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15米长螺旋钻机包括液压步履桩架和钻进系统两部分。桩架采用液压步履式底盘,自动化程度高,可自行行走及360度回转,设有四条液压支腿及一条行走油缸以辅助行走及回转同时增加施工时的整机稳定性,可整机进行转运。立柱为可折叠式箱型立柱,法兰连接方式,立柱采用两块高厚度锰板并且用大型折弯机折弯技术,经两道焊缝焊接而成同时立柱内部每隔60cm加焊四根加强筋固定,增加立柱抗扭抗弯性。立柱由两条变幅液压油缸控制其起降。钻进系统包括动力头与钻具,动力头的输出轴与螺旋钻具为中空式,桩机采用长螺旋成孔,可通过钻杆中心管将混凝土(泥浆)进行泵送混凝土CFG桩施工,即能钻孔成孔一机一次完成,也可用于干法成孔、注浆置换改变钻具后还可采取深层搅拌等多种工法进行施工。CFG桩机结构跟管内泵压混合料成桩法
一、CFG长螺旋桩机结构及工作原理
CFG桩机液压步履桩架主要由顶部滑轮组、立柱、斜撑、底盘、行走机构、回转机构、卷扬机构、操纵室、液压系统、电气系统及拖行机械组成.CFG桩机(1)立柱为折叠式,采用箱形截面结构型式,法兰连接方式。立柱两侧配有圆形滑道作为动力头、钻杆上下运动的导向和抗扭。此种钻机配备的箱形可折叠式立柱利用液压缸进行起降,方便快捷,运输时也不需拆卸。立柱下部与上盘铰接,中后部与斜撑铰接,立柱顶部有滑轮组,用来完成对动力头、钢筋笼和注浆导管等的起降。动力头可沿滑道上下滑动托运时拆卸。(2)行走机构为液压步履式。前进时四个支腿液压缸支地,下盘离地通过液压系统驱动行走油缸实现钻机履靴前行,然后收起支腿,通过液压缸收缩拉动底盘前行,经过如此反复操作实现钻机前行。(3)回转机构由中速液压马达通过行星减速器带动,在四个支腿液压缸的配合下,可使桩机实现回转。由于液压马达具有功率稳定、运转平稳、转动惯性小和启动效率高等特点,因而桩机具有回转平稳、无冲击、无振动、整机的稳定性良好及使用寿命长的优点。
二、长螺旋钻管内泵压混合料成桩法
1)施工过程中的堵管。它是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺现场较常发生的的状况。它直接影响钻杆钻头的施工效率、增加工人劳动强度、造成材料浪费。尤其是在故障排除时间较久时,造成场边搅拌完成的混合料失水或结硬影响大。对堵管的预防措施如下:
①科学设置混合料的配合比,现场控制塌落度。应当科学设置混合料的配合比,确保和易性容易,控制坍落度应在160~200mm范围之间。坍落度太大,容易泌水、离析增加阻力,导致堵管;坍落度太小,混合料流动性差,也容易造成堵管。
②设备操作不利导致堵管。螺杆钻进至设计高程后开始泵送混合料,螺杆内部气体从顶部排气阀排出,需泵送几次待螺杆与泵送管内混合料均充满后,方可开始提钻。若拔管时间配合较晚,混合料对钻头阀门降低,导致阀门无法打开形成堵管。
③局部漏浆、混凝土或砂浆的离析、输送管道接头密封不严、管道未清洗干净等原因造成的堵管。日常维护中应经常检查钻机的钻头阀门密封情况、施工完毕注意管道的清洗和维护。
2)灌注产生邻近桩间的窜孔:在松散地层或可液化地层中施工时容易发生邻近施工桩间混合料窜流现象,应采取间隔跳打的施工顺序,避免互相影响导致在土体内部形成窜孔,并适当提高钻进速度。
3)钻孔到位后先提钻后泵料。实际施工过程中有些施工单位在桩端达到设计标高后为了便于打开阀门,先将钻杆提高20~30cm,再泵送混合料。容易使钻头上的土掉进桩孔;若地下水较多可能存在浆液与骨料分开现象,从而影响钻杆钻头的桩端完整及整桩承载力。应按照要求在确认混合料灌入管内,并继续泵送2~3下后开始拔管。
4)拔管速度与泵送混合料不一致导致缩径、断桩。若螺杆的拔管速度过快,泵送的混合料充填不及时,将会造成缩径或断桩,过程中应及时观察排气阀的排浆情况,人工控制机械的泵料与拔管速度的保持一致。
5)适当设置保0.5m桩长的混合料量,在螺杆拔出后,人工配合使用插入式振捣棒对完成的桩顶混合料加振3~5s。这样做不但能确保设计桩长保护桩顶,还能保证桩顶施工质量,提高桩顶混凝土的密实度。
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