浅谈旋挖钻在桩基施工中的优越性

来源：职称驿站所属分类：机械论文发布时间：2012-08-10 09:33:03浏览：次

　　摘要：旋挖钻在桩基施工中具有钻进工艺先进，钻进速度较快，适应地质构造范围较广的特点，近年来得到大面积推广使用。本文主要介绍目前已成为国内第一品牌三一旋挖钻机，以SR250型的设备性能、工艺优势，近似计算了机械台班单价，并根据施工机械台班单价实例分析了三一SR250旋挖钻机在上饶地区特殊地质为软石施工的综合成本情况。
　　关键词：SR250旋挖钻机；性能优势；施工软石成本
　　引言
　　近年来，旋挖钻机因机动灵活、施工效率高、低噪音、低污染及维护方便等特点，已被广泛应用于高层建筑、公路铁路桥梁等桩基础工程的首选设备。旋挖钻与传统的冲击钻成孔相比，其钻进效益、环境环保、施工质量及经济效益都有明显优势，因而受到施工单位的普遍欢迎。目前，三一的主导产品旋挖钻机市场占有率居中国首位，产量居中国首位，是中国最大的旋挖钻机制造企业。
　　1旋挖钻机的性能优势
　　1．1实用性强
　　三一重机生产的SR250型旋挖钻机采用卡特生产的液压可拓展履带底盘，自行起落折叠桅杆，垂直度自动调整，孔深自动检测，触摸屏和监控器直接显示工作状态参数，整机操纵采用液压先导控制，负载传感的PLC自动化，方便、灵巧、实用。
　　1．2先进技术特点
　　1.2.1旋挖钻机特制底盘三一SR250型旋挖钻机选用卡特336D底盘、C9HHP发动机，经过研发工程师对制动惯性力、回转离心力、整机重心、风阻力、地面支撑力的精确计算及不断的实践检验后设计制造出了可靠的旋挖钻机专用底盘，增强了施工安全性。内藏式液压可伸缩履带结构，宽履带提供较低的接地比压，提高施工时整机的稳定性和适应性，且便于施工和运输。
　　1.2.2整车平衡监控系统SR250旋挖钻机电子控制系统主要通过对底盘倾角、桅杆倾角、变幅油缸伸缩量、主卷扬拉力和钻杆钻斗重量进行实时监测，综合分析整车的稳定性，并给出预警，防止钻机倾翻。
　　1.2.3高可靠性的液压系统本机液压系统关键部分沿用卡特液压系统主控回路、先导控制回路，其精髓在于使用了先进的负载反馈技术，可使流量按需分配到系统各个工作装置，实现不同工况下的最佳匹配。
　　1.2.4舒适的人机操作界面
　　SR250旋挖钻机司机室采用高强度钢板冲压成型，门窗采用钢化玻璃，优越的全方位视野，宽敞的内部环境，内设大功率绿色冷暖空调，拥有全方位可调悬浮座椅，并配有安全带，最大限度保护操作手人身安全。轻巧灵活的人性化设计操纵手柄为双滑轨道结构；正面触摸屏和右侧监控器显示系统状态参数，并可提供非正常状态报警项目和故障确认消除等的智能计算机监测系统。
　　1.2.5高效的工作装置
　　SR250旋挖钻机桅杆采用大箱形截面，为动力头和钻杆提供导向作用，具有良好的刚性和稳定性，抗冲击、耐振动、无需拆卸的可折叠式结构能减少整机长度和高度，便于运输。特别是动力头扭矩大，配备独特高效润滑系统，确保高温环境下正常作业；具有“标准”、“低速大扭矩”、“高速小扭炬”三种钻进模式，可选配高速甩土功能，满足各种工况施工要求。还可配套长短螺旋钻具、普通钻斗、捞砂钻斗、筒式岩石钻头等钻具以适应黏土层、砂砾层、卵石层和中风化泥岩等不同的施工要求。
　　1．2．6安全锁装置
　　三一特制的安全锁装置杜绝了无意触碰操作手柄导致的误操作，确保钻机和机手的安全。
　　1．3场地及资源要求低
　　旋挖钻机所需动力由本身所带的柴油发动机，无须配备大容量的变配电设施，在正常照明（可用小型发电机组）情况下提供工作面即可施工。
　　2旋挖成孔的工艺优势
　　2．1环保明显
　　旋挖钻机采用动力头形式，用螺旋钻头或旋挖筒利用强大的扭距直接将土或砂砾等钻渣旋钻挖掘，然后提出孔外，在特殊地层采用泥浆护壁，一般为干法施工，这使污染源大大降低，同时解决了山坡上无水已可施工难题，进而降低成本和满足标准化工地需要。
　　2．2成孔效率高
　　旋挖钻机解决了传统钻机自重有限，不能给钻头施加更大的进给压力，只能慢慢磨。而旋挖钻机采用动力头的给进力加钻杆自重形式，钻进能力强。据统计，在非极特殊地质，旋挖钻机成孔速度是冲击钻2～50倍。
