旋挖钻是二战以后意大利人发明的，因使用中的高效率和可靠的质量，而为业主和建筑公司带来丰厚的利润，后欧州人、日本人等随着各国恢复建设的全面展开而大面积使用，使其更加完善，功能更多，目前己成为世界各国铁路、公路、水利、工民建施工中的主要桩基成孔工具。旋挖钻主要用来对地基基础桩基成孔，其钻头有多种形式：如回转斗、短螺旋、岩芯钻头等，根据地质条件的不同，更换不同的钻头，以达到高速、高质的成孔要求。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.广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程，配合不同钻具，适应于干式(短螺旋)，或湿式(回转斗)及岩层(岩心钻)的成孔作业，旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活，施工效率高及多功能特点。旋挖钻机适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围广，基本可满足桥梁建设，高层建筑地基础等工程的使用.目前，旋挖钻机已被广泛推广于各种钻孔灌注桩工程。
旋挖钻机因具有施工速度快、成孔质量好、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适用性强等优势, 已成为钻孔灌注桩施工的主要成孔设备, 不少重点工程的业主为确保工程进度和质量, 均将其作为指定施工设备, 从而替代了传统的冲击和回旋钻机成孔设备。目前我国工程界的大多数旋挖钻机均为德国和意大利的产品, 并已占据主导地位。
旋挖钻机的类型
小型机
钻机扭矩 100kNm, 发动机功率 170kW, 钻孔直径 500～1000mm、深约 40m, 整机重量约 40t。小型机的应用市场定位如下: ①各种楼房的护坡桩; ②楼房部分承重结构桩; ③城市改造市政项目中各种桩径小于 1m 的桩; ④适用于其它用途的桩。小型机的市场覆盖率达 30%以上。
中型机
钻机扭矩 180kN?m, 发动机功率 200kW, 钻孔直径 800～1800mm、深约 60m, 整机重量约 65t。中型机的应用市场定位如下: ①各种高速公路、铁路等交通设施桥梁的桥桩; ②大型建筑、港口码头承重结构桩; ③城市内高架桥桥桩; ④其它适用桩。中型机的市场覆盖率达 90%以上。
大型机
钻机扭矩 240kN?m, 发动机功率 300kW, 钻孔直径 1000～2500mm、深约 80m, 整机重量约 100t 以上。大型机的应用市场定位如下: ①各种高速公路、铁路桥梁的特大桥桩; ②其它大型建筑的特殊结构承重基础桩。大型机的市场覆盖率达 10%以上。
旋挖钻机在市政工程中的应用：目前广州采用旋挖钻机施工的项目较多, 如广州新光快速六标桩基, 广州东方重机桩基, 地铁小北站、五羊邨站等, 现对广州某地铁车站围护结构施工应用实例进行介绍。该工程位于环市中路下方, 西临环市中路、麓景路、小北路交叉口, 其中环市中路正上方有高架桥和人行天桥。车站西北侧与广九铁路、内环路高架相临近, 周边高楼林立。
旋挖钻机施工步骤：旋挖钻机就位→埋设护筒→钻头轻着地后旋转开钻!当钻头内装满土砂料时提升出孔外→旋挖钻机旋回, 将其内的土砂料倾倒在土方车或地上→关上钻头活门, 旋挖钻机旋回到原位, 锁上钻机旋转体→放下钻头→钻孔完成,清孔并测定深度→放入钢筋笼和导管→进行混凝土灌注→拔出护筒并清理桩头沉淤回填, 成桩。
质量控制措施：⑴ 桩位放样
在进行场地整平后, 组织有资格的测量放样人员将所有桩位放出, 钉好十字保护桩, 做好测量复核, 并记录放样数据备案。
⑵ 埋设护筒
用拉线法检查桩位偏差, 应满足规范要求。
⑶ 成孔
采用钻头钻进, 根据不同层次的土质结构选择不同的转盘转速和进尺进行控制。在砂层钻进和进入强风化层后, 因土层太硬会引起钻锥跳动及偏斜、加大钻杆摆动, 故应选择低档慢速, 转盘转速参数取值 13～40v/ min, 成孔深度按设计要求进行控制。
⑷ 钢筋笼制安
旋挖机挖土清渣达到设计要求后, 开始下放钢筋笼, 其制安必须严格按照设计图纸进行, 主筋、箍筋应焊接均匀, 搭接长度及焊缝应符合规范要求, 安装时应安装护块, 以确保周正及保护层厚度, 钢筋笼的制作偏差应符合设计及规范要求。
⑸ 混凝土浇筑
在导管接驳完毕后, 将混凝土隔水栓吊放在临近泥浆面的位置, 导管底端到孔底距离控制在 0.4m左右, 以便能顺利排出混凝土隔水栓。开始灌注前储料斗内储备的混凝土量应不少于 1.0m3, 以便在混凝土隔水栓被挤出导管后能将导管底端一次性埋入水下混凝土中 0.8m 以上, 适时提升或拆卸导管, 确保导管底端埋入混凝土面以下 1～4m, 灌注应连续进行。一旦发生机具故障或停电停水及导管堵塞或进水等事故时, 应采取有效措施进行处理, 以便尽快恢复灌注混凝土, 同时做好记录。
⑹ 孔内事故预防措施
①选择有经验、责任心强的施工队伍, 保证操作人员的素质; ②加强钻具检查, 对加工不良的钻具严禁使用; ③对孔内水头高度, 泥浆的相对密度和粘度经常观察和检测, 发现问题及时解决, 尤其在钻孔排渣、提锥除土或因故停钻时应保持孔内规定水位和规定的泥浆性能指标, 以防坍孔; ④钻孔作业应分班连续进行, 在土层变化处捞取渣样判明土层, 并与地质资料核对, 根据土层情况采取相应措施, 保证施工质量; ⑤升降钻锥须平稳, 钻锥提出井口应防止碰撞护筒或孔壁, 防止钩挂护筒底部, 钻杆的拆装应迅速。
旋挖钻成孔施工中应注意的问题：
⑴ 土层中成孔与钢护筒安设的垂直度对桩体垂直度影响巨大;
⑵ 定位用的混凝土护筒与钢护筒合理配套使用, 能有效缩短钻机定位时间, 提高施工效率;
⑶ 软岩及土层中使用旋挖斗一次成孔; 硬岩中先用螺旋钻头成小孔, 然后用旋挖斗进行扩挖成孔。
旋挖钻用于地铁工程钻孔桩施工优势明显, 适用性强; 自动化程度高, 劳动强度低; 钻进效率高; 成桩质量好; 环境污染小。能显著地提高工程施工效率和工程质量。在合理选取施工方法与施工工艺时, 能最大限度地节省物力, 财力, 人力等资源。对企业效益和社会安全具有双赢意义。
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