我国幅员辽阔,地层地质条件复杂多变,近二十年建筑、道桥、港口桩基础工程建筑规模十分巨大,灌
注桩是其中的主体。因此,各类灌注桩的成孔成桩技术发展迅速,其主要特点可概括为三点:一是传统
技术一部分得到改进****,少部分趋向淘汰;二是自主*成绩斐然,一部分新桩型、新工艺、新技术
研发成功,并在一定范围推广应用;三是结合国情引进****设备和工艺,对提升我国桩基施工水平效果
显著。根据成孔成桩过程特点可将灌注桩分为三大类:
1、非挤土成桩法
(1)干作业法
长螺旋钻孔桩(d=400~800mm,L≤25m)
机动洛阳铲成孔灌注桩(d=300~500mm,L≤20m)
人工挖孔灌注桩(d=800~3000mm,L≤30m)
钻孔压注无砂混凝土灌注桩(d=600~800mm,L≤20m)*
长螺旋钻灌合一灌注桩(d=400~600mm,L≤25m)*
(2)泥浆护壁法
正、反循环钻孔灌注桩(d=500~3000mm,L≤110m)
潜水钻成孔灌注桩(d=500~1000mm,L≤50m)*
大锅堆钻成孔灌注桩(d=500~800mm,L≤50m)*
旋挖成孔灌注桩(d=600~1500mm,L≤70m)**
(3)套管护壁法
贝诺托灌注桩(d=800~1600mm,L≤50m)**
短螺旋钻孔灌注桩(d=300~800mm,L≤20m)
2、部分挤土成桩法
冲击成孔灌注桩(d=600~1200mm,L≤50m)
多支盘挤扩灌注桩(d=600~1000mm,L≤40m)*
水泥土预制芯桩复合桩(d=500~600mm,L≤15m)*
3、挤土成桩法
震动沉管灌注桩(d=300~500mm,L≤24m)
锤击沉管灌注桩(d=300~500mm,L≤24m)*
锤击振动沉管灌注桩(d=300~500mm,L≤20m)
夯压成型灌注桩d=325~400mm,L≤24m)*
弗兰克桩(d=600mm,L≤20m)**
工作装置
工作装置包括变幅机构、桅杆总成、随动架、动力头、主卷扬、辅卷扬、加压装置、钻杆、钻具等。
1、变幅机构
变幅机构是桅杆的安装部件。由动臂、三角架、支撑杆、变幅油缸、桅杆油缸等组成,通过变幅油缸、桅杆油缸的作用,可以使桅杆远离或靠近机体和改变桅杆前后倾角,调节桅杆的工作幅度或运输状态的整机高度。
SR系列旋挖钻机变幅机构
回转台—动臂—支撑杆—三角架通过销轴铰接,组成一个平行四边形机构。当变幅油缸伸缩而改变工作幅度时,桅杆和三角架只作上下平行移动。满足了桅杆平移,升降的工况要求。
2、桅杆总成
桅杆总成由桅杆和滑轮架组成,
桅杆是钻机的重要机构,是钻杆、动力头的安装支承部件及其工作进尺的导向部件。其上装有加压油缸,动力头通过加压油缸支承在桅杆上,桅杆左右两侧有矩形导轨,对这两个工作机构(动力头、随动架)的工作进尺起导向作用。
图4 SR系列旋挖钻机桅杆
桅杆为三段可折叠式,分为上段、中段、下段,运输状态时,将上段、下段折叠安装,以减小运输状态时整机长度。
滑轮架结构如图5,安装于桅杆的顶端,工作时用螺栓与桅杆联接。 滑轮架上的主卷扬滑轮和辅卷扬滑轮用以改变卷扬钢丝绳运动方向,是提升、下降钻杆和物件起吊的重要支撑部件。滑轮架为折叠式,运输时与桅杆铰接联接,以降低运输状态时整机的高度。
SR系列旋挖钻机滑轮架
3、随动架
随动架是钻杆工作的辅助装置,结构如图6,一端装有轴承并与钻杆螺栓联接,对钻杆起回旋支承作用;另一端设有导槽与桅杆两侧导轨滑动联接,运行于桅杆全长,是钻杆工作的导向部件,扶持钻杆正常工作。
SR系列旋挖钻机随动架
4、动力头
