f$ w护筒的制作及埋设的原则：
! }% N' o8 F) C+ R①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。2 ]3 a/ u) v$ W: O/ _
②护筒内径大于钻头直径，具体护简直径按设计要求选用。8 o% l& R A8 o$ y) T
③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。
' b5 I2 j" Y; n; M# O; e' v④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。
% E* @5 q! m, e⑤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％
% ^6 A7 M/ d- y/ P y（２）、泥浆- i6 p+ c" o6 V! h
①泥浆的意义$ |" A+ ^# x3 D v# j
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。
- S6 ^. ~8 {4 ^/ k( A+ o②泥浆性能指标
! c0 n4 U2 Z; G% f: x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。/ J. H. H$ e) l4 b
工程泥浆性能指标参考值见表３
" A$ o0 U) B9 z3 v
7 C# F$ p) G2 S8 ]3 C) u: V" y, `# g# G" }' P9 H
表３：工程泥浆性能指标" K" T/ A8 P1 m# M
( t8 G4 L+ A m/ |! @$ Z
) a, n( X& F& }* e# S' t指标＼地层 一般地层 松散易塌地层
" r$ l8 u& R: m! f相对密度 １．０５～１．１５ １．１２～１．１６
$ X+ g2 [: W! G7 j/ K0 a粘度（Ｐａ．ｓ） １８～２５ ２４～２８
& [* @1 H. N# c& q- H) ^' G2 z! `7 H1 l
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。: H! {* o! l, P$ D1 y' @& H: o# g2 l
③泥浆性能参数, z2 D* B) }; M0 x% 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
. o' E+ d2 Q( z- l! S/ t4 ^" {5 T* p4 @* k; v- V2 Q$ _2 J ~7 a
% y; q! ~: B; y* `" ]6 Q
设计要求 8 Z+ k0 `0 [- _/ t7 B
土层性能0 w2 L( H" o' r I4 |' q4 j
粘性土
0 x: B: J1 V( }0 j' N. ^$ g砂土
' \$ G! s+ o3 w+ o: W卵石
6 @6 j+ B3 q; G+ S- L0 [泥浆比重. g! ^! _- T, w( x1 T6 p$ i6 Y
8 A. ]! O* q9 h5 u１．０５ １．１０+ Y/ Z, O( V+ I
１．１５
& q+ L' l0 O, I0 H粘度（ｓ）
3 k9 `! F# U+ g/ i4 x) Y$ e3 Y% l１５－１６5 `% x9 h u2 \8 ^ c- d
１６－１８8 T/ D: ]- Y. {3 Q9 O9 H, b: _. ^
１８－２５
& }' x$ q+ \. I含砂量
) K& J- \+ H6 a. [ ^4 c/ w. H& L＜８％
) a( b( t& c: d8 V9 A; q＜８％4 c2 [( \ N9 h" A
＜８％ 4 P. ]: y& i4 e d) S( t
ＰＨ ＞８ ＞８
( u& O6 s9 u4 p( @7 f4 F8 Z＞８
! f* F# R' |2 w6 f配比、水、膨润土、碱、ＣＭＣ １００：６：３：０．８ １００：６：３０．８
7 g7 Y/ |! z Y4 N- ?9 e$ }１００：１０：１．８：０．８ １００：１５：１．８：０．８ ; D* ]! d7 |; n# [& g: L) Y
, F1 v. v% \4 Y4 ^) X
④为防止孔壁坍塌，所用稳定液的必要粘度参考值如下表４0 r/ A( p% o6 h! H/ r: z
$ @/ M* R$ U2 m$ t T
表４：稳定液必要粘度参考值
3 A1 Z9 W+ M# q1 U+ Z, N
# f4 @: m# j/ E* z5 L" f0 l! N土 质0 M9 z) I- h! U. v& F
砂质淤泥% t, z, B- W% t/ Q
砂（Ｎ＜１ ０）
1 A; a5 p% o" e" s" M2 e砂（１ ０≤Ｎ＜２０）
) K' } {% K7 n; v! n2 G砂（Ｎ≥２ ０）
6 G3 v: T+ Q8 ]; a/ u! r! q$ ?混杂粘土的砂砾: R- ?" L* b8 u+ P' o% e
砂砾% c' A1 E# }- p5 ~
必要粘度（Ｓ）（５ ００／５００ＣＣ）2 {: Y. r R% f0 ~: n- P3 }; ?
