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旋挖钻机在使用中应该注意哪些事项?
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旋挖钻机在使用中应该注意哪些事项▄▄■▓?

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【摘要】:
一▄▄■▓、旋挖钻机可发挥的技术优点——扬长与传统的冲击或回转钻进、泥浆循环护壁成孔技术相比▄▄■▓,旋挖钻进无论从技术上还是设备上都具有很多优点。1▄▄■▓、一机多用,实现多种钻进方式▄▄■▓。在国外,大型桩孔和基础施工用钻机的设计充分利用液压传动技术▄▄■▓,采用模块化组合设计方法,在主机不变的情况下▄▄■▓,实现一机多用,以满足大型施工机械对不同施工方法的适应性▄▄■▓。在我国,把利用短螺旋钻头或钻斗进行干钻或无循环泥浆钻进技术成孔制桩的的设备称

一▄▄■▓、旋挖钻机可发挥的技术优点——扬长

与传统的冲击或回转钻进、泥浆循环护壁成孔技术相比▄▄■▓,旋挖钻进无论从技术上还是设备上都具有很多优点。

1▄▄■▓、一机多用,实现多种钻进方式▄▄■▓。在国外,大型桩孔和基础施工用钻机的设计充分利用液压传动技术▄▄■▓,采用模块化组合设计方法,在主机不变的情况下▄▄■▓,实现一机多用,以满足大型施工机械对不同施工方法的适应性▄▄■▓。在我国,把利用短螺旋钻头或钻斗进行干钻或无循环泥浆钻进技术成孔制桩的的设备称为旋挖钻机▄▄■▓,实际上它就是一种适应不同施工方法的大型工程钻机,除可进行旋挖钻进外▄▄■▓,还可进行套管或全套管钻进,配备地下连续墙抓斗施工地下连续墙▄▄■▓,双动力头切割桩墙施工,以及进行长螺旋钻进(CFA工法)等▄▄■▓,真正做到一机多用。

2▄▄■▓、设备性能先进,自动化程度高▄▄■▓,劳动强度低。旋挖钻机为履带式全液压自行式钻机▄▄■▓,采用全套液压系统,有些还配备先进的电脑操作系统▄▄■▓。为了确保旋挖钻机的优异性能,大部分旋挖钻机制造商都在世界范围内选购零部件▄▄■▓,如美国卡特比勒(CAT)的底盘、德国的液压系统▄▄■▓、日本的电器等,这样可延长旋挖钻机的整体寿命▄▄■▓,不致因某一个部件损坏而影响其使用。旋挖钻机机▄▄■▓、电、液一体化高度集中▄▄■▓,结构紧凑,操纵灵活方便▄▄■▓,机械化、自动化程度高▄▄■▓,施工现场内可自行移动,自立桅杆▄▄■▓,移动、对孔位方便▄▄■▓、快捷。采用伸缩式钻杆▄▄■▓,节省了人力和加接钻杆的时间,辅助时间少▄▄■▓,时间利用率高。

3▄▄■▓、钻进效率高。旋挖钻机可根据地层情况配置不同的钻头▄▄■▓,在粘性土层可使用长钻筒,加快钻进速度▄▄■▓;对于砂卵石含量较大的地层可使用短钻筒,配臵泥浆护壁▄▄■▓,控制钻速;对于含孤石▄▄■▓、漂石及较硬岩石地层可换用长、短螺旋钻头进行处理▄▄■▓,松动后再换上钻筒继续钻进。与常规钻机相比▄▄■▓,旋挖钻机回转扭矩大,并可根据地层情况自动调整▄▄■▓。钻压大,并易于控制▄▄■▓。同时由于旋挖钻进钻头直接从孔内提取岩土,故其钻进速度非常高▄▄■▓。一般情况下,在土层▄▄■▓、砂层的钻进速度可达10m/h,在粘土层可达4-6m/h▄▄■▓,是普通回转钻进的3-5倍,甚至更高L23▄▄■▓。

4、成桩质量好▄▄■▓。旋挖钻进对地层扰动小,护壁泥皮薄▄▄■▓,形成的孔壁为粗糙型L23,有利于增加桩侧摩阻力▄▄■▓,保证桩基设计承载力。孔底沉渣少▄▄■▓,易于清孔,提高桩端承载力▄▄■▓。

