旋挖鑽頭選型

時間:2014-7-9 11:28:13訪問:

    旋挖鑽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,旋挖鑽機施工具有高效、低噪、環保、成孔質量高、機械化程度高等諸多特點,旋挖鑽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,所以隻有通過選擇不同鑽頭來滿足上述的要求,科學地選擇鑽頭及合理的使用鑽頭,在一定程度上能豐富旋挖鑽機的施工工藝,拓寬旋挖鑽機的施工領域。 

影響旋挖鑽頭選用的因素很多,概括起來主要有三個方麵:地層情況;鑽機功能;孔深、孔徑、沉碴厚度、護壁措施等具體要求。 

 1、目前常見旋挖鑽頭的分類 

    常見的旋挖鑽頭有螺旋鑽頭、旋挖鬥、筒式取芯鑽頭、擴底鑽頭、衝擊鑽頭、衝抓錐鑽頭和液壓抓鬥,下麵逐類簡單介紹。 

1.1 螺旋鑽頭 

(1)錐形:雙頭雙螺,適用於堅硬基岩。雙頭單螺,適用於風化基岩、卵石、含冰凍土等。以上鑽頭配裝各種截齒,通過齒型、螺距、螺旋升角的變化又可派生出很多類型的鑽頭。 

(2)直螺旋鑽頭: 

a、鬥齒直螺:雙頭雙螺,適用於砂土,膠結差的小直徑礫石層;雙頭單螺,適用於砂土、土層;單頭單螺,適用於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,適用於是硬基岩或卵礫石。 

1.2 旋挖鑽鬥 

    按所裝齒可分為截齒鑽鬥和鬥齒鑽鬥;按底板數量可分為雙層底鬥和單層底鬥;按開門數量可分為雙開門鬥和單開門鬥;按桶的錐度可分為錐桶鑽鬥和直桶鑽鬥;按低板形狀可分為鍋底鑽鬥和平底鑽鬥。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鑽鬥。一般來說雙層底鑽鬥適用地層範圍較寬,單層底的隻適用於粘性較強的土層,雙門鑽鬥適用地層範圍較寬,單門鑽鬥隻是用於大直徑的卵石及硬膠泥。 

1.3 筒式取芯鑽頭 

    目前常見的有兩種:截齒筒鑽(適用於中硬基岩和卵礫石),牙輪筒鑽(適用於堅硬基岩和大漂石)。在筒式取芯鑽的兩大類鑽頭中,又帶取芯裝置和不帶取芯裝置之分,主要取決於取芯的難度。因為牙輪取芯鑽頭主要用於硬岩鑽進,且鑽取的環狀麵積大,如果有條件的還可以通在在鑽頭部分加裝反循環鑽進,以提高鑽進效率。 

1.4 擴底鑽頭 

    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,旋挖鑽機施工擴底是無需任何改動就可施工,隻需選用擴底鑽頭即可。擴底鑽頭常用的以機械式為主,這種鑽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杆的,用於土層、強風、中風化地層甚至堅硬基岩。由於旋挖鑽進是非循環鑽進,擴底完成後用清渣桶清渣即可。 

1.5 衝擊鑽頭、衝抓錐鑽頭 

    在鑽進大直徑卵石、大漂石和堅硬基岩,使用衝擊鑽頭、衝抓錐鑽頭配合旋挖鑽進特別有效,這類鑽頭的使用是通過旋挖機副鉤吊掛來作業,因為要有衝擊作用,所以要求副鉤具有自由放繩功能效果才能更好。 

1.6 液壓抓鬥 

    目前連續牆和防滲牆的施工工程日趨見多,如果對旋挖鑽機稍作改動就可作業,液壓抓鬥的開閉是通過液壓來驅動的,液壓抓鬥上隻有一根油缸,所以隻需進出兩個油管,一個控製閥即可。 

2、根據地質情況選用鑽頭 

    旋挖鑽機主要的功能是在地表形成孔槽,工作對象是岩石,由於所施工的樁孔深度較淺,岩石經過構造運動、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、抗壓強度等發生了複雜的變化,加上我國幅原遼闊,所以旋挖鑽機工作的對象是特別複雜的。歸納起來有以下幾類。 

    按岩性分(常見)為泥頁岩、砂岩、灰岩、花崗岩等;按成因分岩漿岩、沉積岩、變質岩;按力學特性分為堅固、塑性和鬆散。那麽如何根據地層情況來選用鑽頭呢?下麵分類介紹。 

(1)粘土:選用單層底的旋挖鑽鬥,如果直徑偏小可采用兩瓣鬥或帶卸土板的鑽鬥。 

(2)淤泥、粘性不強土層、砂土、膠結較差粒徑較小的卵石層,可配用雙層底的鑽挖鑽鬥。 

(3)硬膠泥:選用單進土口的(單雙底皆可)旋挖鑽鬥,或鬥齒直螺。 

(4)凍土層:含冰量少的可用鬥齒直形螺鑽鬥和旋挖鑽鬥,含冰量大的可用錐形螺旋鑽頭,需要說明的是,螺旋鑽頭用於土層(除淤泥外)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。 

(5)膠結好的卵礫石和強風化岩石:需要配備錐形螺旋鑽頭和雙層底的旋挖鑽鬥(粒徑較大的用單口,粒徑小的用雙口) 

(6)中風基岩:配備截齒筒式取心鑽頭--錐形螺旋鑽頭--雙層底的旋挖鑽鬥,或者截齒直形螺旋鑽頭--雙層底的旋挖鑽鬥。 

(7)微風化基岩:配備牙輪筒式取心鑽頭--錐形螺旋鑽頭--雙層底的旋挖鑽鬥如果直徑偏大還要采取分級鑽進工藝。 

3、根據旋挖鑽機的功能來選擇鑽頭 

    如果旋挖鑽機具有做連續的功能,可以選配液抓鬥或雙輪銑進行連續施工。如果副卷揚有自動放繩功能,可選擇衝擊鑽頭和衝抓鑽頭鑽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鑽進。如果配備有雙動力頭或搓管機的可進套管鑽進,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鑽頭 

    如果沉碴厚度要求比較嚴格或在進行擴底鑽進時,需要配備專門的清碴鬥。在進管套鑽進時,鑽頭與套管的間隙小,為了防止鑽頭掛碰套管和減少抽吸作用,選配鑽頭時應帶有通氣孔,鑽頭上配帶有導向裝置,開合裝置盡量靠近鑽頭中心,最好是機手一體的。還可以通過選用組合形式的鑽頭來解決這一特殊問題。


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