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概述0 Z/ h$ }; q% l2 j( Y6 w* l& N
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。
. Y6 @; U2 d6 c4 ], S7 S 一、旋挖钻机国内的现状( N% \2 _3 h" A+ S) B8 x, I( C
目前国内已开发旋挖钻机的主要企业见表１：7 X9 R& K) W j3 ^6 ~
表１：国内已开发旋挖钻机的主要企业 # O' @7 ?$ | r/ z
序号 企业; y2 N+ A1 d, A% p7 @; d
生产型号与特点 适用范围
' d: \- r9 }. B1 徐工集团公司0 n) a1 O0 M4 n1 d% {# N7 V
& n5 ^9 X8 F) S) G5 K# ~ＲＤ１８ 动力头扭矩： １８０ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００ｍｍ－２０００ｍｍ
6 g% E" |0 k2 X/ |8 t钻进深度：６０ｍ
/ T/ b$ d' m1 V& s2 三一
% L4 @( m7 \& ^ [% ~ O- x3 E
# Y8 G5 O0 b: `# }7 H: ~0 DＳＹＲ２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
+ H& T. n" J( C4 x钻进深度：６０ｍ
# c. c# n0 ^6 ^7 K1 g" a+ m3 北京经纬巨力工程机械有限公司
1 \0 S' t; b x e8 p4 m1 _. c# c c* S1 D' P9 @! D" K
ＺＹ－１２０，ＺＹ－２００动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
: y: { C v- B钻进深度：４０－６０ｍ
- a1 Q) X& `4 p/ I2 Y4 河北石家庄煤矿机械公司. p D6 Y4 B1 @/ i; c
ＸＺ－２０，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ
: u# m& a! u1 S( U( f$ l$ E; x钻进深度：６０ｍ # s, L M4 {& p) ^
5 内蒙古工程机械有限公司
! y) N, k0 P p5 FＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。 成桩直径：２０００ｍｍ. f6 i6 \) Y5 ^7 ^. V+ I
钻进深度：６０ｍ ) j! c, G* b {* i& D" Y
6 连云港黄海机械厂
" J( A0 a' p: U$ D! I2 O9 N
, B1 D5 f; f! T6 S# g/ _ＧＺＸ－１２，动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ。 成桩直径：１５００ｍｍ
+ C' j1 t1 I, S; ^0 D) A. }钻进深度：４０ｍ
" w# t, W) A- e D1 y7 兰州建筑通用机械总厂
( m8 p: K( e7 a9 n( l! zＺＹ－１５０，ＺＹ－２２０，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ，２２０ｋＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ
( }* r+ h6 n2 s; b钻进深度：４０－６０ｍ ; ^% a& \; w; y0 _8 F9 N9 ?9 X# L
8 郑州市金牛集团郑州堪察机械有限公司。
6 T* f6 p7 r: r/ c! E6 g* g7 K3 nＫＵＩ ５００，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ。 成桩直径：１５００ｍｍ
: h( U* v* Z" s! Q; c3 S1 G钻进深度：４０ｍ ' _6 O9 H0 W0 _
9 北方重汽& C/ T1 f# z* g7 R' L
ＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ
$ g- ?4 I* b1 y/ {$ o* m( z: E成桩直径：２０００ｍｍ
" r3 Z X- P/ c钻进深度：６０ｍ
" ?1 \: X8 s0 }' a1 R1 d- ?10 河南山河智能机械有限公司。, F5 e+ m, a, g/ |' K# T
ＳＷＤＭ－２０：动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ 成桩直径： ２０００ｍｍ/ Q" s6 R: m n5 \3 H3 i6 j7 H
钻进深度：６０ｍ * F& r7 O9 ]% g, ~2 T T
11 哈尔滨四海工程机械有限公司。
