第四章第四节 钻孔机械和打桩机械.ppt
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1、第四章第四章 桥梁工程机械桥梁工程机械第四节第四节 钻孔机械钻孔机械一、全套管钻机一、全套管钻机全套管施工法全套管施工法 贝诺特施工法贝诺特施工法 1.1.分类分类(2 2)分体式)分体式 (1 1)小型机)小型机直径在直径在1.2m1.2m以下以下 (2 2)中型机)中型机直径在直径在1.21.21.5m1.5m之间。之间。(3 3)大型机)大型机直径在直径在1.5m1.5m以上。以上。2 2)按成孔直径分为三种类型:)按成孔直径分为三种类型:(1 1)整机式)整机式 1 1)按结构形式全套管钻机分为两大类:)按结构形式全套管钻机分为两大类:2.2.特点及适用范围特点及适用范围(6 6)全套
2、管施工法还可以做斜桩,用搭接桩法可以)全套管施工法还可以做斜桩,用搭接桩法可以做桩列式连续挡土墙。做桩列式连续挡土墙。1 1)全套管设备施工的优点是:)全套管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;(2 2)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;(3 3)在使用落锤式抓斗取土时,不采用泥浆护壁;)在使用落锤式抓斗取土时,不采用泥浆护壁;(4 4)扩孔率小,成孔准确,节约混凝土;)扩孔率小,成孔准确,节约混凝土;(5 5)遇有较大的卵石层,只要抓斗能抓起就可通过,)遇有较大的卵石层,只要抓斗能抓起就可通过,施工速度较旋转钻机更快一些,并且
3、可以确切搞清楚施工速度较旋转钻机更快一些,并且可以确切搞清楚持力层的地质情况;持力层的地质情况;1 1)全套管设备施工的优点是:)全套管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;(2 2)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;1 1)全套管设备施工的优点是:)全套管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;(2 2)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;1 1)全套管设备施工的优点是:)全套管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;1 1)全套管设备施工的优点是:)全套
4、管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;(2 2)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;1 1)全套管设备施工的优点是:)全套管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;(3 3)在使用落锤式抓斗取土时,不采用泥浆护壁;)在使用落锤式抓斗取土时,不采用泥浆护壁;(2 2)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;1 1)全套管设备施工的优点是:)全套管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;(4 4)扩孔率小,成孔准确,节约混凝土;)扩孔率小,成孔准确,节约混凝土;(3
5、 3)在使用落锤式抓斗取土时,不采用泥浆护壁;)在使用落锤式抓斗取土时,不采用泥浆护壁;(2 2)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;1 1)全套管设备施工的优点是:)全套管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;(5 5)遇有较大的卵石层,只要抓斗能抓起就可通过,)遇有较大的卵石层,只要抓斗能抓起就可通过,施工速度较旋转钻机更快一些,并且可以确切搞清楚施工速度较旋转钻机更快一些,并且可以确切搞清楚持力层的地质情况;持力层的地质情况;(4 4)扩孔率小,成孔准确,节约混凝土;)扩孔率小,成孔准确,节约混凝土;(3 3)在使用落锤式抓斗
6、取土时,不采用泥浆护壁;)在使用落锤式抓斗取土时,不采用泥浆护壁;(2 2)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;1 1)全套管设备施工的优点是:)全套管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;(6 6)全套管施工法还可以做斜桩,用搭接桩法可以)全套管施工法还可以做斜桩,用搭接桩法可以做桩列式连续挡土墙。做桩列式连续挡土墙。(5 5)遇有较大的卵石层,只要抓斗能抓起就可通过,)遇有较大的卵石层,只要抓斗能抓起就可通过,施工速度较旋转钻机更快一些,并且可以确切搞清楚施工速度较旋转钻机更快一些,并且可以确切搞清楚持力层的地质情况;持力层的地
