1、适应性强:该桩型适用于粘性土、粉土、填土等各种土质,可在有缩径的软土、流砂层、砂卵石层、地下水等复杂地质条件下成桩。2、桩体质量好:混凝土从钻头中心压入孔中,混凝土具有密集、无断桩、无收缩颈等特点,对桩孔周围的土有渗透、密集作用。
3、单桩承载力好:由于是连续压灌超流态混凝土护壁成孔,对桩孔四周的土有渗透、挤密作用,提高了桩周土的侧摩阻力,使桩基具有较强的承载力、抗拔力、抗水平力,变形小,稳定性好。
4、机械投入少:钻机直接吊入钢筋笼,节省了吊车台班,减少了大型机械的投入量。
影响履带式螺旋钻机钻进效率的因素同钻孔钻进过程中的工艺过程
一、影响履带式螺旋钻机钻进效率的因素
钻进效率在物理上指的是输出功与总功之间的比值。钻进效率的比较可以通过在钻进相同的土质、相同的钻孔直径、相同的输入总功下比较钻出土体的总量或者钻头、钻杆的钻进。
1、动力头上的输出扭矩小则会使履带式螺旋钻机杆钻进速度慢或者是转不动,输出扭矩过大容易使钻杆变形断裂且过大的功率影响立柱和整机的稳定性能。在第1章节中知道研究人员采用大扭矩减速机和采用大功率液压马达驱一动虽会大大提高钻进效率但都产生了难以解决的技术问题;2、叶片螺旋角度与输送的钻出土体有直接联系,角度设计合理与否直接决定土体导出钻头的一快慢。螺旋角度的设计在研究人员较开始做效率优化时就已经研究过,目前长螺旋,钻头钻进所使用的钻杆螺旋角度已经过优化设计,这里将不再做过多的讨论;3、钻进和旋转转速的合理匹配能使钻出的土量和导出的土量成较优比例,使效率较高,但钻进和旋转转速的匹配关系也已经过优化,这里将不再做过多的讨论。
切削性能主要是履带式螺旋钻机头在单位时间内切削土体的量。传统的折叠式长螺旋钻机尖对土体只有挤压定心作用,不对土体产生切削作用,而钻头上又只有两刀齿切削土体,切削的量比较少。另外被刀齿打散后的土体不能及时排入叶片上,在叶片下部产生堆积,形成较大的阻力阻止向下钻进。这两方面的原因直接影响了定心型履带式螺旋钻机的钻进效率,导致钻进效率不高。
因此,要提高履带式螺旋钻机头的钻进效率,在钻头结构设计上,主要从两个方面进行考虑:一是在单位时间内有多的刀齿切削土体;二是及时将钻散后的土体排出,从而使单位时间内输入相同功下排出的土体多,或钻进深,这样才能提高钻头的钻进效率。
由分析可知要设计出效率较高的履带式螺旋钻机头要具备的条件为:一,在相同时间内有多的刀齿切削土体,且能及时将钻散后的土体排入叶片上带出孔外,就能提高钻孔的效率;二,土体与钻尖处有足够大的面积S发生挤压接触力才能克服或较大程度减弱履带式螺旋钻机头受力不均匀,产生轴线倾斜的偏斜力。
二、履带螺旋钻机钻孔钻进过程中的工艺过程
履带螺旋钻机钻孔过程主要分为几个阶段,第1个阶段为钻进过程,钻进过程中的工艺过程为:钻孔机就位*钻孔*检查质量、孔底清理*孔口盖板*移动钻孔机;第2个阶段为浇筑混凝土过程,浇筑混凝土的工艺过程为:移盖板测孔深、垂直度一放钢筋笼*放混凝土溜洞叶浇筑混凝土(随浇随振)*插桩顶钢筋。
(1)钻孔机就位:钻孔机就位时,保持平稳,不发生倾斜、位移,为准确控制钻孔,应在机架上或机管上作出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。
(2)钻孔:调直机架挺杆,对好桩位(用对位圈),开动机器钻进、出土,达到控制后停钻、提钻。
(3)检查成孔质量:钻深测量。用测深绳(锤)或手提灯测量孔深及虚土厚度。
虚土厚度等于钻孔深的差值。虚土厚度一般不应超过lOcm;钻进遇有含石块较多的土层或含水量较大的软塑粘土层时,防止出现钻杆晃动引起孔径扩大致使孔壁附着扰动土和孔底增加回落土。
(4)孔底土清理。钻到预定的后,在孔底处进行空转清土,然后停止转动;提钻杆,不得曲转钻杆。
在长螺旋施工的整个过程中,钻进过程是履带螺旋钻机工作的主要过程。在大扭矩动力头的带动下产生一个较大的扭力矩T,并将扭力矩T传递给履带螺旋钻机杆直至钻头,使钻头的刀齿不断切削土体,钻头在厚重的动力头和较大的钻杆自重下缓慢钻进,在这一过程中钻出的土分两部分输出孔底:第1部分土体被挤压输送出地面;第2部分土体被输送到履带螺旋钻机叶片上,随着螺旋叶片的旋转上升,并且土被挤压致密,与钻杆形成一个土柱。土柱与钻孔间隔为5-8mm,土柱使钻孔时孔壁的土不坍塌。即使在恶劣的情况下如有地下水的地层时,也会因为土桩与钻孔间隙小,钻孔速度快,钻孔内渗入积存的水很少,因此孔壁不会坍塌。挤压致密的土体在上升到地面以上时,在离心力的作用下自动从螺旋叶片上脱落下来。钻杆缓慢钻进,钻至设计标深时完成履带螺旋钻机孔过程。
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