国内旋挖钻机的现状与施工要点

概述

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。旋挖钻机采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测、调整、孔深数码显示等。旋挖钻机配合不同钻具，适用于干式（短螺旋）或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业。旋挖钻机还可配挂长螺旋钻、地下连续墙抓斗、振动桩锤等，实现多功能特点，其施工效率高，是市政建设、铁路、公路桥梁、地下连续墙、水利、防渗护坡等理想的基础施工设备。旋挖钻机适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、沙土层以及短螺旋不能钻进的含有部分卵石、碎石的地层。采用岩心钻头，还可嵌入岩层。一、旋挖钻机国内的现状

目前国内已开发旋挖钻机的主要企业见表１：表１：国内已开发旋挖钻机的主要企业

序号

企业

生产型号与特点

适用范围

1

徐工集团公司

ＲＤ１８

动力头扭矩：

１８０ｋＮ·ｍ

成桩直径：１５００ｍｍ－２０００ｍｍ

钻进深度：６０ｍ

2

三一

ＳＹＲ２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。

成桩直径：２０００ｍｍ钻进深度：６０ｍ

3

北京经纬巨力工程机械有限公司

ＺＹ－１２０，ＺＹ－２００动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ

成桩直径：１５００－２０００ｍｍ钻进深度：４０－６０ｍ

4

河北石家庄煤矿机械公司

ＸＺ－２０，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。

成桩直径：２０００ｍｍ

钻进深度：６０ｍ

5

内蒙古工程机械有限公司

ＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ。

成桩直径：２０００ｍｍ钻进深度：６０ｍ

6

连云港黄海机械厂

ＧＺＸ－１２，动力头扭矩：１２０ｋＮ·ｍ。

成桩直径：１５００ｍｍ

钻进深度：４０ｍ

7

兰州建筑通用机械总厂

ＺＹ－１５０，ＺＹ－２２０，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ，２２０ｋＮ·ｍ

成桩直径：１５００－２０００ｍｍ

钻进深度：４０－６０ｍ

8

郑州市金牛集团郑州堪察机械有限公司。

ＫＵＩ

５００，动力头扭矩：１５０ｋＮ·ｍ。

成桩直径：１５００ｍｍ

钻进深度：４０ｍ

9

北方重汽

ＺＹ－２００，动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ

成桩直径：２０００ｍｍ钻进深度：６０ｍ

10

河南山河智能机械有限公司。

ＳＷＤＭ－２０：动力头扭矩：２００ｋＮ·ｍ

成桩直径：

２０００ｍｍ钻进深度：６０ｍ

11

哈尔滨四海工程机械有限公司。

ＬＧＢ１５００ＫＵ２０００ＬＧＢｌ５００：动力头扭矩：２００ＫＮ·ｍ

成桩直径：１５００－２０００ｍｍ钻进深度：６６ｍ

12

徐州东明

ＴＲＭ１６０，ＴＲＭ２００，动力头扭矩：１４０ｋＮ·ｍ，２００ｋＮ·ｍ

成桩直径：１５００－２０００ｍｍ钻进深度：磨擦钻杆：６０ｍ内锁钻杆：４５

ｍ

13

北京福田，长沙院，东北地基公司等等

２０动力头扭矩：

２００ｋＮ·ｍ

成桩直径：

２０００ｍｍ钻进深度：６０ｍ二、施工技术点

１、旋挖钻机施工工艺步骤：第一步：旋挖钻机的就位第二步：钻头轻轻着地，旋转，开钻。最好以钻头自重作为钻进压力，以更好的保证桩基精度第三步：当钻头里装满土砂料，提升出孔外。注意孔内地下水位情况，及时补充水，以防坍塌。第四步：旋挖钻机旋回，将钻头内的土砂料倾倒在土方车或地上第五步：关上钻头活门，旋挖钻机旋回到原位，锁上钻机旋转体第六步：放下钻头第七步：埋设护筒，放入泥浆。按照工地现场土质情况，放下一定长度的护筒。护简直径一般应比桩径大１００ｍｍ，以便钻头在孔内自由升降。按现场土质情况，调配泥浆。如果现场土质都是比较好的粘性土，可以考虑不注入泥浆或清水，直接钻进。第八步：钻孔完成，进行第一次清孔，并测定深度第九步：放入钢筋笼第十步：放入导管第十一步：进行第二次清孔第十二步：进行水下混凝土灌注第十三步：拔出护筒，清理桩头沉淤回填，成桩２、施工注意点（１）护筒施工护筒的埋设的意义：护筒埋设工作是旋挖钻孔机施工的开端，护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密，不透水，对旋挖钻孔机成孔、成桩的质量都有重大的影响。埋设护筒时应通过定位的控制桩放样，把旋挖钻孔机钻孔的位置标于坑底。再把护筒吊放进坑内，找出护筒的圆心位置，用十字线在护筒顶部或底部，然后移动护筒，使护筒中心与旋挖钻孔机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使护简坚直。此后即在护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土，要分层夯实，达到最佳密实度。夯填时要防止护筒偏斜。