5、环境污染小▄▄■▓。旋挖钻进为干式或无循环泥浆钻进,所用泥浆量仅为正反循环钻进的l/10—1/20t31▄▄■▓。因而,施工现场整洁▄▄■▓,对环境造成的污染小。同时旋挖钻进振动小▄▄■▓,噪声低。

二▄▄■▓、旋挖钻机施工中易出现的问题及解决措施

1、卡埋钻具▄▄■▓。卡埋钻具是旋挖钻进施工中最容易发生的、也是危害较大的事故▄▄■▓,因此在施工过程中一定要采取积极主动的措施加以预防,一旦出现事故▄▄■▓,要采取有效措施及时处理。(1)较疏松的砂卵层或流砂层▄▄■▓,孔壁易发生大面积塌方而造成埋钻。在钻遇此地层前▄▄■▓,应提前制定对策,如调整泥浆性能▄▄■▓、埋设长护筒等。(2)粘泥层一次进尺太深孔壁易缩径而造成卡钻▄▄■▓。所以,在这类地层钻进要控制一次进尺量▄▄■▓,如在15m以深钻进时,一次钻进深度最好不超过40cm ▄▄■▓。(3)钻头边齿、侧齿磨损严重而无法保证成孔直径▄▄■▓,钻筒外壁与孔壁间无间隙,如钻进过深▄▄■▓,则易造成卡钻。所以▄▄■▓,钻筒直径一般应比成孔直径小6cm以上,边齿▄▄■▓、侧齿应加长,以占钻斗筒长的2/3为宜▄▄■▓,同时在使用过程中,钻头边齿▄▄■▓、侧齿磨损后要及时修复。(4)因机械事故而使钻头在孔底停留时间过长▄▄■▓,导致钻头筒壁四周沉渣太多或孔壁缩径而造成卡埋钻。因此▄▄■▓,平时要注意钻机本身的及时保养和维修,同时要调整好泥浆性能▄▄■▓,使孔底在一定时间内无沉渣。

2▄▄■▓、处理措施。处理卡埋钻的方法主要有▄▄■▓:(1) 直接起吊法,即用吊车或液压顶升机直接向上施力起吊▄▄■▓。(2)钻头周围疏通法,即用反循环或水下切割等方法▄▄■▓,清理钻筒四周沉渣,然后再起吊▄▄■▓。(3)高压喷射法,即在原钻孔两侧对称打2个小孔(小孔中心距钻头边缘0.5m左右)然后下入喷管对准被卡的钻头高压喷射▄▄■▓,直至两孔喷穿,使原孔内沉渣落入小孔内▄▄■▓,即可回转提升被卡钻头。(4)护壁开挖法▄▄■▓,即卡钻位臵不深时,用护筒▄▄■▓、水泥等物品护壁,人工直接开挖清理沉渣▄▄■▓。

3、主卷扬钢绳拉断▄▄■▓。钻进过程中如操作不当,易造成主卷扬钢绳拉断▄▄■▓。因此,钻进过程中▄▄■▓,要注意提下钻时卷扬机卷绳和出绳不可过猛或过松、不要互相压咬▄▄■▓,提钻时要先释放地层对钻头的包裹力或先用液压系统起拔钻具。如果钢绳出现拉毛现象应及时更换▄▄■▓,以免钢绳拉断而造成钻具脱落事故。

4▄▄■▓、动力头内套磨损、漏油▄▄■▓。发生这一现象的原因除了钻机设计上存在欠缺外,主要是超钻机设计能力钻进所致▄▄■▓,所以要注意旋挖钻机的设计施工能力,不要超负荷运行▄▄■▓。

5、塌孔▄▄■▓。主要是因为钻进过程中不使用泥浆,或使用很少的泥浆▄▄■▓,护壁效果差所致。为防止钻孔坍塌▄▄■▓,钻进过程中应保持孔内水位适当高出地下水位,同时注意控制钻斗的升降速度▄▄■▓,避免压力扰动。

三▄▄■▓、旋挖钻进技术推广应用的制约因素——避短

旋挖钻进技术虽然具有以上诸多优势,也是以后钻孔灌注桩成孔技术的发展方向之一▄▄■▓,但是,在这一先进技术的推广应用过程中▄▄■▓,也存在一些制约因素,只有认真分析这些不利因素▄▄■▓,并采取有效措施加以克服,才能更好地发挥旋挖钻进技术的优势▄▄■▓。

