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旋挖鉆機施工中旋挖鉆頭選配與使用
作者:石家莊中銳鉆探設備有限公司  出處:  發布時間:2014-09-19 10:04:12  點擊次數:2707


  旋挖鉆進施工是在我國近期迅速發展起來的先進的樁工施工工法,旋挖鉆機施工具有高效、低噪、環保、成孔質量高、機械化程度高等諸多特點,旋挖鉆機是這種工法的執行者,無論是國外產品還是國產設備結構形式和工作原理大同小異,但所施工的地層千差萬別,施工具體的技術要求又各有不同,所以只有通過選擇不同鉆頭來滿足上述的要求,科學地選擇鉆頭及合理的使用鉆頭,在一定程度上能豐富旋挖鉆機的施工工藝,拓寬旋挖鉆機的施工領域。
  影響旋挖鉆頭選用的因素很多,概括起來主要有三個方面:地層情況;鉆機功能;孔深、孔徑、沉碴厚度、護壁措施等具體要求。
  1、目前常見旋挖鉆頭的分類
  常見的旋挖鉆頭有螺旋鉆頭、旋挖斗、筒式取芯鉆頭、擴底鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭和液壓抓斗,下面逐類簡單介紹。
  錐形:雙頭雙螺,適用于堅硬基巖。雙頭單螺,適用于風化基巖、卵石、含冰凍土等。以上鉆頭配裝各種截齒,通過齒型、螺距、螺旋升角的變化又可派生出很多類型的鉆頭。
  a、斗齒直螺:雙頭雙螺,適用于砂土,膠結差的小直徑礫石層;雙頭單螺,適用于砂土、土層;單頭單螺,適用于膠結差的大直徑卵石,粘性土及硬膠泥。
  b、截齒直螺:有雙螺、三螺和四螺,適用于是硬基巖或卵礫石。
  按所裝齒可分為截齒鉆斗和斗齒鉆斗;按底板數量可分為雙層底斗和單層底斗;按開門數量可分為雙開門斗和單開門斗;按桶的錐度可分為錐桶鉆斗和直桶鉆斗;按低板形狀可分為鍋底鉆斗和平底鉆斗。以上結構形式相互組合,再加上是否帶通氣孔、開門機構的變化,可以組合出幾十種旋挖鉆斗。一般來說雙層底鉆斗適用地層范圍較寬,單層底的只適用于粘性較強的土層,雙門鉆斗適用地層范圍較寬,單門鉆斗只是用于大直徑的卵石及硬膠泥。
  目前常見的有兩種:截齒筒鉆,牙輪筒鉆。在筒式取芯鉆的兩大類鉆頭中,又帶取芯裝置和不帶取芯裝置之分,主要取決于取芯的難度。因為牙輪取芯鉆頭主要用于硬巖鉆進,且鉆取的環狀面積大,如果有條件的還可以通在在鉆頭部分加裝反循環鉆進,以提高鉆進效率。
  在樁徑不增大樁深不增加的基礎上,為了提高單樁的承載力,設計部門往往通過擴底樁來實現,旋挖鉆機施工擴底是無需任何改動就可施工,只需選用擴底鉆頭即可。擴底鉆頭常用的以機械式為主,這種鉆頭使用和維護都比較簡單,有上開式和下開式的,張開機構一般為四連桿的,用于土層、強風、中風化地層甚至堅硬基巖。由于旋挖鉆進是非循環鉆進,擴底完成后用清渣桶清渣即可。
  1、5沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭
  在鉆進大直徑卵石、大漂石和堅硬基巖,使用沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭配合旋挖鉆進特別有效,這類鉆頭的使用是通過旋挖機副鉤吊掛來作業,因為要有沖擊作用,所以要求副鉤具有自由放繩功能效果才能更好。
  目前連續墻和防滲墻的施工工程日趨見多,如果對旋挖鉆機稍作改動就可作業,液壓抓斗的開閉是通過液壓來驅動的,液壓抓斗上只有一根油缸,所以只需進出兩個油管,一個控制閥即可。
  2、根據地質情況選用鉆頭
  旋挖鉆機主要的功能是在地表形成孔槽,工作對象是巖石,由于所施工的樁孔深度較淺,巖石經過構造運動、自然界的機械和化學的作用,結構、粒度、孔隙率、膠結狀況、產狀、抗壓強度等發生了復雜的變化,加上我國幅原遼闊,所以旋挖鉆機工作的對象是特別復雜的。歸納起來有以下幾類。
  按巖性分為泥頁巖、砂巖、灰巖、花崗巖等;按成因分巖漿巖、沉積巖、變質巖;按力學特性分為堅固、塑性和松散。那么如何根據地層情況來選用鉆頭呢?下面分類介紹。
  粘土:選用單層底的旋挖鉆斗,如果直徑偏小可采用兩瓣斗或帶卸土板的鉆斗。
  淤泥、粘性不強土層、砂土、膠結較差粒徑較小的卵石層,可配用雙層底的鉆挖鉆斗。
  硬膠泥:選用單進土口的旋挖鉆斗,或斗齒直螺。
  凍土層:含冰量少的可用斗齒直形螺鉆斗和旋挖鉆斗,含冰量大的可用錐形螺旋鉆頭,需要說明的是,螺旋鉆頭用于土層皆有效,但一定有在沒有地下水的情況下使用,以免產生抽吸作用造成卡死。
  膠結好的卵礫石和強風化巖石:需要配備錐形螺旋鉆頭和雙層底的旋挖鉆斗
  中風基巖:配備截齒筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗,或者截齒直形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗。
  微風化基巖:配備牙輪筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗如果直徑偏大還要采取分級鉆進工藝。
  3、根據旋挖鉆機的功能來選擇鉆頭
  如果旋挖鉆機具有做連續的功能,可以選配液抓斗或雙輪銑進行連續施工。如果副卷揚有自動放繩功能,可選擇沖擊鉆頭和沖抓鉆頭鉆進大直徑卵石或漂石。如果配備有氣室和水龍頭可進行氣液鉆進。如果配備有雙動力頭或搓管機的可進套管鉆進,這是解決流砂、破碎卵礫石、淤泥層的有效工法。
  4、根據其他一些因素選用鉆頭
  如果沉碴厚度要求比較嚴格或在進行擴底鉆進時,需要配備專門的清碴斗。在進管套鉆進時,鉆頭與套管的間隙小,為了防止鉆頭掛碰套管和減少抽吸作用,選配鉆頭時應帶有通氣孔,鉆頭上配帶有導向裝置,開合裝置盡量靠近鉆頭中心,最好是機手一體的。還可以通過選用組合形式的鉆頭來解決這一特殊問題。
 

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