护筒的制作及埋设的原则：①护简采用钢护筒，长度４ｍ以内采用厚４～６ｍｍ的钢板制作，长度大于４ｍ的采用厚６～８ｍｍ钢板制作。护筒埋置较深时，采用多节护筒连接使用，连接形式采用焊接，焊接时保证接头圆顺同时满足刚度、强度及防漏的要求。②护筒内径大于钻头直径，具体护简直径按设计要求选用。③护筒埋设深度满足设计及有关规范要求，河流中将护筒埋置在较坚硬密实的土层中０．５ｍ以上。④护简顶高出施工水位或地下水位１．５－２．０ｍ，并高出施工地面０．３ｍ。⑤护筒埋设前，先准确测量放样，保证护筒顶面位置偏差不大于５ｃｍ，埋设中保证护筒斜度不大于１％（２）、泥浆①泥浆的意义制备泥浆是旋挖钻机能否成孔的关键，也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。泥浆过稀时不能浮碴影响钻进，过稠时泥浆附在孔壁和钢筋上，影响桩基混凝土的质量。成孔采用制备漉浆作为孔桩护壁，泥浆材料选用膨润土或粘土、聚丙烯酰胺以及烧碱，制备泥浆在泥浆池内进行，每立方米泥浆需膨润土４５０—Ｓ００ｋｇ，加入适量烧碱可提高泥浆的粘度，实验证明：这样的泥浆粘土颗粒悬浮均匀，沉淀少，性能稳定，满足了钻孔需要。②泥浆性能指标制浆前，应先把粘土块尽量打碎，在井孔外以泥浆搅拌机制成泥浆后使用。为了回收泥浆原料和减少环境污染，均应设置泥浆循环净化系统。在钻进过程中，根据地层不同情况，保持一定的静水水头压力，按平衡钻进原理指导泥浆管理工作，尽量利用地层粘土，自然造浆，泥浆稠度不能满足要求时，应选择造浆能力强、粘度大的粘性土进行造浆，以提高泥浆稠度，确保钻进过程不塌孔，不缩孔。工程泥浆性能指标参考值见表３表３：工程泥浆性能指标指标＼地层

一般地层

松散易塌地层

相对密度

１．０５～１．１５

１．１２～１．１６

粘度（Ｐａ．ｓ）

１８～２５

２４～２８

桩孔施工采用一次性全面不间断作业，施工中根据出渣情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。③泥浆性能参数泥浆池可根据现场实际条件砌筑，此外自备两台用钢板焊制的泥浆池，泥浆性能参数参考值如下见表３设计要求

土层性能

粘性土

砂土

卵石

泥浆比重１．０５

１．１０

１．１５

粘度（ｓ）

１５－１６

１６－１８

１８－２５

含砂量

＜８％

＜８％

＜８％

ＰＨ

＞８

＞８

＞８

配比、水、膨润土、碱、ＣＭＣ

１００：６：３：０．８

１００：６：３０．８１００：１０：１．８：０．８

１００：１５：１．８：０．８

④为防止孔壁坍塌，所用稳定液的必要粘度参考值如下表４表４：稳定液必要粘度参考值土

质砂质淤泥砂（Ｎ＜１

０）砂（１

０≤Ｎ＜２０）砂（Ｎ≥２

０）混杂粘土的砂砾砂砾必要粘度（Ｓ）（５

００／５００ＣＣ）２

０～３０＞４５２５～４５２

３～２５２５～３５＞４５（３）、合理控制钻斗的升降速度

在开始钻进或穿过软硬层交界处时，为保持钻杆竖直，宜缓慢进尺。在钻进过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能是遇到硬石、石块或硬物等，这时应立即提钻检查，等查明原因并妥善处理后再钻，以免导致桩孔严重倾斜、偏移，甚至使钻杆、钻具扭断或损坏。钻进过程中应随时清除孔口积土和地面散落土。遇到孔内渗水、塌孔、缩颈等异常情况时，应将钻具从孔内提出，研究妥善处理。在有浆钻孔时要合理控制钻斗的升降速度主要指标参考值见表５，钻斗控制转速参考值见表６。表５：在有浆钻孔时要合理控制钻斗的升降速度主要指标参考值表６：钻斗转速参考值表

钻斗升降速度

空钻斗升降速度

桩径（ｍｍ）

升降速度（ｍ／ｓ）

桩径（ｍｍ）

升降速度（ｍ／ｓ）

７００

０．９７３

７００

１．２１０

８００

０．９７３

８００

１．２１

１０００

０．８５８

１０００

１