1、设备价格较贵▄▄■▓。通常情况下,钻孔桩的桩径一般为1.2—1.5m▄▄■▓,在购臵设备时,一般要考虑有安全储备系数▄▄■▓,所购臵的旋挖钻机的施工能力要稍大一些,因此目前应用最多的旋挖钻机的施工口径在1.5-2m之间▄▄■▓,这样一台旋挖钻机的价格都在400万元以上,如果施工口径再大一些▄▄■▓,一台钻机加上配件的价格就要上千万元。对于一般的施工单位而言▄▄■▓,尤其是对于绝大多数从事桩基施工的地质队,一次性投资几百甚至上千万元购臵设备▄▄■▓,一是本身就很难有这么大一笔设备购置资金,二是从现行的管理体制来看▄▄■▓,即使有能力购置这一先进的施工设备,单位的领导也会考虑多方面因素而不会轻易购置▄▄■▓。

2、运行成本较高▄▄■▓。设备价格较贵,其运行成本自然就会较高▄▄■▓。根据钻机制造商介绍以及用户的实际使用情况来看,旋挖钻机的全负荷正常工作寿命为6300h▄▄■▓,超过这一寿命后,一些部件就需要更换修理▄▄■▓,尤其是卷扬系统、液压系统主泵▄▄■▓、动力头以及钻杆等,这些部件都比较贵▄▄■▓,损坏后更换时间也较长。这就使得旋挖钻机在实际使用中的运行成本大大增加▄▄■▓,相应提高了桩基的施工成本。而目前由于桩基市场竞争激烈▄▄■▓,加之市场竞争不太规范,许多桩基工程都是经过层层转包后才到了施工企业手中▄▄■▓,工程价格都比较低,已没有太大的利润空间▄▄■▓,如使用旋挖钻机施工,虽然施工效率较高▄▄■▓,工程质量也较好,但利润却很低甚至亏损▄▄■▓。这也是许多施工企业将旋挖钻机闲置不用,而仍采用传统的相对比较落后的工法施工的主要原因▄▄■▓。

3、工程量的制约▄▄■▓。正由于旋挖钻机价格较贵,运行成本较高▄▄■▓,这就对采用旋挖钻机施工的工程提出了一定的要求,并不像传统的桩基施工工艺▄▄■▓,只要工程的地质情况适合即可施工,而对工程本身没有要求▄▄■▓。首先,旋挖钻机施工的工程量要大▄▄■▓,场地要开阔、平整▄▄■▓。旋挖钻机设备较重,一套设备一般要达到几十吨甚至上百吨▄▄■▓,如果单项工程量较小,则搬迁费用很高▄▄■▓,而且占用时间长,时间利用率低▄▄■▓,这些都不利于旋挖钻机发挥其优势。所以▄▄■▓,只有当单项工程量较大时,使得旋挖钻机能够较长时间在同一工地施工▄▄■▓,减少搬迁费用,提高时间利用率▄▄■▓,才能较好地发挥其优势。除了单项工程量要大外▄▄■▓,维持一台旋挖钻机正常运行的总的工程量也有一定的要求,按目前的情况▄▄■▓,一般要达到每年钻进工作量在20000延米以上,工程造价在500万元以上▄▄■▓,才能够发挥其优势。同时▄▄■▓,由于设备较重、较大▄▄■▓,要求施工场地比较开阔、平整▄▄■▓,且有一定硬度,以免钻机沉陷▄▄■▓。不能在地表松散、泥泞▄▄■▓、没有夯实的场地施工。其次▄▄■▓,旋挖钻机施工的工程,利润要高▄▄■▓。由于旋挖钻进设备价格昂贵,运行成本高▄▄■▓,所以只有当工程达到一定的利润率后,才有施工的价值▄▄■▓。根据工程经验,一般情况下▄▄■▓,只有当工程的毛利率达到50%以上时,才可以采用旋挖钻机施工▄▄■▓。

4、施工地层的制约▄▄■▓。旋挖钻进适用于土层、砂层▄▄■▓,以及较松散的、粒径较小的卵砾石层▄▄■▓,在粉质粘土、粘质粉土等粘性土层钻进效果最佳▄▄■▓。而在硬岩层、较致密的卵砾石▄▄■▓、孤石层施工比较困难,并容易发生孔内事故和机械事故▄▄■▓,体现不出旋挖钻进的优越性。