螺桿樁是2003年提出,2006年獲得發(fā)明專利的新型樁。螺桿樁具有承載力高、沉降小、工期短、施工方便、造價低、無污染、無噪音、處理效果好等特點,雖然其興起的時間不久,但在我國巖土工程界得到了廣泛應用。
摘要:介紹螺桿樁機的整體機構(gòu)和特點,主要說明了螺桿樁機鉆具的工作原理及鉆具幾個重要組成部分的結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞:工業(yè)設(shè)計論文發(fā)表,螺桿樁機,工作原理,鉆具結(jié)構(gòu)
1螺桿樁機的介紹:
螺桿樁機結(jié)構(gòu)簡單,采用三點支撐。如圖1,圖1為螺桿樁機的簡圖。
1.頂部滑輪組;2.動力頭;3.斜撐及調(diào)整機構(gòu);
4.螺桿鉆具部分;5.樁機主機平臺
圖1螺桿樁機簡圖
螺桿樁機的主要特點為:
1)螺桿樁機采用履帶移動形式,具有移動靈活,就位方便,功效遠遠高于步履式,此外,電氣液壓采用集中控制,操作方便,減少了工人的勞動強度。
2)采用剛性整體臺車結(jié)構(gòu)的履帶行走系統(tǒng),上部作業(yè)機構(gòu)采用三支點結(jié)構(gòu),移位就位迅速、安全、穩(wěn)定,施工效率高。
3)適用于多種工作裝置,應用范圍廣。
4)立柱的安裝及起架過程方便省時。
2螺桿樁機螺桿鉆具的工作原理
圖2部分螺桿鉆具
螺桿樁是在施工過程中,首先螺桿樁機就位,確保成孔的垂直度后進行鉆孔。鉆頭破開土層,鉆頭上的螺旋葉片將土體反出和擠密。螺桿部分的葉片進一步將周圍的土體擠壓加密。鉆進過程中要注意鉆桿下鉆速度要均勻,要求螺桿鉆具每旋轉(zhuǎn)一圈,正好下降一個螺距,從而保證土體形成螺紋。當鉆至預定深度后停轉(zhuǎn)。與此同時高壓泵將混凝土輸送到螺桿鉆具中間的泥漿管并壓到鉆頭。接著螺桿鉆具進行反向旋轉(zhuǎn)提鉆。提鉆過程中螺桿樁機嚴格控制螺桿鉆具提升速度和旋轉(zhuǎn)速度,螺桿鉆具其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速和提升速度應保持同步和匹配,勻速控制提管速度,要求螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)一圈鉆具上升一個螺距,要求螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)一圈鉆具上升一個螺距,此時高壓的混凝土填充由螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)提升所產(chǎn)生的螺紋空間中。當鉆桿提到螺紋部分頂面的設(shè)計高度時,螺桿鉆具真接提升產(chǎn)生圓柱的空間,同時鉆頭泵出高壓混凝土澆灌直至設(shè)計高度,即灌注成“上部為圓柱,下部為螺紋”的螺紋形樁。最后壓入鋼筋籠,待混凝土凝固后形成螺桿樁。
螺桿樁與打入式預制樁相比,施工噪音低,無振動,對已施工的樁無影響;與全螺旋鉆,普通泥漿護壁成孔的灌注樁相比,無泥漿污染和棄土等問題。
螺桿鉆具主要部分,如圖2。圖2為螺桿鉆具的部分示意簡圖。底部為鉆具的鉆頭部分它完成破土與反土;中間為螺桿部分它完成擠土和形成螺紋型孔;上部為上部鉆桿部分,上部鉆桿為標準的長度,可以通過增減上部鉆桿的數(shù)量來達到施工設(shè)計深度。
3螺桿鉆具結(jié)構(gòu)
螺桿鉆具縱向由鉆頭、螺桿、上部鉆桿及變徑接頭組成;其橫向由外部中心管及內(nèi)部泥漿管組成。各個部分的連接采用的是內(nèi)六角接頭或內(nèi)八角接頭進行的連接,最后用銷軸進行緊固。
3.1鉆頭部分
鉆頭是完成鉆進過程中破土和碎石的工作,因此它必須有足夠的強度和硬度。經(jīng)過較多的實驗要求我們同時也要防止鉆頭被動力頭大的扭矩撕裂,所以要求鉆頭鉆進過程中受力的均衡。我們選用兩側(cè)對稱的鉆頭葉片方式。它的具體結(jié)構(gòu),如圖2中的鉆頭部分。
3.2螺桿部分
鉆桿部分主要的是由葉片和中心管組成。根據(jù)所需要的鉆具橫截直徑大小來選定中心管。中心管的直徑加上葉片寬度的二倍即為我們所設(shè)計鉆具的直徑。葉片一般采用分段鑄造成型?梢愿鶕(jù)所需要的螺紋形狀及螺紋深度大小來進行設(shè)計葉片的具體形式,如一個螺距分三段。中心管一般選用無縫鋼管。中心管與葉片通過焊接結(jié)合在一起。在螺桿部分的中間有泥漿管,方便混凝土的灌注,而且能預防泥漿滯留造成鉆桿阻塞。如圖2中的螺桿部分。
3.3上部鉆桿部分
上部鉆桿由內(nèi)部泥漿管和外部中心管組成。外部的中心管的尺寸與螺桿部分的中心管尺寸相同;內(nèi)部的泥漿管與螺桿部分的泥漿管相同。同樣它與螺桿連接及與相同的上部鉆桿連接是通過內(nèi)六角或內(nèi)八角接頭連接。并通過各種銷軸進行緊固。上部鉆桿是標準長度的,一般為6米或8米。我們根據(jù)需要增減這種標準鉆桿來達到指定深度。如圖3。
圖3上部鉆桿
4結(jié)束語
螺桿樁機的鉆具設(shè)計的種類和方法多鐘多樣,本文簡要的介紹了一種較為普遍的螺桿鉆具的結(jié)構(gòu)。隨著科技的發(fā)展及大功率的樁機的出現(xiàn),一定還會有更先進、用途更廣的鉆具出現(xiàn)。
參考文獻
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