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旋挖钻机学习学费多少钱,旋挖钻机入岩能力简述

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1、旋挖钻机施工概述

旋挖钻机是一种用于建筑基础项目成孔作业的桩工机械,具有施工速度快、成孔质量好、环境污染小、操作灵活便捷、安全性能高及适用性强等特点,已变成钻孔灌注桩施工的主要成孔装置,旋挖钻机是一种高度集成的现浇施工机械,源于国外矿山机械,采用一体化设计、履带式360°回转底盘及桅杆式钻杆,一般为全铰接系统。特殊的桶型钻头直接取土出渣,不需接长套筒,钻孔时孔口注浆以保持孔内泥浆高度就能,因而大大缩短成孔时间。由于具有手动垂直度控制自动回位控制,成孔垂直度和孔位等能得到保证。桶钻取土提过程中对孔壁扰动较小,桶钻周边设有溢浆孔,溢出泥浆可起护壁作用。对于带有大扭矩动力头和手动内锁式伸缩套管的旋挖钻机,可适应我国大部分地区的土层地质条件,包括泥浆层、粘性土、泥土、粉质土、(泥)砂层、卵砾石、卵(漂)石层、强风化岩层、永久冻土、风化剥蚀地貌。目前旋挖钻机最大施工精度已达4.0m,深度在超过90m。

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2、岩石特性及岩石破碎理论

2.1 岩石特性

岩石是岩块与岩石也称,是一种各向异性、非均质、不持续成分。大多数岩石在室温常压下是应力材料,但是促使压力与频率降低,岩石的硬度应力强度转化。

岩石的硬度是指岩石内部应力作用下,整体抵抗变形的素质。岩石的硬度一般用单轴抗压强度、抗拉强度、抗剪强度来表示,其中抗剪强度和抗压强度是明确岩石工程稳定性的首要原因

岩石在无围压的状况下,受横向压力导致压缩破坏时,单位体积所承受的荷载称为单轴抗压强度。而抗剪强度是指岩石在外力作用下超过破坏时的极限剪应力。库伦-纳维准则通过长期实验说明,岩石在受压时表现出最大的抵御破坏的效率,而岩石的抗剪强度极限仅为抗压强度极限的10%以上。下表列举常用岩石不同强度的对比关系。

岩石性质

不同受载模式下的岩石强度相对值

抗压强度(MPa)

抗拉(MPa)

抗剪(MPa)

花岗岩

1

0.02~0.04

0.09

砂 岩

1

0.02~0.05

0.10~0.12

石灰岩

1

0.04~0.10

0.15旋挖钻机学习学费多少钱,旋挖钻机入岩能力简述

另外,岩石的效率受加载速率制约非常严重,主要体现促使加载速率降低,岩石的效率会有明显提升。但现在通常宣称:在钻具冲击岩石的速率小于5m/s时,岩石的物理特性不会发生本质性的颠覆

2.2 岩石的破碎

目前施工中岩石破碎的大致做法有三种型式:冲击破岩、磨削破岩、剪切入岩。

冲击破岩:根据原理预测,只有当作用在岩石上的压力达到了岩石单轴抗压强度极限的30%~50%时,岩石才会成功建立破碎。所以在压力没有达到岩石的破碎强度极限以前,可利用钻具与岩石的多次冲击,使岩石产生磨损,降低其密度,当岩石强度减弱必须程度才能确保岩石破碎。目前常用的组件为冲击锤。

磨削破岩:在较小的阻力载荷下,依靠转动的钻具与岩石接触所造成的摩擦力的特点,来产生岩石破损(该算法实际上为一种研磨效用)。此种方法岩石的破碎速度相当慢,岩石破碎颗粒较细,钻具磨损明显。目前市场常用的系统为正(反)循环钻。

剪切破岩:根据库伦-纳维准则岩石的抗剪强度极限仅为抗压强度极限的10%以上,所以用剪切的方式破碎岩石最为有效。以回转钻进为首要步骤的施工设备,如果在钻进的此外,在壳体推进压力加载,使土体截齿切入岩石(旋挖钻机进行硬岩施工时,以配套截齿钻进为主),那么在回转扭矩的意义才能确保岩石的剪切破碎。

根据岩石剪切破碎的条件,旋挖钻机具备岩石剪切破碎的几乎条件。旋挖钻机的钻杆增压载荷的意义下,依靠动力头的驱动,就能实现钻具的剪切破岩。加压设备的加阻力经过喷嘴释放,使土体截齿切入岩土,利用钻具旋转形成力矩使岩石产生剪切破碎,岩石的破碎颗粒非常大,破岩效率高。

3、旋挖钻机的入岩原理

3.1 旋挖钻机破岩的特点是:依靠大加压力将坯料截齿压入岩石,在超强的动力头输出功率特点下,使岩石产生剪切破碎。旋挖钻机在施工过程中,通过动力头的转动驱动钻头,带动导轮转动,在增压载荷与转动惯量的作用下,钻具与岩石的接触面之间经常出现剪切力,实现剪切破岩。

钻杆上通常有三四个锁点,通过机锁点每节钻杆锁住,完全加压力释放给钻具,加压载荷的释放能力较高,能在壳体孔隙之间形成较大的剪切力,实现硬岩的钻进。

3.2 钻具截齿的合理布置

从岩石剪切破碎的原理表明,旋挖钻机在进行剪切破岩时,钻具截齿的受到钻具旋转时的运转压力,又要受到加压载荷的压入阻力,如下图7所示。在同样加压载荷的特点下,如果增加截齿的切入视角,使截齿由线接触或面接触改为点接触,就能明显减少钻具与岩体的接触面积,提高截齿切入岩石能力。经过对长期实验数据的剖析,斗齿的发力角度稍大,以45°~60°为宜;钻入特别硬的岩石(花岗岩层)时斗齿的发力角度稍小,以25°~45°为宜。

截齿布置型式旋挖钻机学习学费多少钱,旋挖钻机入岩能力简述

4、结束语

旋挖钻机在根据地层挖开至淤泥层、粘性土、泥土、粉质土、(泥)砂层时采用普通钻具抓斗进行旋挖作业,当遇至卵(漂)石层、强风化岩层、永久冻土、风化剥蚀地貌时换为金刚石截齿钻具进行切割钻进。当钻进至设计孔深后,金刚石截齿钻具取下调换成可闭合式抓斗进行碎石抓取,直至超过设计沉渣厚度后即可成孔报验完成钻孔任务。

桩基础是现在各种项目常见的重要基础方式之一,其中钻孔灌注桩由于施工工艺成熟、安全性高、地层适应性强等特点,被广泛应用于高层建筑、大中型桥梁项目施工中。但因为传统的钻孔机械主要为旋转循环类钻机和冲抓类钻机,受钻机自身构造方法及施工工艺特征,钻进速度较慢,并且在施工过程中循环泥浆、噪声等的排放较大。近年来,在许多工期要求较紧的工程以及环保规定较高的城区重要建筑施工中,一种新型的钻机――旋挖钻机正逐步取代传统钻机,在顶层、超高层建筑等地基基础项目施工中发挥着重要的特点,故我方使用旋挖钻机进行本项目各类桩的钻进用具。


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