旋挖钻机钻进成孔工艺旋挖成孔首先是通过钻机自有的行走功能和桅杆变幅机构使得钻具能正确的就位到桩位,利用桅杆导向下放钻杆将底部带有活门的桶式钻头置放到孔位,钻机动力头装置为钻杆提供扭矩、加压装置通过加压动力头的方式将加压力传递给钻杆钻头,钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土、卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺。而在松散易坍塌地层,则必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。
旋挖钻机钻进工艺与正反循环钻进工艺的根本区别是,前者是利用钻头将破碎的岩土直接从孔内取出,而后者是依靠泥浆循环向孔外排除钻渣。
旋挖钻机的国内应用
1993~1994年在上海浦东八百伴大厦基础灌注桩工程中全部采用了旋挖成孔法施工并取得成功,在国内起到了推动作用;在北京五环路的基础施工中,旋挖钻机已占了绝大多数,最多时达到了30多台。国家重点工程青藏铁路大规模施工于2001年正式启动,而在青藏铁路格拉段的施工段,地层很多是永冻的土层、砂砾、不规则泥页岩,还有软硬互层灰岩,有的冻土厚度达到百米以上,中铁集团采用旋挖钻进施工工艺,2002年3月开始,大量的旋挖钻机进入青藏铁路线施工,到8月中旬统计有100多台,其中国产设备9台。青藏铁路的大量使用引起了施工和生产制造企业的格外关注,无疑推动了旋挖钻机开发和应用。
2003年山西省机械施工公司申报了静态泥浆护壁、旋挖式钻孔灌注桩施工工法,国土资源部勘探技术研究所抓住了北京等大城市和青藏铁路线大量使用旋挖钻机的机遇,及时地把研制的旋挖钻头推向市场,并在旋挖钻进工艺方面也作了深入的研究。2000年徐工集团RD18型钻机研制成功,成孔直径2m、钻深60m,有3台在青藏铁路和多台在北京的工程中使用。2001年北京经纬巨力工程机械有限公司研试成功ZY120、ZY160、ZY200型旋挖钻机,参加青藏铁路建设的施工热潮。2003年3月三一重工研制成功履带可伸缩的SYR220型旋挖钻机,先后在青藏铁路、北京银泰大厦、鞍钢高炉、天津、南京等工地接受了施工考验。2004年在北京奥运国家体育馆建设工地一次使用旋挖钻机16台。
由于受北京奥运、上海世博会以及京沪、武广、郑西高速客运专线工程的拉动,给旋挖钻机提供了一个巨大的发展空间,近几年我国的旋挖成孔法的大量采用,旋挖钻机使用量增加,特别是许多厂家旋挖钻机相继研制成功,推动了旋挖钻机的生产和应用。
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施工基础知识
施工基础知识分三大块:岩土知识、桩基础知识及施工要求
一、岩土知识
1、建筑地基的岩土分六类:
岩石:颗粒间牢固粘结,呈整体或有节理裂隙的岩体。
碎石土:粒径大于2mm的颗粒含量超过全重的50%。
砂土:粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的50%。
粉土:塑性指数小于10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%。
粘性土:塑性指数大于10的土。塑性指数介于10到17为粉质粘土,大于17为粘土。
漂石、块石:粒径大于200mm的圆形、亚圆形或棱角形颗粒超过全重50%.
卵石、碎石:粒径大于20mm的圆形、亚圆形或棱角形颗粒超过全重50%.
圆砾、角砾:粒径大于2mm的圆形、亚圆形或棱角形颗粒超过全重50%.
注:分类时应根据粒组含量从上至下,符合者确定。
2、具有明显成因特征的粘性土:
淤泥:静水或缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成,其天然含水量大于液限,天然孔隙比≥1.5的粘性土。工程上把淤泥和淤泥质土统称为软土。沿海软土主要位于各河流的入口处,如渤海及津塘地区、温州、宁波、长江三角洲、珠江三角洲及闽江口平原等地都有深厚的软土层,数米至数十米不等。内陆软土主要分布在洞庭湖、洪泽湖、太湖流域及昆明的滇池地区。山区软土则分布于多雨地区的三间谷地、冲沟、河滩阶地和洼地。开挖基坑与人工降低地下水位都常常可能在软土地区造成对相邻建筑的影响,使基坑邻近地面下陷。
膨胀土:土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成,具有显著吸水膨胀与失水收缩的特性,且变形往复,胀缩具有可逆性,其性质不因反复胀缩而发生变化、因而建筑物的地基可经历多次胀缩。由于膨胀土地基随着含水量的变化产生胀缩变形,而季节性气候变化又时影响地基土含水量变化的重要因素,因此,建造在膨胀土地基上的建筑物,随着土中水分的增减不断地产生交替的升降运动,一年往复循环一次,房屋裂缝时开时闭,墙面出现交叉斜裂缝。
凡膨胀土层位于地表以下3m时,桩基础尽量浅埋;其它情况下,桩基不宜埋设在季节性干湿变化急剧的土层内,一般桩基埋深超过大气影响深度。对于坚硬、硬塑状态的膨胀土,桩基多采用灌注桩。钻孔时不宜曝晒,也应防止地面水渗入,被水浸泡后的软弱层必须清除,因胀缩性在反复作用下会产生裂隙,渗入雨水引起坍塌。有些地区的红粘土具有胀缩性,也要注意孔壁防坍。