２ ０～３０: g2 c o l' ~
＞４５% }, W& X: i; p* D- T1 T; i
２５～４５! D, r. V& h* K* m5 r
２ ３～２５8 n; N8 u) ~; x! n, s
２５～３５
+ Q0 v: V/ I" e* k8 J＞４５+ x) a- Z* n% e' n
( D l, B$ R% v$ e8 z" L, U% U
: k% p& Y* H" R5 r0 ~8 ?. {+ G# _" I6 E* v0 E
（３）、合理控制钻斗的升降速度
) E) h: A! t) o. F: X9 T# i
) U- ~5 z3 h1 _+ p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。
# B5 A8 x& q9 i2 f: x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# p0 p$ B$ t" W9 _) ^' A- ^
表６：钻斗转速参考值表 9 E! `% W+ [8 c6 }! a; ]
0 { O s9 \* V* L) t$ R0 p1 r l3 K6 C
钻斗升降速度 空钻斗升降速度 5 u" U! w9 {1 U# F! R
桩径（ｍｍ） 升降速度（ｍ／ｓ） 桩径（ｍｍ） 升降速度（ｍ／ｓ）
) H) o! f8 Q" Y! m; D' E; t７００ ０．９７３ ７００ １．２１０
! s& z0 @& X( L5 R3 O８００ ０．９７３ ８００ １．２１ 7 E1 {; R6 B7 i
１０００ ０．８５８ １０００ １．０２ 6 f& D' Y! [/ Z4 I$ Z( Y) t+ z3 \
１２００ ０．７４８ １２００ ０．８３０
/ e! ^3 n0 S0 w1 j& g１５００ ０．５７５ １５００ ０．８３０
9 j" H0 M3 L4 Z! I２０００ ０．４３８ ２０００ ０．６２
! v: b/ ^, `) n: h g２５００ ０．２３１ ２５００ ０．３１ / g% T& i- Q8 l) C
8 k9 V* A; p# [1 a
' b+ s( \9 D. A/ J5 g
; P( n- i8 k9 t* G2 o" z, n地层土质* a) V/ [& c; U F
表层土* j. L2 K5 R l1 t5 R. H0 ]* e! b% Z
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
8 ]# n% e2 b1 A& Q' E% g砂质粉土夹粉砂、粉土、粉砂粉质粘土类等
1 R7 u( `( [0 k1 k! T% s粉细砂、粉砂、粗砂等/ ~& v4 f+ |. G s! Y6 y
转速（ｒ／ｍｉｎ）
4 s; ]6 |% u; B6 N e０～１０
# Z M: v$ h# d3 u# D０～２０' X1 }* w6 x1 ]. p ~5 o& `
０～１５
' c/ J! ^( g: H2 H０～８
8 i6 U! ]4 j) G0 [6 p0 L4 {# A1 e1 f: H7 Q+ ?$ y) k1 U; M
（４）、钢筋笼& _7 H9 A/ n- N6 q! Y& m! @1 S
$ n2 J/ {' O" {1 T①钢筋笼制作
5 j- J; B& E" G. I& s9 {5 \
8 n% t' w" S' \: O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。) ]! Z- t( c# A) q- H4 j
②钢筋笼加工的技术标准
7 Z% l2 @$ @& C& t) w' F* N' x) v! R! G4 W" a/ p6 a ~
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：
+ q9 h0 Z4 L# H4 D0 l" f5 U" i表７：钢筋笼制作允许偏差8 m. m6 I+ y0 _2 E. r$ a! _4 M0 B# g
I1 k+ x7 k5 ^3 ~9 X& v/ g* ^ s$ d w
序号 项目 允许偏差（ｍｍ） ; [* N m1 b; ~8 [, t( |+ R9 O
1 主筋间距 ±１０
+ _+ B& t3 c+ `1 U* y2 箍筋间距 ±２０
7 g- G( y2 ^- q+ v' l3 钢筋笼直径 ±１０
% T X0 ?. k, s1 ?& h' @7 N4 钢筋笼整体长度 ±１００ * S* s: ~+ Y' w3 \4 T6 s
5 主筋弯曲度 ＜１％
7 b+ E) q0 e1 H" J' W1 h4 k6 钢筋笼弯曲度 ＜１％
' G$ j$ b! H+ y3 J8 y) H
$ T" |4 M. ^4 \检验方法
( V* C1 K3 \* ^: l. i/ L用尺量5 c( G: r) r9 v# h+ C
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
4 r. N8 v/ w+ K+ K% i$ [5 S8 E表８：钢筋笼质量检验标准（ｍ）
0 l3 M# [# @7 Z# a5 I# \4 U( F% p2 i# s8 ^5 \# y- y( ?
% t; M% y. ^9 c0 `设计要求
; w3 q8 B( ]$ U, r1 q6 e1 承载力3 K# V7 a9 j% q$ S
根据基桩检测技术规范 * i. Q, |0 @( b; r5 \
2 桩径
k7 {& p' m% R$ K0 ?±５０ . o) J! M H. E! o& g! A* V
3 泥浆比重
k0 |. ?7 _: G1 E) K1 Z１．１５－１．２０
# _: K6 p0 s3 `" Q) l4 沉淤厚度. e- K9 v9 f9 c- w) H3 z
≤８０ｍｍ 8 J! t" ^' {; u1 _9 ^9 Y/ b
5 混凝土塌落度
% A& ^2 P) `0 y5 F7 B5 f* u! E3 {( X5 i１６０－２２０
a3 C7 ?2 J' n2 B( X' x. A! g6 钢筋笼安装深度' S; G+ E4 c* J$ \7 Z% t8 {
±１００
2 o* y7 X/ d3 d2 G- g+ w7 混凝土充盈系数9 t3 \/ ^; t0 y8 o$ f/ ^* S& @
大于１，小于１．３
& T) l/ y( h3 ?3 X" n2 \8 桩顶标高
! X" M, l# X" l; ?0 k, t4 a; C1 @＋３０，－５０"); |
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发表于 2007-1-13 20:37:06
