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1、桥梁工程钻孔桩施工钻机选型研究连云港市东海县地质以前震旦系混合变质岩为主，在此类复杂地质条件下钻孔，设备选型是影响成孔速度的重要因素。通过新建连徐高速铁路东海特大桥工程施工的实例，对钻机的选型作简单的介绍，并对不同钻机的成孔效率、适用范围进行对比。1工程地质概括新建连徐高速铁路东海特大桥工程地处苏北地区，横穿连云港和徐州两大重要城市。该处桥址地形平坦，但沿线所经过地层岩性较为复杂。按其成因和时代分为五大层，自上而下依次为：人工填筑土、第四系全新统冲积层黏性土、第四系上更新统冲积层砂土层、白垩系上统王式组沉积岩泥质砾岩、前震旦系混合变质岩。其中混合变质岩最为常见，岩性可分为片麻岩、花岗片麻岩、云
2、母岩、石英岩四大类。2钻进选型施工中的性能问题从工程地质概括来看，该桥址地层岩性较为复杂。其中片麻岩和花岗片麻岩最为常见，局部夹层石英岩脉，故而在钻机选型上，主要考虑冲击钻和旋挖钻两种类型的钻机。该工程选用的钻机型号包含：二代单绳冲击钻、徐工XR360旋挖钻、山河智能SWDM42旋挖钻、德国宝峨BG46旋挖钻、徐工XR550D旋挖钻。其中旋挖钻主要负责168m系杆拱和连续梁的主墩施工。2.1冲击钻单绳冲击钻作为一种传统的钻机工具，具备施工工艺成熟、工程单价较低、市场供应量大、适应不同地层能力强等优点。二代单绳冲击钻在传统钻具的基础上改革创新，每台冲击钻主机上搭载一台智能电脑，可以通过编制数码程
3、序的方式，来实现电脑控制钻机的锤距以及钻进速率。完美的解决了单绳冲击钻人工操作，自动化程度低的问题，大大提高了钻进速率。二代单绳冲击钻在钻进过程中，采用泥浆护壁。泥浆在冲锤的作用下，会对孔壁产生一种挤压力，这种挤压力会使孔壁更加稳定，不宜塌孔。当然在具体施工中，二代单绳冲击钻并没有克服传统单绳冲击钻的的一些弊端。比如单绳冲击钻的整体稳定性不好，易发生钻机易位现象；钻进过程中遇到软硬不均匀的斜岩时，锤头因受力不均匀，会发生锤头摆动现象，进而导致偏孔。除此之外，单绳冲击钻在取渣、清空、泥浆外运方面都较为麻烦，而且在钻进过程中噪音较大，易发生卡钻、吊锤现象。2.2旋挖钻旋挖钻作为一种新型钻机类型，具
4、有短距离移动方便、成孔速度快、机械化程度高、清空方便等优点。但较冲击钻缺单也很多，比如单价稍高，体型过大，长距离移动麻烦，耗能较高等。因此我们根据施工工期、地质条件、工程单价等因素，合理的引进了四类不同型号的旋挖钻机。2.2.1徐工XR360旋挖钻徐工XR360旋挖钻机作为一款中小型旋挖钻机，采用进口川崎液压方式。由柴油机驱动液压泵动力头，动力头驱动钻杆，钻杆带动可伸缩专用旋挖底盘，回旋钻进，保证了钻机的整体稳定性。该钻机的最大钻进深度96m，最大钻孔直径2.5m，最大输出扭矩360kNm，这些技术参数，保障了该类钻机，对于桩径较小、桩长较短的桩基，具备较快的成孔速度。据统计桩长20m，桩径1
