旋挖钻机是一种适合在建筑基础工程中成孔作业的施工机械,具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高等特点,适应我国大部分地区的土壤地质条件。配合不同钻具,适应于短螺旋、回转斗及岩层的成孔作业。对干硬性黏土可不用稳定液护壁的干式旋挖工法,一般的覆盖层采用静态泥浆护壁的湿式旋挖工法,它广泛应用于桥梁、市政建设、高层建筑等基础的钻孔灌注桩工程。
1 旋挖钻机的发展历史
旋挖钻机在二战以前在美国卡尔维尔特公司问世,二战之后在欧洲得到发展。1948年意大利迈特公司首先开始研制,接着意大利、德国开始发展,到了70~80年代在日本得到快速发展,当时日本称之为回转斗成桩,也叫阿司特利工法(Earth Drill),在德国、日本这类工法相当普遍。我国在80年代初从日本引进过工作装置,配装在KH-125型履带起重机上。1984年,天津探矿机械厂引进美国RDI公司的旋挖钻机并进行消化吸收。1988年北京城建机械厂根据土力公司(SOILMEC)的样机开发了1.5m直径的履带起重机附着式旋挖钻机。1994年郑州勘察机械厂引进英国BSP公司附着式旋挖钻孔机的生产技术,但都没有形成批量生产。1992年宝峨公司在北京设立了代表处,开始了对华的业务,并于1995年在天津成立了独资子公司宝峨天津机械工程有限公司,组装适合中国市场的宝峨BG20型旋挖钻机。1998年在上海又成立了中德合资上海宝峨金泰工程机械股份有限公司,生产组装BG15型旋挖钻机。最近几年我国旋挖钻机取得了快速发展,目前国内生产旋挖钻孔机厂商有十余家,主要有徐工科技、三一重工、北京经纬巨力、河北石家庄煤机、湖南山河智能、杭州天锐、北方重汽、哈尔滨四海、郑州金牛、连云港黄海、兰州通用、新河钻机等。国外主要生产厂商有意大利意马(IMT)公司、CMV公司、迈特公司、土力公司、德国宝峨公司、芬兰永腾(JUNTTAN)、日本日立、日车、神钢等。
2 旋挖成孔的工艺优势
1)广泛的适应性 在硬土地层,由于传统钻机的自重有限,不可能给钻头施加更大的进给压力。而旋挖钻机由于采用动力头装置,动力头的给进力加上钻杆的重量,钻进能力强。据统计,在相同的地层中,旋挖钻机的成孔速度是转盘钻机的5~10 倍。
2)良好的环保性 目前国内传统钻机多采用连接钻杆形式和掏渣桶掏渣,在钻进过程中多采用泥浆循环方式,泥浆对于这类钻机起润滑、支护、置换和携带钻渣的作用。随着对城市建设环保要求愈加严格,传统钻机面临更大危机。而旋挖钻机采用动力头形式,其工作原理是用短螺旋钻头或旋挖斗,利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻渣旋转挖掘,然后快速提出孔外,在不需要泥浆支护的情况下可实现干法施工,即使在特殊地层需要泥浆护壁的情况下,泥浆也只起支护作用,钻削中的泥浆含量相当低,这使污染源大大减少,进而降低了施工成本,也改善了施工环境,成孔效率高。
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