' V4 A0 @* `% g4 ]ＬＧＢ１５００ＫＵ２０００ＬＧＢｌ５００：动力头扭矩：２００ＫＮ·ｍ 成桩直径：１５００－２０００ｍｍ( S5 ?! H! b1 g
钻进深度：６６ｍ 6 K7 L2 |0 n. K
12 徐州东明
/ ~$ F' R% T U0 E9 _ＴＲＭ１６０，ＴＲＭ２００，动力头扭矩：１４０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ5 w8 w \" L/ _
成桩直径：１５００－２０００ｍｍ2 F l6 F: n; D1 n+ N/ e
钻进深度：
' Z$ m/ s! U% @8 C磨擦钻杆：６０ｍ. Z, {4 P q! \' k; d" P
内锁钻杆：４５ ｍ # |) r5 z1 @* e
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： ２０００ｍｍ5 T% \/ v+ Y6 v8 m d5 L
钻进深度：６０ｍ
' x6 j/ d$ W4 O& s' i
0 x0 X! V9 l% N$ w. J1 t3 K4 S' x/ h, W
二、施工技术点 5 H: t* N. z3 k( O7 l- p8 o8 I
f- t- B% u8 w7 }１、旋挖钻机施工工艺步骤：
% Z" O( x: y0 U' _+ N. f% {; k
$ m: p/ x2 \) s' t第一步：旋挖钻机的就位
4 R, z" p! o/ E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
7 d& g/ w% T3 l* [( i2 f- 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。( L0 `; L1 n. {+ t; Z" H2 W# T
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3 W# v' x9 R$ p' W" l
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5 l% h2 b$ g; W1 b7 y
第六步：放下钻头
- w8 r @/ r/ h0 [5 V: R$ ?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。& L" A- k5 O% Y3 L# z
第八步：钻孔完成，进行第一次清孔，并测定深度3 A- J4 q D! I6 R
第九步：放入钢筋笼
1 a c9 R5 \* d* }+ |7 S% i第十步：放入导管
* U$ ?1 u* O; E第十一步：进行第二次清孔
5 R8 m5 W8 C( P* w9 G第十二步：进行水下混凝土灌注
! l$ M {, w9 l: g, l' k第十三步：拔出护筒，清理桩头沉淤回填，成桩7 Q7 ~% A" }0 v/ g; J
6 `0 D0 s; K5 @
% V6 z9 E1 Y7 w
２、施工注意点9 ^ V" w6 F, I2 l; D
（１）护筒施工
( e0 t! d* P& j( C3 ^7 y. L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。 ' Y. m% d! G8 d2 [8 u; F3 Q
护筒的制作及埋设的原则：; H3 @8 \8 B3 r
①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。$ h) x: _( s2 ^. q/ F" S
②护筒内径大于钻头直径，具体护简直径按设计要求选用。
* b" q4 l) K! [ o3 Z# _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。# @. Y& o! r# T8 s8 K6 w1 B {" @' X
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。
6 O* Z. ~2 _: u n* c! J⑤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％ F7 p6 K6 c: J( j
（２）、泥浆
% K9 l' i& f3 a7 x+ U①泥浆的意义3 V! @6 ~" V" D& R. |
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。$ R2 V p2 s; `1 b" `
②泥浆性能指标4 q4 s4 W* F1 z$ C. M
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。
! v! p; X9 F( Q; L/ u8 u工程泥浆性能指标参考值见表３
6 \; K* p9 X$ G6 z; C B# {9 ?8 g& F% N5 F3 b' W3 ]! J `
