浅谈旋挖钻机在未来桩基施工中的作用及发展方向

浅谈旋挖钻机在未来桩基施工中的作用及发展方向

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摘要:建筑桩基对于保证整体的施工质量有着重要意义,而在建筑桩基施工中采用旋挖钻机工艺有助于提高和保障桩基工程的质量,加上旋挖钻机工艺本身拥有功能多样效率高污染少等众多优势,使得旋挖钻机工艺在建筑桩基施工中发挥着重要作用并提高了工程的综合效益。

关键词:旋挖钻机;应用;桩基

引言

我国作为文明古国,在几千年的发展长河中,积累了丰富的建筑经验,许多基础工程的施工方法沿用至今。伴随国内建筑行业的兴起,桩基工艺作为基础工程中的一项重要技术,得到了迅速发展,在现代高层建筑及桥梁高架等工程建设中被广泛应用。

一.国内桩基现状

按照分类法,可以从不同角度为桩基下定义。从承载力角度上可分为摩擦桩和端承桩,从桩与土的应力角度上可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩,从工艺角度上,可分为预制桩和灌注桩两大类。

由于我国幅员辽阔,地质和水文条件复杂,各地区间的差异很大,因此在桩基的选择和使用上也是多种多样的。说到具体的入桩和成桩方法,因施工条件与环境的不同,可能多达数百种,足可见桩基在我国的应用范围之广了。

二.桩基发展趋势

我国桩基础工艺的发展趋势必定与世界桩基础工艺的发展趋向一致,从进入新世纪的十几年来,我们可以从国内外的基础工程发展中看到这一点。

1、桩的形态向两极扩展。由于高层和超高层建筑,以及各种高架桥梁的大量涌现,作为承载的桩基不断向大桩径与大桩长扩展。而另一方面,由于国内各地方城市大搞旧城改造和危旧房加固工程,需要大量短桩、细桩进行加固、加层和补桩处理,小径桩和锚杆桩市场随之兴旺起来。这种小桩行内常称之为微型桩或IM桩。

2、成孔技术得到提高。由于近年来桩工机械制造水平的提高,地下高难度成孔不断向纵深挑战,这为桩基工艺的提升打下了坚实的物质基础。

3、扩孔桩发展迅速。由于高承载基础的需要,大直径扩底桩(孔底被扩展的桩)被广泛运用。这种桩具有出土量少、承台面积小、承载力高等显著特点,扩孔工艺手法繁多,即可钻扩、冲扩、振扩、锤扩,又可爆扩、夯扩、注扩和挖扩等等。

4、绿色环保化。由于传统的锤击法沉桩需要用柴油锤等方法入桩,施工中会产生很大的噪声污染及油污现象,对施工现场附近的居民生活造成不利影响,因此应用越来越少,已逐步被静压法所取代。另外,由于国家大力推行节能减排,对工程机械的尾气排放要求越来越严格,整个行业绿色化的进程将会持续进行下去。

5、异型桩异军突起。由于现代建筑对基础承载力的要求越来越高,通过刻意制造异型桩体来加大桩侧摩阻力和桩端阻力,可以提高单桩的承载力,实践证明具有很好的效果,现已成为一种新的趋势。异型桩包括横向截面异化桩和纵向截面异化桩。

6、埋入桩有发展前景。按照预制桩的沉桩工艺可分为击入式、静压式和埋入式三种方法。埋入式顾名思义就是将预制桩或钢管桩沉入到预先钻挖成的槽孔中后,再用某些方法来增强桩体承载力并使其固留于土层中的工法。该工艺在国内还不多见,但在国外应用的较多。相信以后会在国内渐成气候的。

7、向复合式工艺迈进。随着建筑物的高度与结构复杂度的增加,以往单一的桩基工艺已经无法满足工程建设的需要了。现今已经普遍运用多种桩基复合的方式来进行基础施工。比如在钻孔灌注桩中既使用直孔,也同时使用扩孔。在桩端压力注浆桩施工中,既有成孔成桩,也有成桩后向桩端地层注浆的工艺方法。总之,多种方法,交叉组合,以求取得最佳效果。

8、高强度桩已成趋势。长期以来占据市场的普通混凝土桩(即RC桩),由于承载力不高,难以满足工程需要,已渐渐淡出。随之而来的是混凝土强度高的预应力钢筋混凝土桩(简称PC桩)以及预应力高强度混凝土桩(简称PHC桩),由于它们的强度等级分别在C40及C80以上,已广为采用,逐渐形成主流。