7、质情况;(4 4)扩孔率小,成孔准确,节约混凝土;)扩孔率小,成孔准确,节约混凝土;(3 3)在使用落锤式抓斗取土时,不采用泥浆护壁;)在使用落锤式抓斗取土时,不采用泥浆护壁;(2 2)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;)由于有套管保护,对坍孔有很好的保护作用;1 1)全套管设备施工的优点是:)全套管设备施工的优点是:(1 1)适应范围广;)适应范围广;(6 6)全套管施工法还需要专用吊车配合和土方机械)全套管施工法还需要专用吊车配合和土方机械运土,配套费用高运土,配套费用高(5 5)拔管时,可能发生钢筋笼上浮)拔管时,可能发生钢筋笼上浮 ;(4 4)用落锤式抓斗挖掘时将使桩尖土层松软;
8、)用落锤式抓斗挖掘时将使桩尖土层松软;(3 3)若地下水以下有厚)若地下水以下有厚5m5m以上细砂层时,有可能导以上细砂层时,有可能导致套管摇不动,拔不出;致套管摇不动,拔不出;(2 2)在软土、含地下水砂层中挖掘引起设备移位、歪斜;)在软土、含地下水砂层中挖掘引起设备移位、歪斜;2 2)全套管设备施工的弱点是:)全套管设备施工的弱点是:(1 1)因机重大,在某些施工中不适合;)因机重大,在某些施工中不适合;1-1-主机;主机;2-2-钻机;钻机;3-3-套管;套管;4-4-锤式抓斗;锤式抓斗;5-5-钻架钻架 3.全套管钻机的总体结构及工作原理全套管钻机的总体结构及工作原理(1 1).总体结
9、构总体结构(2 2)工作原理)工作原理 a a)用套管工作装置将套管一面沿圆周方向往复晃动,一面压入)用套管工作装置将套管一面沿圆周方向往复晃动,一面压入地层中;地层中;b b)用落锤式抓斗取土;)用落锤式抓斗取土;c c)接长套管;)接长套管;d d)当套管达到)当套管达到预定标高后,清孔并插入钢筋笼及水下混凝土导管;预定标高后,清孔并插入钢筋笼及水下混凝土导管;e e)灌注水)灌注水下混凝土,灌注的同时拔套管,直到灌注完毕下混凝土,灌注的同时拔套管,直到灌注完毕二、旋转钻机二、旋转钻机 旋转钻机是采用下沉入孔中的钻头旋转切土的方旋转钻机是采用下沉入孔中的钻头旋转切土的方式成孔的施工机械式成
10、孔的施工机械 。1.1.分类、特点及适用范围分类、特点及适用范围1 1)分类)分类旋转钻机按其钻孔装置可分为:旋转钻机按其钻孔装置可分为:(1 1)有钻杆钻机:)有钻杆钻机:这种钻机通过转盘旋转或悬挂动力这种钻机通过转盘旋转或悬挂动力 头旋转带动钻杆,并传递动力到钻头旋转带动钻杆,并传递动力到钻 具切土,并可通过钻杆对钻具施加具切土,并可通过钻杆对钻具施加 一定的压力,增加钻进能力。一定的压力,增加钻进能力。(2 2)无钻杆钻机(潜水钻机):)无钻杆钻机(潜水钻机):通过潜水电机旋转带通过潜水电机旋转带动钻具切土,电机跟随钻具工作,潜入孔底,整个钻具以动钻具切土,电机跟随钻具工作,潜入孔底,整
11、个钻具以悬挂方式工作,故成孔垂直度好悬挂方式工作,故成孔垂直度好 1-1-空压机;空压机;2-2-起重机;起重机;3-3-旋转弯管;旋转弯管;4-4-风管;风管;5-5-主动钻杆;主动钻杆;6-6-转盘;转盘;7-7-液液压泵;压泵;8-8-泥浆;泥浆;9-9-钻杆;钻杆;1010、12-12-异径连接器;异径连接器;11-11-压重块;压重块;13-13-钻头;钻头;14-14-吸吸泥管;泥管;15-15-吸浆泵吸浆泵有钻杆钻机总体结构图有钻杆钻机总体结构图无钻杆钻机总体结构图无钻杆钻机总体结构图1-1-泥沙滤网;泥沙滤网;2-2-抽水泵;抽水泵;3-3-起重吊车;起重吊车;4-4-钢丝绳支
12、架;钢丝绳支架;5-RRC5-RRC钻头;钻头;6-6-泥浆槽泥浆槽 钻机工作时影响其效率的主要环节之一是排渣,排渣钻机工作时影响其效率的主要环节之一是排渣,排渣分为正循环和反循环两大类:分为正循环和反循环两大类:正循环:在钻进过程中,通过钢管或橡胶软管将水通正循环:在钻进过程中,通过钢管或橡胶软管将水通入孔底,将钻渣漂浮至孔的上部自然排出。入孔底,将钻渣漂浮至孔的上部自然排出。反循环:在钻进过程中,向孔内补水,通过排渣管排反循环:在钻进过程中,向孔内补水,通过排渣管排渣,排渣的动力有空气反循环、泵吸反循环、泵举反循渣,排渣的动力有空气反循环、泵吸反循环、泵举反循环。环。2 2)特点及适用范围
13、)特点及适用范围(1 1)有钻杆旋转钻机的特点和适用范围如下:)有钻杆旋转钻机的特点和适用范围如下:可以完成直径可以完成直径10cm10cm直至几米的孔径;直至几米的孔径;对地层的适应性很强,只要变更钻头类型和对对地层的适应性很强,只要变更钻头类型和对钻杆施加压力的大小,就可以应付各种软的覆盖层直到钻杆施加压力的大小,就可以应付各种软的覆盖层直到极硬的岩石,但对直径大于极硬的岩石,但对直径大于2/32/3钻杆内径的松散卵石层钻杆内径的松散卵石层却无能为力;却无能为力;具有噪声低和无振动的特点具有噪声低和无振动的特点 注意事项:注意事项:a a)循环泥浆对环境和土壤的污染;)循环泥浆对环境和土壤
14、的污染;b b)通过部分卵石层时应配合冲击或冲抓方法施工;)通过部分卵石层时应配合冲击或冲抓方法施工;c c)在地层中如果地下水流速很大,在)在地层中如果地下水流速很大,在3m/min3m/min以上时,以上时,必须采用一定的钢管护壁方式穿过此层的方法进行防护,必须采用一定的钢管护壁方式穿过此层的方法进行防护,以免塌孔以免塌孔 (2 2)潜水钻机的特点和适用范围如下:)潜水钻机的特点和适用范围如下:可以完成可以完成1 13m3m桩的施工。桩的施工。无振动,无噪音。无振动,无噪音。施工经济孔深施工经济孔深50m50m。这种钻机由于钻头和钻压问题仅能在这种钻机由于钻头和钻压问题仅能在25MPa25
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