% f- K" }- z- M8 [2 _0 H9 i" _表３：工程泥浆性能指标
1 {4 N% a' s3 U% p
# G6 U* _! ^0 K4 O' D1 w4 z0 V9 q! J. r# v
指标＼地层 一般地层 松散易塌地层 # G/ @! ^. u7 ^1 L2 b8 |
相对密度 １．０５～１．１５ １．１２～１．１６
. Q; j, R' u2 m; {. P粘度（Ｐａ．ｓ） １８～２５ ２４～２８
0 T! ~. P# ?( J2 c
3 R4 n9 U; j* f, Z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。5 Z' ]* G' v$ z
③泥浆性能参数
: \, o Z; }0 R3 {3 J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
2 ^( m: w6 a* q$ X8 p
* M2 _6 Y; e7 z& E, h' S, s h7 K; D" f* g& j. {
设计要求 ; a$ Y, k6 L$ ] U0 T w4 D
土层性能
* M8 O6 w0 H4 K2 B粘性土. ]3 o3 w9 [. f4 ^3 o- L m' T
砂土4 R4 W# d/ V$ j0 H
卵石
& _/ ~: G! N/ {( Q2 y6 j* {7 K# w泥浆比重. r. X+ @- d2 D% O6 ?2 w
0 a8 J1 J. g C6 p１．０５ １．１０9 f8 }8 p( y' [
１．１５ 5 T" B( G& ]4 p# _5 w L
粘度（ｓ）" N' r7 f- k' K% {
１５－１６2 D7 X* R4 M! Z6 ^+ c
１６－１８: k0 V: k% x5 [) W5 f; o
１８－２５
- S/ F$ ~+ o! r9 w8 x" ?含砂量
$ \4 a; F& l5 J9 e＜８％" w5 f S# G2 D* c( F. r8 Z% x
＜８％
) O. |9 I5 _" F* o＜８％ ! l! S2 V* ]# n: Q& J6 V
ＰＨ ＞８ ＞８5 e# B. z; ^8 g2 \
＞８ 5 D% S [1 T% T
配比、水、膨润土、碱、ＣＭＣ １００：６：３：０．８ １００：６：３０．８
! x' l- \) O" T6 ^1 r& K１００：１０：１．８：０．８ １００：１５：１．８：０．８ . E7 B% I+ a! @0 Y. V
0 L' T! L$ U; V( H④为防止孔壁坍塌，所用稳定液的必要粘度参考值如下表４. j$ w+ {3 Y1 X1 s2 N" S+ F3 H
h. a9 G8 s/ G' n/ F" P( @表４：稳定液必要粘度参考值
- T3 v G* a/ \5 s* ~! m+ w j) e: G8 d+ f, Z7 V
土 质
' U- T% ~- @1 A4 A1 T9 \7 [砂质淤泥+ W& v% |' l/ ]. Z" r6 x2 F
砂（Ｎ＜１ ０）' r4 B( R3 ^" t8 U! t& Q6 @' }
砂（１ ０≤Ｎ＜２０）( e- b0 n, ?% ~& z
砂（Ｎ≥２ ０）6 G4 l+ }( O' p1 [: [$ S
混杂粘土的砂砾
1 ^/ i& B# l- l砂砾! p1 F9 H8 Y3 q6 F
必要粘度（Ｓ）（５ ００／５００ＣＣ）+ D6 ^3 L9 C) q, D/ }6 ]
２ ０～３０' e/ T7 d. y) H
＞４５
2 f h q( o3 I9 g２５～４５( l, H' P' _" g1 z( |
２ ３～２５
' m/ \: b3 L7 u; A3 k２５～３５ W* m/ P! A, o" B) D8 Z
＞４５* B) G0 r, ?0 s( G( `# s: k# ?1 X
: h6 Y! I% V+ `" y3 ]0 Z0 L
- Y# H, \) A; Y5 j& Q `& C/ O, Q! j( l# @% `6 L6 [
（３）、合理控制钻斗的升降速度
5 h5 m. {# F, Y7 r0 e, M. z/ Q1 O
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。
- {; Z& t* b& q% R9 [8 b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
$ h0 Y+ i' t8 {. z( p5 h1 j3 M表６：钻斗转速参考值表
?' K$ n3 k9 s$ e- F) Q1 [% d3 B* e [7 A g
钻斗升降速度 空钻斗升降速度 : S4 v* T2 K9 l
桩径（ｍｍ） 升降速度（ｍ／ｓ） 桩径（ｍｍ） 升降速度（ｍ／ｓ）
9 \( K) @7 n4 v7 I) E７００ ０．９７３ ７００ １．２１０ 3 U" f% n/ g8 Y
８００ ０．９７３ ８００ １．２１
