旋挖钻机在基础工程机械中的地位分析

2016-12-20 11:17:29 0

旋挖钻机在基础工程机械中的地位分析

1.旋挖钻机的适用性分析

基础工程机械按其成桩形式可分为预制桩施工机械和灌注桩施工机械两大类。灌注桩施工机械可分为取土成孔灌注桩施工机械和挤土成孔灌注桩施工机械。取土成孔灌注桩施工机械又有冲击掘削和旋转掘削两大类。

通常所说的旋挖钻机是指能附带摇动套管驱动机构配备回转斗和短螺旋及扩孔机具、全液压驱动、具有大扭矩输出的履带式或轮式的钻孔设备。在国外,这种钻机其实是在1947年美国首先开发的回转斗钻孔机的基础上,为适应欧洲的地质,将法国的配有冲抓斗的摇管驱动机构进一步组合而发展起来的。旋转掘削的施工机具除了短螺旋、回转斗之外,还有长螺旋,正反循环钻具(钻孔深度能达百米以上,是回转斗和短螺旋所达不到的)等,从该设备的施工能力来看,旋挖钻机也可以经过局部改动后,在预制桩施工中使用(特别是立柱附有支腿时)。因此,将其改加各种基础工程施工机具,扩大使用范围,又可称之为多功能钻孔机。

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2.旋挖钻机是用于灌注桩施工的一种主要基础工程机械

从前述可知,旋挖钻机是一种取土成孔灌注桩施工机械。灌注桩是随着近年来建筑材料和施工技术的不断完善而发展起来的。在桩基础及其施工中,一般来说,还是预制桩的承载保障能力强,基础稳定性好,如果在旋挖钻机上配置超高频液压振动器或液压桩锤等,在满足施工限制要求的同时,将会扩大钻机的使用范围。

美国在第一次世界大战前就开发了螺旋钻孔机,在德、意、英、法、美等国家应用广泛。短螺旋钻孔机、回转斗钻孔机在第二次世界大战前由美国WILLIAMS和CALWELD公司研制成功,其后,德国、意大利和日本分别引进该技术,并逐渐推广。

冲抓斗钻孔机是由法国发明的;循环钻孔机是由德国发明的;前苏联在20世纪20年代,就发明了振动锤管并用于灌注桩的施工,这些设备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,由于在第二次世界大战中遭受破坏地区的复兴以及随后在城市中振动和噪声的限制,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20-25米就可作为桩的支持层,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。

山东滕州生产的小型旋挖桩机适合于小桩孔的施工

日本因其地质复杂,第二次世界大战后,百废待兴,故引进了美国和前苏联的各种施工机械和施工技术,包括长螺旋,回转斗和振动锤。在1968年实施噪声管制法后,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,同时还开发了用于漂石层和岩土施工用的凿岩螺旋钻孔机。因回转斗钻孔机效率高,公害低,在日本的建筑工程中成为灌注桩 机械的主力机种。

在我国香港、台湾及韩国等国家和地区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,世界各国和地区根据当地的历史背景、地质情况、工程规模、施工方法等各种因素,相互引进技术,消化吸收并加以创新,使灌注桩施工机械得到了迅速发展。但这些机械的可施工范围也是有限的。

我国1972年前后开始在建筑地基中采用螺旋钻孔机施工混凝土濛注桩,随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。

20世纪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,不能适应我国各种复杂的地质条件等,未能发挥较大作用 。

机锁钻杆旋挖钻孔机目前在我国得到普遍的应用

国外在20世纪孔年代以前,一般都采用以打击法为主的预制桩施工机械,但从20世纪80年代以来,由于各种城市建设法规对环境噪声,振动等的限制,以打击法为主的预制桩施工机械逐渐退出,新的材料、施工技术和方法的推广,特别是高、大、重建筑的大量出现,对建筑抗震、抗陷、抗裂的要求,以及对施工速度和质量的要求等,使混凝土灌注桩及超大口径钻孔施工机械都得到长足的发展。

随着近年来现代化建设事业的发展,高、大、重建筑越来越多,采用桩基础特别是灌注桩基础作为建筑基础已成为发展方向,一般来说灌注桩基础都采用取土成孔方式施工,大量地采用灌注桩基础则对钻孔施工机械提出了更高的要求。

在钻孔灌注桩施工机械中,对于不同的地质条件和不同的施工条件,一般只能采用某种特定的施工机械和施工方法,因而在实用中受到很大的限制,各种施工机械的使用范围如下表所示:

不同施工机械的使用范围图表

从表中可见,各种钻孔灌注桩施工机械都有各自独特的性能,这给施工带来了诸多不便。为了加快建设步伐,缩短工程周期,降低建筑成本,提高机械化施工程度,降低劳动强度,有必要开发研制以―种底盘为本体,集回转斗,螺旋钻孔机具、冲抓斗等各个机能于一体,适用于各种土质和施工条件的多功能灌注桩施工机械。旋挖钻孔机就是在回转斗钻机和全套管钻孔机的基础上,结合各种机具的特点而发展起来的。

了解了旋挖钻孔机在基础工程机械中的地位,才能更清楚的明白未来旋挖钻机的发展方向,才能更好的为国家创造出优质工程。

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