中图分类号:P63413+1文献标识码:B文章编号:1004—5716(2002)增刊(001)—289—02MZ型摇摆式全套管钻机及其应用刘建国1,朱成杰2,潘明亮2摘要:描述了MZ型全套管钻机特点、性能及其施工方法,并简单介绍了二个工程实例。关键词:全套管;钻机;工法;应用全套管钻机在20世纪50年代初由法国贝诺特(BENOTO)公司开发研制成功,随后被世界各国引进应用,并不断完善、更新换代,机种和工法都有很大发展和改进。我国于20世纪70年代引进摇摆式全套管钻机,并制成MZ型摇摆式全套管钻机,又称磨桩机。该机利用摇摆装置的摇动,使钢套管下沉到桩端持力层。挖掘完毕后,确认桩端持力层,随后清渣,下放钢筋笼,放导管,灌注砼成桩。此套工法主要步骤为:冲抓、跟管、下笼、灌注。全套管成桩工法与采用泥浆护壁的钻、冲击成孔及其它工法作业的灌注桩工法相比,成桩工艺具有以下优点:①干孔作业:孔内取土,含水量低,方便外运;②环保好,噪声小,振动小,无泥浆污染,有利于文明施工;③成孔质量高,不会坍孔,垂直度高,扩孔尺寸小,节约砼;④消除了泥浆护壁时的泥膜、沉渣对桩承载力的不利影响;⑤干孔灌桩,砼质量可控,避免了缩颈、断桩及砼离析等质量问题;⑥配合各种抓斗可用于土层、岩层施工,当桩端需嵌岩时,可采用十字冲锤等进行冲击钻进。此工法不足或缺点:①此工法适用于土层或软岩层,入硬岩较困难。②遇大于桩径一半的孤石处理难度大。③桩径受限制,适宜于:桩径0.8～1.5m,桩长≤45m。④地下水位下有较厚砂层(厚度>5mm)时,拔管困难。⑤用冲抓斗抓土时,对桩端持力层有一定影响。⑥当套管外的地下水位较高时,孔底易发生隆起、涌砂。上述缺点可在实际施工时采取一些措施予以克服。1MZ型摇摆式全套管钻机性能参数MZ型摇摆式全套管钻机由主机(磨桩机)、钢套管、锤式抓斗和液压工作站组成,另需附配履带式吊车。参见图1及性能参数表1。1.1主机主机由机架、提升油缸、锁定油缸、摇动油缸、调节油缸及定位油缸等组成。在主机底座安装有提升油缸和机架,钢套管提升或下放并调整锁定夹具的位置时,避免钢套管的下落,在后座上固定二个定位油缸及定位夹具。表1MZ系列摇动式全套管钻机参数表性能指标MZ-1MZ-2MZ-3钻孔直径(m)钻孔深度(m)压管行程(mm)摇动推力(kN)摇动扭矩(kNm)提升力(kN)夹紧力(kN)定位力(kN)摇动角度(°)前后倾角(°)钳口高度(mm)功率(kW)油缸工作压力(MPa)长度0.8～1.035～4555010601255115717652942784505535475022001500140002800≥14720～2540～601.0～1.235～4565012551470135319603532785505535550025001540180003200≥19625～3560～801.2～1.535～4560016482650196122554902585507535600028001600280003500≥34335～5080～100外形尺寸(mm)宽度高度主机质量(kg)液压站配合履带吊起重能力(kN)锤式抓斗(kN)十字冲锤(kN)注:摇动推力、定位力分别为各自的两缸合力。1.2锤式抓斗抓斗作用和工作过程是:当套管压入土中,抓斗呈打开状态,卷扬筒突然放松,抓斗以落锤(自由落体)方式向套管内冲入切土,此后闭合抓斗片,提起抓斗移出孔位,打开抓斗片弃土。抓斗的外径要与套管内径相匹配。按桩孔土、岩特性,抓斗分万能型、硬质土型、卵砾石型,嵌岩用十字凿锤型,水中用捞砂型等。1.3套管套管标准长度为6m,另配有1m、2m、3m、4m、5m等不同长度的套管,施工时根据需要匹配使用。套管采用16Mn钢制成,其壁厚为20,套管接头为精确加式的雌雄接头,便于准确连接,并用螺栓固定。May2002增刊(001)西部探矿工程290场地平整→放桩位→桩机就位→压入第一节套管→校核垂直度→抓取土、套管跟进→测量孔深→清虚土→放入钢筋笼、导管→灌注砼、边拔管→测砼面→结束、移桩位图2MZ钻机钻孔灌注桩施工图a—插入第一节导管;b—边挖掘、边压入;c—连接第二节导管;d—插入钢筋笼;e—插入导管;f—灌注混凝土、拉拔导管、套管;图1MZ摇动式全套管钻机总成示意图1—磨桩机总成;2—套管总成;3—液压工作站;4—锤式抓斗;5—履带2.2施工注意要点①埋没第一节时,控制垂直度非常关键;②在漂石、卵石层成孔,必须采取先行超挖方法,先抓出大漂石,才能使套管压进,遇个别大孤石,先冲碎后再压进;③水位下遇较厚砂层时,抓斗落距尽可能小,预备液压千斤顶辅助拔管;④孔底处理:...