动力头是钻机****重要的工作部件,结构如图7,它由液压马达、减速机、动力箱、缓冲装置、滑移架、联接板、压盘组成。动力箱内有一组与回转支承固定在一起的齿圈,齿圈与轮毂固定,轮毂内壁有三组驱动键。
SR系列旋挖钻机动力头
液压马达的高速旋转通过减速机减速以后,减速机的动力输入给动力箱中的齿轮轴,齿轮轴小齿轮与齿圈啮合,形成****后*减速。与轮毂固定在一起的齿圈,在回转支承的支撑下被驱动旋转,轮毂上的键驱动钻杆旋转,实现钻机钻孔工作的旋转运动。
缓冲装置的作用:当钻孔深度超过****外1层钻杆的长度时,下钻杆时会冲击动力头,特别是卡钻时的意外情况,冲击力更大,此时****对动力头的冲击,保护动力头不受到损坏。
滑移架是动力头的导向部件,通过联接板和销轴与动力箱固定,在对钻孔加压和对动力头起拔工况时,沿桅杆导轨导向。
压盘的作用是钻斗上提时与钻斗上的碰块相撞,打开钻斗卸渣。
S****0C旋挖钻机动力头匹配两种输出转速:一种是低速大扭矩,用于正常成孔作业;另一种是高速小扭矩,用于空载卸土。两种转速通过液压系统进行切换,切换时有3秒滞后*。其它钻机没有高速甩土功能。
5、主卷扬
卷扬由液压减速机构、卷筒、卷扬支座、钢丝绳、绳套等组成,结构如图8。主卷扬的功能是提升或下放钻杆,是钻机完成钻孔工作的重要组成部分,其提升和下放钻杆的工作由液压系统驱动和控制。在钻机进行成孔工作时,须打开主卷扬制动器;使系统中主卷扬马达进、回油通道互相导通,卷扬机系统处于浮动状态,这样才能操作加压油缸对钻杆进行加压,以便钻杆顺利进行钻进。
SR系列旋挖钻机主卷扬
6、辅卷扬
辅卷扬由液压减速机构、卷筒、卷扬支座、钢丝绳、绳套等组成。辅卷扬置于三角架内,其功能是吊装钻具以及其他不大于额定起重量的重物,是钻机进行正常工作的辅助起重设备。
7、加压装置
加压装置由加压油缸和动力头总成组成。
加压油缸固定于桅杆上,加压油缸活塞杆连接于动力头滑移架上。
摩阻式钻杆加压方式,由于钻杆作旋转运动,钻杆键侧与动力头轮毂的键产生正压力,正压力产生摩擦力,由于加压油缸对动力头的加压动作,此摩擦力实现钻杆钻孔工作的进给运动。
机锁式钻杆加压方式,加压油缸的加压力通过动力头的轮毂端面与钻杆加压点接触,实现钻杆钻孔工作的进给运动。由于此方式需*,有时*不*,容易造成卡钻,只有当钻孔进给阻力大时才采用。
通过加压油缸活塞杆的伸出,实现钻孔时的进给加压。加压油缸活塞杆缩回,起拔动力头,在埋钻的情况下,也可以用来起拔。加压油路上装有平衡阀,在不向加压油缸供油的情况下,可以将动力头可靠地锁定在加压行程的任意位置上。
8、钻杆
钻杆是钻机向钻具传递扭矩和压力的重要部件。其结构和功用见“第五章 钻杆及其应用”。SR250旋挖钻机出厂标准配用的钻杆是磨阻式五节钻杆(14米×5节),钻孔有效深度可达68米。
S****0C旋挖钻机出厂标准配用的钻杆是磨阻式五节钻杆(13米×5节),钻孔有效深度可达58米。可以配用的钻杆是磨阻式五节钻杆(14米×5节),钻孔有效深度可达68米。
SR200旋挖钻机出厂标准配用的钻杆是磨阻式四节钻杆(13米×4节),钻孔有效深度可达48米。可以配用的钻杆是磨阻式五节钻杆(13米×5节),钻孔有效深度可达58米。
S****0旋挖钻机出厂标准配用的钻杆是磨阻式四节钻杆(11米×4节),钻孔有效深度可达42米。
9、钻具
钻具是决定成孔效率的关键部件。
钻具有捞砂斗、土钻斗、螺旋斗、筒钻、清底钻斗、扩孔钻头等。可根据不同地质情况配置不同的钻具,使钻机在大多数地质条件下都能****作业。