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        旋挖鉆機用途詳解

        2020-03-04 08:25:54點擊:
        旋挖鉆機施工工藝是一種先進的樁基施工工藝,是二戰以后由意大利人發明的,后來因歐州、日本等恢復建設的全面展開而大面積使用,使其更加完善,功能更多,目前已成為世界各國鐵路、公路、水利、工民建設施工中的主要樁基成孔工具。
        旋挖鉆機施工現場
        一、旋挖鉆機及工藝的基本介紹
        旋挖鉆機功率大、輸出扭矩大、軸向壓力大、機動靈活、施工效率高及功能多的特點,能適應我國大部分地區的土壤地質條件,目前旋挖鉆機已被廣泛推廣于各種鉆孔灌注樁工程。旋挖鉆主要用來對地基基礎樁基成孔,其鉆頭有多種形式:如回轉斗、短螺旋、巖芯鉆頭等,根據地質條件的不同,更換不同的鉆頭,以達到高速、高質的成孔要求。其主要由行走裝置、主機、聯接架、桅桿、輔助絞盤、主絞盤、動力頭、鉆桿組成。
        旋挖鉆機的基本工作原理是:依靠動力頭提供扭矩作用在鉆桿和鉆頭上,使鉆頭作旋轉切削土體,同時加壓油缸通過動力頭傳遞壓力給鉆桿和鉆頭,實現鉆頭的加壓鉆進。渣土進人鉆頭內,主卷揚提升鉆桿鉆頭到孔外,借助鉆頭的特殊機構卸土。合上斗門,下放鉆桿,再次把鉆頭放人孔內,繼續鉆進,重復上述過程即形成樁孔[1]。
        旋挖鉆孔灌注樁技術被譽為“綠色施工工藝”,特點是工作效率高、施工質量好、塵土泥漿污染少,還具有工作效率高、施工質量好、適應能力強和施工噪音低,塵土泥漿少,不污染環境的優勢,很適合在城市高架橋建設中使用。旋挖鉆進技術雖然具有諸多優勢,但是,在這一先進技術的推廣應用過程中也存在一些制約因素:
        (1)設備價格昂貴。
        (2)運行成本較高。
        (3)受工程量的制約。
        (4)受施工地層的制約[2]。
        二、案例分析
        現已某城市中某個高架橋建設為例,說明旋挖鉆機在城市高架橋樁基施工中的應用。該高架橋位于市中心,沿線的人口密集、交通繁忙,所屬地地形為平原地貌,地勢平坦,地下水位較高,對施工要求較高。主要的要求有以下幾點:
        1、構造簡潔、大氣,并且便于養護維修,并須滿足車輛運行安全、乘客乘坐舒適、城市規劃、城市景觀、經濟、防水、防火、環保等要求。
        2、應滿足耐久性要求,且符合強度、剛度、穩定性、抗風、抗震、裂縫控制等要求,并滿足施工工藝的要求。
        3、滿足建筑限界,跨越鐵路、公路、河流的行車、排洪等要求,并應充分考慮結構變形、基礎沉降等不利因素的影響。
        4、綜合考慮設備等附屬設施的接口設置,預留與高架主體結構的可靠連接,保證相關設備的正常安裝和使用。
        三、旋挖鉆機施工工藝及操作規程
        本項目的旋挖鉆機施工工藝流程。
        主要的工藝步驟詳細說明如下:
        1、護筒埋設。護筒埋設工作是旋挖鉆孔機施工的開端,護筒平面位置與豎直度準確與否,護筒周圍和護筒底腳是否緊密、不透水,對旋挖鉆孔機成孔、成樁的質量都有很大的影響。根據地質情況埋設護筒的長度可達6.0m,在本工程中護筒長為4~6m,護筒內徑1.05m,外徑1.11m。埋設護筒時用水平尺檢查垂直度,護筒頂一般高于原地面0.3m,以便鉆頭定位及保護樁孔。
        2、泥漿調制。本高架橋因地基巖土中夾有細砂、粉砂粗砂層,地面水位較高的特點,泥漿的各項性能指標尤為重要。泥漿材料選用膨潤土或粘土、聚丙烯酰胺以及燒堿,加入適量燒堿可提高泥漿的粘度,有關實驗證明:此時泥漿粘土顆粒懸浮均勻,沉淀少,性能穩定,滿足了鉆孔需要。
        3、鉆孔施工。當鉆頭下降到預定深度后,旋轉鉆斗并施加壓力,將土擠入鉆斗內,關閉鉆斗底部,提升鉆斗將土卸于堆放地點。注意孔內地下水位情況,及時補充水,以防坍塌。鉆機施工過程中保證泥漿面始終不得低于護筒底部,保證孔壁穩定性。
        合理控制鉆斗鉆進、提升速度。旋挖鉆機鉆動過程中應嚴格控制鉆進速度,鉆斗升降速度保持在0.70~0.85m/s,若鉆機升降鉆斗時速度過快,鉆斗外壁和孔壁之間的泥漿沖刷孔壁,再加上鉆斗下部產生較大負壓作用,造成孔壁頸縮、坍塌現象。當鉆斗粉砂層或亞砂土層時,其升降速度應更加緩慢。在開始鉆進或穿過軟硬層交界處時,為保持鉆桿豎直,宜緩慢進尺。鉆進過程中應隨時清除孔口積土和地面散落土。
        4、清孔。清孔是鉆孔灌注樁施工保證成樁質量的重要一環,通過清孔確保樁孔的質量指標、孔底沉渣厚度、循環液中含鉆渣量和孔壁泥垢等質量要求。正循環回轉鉆進技術的清孔方法為:樁孔終孔后,將鉆具提高20~50m,采用大泵量泵入性能指標符合要求的新泥漿,并維持正循環30min以上。若泛出孔口的泥漿手捻基本無塊渣感,實測孔深與實際鉆深誤差在30cm以內,此時清孔完畢。
        5、鋼筋籠制作安裝。鋼筋籠制作要求將切割好的鋼筋支撐架按2~3m的間距擺放在同一水平面上對準中心線,然后將配好定長的主筋平直擺放在焊接支撐架上。將箍筋按設計要求套入主筋并保持與主筋垂直,進行點焊或綁扎。箍筋與主筋焊好或綁扎后,將繞筋按規定間距繞于其上,用綁扎絲綁扎并間隔點焊固定。鋼筋籠的吊裝應三點起吊,保持籠軸線重合。入孔時,鋼筋籠應始終保持垂直狀態,對準孔位徐徐輕放,保持穩定,避免碰撞孔壁,一旦遇阻立即查明原因,禁止晃動和強行沖擊下放。
        6、水下混凝土澆注。水下混凝土澆筑是最后一道關鍵性的工序,施工質量將嚴重影響灌注樁的質量,所以在施工中必須注意以下幾點:
        (1)導管必須嚴密,長度適中,保證底端距孔底32~50cm。
        (2)混凝土拌和必須均勻, 坍落度控制在18~23cm。
        (3)混凝土澆筑必須連續作業,嚴禁中斷澆筑[3]。
        四、結語
        該高架橋樁基采用旋挖鉆機施工方法,具有施工質量可靠、速度快、效率高、適應性強、保護環境的優點。通過本案例可以看到,盡管旋挖鉆機投資成本高,但在合適的地質狀況下,最終的經濟效益綜合指標還是優于普通的回轉鉆機。
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