23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,长螺旋钻机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桩机的钻进系统由人工进行控制跟施工质量控制
<一>、CFG桩机的钻进系统由人工进行控制
当前我国国内的CFG桩机的钻进系统全部靠司钻的经验靠手动(人工)控制钻具下放实现进给操作。不熟练的新手控制的钻进质量非常差,要么经常憋钻致使电器系统问题频出甚至烧毁电机,要么钻进消耗时间长。即使是熟练的司钻在施工中也不时的出现憋钻等问题。这些问题一出现,不仅影响施工进度而且损失大。
当前人工操纵送钻的CFG桩机钻进主要是依据动力头电机的电流:当动力头电机电流达到额定电流的90%时停止放钻,待动力头钻进一段时间,电流下降一定值后,再次放钻,这样重复间断下放,较终成孔到指定。而正弘研究的自动送钻控制是依据动力头输出功率的状态调速送钻,即速度变化基本是连续的,不会出现大的阶跃性波动。由于长时间的人工调速控制不便,而在变化不大的情况下人工调速可以在一定程度上和自动送钻类似。所以本实验在变化不大的钻进过程中采用人为调速送钻来模拟自动送钻。
传统CFG桩机人工送钻时将绞车放绳速度调到,一次性放钻使动力头电流达到额定电流的90%,待其电流下降到额定电流的80%再次控制液压绞车下放动力头,如此反复循环。人工调速模拟自动送钻采取调节下放速度到使动力头电流稳定在额定电流的85%左右。
国外采用了自动控制的桩孔钻机也仅是设置了钻进监控装置,自动记录钻进的、动力头的输出等参数:实现钻桅垂直度的调节、自动回位和发动机检测等控制,并未见有自动送钻的研究和产品.我国开发生产的同类产品装备加落后。各类型钻机的施工本质是切土、输土、送钻、成孔。
<二>、钻杆钻头施工质量控制
1、堵管
堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一,它直接影响CFC桩的施工效率,特别是故障排除不畅时,使己搅拌的CFC桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来困难。产生堵管的原因有以下几点:①混合料配合比不合理。②混合料搅拌质量有缺陷。③施工操作不当。④钻杆钻头施工气温高,管壁浆液容易凝固。防治措施:
在试用配合比前室内试验保证混凝土的和易性,控制混凝土施工坍落度,保证混凝土的泵送工作性能,防止堵管;施工时应在管内填充混凝土后及时提钻,避免造成堵管;施工时在管壁覆盖草袋并经常洒水保持草袋湿润,降低管道温度。
2、桩头空芯
桩头空芯主要是施工过程中排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混合料时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。
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