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旋挖钻机施工技术及应用
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旋挖钻机施工技术及应用


 简要介绍旋挖钻机施工技术,旋挖钻机消耗的泥浆少,废弃的泥浆少,可大大减少对环境的污染。旋挖钻机是目前国内钻孔灌注桩工程施工中广泛使用的钻孔机械,具有高效、节能、环保、低成本等优点。

  [关键词]旋挖钻机;旋挖钻机钻孔;旋挖桩基;旋挖钻机施工技术  


  我公司所承接的工程标段为:绍兴滨海产业集聚区钱清至滨海工业区公路工程建设项目施工土建1标段。该工程具有桩基数量较多的特点,其中桩基的数量一共有491根,其中直径Φ150cm的桩基363根,Φ180cm的桩基32根,Φ120cm的桩基56根,Φ100cm的桩基40根。旋挖钻机消耗的泥浆少,废弃的泥浆少,可大大减少对环境的污染。本次论文主要目的是为了重点介绍旋挖钻机在实际工程的运用。

 

 1旋挖钻组成及工作原理

  XR360旋挖钻机是一种高度集成的桩基施工机械,采用一体化设计,履带式360。回转底盘及桅杆式钻杆,总质量为92t,工作状态高度为24.586m,每个履带板接地尺寸为长5.484m,宽0.8m。为全液压系统,不需要接长钻杆,钻孔时孔口注浆以保持孔内泥浆高度即可,因而能大大缩短成孔时间,提高施工效率。由以下部件组成:①底盘②发动机系统③液压系统④驾驶室⑤卷扬⑥钻桅⑦动力头。

 

 2旋挖钻机施工技术

  2.1测量放线、埋设钢护筒

  用GPS测量仪测放出桩位,定出桩位中心点,在四周埋设保护桩。护筒埋设采用旋挖钻机压入。埋设方法为:钻机对中就位后,调整钻杆垂直度,然后进行钻孔取土,钻孔深度达到2m左右后压入钢护筒。先将护筒底面中心对准桩位中心,初步调整护筒垂直度(<0.5%H),然后利用钻机动力杆将护筒缓缓压人土层,在护筒下沉过程中用仪器随时监控护筒中心及垂直度,如出现偏差过大时及时调整,确保护筒埋设位置正确和孔壁垂直。埋设完毕后进行二次复测,报监理认可后进入下一工序。

 

 2.2泥浆制备

  根据工程实际需求拟采用外购的Na-CMC(钠羧甲基纤维素)泥浆,这是一种最普通的提粘型泥浆,Na-CMC起到进一步提粘和降失水作用。配方为:优质造浆粘土200~260g,水1000ml,纯碱8~12g,Na-CMC8g左右。泥浆比重1.2~1.4粘度,25~35s失水量小于12ml/30min,pH值约10.5,含砂率1.5%。


  2.3旋挖钻机成孔

  旋挖钻机成孔 前,必须先进行班组技术交底,向班组人员讲明地质情况,质量要求,施工安全要求及措施和施工前需做的准备工作。本工程位于海积平原,地势平坦,河道纵横交错,表层以海积粉质粘土为主,软-可塑性,厚0.5m~3.4m,抗扰动性较好,遇水稳定较好。该地层钻进时可按正常速度15r/min钻进,进尺速度可按15m/h钻进。

  2.4旋挖钻机清孔、检孔

  (1)旋挖钻机清孔:当钻孔桩的孔深、垂直度、孔径、孔位经监理检查合格后,即可进行第一次清孔。清孔后及时测量沉渣厚度,确保灌注水下混凝土前沉渣厚度20cm。(2)旋挖钻机检孔:主要检查孔径、孔的垂直度和孔深。用笼式检孔器检测。检孔器用φ25的钢筋加工制作,其外径等于设计桩径,长度为6m。

  2.5钢筋笼的制作、安装

  为了缩短钢筋笼安装时间,钢筋笼主筋连接采用机械连接,钢筋笼制作时将主筋两端制作成螺纹接口,安装时用机械连接,在同一截面上接头不大于50%。钢筋笼的尺寸、制作、及加强筋、辅笼钢筋电焊质量严格按设计图纸和技术规范的要求。

  2.6灌注水下砼

  灌注水下混凝土时,混凝土灌注导管采用内径Φ250型螺纹接口管,在混凝土灌注前进行水密承压和接头抗拉试验、长度测量、标码等工作,并经监理工程师检查合格后下放导管,导管底口至桩孔底端的间距控制在0.3m~0.5m。

  3旋挖钻机稳定性验算

  3.1坐标系的确定

  为便于分析计算,设定直角坐标系如下:旋挖钻机的回转中心线与地面的交点为原点O,旋挖钻机的纵向对称中心线为X轴,正方向指向正前方;回转中心线为Y轴,正方向向上;左右方向为Z轴,右侧为正方向。

  3.2旋挖钻机整机稳定性计算

  旋挖钻机正常工作的状态是沿履带方向进行,工作幅度范围为4410mm-4950mm。工作时地面应平整,地面倾斜度不大于2°,最大风力不大于8级,钻机不允许在斜坡面上工作。受倾覆力矩最大?钐?为幅度4950mm时的状态。当主卷扬提升力以及加压卷扬提升力最大时整机的倾覆力最大,此时主卷扬提升力为320 kN;加压提升力为240 kN(钻进工况);钻杆(6节磨阻杆)136 kN;钻头43.6 kN,动力头50 kN。

  3.3地基承载力验算

  旋挖钻施工前地基处理:先清除地表种植土及杂草,厚15cm,然后回填厚度不小于80cm的宕渣,平整压实,其压实度不小于90%,则地基的承载力大于200kPa,在平整压实的宕渣顶面铺设两块长8m,宽1.5m,厚15cm的路基钢板作为旋挖钻机的工作平台。则:地基单位面积承载力为20t/m2;路基钢板最大承受荷载为8×1.5×2×20=480t;而旋挖钻机总质量为92t。其在施工过程中回转等安全系数按1.3考虑,则旋挖钻在施工过程中对地基的最大压力为92×1.3=119.6t<480t,故地基的承载力满足要求。

  4本工程总结分析

  旋挖钻机为全液压驱动,电脑控制,其工效是循环钻机的20倍,具有自动化程度高、成孔速度快、质量高等优点,最重要的是,工程质量和进度得到了充分保证。


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