　　2．3成孔质量高
　　旋挖钻工艺优点为：①孔壁不易产生泥皮。因为在成孔过程中孔壁一直都受钻斗的刮擦。②在孔壁上形成较明显的螺旋线。这两点有助于增加桩的摩阻力，加之成孔后的孔桩沉渣少，能提高桩的质量和桩基承载力。
　　3旋挖钻机机械台班单价估算
　　按照2001年建设部文件建标[2001]196号《全国统一施工机械台班费用编制规则》和实际情况对旋挖钻机械台班采用表2的基础数据进行估算。三一旋挖钻SR250型，购进机械原值475万元，折旧年限按特、大型机械10年，残值率3%。
　　(1) 台班折旧费
　　台班折旧费=预算价格×(1-残值率)×时间价值系数/耐用总台班,其中时间价值系数=1+0.5×年折现率×(折旧年限+1)，年折现率为银行年贷款利率，取7.05%。
　　表2旋挖钻机基础数据
　　预算价格（元）折旧年限（年）残值率（%）年工作台班（台班）耐用总台班（台班）大修理次数（次）一次大修理费（元） K值
　　4750000 10 3 220 2200 2 350000 1.39
　　由上述公式计算出：
　　台班折旧费=[4750000×（1-3%）×（1+0.5×7.05%×（10+1））]/2200=2906(元/台班)
　　(2) 台班大修理费
　　台班大修理费=一次大修理费×寿命在修理次数/耐用总台班=318(元/台班)
　　(3) 经常维修费
　　台班经常维修费=（∑(各级保养一次费用×寿命期各级保养次数)+临时故障排除费）/耐用总台班=台班大修理费×K=442（元/台班）
　　(4) 台班人工费
　　结合旋挖钻操作人员的特殊性市场价为6000元/月，8小时工作制，为200元/台班
　　（5）燃料动力费
　　旋挖钻机所需动力由本身所带的柴油发动机提供，动力燃油消耗受地质不同影响较大，所以，燃料动力费应根据现场地质和耗油实测资料综合确定，燃油动力费=总燃油费/总台班（元/台班）。
　　由以上分项估算费用合计得出，旋挖钻机的台班估算费用为：3866元/台班+总燃油费/总台班（元/台班）
　　4旋挖灌注桩的成本分析
　　新建合肥至福州上饶车站某特大桥某墩位，设计为23根桩径1.25m桩基,该位置为上饶市火车站某小区站前二路道路旁，墩位原为一体,经站前路施工,墩位的1/3被开挖凿岩利用(大里程)，2/3处于山顶(小里程)，呈阶梯状。施工前2/3位置项目部已进行开挖和凿岩至站前路同一标高,设计桩长为30.5m,实际钻孔平均深度为36m，具体详见图1。项目部采用三一SR250旋挖钻机进行施工,经现场技术人员对桩基成孔情况进行现场测定成本如下：
　　(1)成孔时间:经过2011年7月5日至2011年8月1日（共26天）已施工完的某
　　墩的15根孔桩原始记录计算,成孔1根平均需有效工作时间19小时，完成钻孔总桩长540米的15根桩基，花费有效工作台班为35.63台班;
　　(2)燃油费:根据现场加油记录总量为6084kg，单价为8.9元/kg，金额为54148元,实测确定燃油动力费为1519.73元/台班;
　　以上两项计算桩径1.25m软石成孔每米成本:(3866元/台班×35.63台班+1519.73元/台班×35.63台班)/540米=355元/米。
　　经市场调查，目前针对上饶市特殊地质旋挖钻机软石施工，成桩包含工作内容为：测量定位、准备钻机机具、钻孔出渣、钻渣转移（小挖机）、清理桩孔、导管准备及安拆、旋挖钻机加油、测量孔深、记录地层、调换钻头及清理、吊车下钢筋笼、灌注混凝土、旋挖钻机
　　
　　图1某特大桥某墩位立面图
　　场内移动。市场单价普遍在520元/m（不含混凝土、钢筋、钻渣外运费用），冲击钻为580元/m。
　　5结束语
　　总结以上分析，旋挖钻机作为基础工程机械中的新型机种，经过几年施工单位“四新”的推广应用，因其高效、节能、低噪声、低污染、地层适应性较广等优点，受到越来越多的施工单位的青睐，促使三一的主导产品旋挖钻机市场占有率居中国首位，产量居中国首位。