钻孔灌注桩技术因其卓越的稳定性、高承载力、简便的设备和快速的施工效率而备受推崇,广泛应用于我国的岩土工程领域。在不同的地质条件下,选择合适的钻孔设备至关重要,因为它直接影响着工程的经济效益和社会效益。
钻孔灌注桩的设备主要包括以下几种类型:
1. 冲击钻机
冲击钻机是一种利用钻头冲击力对岩层进行钻孔的设备。它是一种常见的钻机类型,可适应各种地质条件,尤其是在卵石层中表现出较强的适应性。
优点: 造价低廉,施工地层适应性广,施工速度快,对施工场地环境要求低。
缺点: 人工劳动强度大,需要设置泥浆回流池,占地面积大,泥浆不能直接外运,施工振动和噪音较大,对周边环境有明显影响。
2. 螺旋钻机(旋挖钻机)
螺旋钻机是一种通过螺旋叶片钻孔,依靠液压马达驱动下钻的设备。它适用于地下水位以上的填土层、粘土层、粉土层、砂土层和粒径较小的砂砾层。
优点: 设备构造简单,钻进速度快,振动和噪音较低,造价低廉,无泥浆污染,混凝土灌注质量良好。
缺点: 单桩承载力低于打入式预制桩,桩端留有虚土,适用范围受限。
3. 回转钻机
回转钻机是一种通过动力装置带动钻机回转装置转动,从而带动钻杆和钻头进行钻孔的设备。它适用于填土、淤泥、粘性土、粉土、砂土等土层,但对卵石层和砂石层的钻进有一定难度。
优点: 护壁效果显著,成孔质量较高,施工过程中振动和噪音较小,操作简便,造价较低。
缺点: 在复杂地层中施工时效率较低,经济消耗较大,用水量大,需要排放大量泥浆,扩孔率难以有效控制,不适合在卵石漂石和岩石层施工。
4. 潜水钻机
潜水钻机是一种将防水电机变速机构和钻头直接连接,并做好外部密封处理,由钻杆定位后直接潜入水底,在泥浆中进行钻孔的设备。它适用于淤泥、粘土、砂砾层、风化页岩等多种地层,尤其适用于地下水位较高的土层。
优点: 成本低廉,自重轻,地基承载力要求小,钻孔无需提钻排渣,功效高,成孔精度高。
缺点: 对非均质地层适应性较差,不适用于基岩钻进,泥浆护壁易造成施工现场泥泞。
5. 全套管钻机
全套管钻机是一种集液压驱动的抱管、晃管、压拔管机于一体的设备。它通过将套管边晃边压入土中,并配合锤式抓斗在套管中取土成孔。它适用于岩层以外的任何土层。
优点: 成孔成桩质量高,无泥浆污染,环保性能好,噪音和振动小,可配合不同类型的抓头,适用于各种土层和岩层。
缺点: 设备庞大,需要较大的施工场地,设备投入成本高,施工周期较长。