5、m，入岩3m的柱桩，此类钻机成孔需要（810）h。同等情况下，二代单绳冲击钻需要（3648）h，大大提升了施工速率。此类钻机共进场两台，均布置在架梁方向上，目的是消灭桩基1m的柱桩，保证架梁机顺利通过标准墩。2.2.2山河智能SWDM42旋挖钻山河智能SWDM42旋挖钻属于中型旋挖钻机，采用液压系统，节能安全。主、副卷扬机安装在回转平台上，大大降低倾翻载荷，从根本上保障了整机的稳定性。该钻机的最大钻孔深度105m，最大钻孔直径3m，最大输出扭矩418kNm，这些技术参数，使得此类钻机能够满足更为复杂的地质情况。此类钻机共进场2台，已经完成了采用(70+125+70)m连续梁方式跨越S464省道
6、两侧的主墩的全部桩基工作，此连续梁主墩桩基2m，每个主墩共计12根桩基。因机器故障、工程单价、地质复杂等原因，目前此类旋挖钻机退场一台，剩余一台现在布置在连续梁主墩东海特大桥516#墩。该旋挖钻机目的是解决采用(48+80+48)m连续梁方式跨越S323省道两侧的主墩的全部桩基工作。据设计资料，此连续梁两侧主墩，东海特大桥516#墩和517#墩，桩径均为1.80m，每个主墩均共计11根桩基，其中东海特大桥516#墩设计最小嵌岩7.82m，据516#-4桩，实际地质核查资料显示，目前该桩基实际入弱风化片麻岩达到18.60m。2.2.3德国宝峨BG46旋挖钻宝峨BG46旋挖钻属于全进口德系旋挖钻，
7、此类旋挖钻工作重量190t，最大钻孔深度105m，最大钻孔直径3m，最大输出扭矩460kNm，这些技术参数加之全进口配套德系钻具，使得宝峨BG46旋挖钻在国内市场上，可以轻松傲视群雄。目前该设备布置在东海特大桥409#墩上，该墩为(32+168+32)m系杆拱主墩。桩径2.5m，桩长17m，该墩台共计11根桩基，设计最小嵌岩6m，设计方提供的勘探资料表明，岩石基本承载为800kpa。据实际地质核查资料显示，实际嵌岩达10m之多，岩石单轴抗压强度达到166Mpa。考虑到工期紧急，实际地质过硬等因素，选用了宝峨BG46旋挖钻。由于该设备采用顶级的德系配置，进场费用过高，加之409#墩总桩长才187
8、m，进而导致该墩单价过高。为合理缩小单价，会让该设备打168m系杆拱主墩409#墩间隙，将168m系杆拱边墩410#墩一并打掉，后期还会让该设备去打其他连续梁主墩的桩基工作。2.2.4徐工XR550D旋挖钻徐工XR550D旋挖钻的研发，主要针对国内特大桥、高速铁路、高速公路等大型工程建设市场需要。该设备采用自主研发的旋挖钻专用H型液压伸缩式履带底盘，装备大直径回转支撑，保证超强的稳定性和运输的便携性。该设备最大钻孔直径3.5m，最大钻孔深度132m，动力头最大输出扭矩为480kNm。该设备目前布置在系杆拱主墩408#墩上，目的就是争抢全线最大的系杆拱工期，保证架梁按期顺利通过。3相关施工经验数据以单根柱桩为例，桩径1.25m，桩长30m，进入弱风化片麻岩4m为例统计各钻机数据(详见表1)，以供参考。4结束语合理的钻机选型对于钻孔桩施工具有重要的影响，因此在钻孔桩施工中要具体考虑工程实际。根据施工工期、地质条件、工程单价等因素，结合各种型号钻机的性能和优缺点，对所选机型进行合理的搭配，可有效提高工程质量，减少钻机闲置现象，增加工程效率。以上桥梁工程钻孔桩施工钻机选型研究由建筑网搜集整理，更多关于“桥梁工程钻孔桩施工钻机选型研究”等建筑方面知识可以关注建筑网行业栏目。“一点建设通，中标很轻松”。查询建筑企业信息，请登陆建筑网、建设通或关注建筑网微信公众号进行查询。