% M. M5 \+ N6 K! @１０００ ０．８５８ １０００ １．０２ F, J* c6 b$ ^2 O8 m; Q: _9 a
１２００ ０．７４８ １２００ ０．８３０
8 P5 t/ A1 ?: G１５００ ０．５７５ １５００ ０．８３０ ( q; ?* {1 |0 h' X1 m; J& f1 w- F
２０００ ０．４３８ ２０００ ０．６２
3 p" M' d) ~/ w& P２５００ ０．２３１ ２５００ ０．３１ 2 G* l$ M# r5 u- p* X4 x, v% R& _
! ]! c* A7 z) J1 ^. S5 K0 N
: @4 a$ f5 }2 Y6 Z
( g' n3 \0 F ^; E( { ]
地层土质
/ A: }! m$ S% [/ k3 h表层土: i \' F" U6 T, \7 G$ V, K
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 z( r7 B1 C* x/ c: j
砂质粉土夹粉砂、粉土、粉砂粉质粘土类等8 ~: F+ T% E2 d* j
粉细砂、粉砂、粗砂等" u2 [) c; o4 l* e1 L T/ ^
转速（ｒ／ｍｉｎ）$ }+ v7 M$ C2 K1 u/ }
０～１０! d/ F; {: C3 U3 g9 F( i; g* \
０～２０
0 t; _! j6 m* |9 {' u' ]０～１５
, p8 X9 o9 D- ~* @+ E6 K０～８% i+ j+ U! [0 G+ h U% {
3 d+ ^# E( q A
（４）、钢筋笼
/ \2 K& e7 c) D. a5 ]5 W3 k9 K0 N
0 {4 b1 n6 A/ y* O q. J5 B$ Y①钢筋笼制作
$ l {& r h" ?: w- n5 F" r/ V7 U3 I8 g) ]' q
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。
8 [; `, m a: W; Y# F0 D②钢筋笼加工的技术标准5 H# q5 {. m* K5 |* T
8 l' u% T; c8 G8 l6 n, z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：
/ P- `/ X, i: c( M6 Z4 ?/ t5 y表７：钢筋笼制作允许偏差
N4 n2 t% m& h0 e/ S. i
9 b! f5 Z& M8 m8 Y8 Q3 C4 a( Z; I6 i
* ^1 ?+ s) h) Y序号 项目 允许偏差（ｍｍ） , M1 g' P+ D7 x, l
1 主筋间距 ±１０ * S$ d; x4 y; ?' {2 S+ K' W! [
2 箍筋间距 ±２０ N9 E: ^2 }5 T) E ]9 y# \ ]; I9 s
3 钢筋笼直径 ±１０
" ?; a3 A- M2 ^+ d2 i( Q' ?4 钢筋笼整体长度 ±１００
3 R% j& |0 q, {( O4 d3 m0 q5 主筋弯曲度 ＜１％ 0 x) n0 C7 ~& A9 O+ v
6 钢筋笼弯曲度 ＜１％
9 o& ]+ x1 }0 j" Z# {, Q3 x. [! e3 R9 D. M$ N. @7 ^3 r1 \
检验方法7 ?' J% c" d- T( L4 M7 U
用尺量2 H* O& ]0 w8 R/ z& L, s
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９5 b5 P* |" {! I E) U: ?
表８：钢筋笼质量检验标准（ｍ）
! d( p( g3 D! P/ W) ]1 m- R2 k9 A% C$ ]) T% U
2 u( K$ e+ I' P+ q设计要求
; o Z9 C1 ]' @; l9 ^. e1 承载力
0 S4 X H5 ^. v/ y! ?0 J根据基桩检测技术规范
; V6 f7 I4 _$ j p& i3 X2 桩径
: |2 F, d3 I; F+ n±５０
# Z# C7 l/ S3 J3 泥浆比重
7 P$ U% ~4 ~) Z3 Y2 P１．１５－１．２０
- j. A( A# @: l; J( B4 沉淤厚度$ w! v4 H. a2 @8 d* e; E
≤８０ｍｍ
0 H8 ~. ?; r8 H `5 混凝土塌落度' a8 ^1 e6 J2 S: G8 O L* g- T8 y2 ]: _
１６０－２２０ ) I" ~3 h$ w+ k9 a+ k& k# Z1 U' m9 _
6 钢筋笼安装深度
- ?6 j# s" B! `# F±１００ 3 F! c- r5 m# I1 ? {
7 混凝土充盈系数
$ o U! e4 `& [大于１，小于１．３ " U) T( X" f' o6 H, R9 W
8 桩顶标高
/ G, z% q, W9 Q8 e＋３０，－５０"); |
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发表于 2007-1-13 20:37:06
