旋挖鉆機施工中鉆具的選配和使用
旋挖鉆機施工具有施工速度快,成孔質量高,機械化程度高,勞動強度低,底噪、環保等特點,在現代樁基施工中正受到越來越多施工者的青睞。隨著我國拉動內需,刺激消費,對基礎設施投入的不斷加大,它必將產生更大的經濟和社會效益。而如何最大發揮它的效能,正確選取鉆具非常重要。根據多年實踐,試述旋挖鉆機鉆具的選配和使用。
1.目前常用旋挖鉆具的類型
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等。
2.旋挖鉆具分類
2.1螺旋鉆頭。
2.1.1錐形螺旋鉆頭:有單頭、雙頭之分。雙頭較為堅固,適宜較硬的巖石,但是進尺慢。單頭適宜卵石、風化巖、凍土等地層,進尺較快。2.1.2直螺旋鉆頭。(1)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。(2)截齒直螺:有雙螺、三螺和四螺,適用于是硬基巖或卵礫石。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。
2.2旋挖鉆斗。
旋挖鉆斗是應用最為頻繁,也是樣式最為豐富的鉆具。按底板數量可分為雙層底斗和單層底斗;按所裝齒可分為截齒鉆斗和斗齒鉆斗;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。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,因為可以將底板合上,渣土掉不下來,既提高了效率,也控制了沉渣厚度,而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;錐桶斗可以降低孔壁對鉆具的摩擦,降低負荷,而直筒斗可以降低卡鉆的機率。
2.3筒式取芯鉆頭。
目前常見的有兩種:截齒筒鉆(適用于中硬基巖和卵礫石),牙輪筒鉆(適用于堅硬基巖和大漂石)。在筒式取芯鉆的兩大類鉆頭中,又有帶取芯裝置和不帶取芯裝置之分,主要取決于取芯的難度。因為這兩種鉆頭主要是鉆比較硬的地層,為了提高進度,如果有條件的還可以通在在鉆頭部分加裝氣舉反循環鉆進,將鉆屑排出,以提高鉆進效率。
2.4擴底鉆頭。
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,擴底后用清渣桶清渣即可。
2.5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,這類鉆頭的使用一般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。
2.6液壓抓斗。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。
3.根據地質情況選用鉆具我國幅員遼闊,各地地質情況復雜,即使在同一個孔內也有不同的地層。因此了解各種地層情況也非常重要。那么如何根據地層情況來選用鉆頭呢?下面分類介紹。
(1)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。
(2)淤泥、粘性不強土層、砂土、膠結較差粒徑較小的卵石層,可配用雙層底的鉆挖鉆斗。
(3)硬膠泥:選用單進土口的(單雙底皆可)旋挖鉆斗,或斗齒直螺。
(4)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(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巖石:需要配備錐形螺旋鉆頭和雙層底的旋挖鉆斗(粒徑較大的用單口,粒徑小的用雙口)
(6)中風基巖:配備截齒筒式取芯鉆頭——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。
(7)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。
4.根據旋挖鉆機的功能來選擇鉆頭
旋挖鉆機型號較多,樣式多樣,性能各方面都有很大差距。性能好的可以選擇較大的鉆具,以提高效率;性能差的只能盡量減少負荷,以便于施工。而且如果鉆機功能較多,還可以衍生很多功能,比如可以選配液壓抓斗或雙輪銑進行連續施工等。
實踐證明,根據不同的地層,結合鉆機實際,選用合適的鉆具是非常重要的。通過合理、科學地選擇和使用鉆具,可以在一定程度上提高鉆機的效率,豐富旋挖鉆機的施工工藝,拓寬旋挖鉆機的施工領域,并將為我國的基礎建設做出更大的貢獻。