1、設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)及性能
反循環(huán)鉆機(jī)沖擊頻率40次/min,主副卷揚(yáng)提升能力為30kN,電動機(jī)功率45kW,不含反循環(huán)6BS泵。沖擊鉆頭重量4t,鉆頭為整體鑄造,耐沖擊、沖擊量大、鉆進(jìn)效率高,適應(yīng)于反循環(huán)沖擊直徑為800～1500mm樁。CJF—20型沖擊反循環(huán)鉆機(jī)。主副卷揚(yáng)機(jī)提升能力50kN,最大鉆機(jī)直徑為2.0m鉆孔深度為80m,卷揚(yáng)沖程1.5～3.0m,沖擊頻率46次/min,主要機(jī)功率75kW,反循環(huán)泵組為3PNL和6BS泵可配液壓步履縱橫移位,其鉆頭除沖擊尖頭為耐磨材料外,其余為50mm以上鋼板焊制而成,也可配備多種規(guī)格鉆頭,此系列沖擊反循環(huán)鉆機(jī),適用于卵礫石、膠結(jié)卵礫石和嵌巖等復(fù)雜的基礎(chǔ)工程施工,廣泛應(yīng)用于橋梁鉆孔灌注樁,地下連續(xù)墻基礎(chǔ)工程。
2、施工工藝
沖擊反循環(huán)破碎入巖工藝的破碎機(jī)理是利用沖擊鉆頭對巖石進(jìn)行較高頻率的沖擊,使巖石產(chǎn)生破碎,然后利用反循環(huán)排渣方式及時將破碎巖屑第一時間排出孔外。沖擊鉆頭由兩根鋼繩平衡連接,無論起、下鉆都非常方便,大大縮短了輔助時間。
因此,沖擊反循環(huán)鉆頭是沖擊鉆進(jìn)的主要工具,其結(jié)構(gòu)的合理與否直接影響到鉆進(jìn)效率和質(zhì)量。在沖擊鉆進(jìn)過程中,關(guān)鍵是沖擊和吸渣量是否匹配,也是確?？妆诜€(wěn)定正常鉆進(jìn)最基本最重要條件。在鉆進(jìn)過程中吸渣工作應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)地層和情況而定,不應(yīng)過量汲渣以免造成孔壁失穩(wěn)坍孔。發(fā)生埋鉆事故。另外,在沖擊過程中,必須經(jīng)常檢查鋼絲繩的磨損情況以及轉(zhuǎn)向裝置的靈活性和連接的牢固性,以防磨斷或因轉(zhuǎn)向不靈而扭斷鋼絲繩,發(fā)生掉鉆事故。
根據(jù)地質(zhì)情況,鉆頭出量研磨材料提鉆時要應(yīng)經(jīng)常檢查,一般地層每小班至少提鉆一次檢查,復(fù)雜地層提鉆頭次數(shù)要增加,往往鉆頭底量和外出量在砂卵石和基巖中磨損嚴(yán)重,所以應(yīng)及時進(jìn)行修補(bǔ),這樣就增加了修補(bǔ)鉆頭的鋪助時間,降低了純鉆進(jìn)沖擊時間,又減少了修補(bǔ)鉆頭的輔助時間,再則在提升鉆頭時,要小心謹(jǐn)慎,尤其是在快到護(hù)筒底部將鉆頭慢慢提起,防止碰撞孔口護(hù)筒以免造成護(hù)筒底部坍孔或護(hù)筒錯位或變形事故。
3、沖擊反循環(huán)鉆機(jī)與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)在施工過程中的優(yōu)缺點(diǎn)
根據(jù)已施工的工程,不同的地層、不同的區(qū)域但鉆進(jìn)口徑相同來對比,發(fā)現(xiàn)沖擊反循環(huán)與回轉(zhuǎn)正循環(huán)各有各的優(yōu)點(diǎn),一般在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工時,通過小班報鉆孔記錄報表,取各程平均數(shù)據(jù)分析,回轉(zhuǎn)鉆機(jī)要比沖擊反循環(huán)鉆機(jī)施工快1.2倍,且因沖擊反循環(huán)鉆機(jī)自重大搬遷困難、時間長等因素,在土層中施工不如回轉(zhuǎn)正循環(huán)鉆機(jī)快,但在卵礫石層、基巖施工中,沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)明顯比回轉(zhuǎn)鉆機(jī)要快3倍,一般5cm以下礫石要快2倍以上,5～10cm礫石要快3倍以上,而且沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)5級以下的巖石,鉆進(jìn)速度比回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)要快5～6倍,從上述情況分析來看,沖擊反循環(huán)在施工復(fù)雜地層即卵石層,嵌巖鉆孔樁成孔速度上優(yōu)點(diǎn)明顯,尤其在一些丘陵山區(qū)地帶較為適用,優(yōu)越性更加顯著。如:福建福寧高速霞浦段就是一個典型的例子,整個樁成孔時間比回轉(zhuǎn)鉆機(jī)快3倍以上。
對樁孔成型方面,沖擊反循環(huán)施工孔徑一般在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工時為防止坍孔,仍然采用正循環(huán)沖擊鉆進(jìn),但易縮徑,但樁的垂直度比較好。在卵、礫石層施工中都采用沖擊反循環(huán)鉆進(jìn),由于沖擊力較大,容易坍孔,充盈系數(shù)偏大,根據(jù)我公司已施工的幾個工程數(shù)據(jù)表明,在回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)段的平均充盈系數(shù)為1.15;而沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)段的充盈系數(shù)則為1.25,在土層中的充盈系數(shù)沖擊和回轉(zhuǎn)基本接近在1.1。
在成本消耗方面:在粘土、亞粘土、淤泥質(zhì)土層、粉砂層施工,沖擊反循環(huán)的成本消耗要比回轉(zhuǎn)鉆機(jī)消耗大,主要沖擊鉆機(jī)動力功率大、耗電量高。再則鋼絲繩消耗大,因沖擊耗繩、自身重量大,搬遷運(yùn)輸成本大等,但在卵、礫石層、漂石、塊石、基巖施工中,沖擊鉆進(jìn)效率高,而回轉(zhuǎn)鉆機(jī)研磨材料消耗大,鉆進(jìn)速度慢,成孔周期
長,成本比沖擊鉆進(jìn)大5倍以上,如遇大漂石、大塊石、硬度較高的花崗巖回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是無法鉆進(jìn),只用沖擊反循環(huán)鉆機(jī)來完成。
在環(huán)境影響方面,沖擊反循環(huán)鉆進(jìn)振動對周圍環(huán)境影響比回回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)要大,特別是沖擊下部堅硬基礎(chǔ)巖面時,沖擊振動對周圍產(chǎn)生聲音較大,影響人們休息。