9、桩体材料多元化。随着科学技术的不断发展,新技术、新材料和新工艺不断涌现,桩体本身的构成材料早已跳出原有的范围,譬如灌注桩的桩体材料不仅有普通混凝土,现在还有无砂混凝土、超流态混凝土、纤维混凝土、自流平混凝土及微膨胀混凝土等。钢管桩也开始脱离单一形式,朝着与其他材料复合的形式发展,例如已经应用的钢管内壁加附混凝土的合成桩。新材料出现的结果就是使桩基础在性能上,在荷载能力上都有大幅度提升。随着建筑基础的飞速发展,旋挖钻机由其自身的施工速度快成孔质量高环境污染小操作灵活方便安全性能高适用性强的特点使其广泛运用于建筑基础工程的成孔作业中。

一.旋挖钻机的功效比较

(1)工作效率高:一般传统的钻机的移动方式都有要依赖其他区辅助机械,旋挖钻机在这方面就体现出其明显的优势,一方面可履带自动行走,桩位之间的移位较为方便,桩位对位快速准确,另一方面钻杆自动伸缩,在钻进过程中也不用装拆钻杆自动化程度高。(2)准确性高:旋挖钻机采用的是总功率变量加恒动变量加负荷传感系统加电液伺服控制,钻机可根据地层软硬程度自动调整扭矩及钻速比例,而不必依赖操作机手的经验;钻机底盘可伸缩及带有自动整平装置,并可使钻机实现微动在驾驶室内装有桅杆垂直度仪,使钻机在钻进过程中具有非常高的准确性,同时操作人员可随时了解钻机平稳状况,能有效保证钻孔的垂直度,从而提高成孔质量,这些都是回旋钻机无法达到的水准要求。(3)场地适应性好:旋挖钻机所需的动力由其本身所带上午柴油发动机提供,无需现场提供大容量的变配电设施,其次从施工现场来讲,不需要提供较大的工作而就工作。

二.旋挖钻机的市场前景

旋挖钻机因其具有装机功率大,输出扭矩大,轴向压力大,机动灵活施工效率高环保等特点,配合不同钻具,适应我国大部分地区的地质条件,成为适合建筑基础工程中成孔作业最理想的施工机械。但是也存在一定的问题。

(1)旋挖钻机配件的疑问:旋挖钻机在九十年代末还是以进口钻机为主,到了2003年今后中国才开端大规模出产,因为国产钻机的全体液压体系配置达不到国外先进水平,节能效果差,液压旋转体系,这就需求从国外进口。进口配件需求的时间长、报价昂贵、修理需专人,严重影响了旋挖钻机的施工进度,添加了旋挖钻机的出资本钱。(2)钻杆质量差,类型标准不一致的疑问:

一/因为国产钢管在钢管加工时圆度和直线达不到规划需求,这就构成强度及精度,都不能满意施工的最大需求;

二/钻杆加工技术还处于探索之中,焊接质量不能确保,焊后易变形;

三/齿套及齿条钢才质量差,修理次数多;

四/因为钻杆技术相对简略,赢利高,钻杆厂家多,偷工减料,这就构成在施工中止杆、掉钻杆、卡钻杆表象时有发作。呈现事端后,有必要动用重型吊车、钢丝绳、很多人员,花费很多人力物力,丢失少则几万,重则几十万元;

五/类型标准不一致,钻进与钻机之间不能通用,运用、替换、修理等许多不便。

(3)旋挖钻机动力头液压与控制系统发展趋势:电比例控制。电比例不但能加快响应速度而且对整机的控制更为灵活方便。智能化。动力头作为钻进作业的执行装置需要对工况更加深入分析得出合理化优化后的参数以提高施工效率,智能的专家施工系统系统是未来的趋势。模块化。旋挖钻机的设计和生产技术日益成熟,整机中液压元件正走上模块化的生产道路。

结语:国家建设管理部门意识到旋挖钻机的诸多优势,并着手制定了多项鼓励政策。这些鼓励政策将对设计监理施工单位等产生层层影响。在这种大背景下,原有的低效高噪不环保等设备将逐步被旋挖钻机所淘汰。

参考文献:

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