在基建工程中使用的钻井技术除了锚杆钻孔以外,一般都是超大口径钻孔。以各种建筑基础设施施工为
例,国外80年代以*般都采用以打击法为主的预制桩施工机械。但80年代以来,由于各种城市建设法
规对环境噪音,振动等的限制,打击法为主的预制桩施工机械逐渐退出,新的材料、施工技术、方法的
推广,特别是高、大、重建筑的大量出现;对建筑*震、*陷、*裂的要求;对施工速度和质量的要求
等,使混凝土灌注桩及其超大口径钻孔施工机械都得到长足的发展。
国外钻机发展历史:
美国在*前就开发了螺旋钻孔机,当时仅用于钻孔作业,以后才逐渐推广应用于灌注桩施工。螺旋钻孔机目前在德、意、英、法美等*,并且常采用混凝土泵与之配合,通过钻杆直接灌注混凝土成桩。日本在1968年实施噪音管制法后,螺旋钻孔机得到迅速发展,许多施工方法都以螺旋钻孔机为主机或辅助设备。同时还开发了用于*石层和岩土施工用的凿岩螺旋钻孔机。短螺旋钻孔机、回转斗钻孔机在第二次*前由美国卡尔威尔特公司研制成功,其后,意大利和日本分别引进技术逐渐推广起来。由法国发明了冲抓斗钻孔机,由徳国发明了循环钻孔机,在建筑地基等施工中均发挥了很大作用。
欧洲在1950年以前在桩基础施工中以打击法施工木桩和钢桩,1950年以后,由于在第二次*中遭受*地区的复兴以及随后在城市中振动和噪音的限制,灌注桩施工比较普遍。另外,由于欧洲的土质主要是紧密的砂砾层,除了沿海地区外,一般钻深20~25m就可作为桩的支持层,目前所使用的施工机械以可动式驱动装置的回转斗钻孔机为主。在对驱动装置稍加改动后即可安装长螺旋,在配置摇动护管装置后可进行多种作业。
在日本的建筑工程中,因回转斗钻孔机****率、低公害而成为灌注桩施工机械的主力机种。在东南亚如香港、台湾、韩国等还较多使用反循环钻孔机,在新加坡、马来西亚主要使用回转斗钻孔机。总的来说,*根据本国的历史背景、地质情况、工程规模、施工方法等各种因素,相互引进技术、消化吸收并加以*,使灌注桩施工机械得到了迅速发展。
国内在70年代之前因高、大、重建筑较少,桩基础应用很少,而且除桥梁工程外****于预制桩基础。近十几年来灌注桩发展较快,应用范围逐步扩大,目前已形成钻、挖、冲、沉管等多种工艺,并且*、研制了相应的国外设备,取得了明显的经济效益。但新技术的推广普及工作较差,或由于设备数量少而不能推广,达不到预期的效果;新技术的开发研究不够;施工质量检测技术落后等,由于地基处理的基础工程技术落后,水平较低,管理不善,造成了地基基础工程施工工程周期长(一般占整个工期的1/4~1/3),造价高(一般占建筑总造价的1/5~1/3),人工操作多的局面。
国内1972年开始在建筑地基中采用螺旋钻孔机施工混凝土灌注桩,以后又研制了短螺旋钻孔机,螺 旋钻扩机等,其施工能力范围在孔径 400mm;深度12m以内。80年代后期又从国外引进了回转斗钻孔机,冲抓斗钻孔机,连续墙钻孔机等,但这些机械都因机具单一,不能适于国内的各种复杂 的地质条件等,没能发挥较大作用。目前由于城市中对振动、噪音的限制不严,振动沉管桩还广为使用,另外,由于种种原因反循环钻机还占主要地位,其它钻机没有得到应有的重视和发展。国内现有主要生产厂家有:上海金泰股份有限公司、金牛集团郑州勘察机械有限公司、北京城建机械厂 (从意大利 SOILMEC 公司引进技术)、
机种冲抓斗反循环回转斗螺旋
桩径(mm)600~2000600~6000600~2000300~2000
桩长(m)/直径(mm)60/1000
50/1500
35/200086/1000
80/2000
75/300040/1000
25/150050/1000
30/1500
容许支持力(t)200~250200~250150~180150~180
斜桩施工12°以下不可不可任意
孔壁保护方式护管净水无无
施
工
特
点孔壁坍塌无有危险有危险有危险
30cm以上石块处理比较容易需特别处理需特别处理需特别处理
软岩处理数10cm可以由****刀头可以不可由****刀头可以
泥浆处理需要时间可以能处理时间长出现反面效果不需
混凝土质量干施工无问题
泥水处理少量多量实用泥浆时有问题干施工无问题
对周围地基的影响非常小非常小有时产生问题有时产生问题
河北新河新钻有限公司、徐工集团徐州混凝土机械厂、哈尔滨机器制造厂、兰州建机厂、沈阳勘察
机械厂、黑龙江双城钻机厂、黑龙江勘察机械厂、天津勘察机械厂、北京桩机厂等。按照钻机生产系列
中参数列出有:长螺旋钻机(L×φ)18×0.6(m)、短螺旋钻机(L×φ)60×2.0(m) 、回转斗钻机
(L×φ)50×1.5(m) 。另外,还有一些厂家直接引进国外技术生产钻孔机。
按桩的制作方法分为灌注桩,预制桩及搅拌桩。
预制桩:预先制好的钢筋混凝土桩。灌注桩:在施工现场的桩位上,通过机械钻冲或人工挖掘等方法形成桩孔,然后在孔内下入钢筋笼,灌注混凝土,形成钢筋混凝土灌注桩。灌注桩的用量超过预制桩,优点是适用条件广,单桩承载力大,*震性能好,建造费用低,施工噪音小,公害少。预制桩适用条件:桩径小;土粒细;土松散。灌注桩适用各种地质条件。
灌注桩的桩型较多,按成孔设备和施工方法可以划分为泥浆护壁钻孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业成孔灌注桩等。
桩型
适用条件
泥浆护壁钻孔灌注桩
适用于地下水位以下的黏土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层;以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层
冲击成孔灌注桩
能适用于同上所述的地质情况且能穿透旧基础、大孤石等障碍物,但在岩溶发育地区应慎重使用
沉管灌注桩
适用于黏土、粉土、淤泥质土、砂土、填土,在厚度较大、灵敏度较高的淤泥和流淌状态的黏土等软弱土层中采用时,应制定*措施。
干作业成孔灌注桩
适用于地下水位以上的黏土、粉土、填土、中等密实以上的砂土风化岩层
人工挖孔灌注桩
当在地下水位较高,特别是有承压水的砂土层、滞水层、厚度较大的高压时,施工缩性淤泥层和流塑淤泥质土层中,必须有可靠的技术措施和安全措施
对旋挖钻机的特性要有正确的认识,它是多能的而不是****的。
(1)多种回转斗的配置,加大侧刃的外伸尺寸,减小