杜嘯

摘 要：螺桿樁作為一種新型樁，早在2003年螺桿樁就已經(jīng)被提出，并且在2006年的時(shí)候獲得了發(fā)明專利。螺桿樁具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，比如沉降小、承載力高、施工方便、工期短、造價(jià)低、無(wú)噪音與污染等，其憑借著眾多的優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)巖土工程行業(yè)中得到了非常廣泛的應(yīng)用。本文主要就是對(duì)螺桿樁機(jī)進(jìn)行研究，首先對(duì)螺桿樁機(jī)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并重點(diǎn)對(duì)螺桿樁機(jī)的鉆具結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：螺桿樁機(jī)；鉆具結(jié)構(gòu)；工作原理

螺桿樁是一種上部為圓柱型、下部為螺絲型的新型組合式樁，具有非常突出的實(shí)用價(jià)值，在建筑工程建設(shè)施工的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)用到。本文就是關(guān)于螺桿樁機(jī)鉆具結(jié)構(gòu)的研究。

一、螺桿樁機(jī)的分析

（一）螺桿樁機(jī)的結(jié)構(gòu)

螺桿樁機(jī)有著非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，采用的是三點(diǎn)支撐方式，下圖1為螺桿樁機(jī)的概括圖：

其中，1為頂部滑輪組，2為動(dòng)力頭，3為斜撐與調(diào)整機(jī)構(gòu)，4為螺桿鉆具部分，5為樁機(jī)主機(jī)的平臺(tái)。

（二）螺桿樁機(jī)的特征

在螺桿樁機(jī)中，其采用的是履帶移動(dòng)形式，使得螺桿樁機(jī)移動(dòng)非常靈活，就位也非常方便，效果與作用要比步履式的高出很多[1]。同時(shí)，其電氣液壓是進(jìn)行集中控制的，操作起來(lái)十分方便，大大降低了工人操作的勞動(dòng)強(qiáng)度。螺桿樁機(jī)的履帶行走系統(tǒng)采用的是剛性整體臺(tái)車結(jié)構(gòu)，上部作業(yè)的機(jī)構(gòu)采取的是一種三支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)下的螺桿樁機(jī)可以實(shí)現(xiàn)很迅速地就位移位，并且還具有非常明顯的穩(wěn)定性與安全性，施工效率大大提高。螺桿樁機(jī)適合用在多種工作裝置中，有著非常廣的應(yīng)用范圍。此外，螺桿樁機(jī)的立柱安裝以及起架過(guò)程非常省時(shí)方便[2]。

二、螺桿樁機(jī)螺桿鉆具工作原理的分析

在施工過(guò)程中運(yùn)用螺桿樁的時(shí)候，首先要使螺桿樁機(jī)就位，要保證成孔達(dá)到了相應(yīng)的垂直度，之后才能進(jìn)行鉆孔。在鉆頭將土層破開(kāi)之后，鉆頭上的螺旋葉片會(huì)將土體擠密與反出，螺桿部分的葉片還會(huì)將其周圍的土體進(jìn)一步擠壓加密。在鉆進(jìn)的過(guò)程中，要保證鉆桿下鉆速度的均勻性，螺桿鉆具每旋轉(zhuǎn)了一圈的時(shí)候，要?jiǎng)偤孟陆狄粋€(gè)螺距，這樣才能夠讓土體形成均勻的螺紋。在鉆到頂定深度的時(shí)候，要停止旋轉(zhuǎn)。在這同時(shí)，混凝土?xí)诟邏罕玫淖饔孟卤惠斔偷铰輻U鉆具中間的泥漿管位置，然后再被壓到鉆頭[3]。之后螺桿鉆具會(huì)進(jìn)行一個(gè)反方向的旋轉(zhuǎn)提鉆。在提鉆過(guò)程中需要注意的是，其旋轉(zhuǎn)的速度以及提升速度要做到匹配與同步，要對(duì)提管速度進(jìn)行均勻地控制，保證在螺桿鉆具旋轉(zhuǎn)了一圈的時(shí)候，鉆具也上升了一個(gè)螺距，這時(shí)處于高壓的混凝土?xí)诼輻U鉆具旋轉(zhuǎn)提升的作用下填充到所產(chǎn)生的螺紋空間中。在鉆桿與螺紋部分頂面的設(shè)計(jì)高度齊平時(shí)，螺桿鉆具會(huì)直接讓圓柱的空間得到提升，同時(shí)鉆頭會(huì)泵出高壓混凝土的澆灌一直達(dá)到設(shè)計(jì)高度，這也就灌注了一個(gè)“圓柱型上部、螺紋型下部”的螺紋形樁。最后要做的就是將其壓入鋼筋籠，在混凝土完全凝固后也就形成了一個(gè)螺桿樁。

與打入式的預(yù)制樁相比而言，螺桿樁在施工時(shí)不會(huì)產(chǎn)生很大的噪音，沒(méi)有振動(dòng)，不會(huì)對(duì)已經(jīng)處于施工狀態(tài)的樁造成任何不良影響[4]。而與全螺旋鉆以及普通泥漿護(hù)壁成孔的灌注樁比較而言，螺桿樁不存在棄土問(wèn)題與泥漿污染問(wèn)題。

螺桿鉆具的主要構(gòu)造如右圖2所示：

在圖2中，底部為螺桿鉆具的鉆頭部分，其負(fù)責(zé)破土與反土；中間為螺桿部分，其負(fù)責(zé)擠土與螺紋型孔的形成；上部為上部螺桿鉆桿的部分，其為標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度，在實(shí)際施工的過(guò)程中為了滿足施工設(shè)計(jì)深度的要求可以對(duì)上部鉆桿的數(shù)量進(jìn)行增減[5]。

三、螺桿鉆具結(jié)構(gòu)的分析

螺桿鉆具分為縱向與橫向，其在縱向上是由螺桿、鉆頭、變徑接頭與上部鉆桿組成的，橫向是由內(nèi)部泥漿管與外部中心管組成的。在連接螺桿鉆具中各個(gè)部分的時(shí)候，采用的是內(nèi)八角接頭或者內(nèi)六角接頭的方式，最后再通過(guò)銷軸來(lái)達(dá)到緊固的目的。

（一）螺桿鉆具中的鉆頭部分

螺桿鉆具的鉆頭主要是負(fù)責(zé)鉆進(jìn)過(guò)程中的碎石與破土工作，這就要求鉆頭必須要有足夠的硬度與強(qiáng)度，一旦硬度與強(qiáng)度有所缺失，就會(huì)導(dǎo)致鉆頭難以發(fā)揮出其在鉆進(jìn)過(guò)程中的作用，影響了施工的進(jìn)度與質(zhì)量。眾多施工實(shí)驗(yàn)均表明，施工人員在進(jìn)行鉆頭工作的同時(shí)，還要避免鉆頭被動(dòng)力頭大的扭矩?fù)p害撕裂，因此也就要求在鉆進(jìn)鉆頭的過(guò)程中要保證其受力的均勻性與平衡性。一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行鉆頭施工的時(shí)候采用最多的就是兩側(cè)對(duì)稱的鉆頭葉片方式，這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)@頭的作用充分發(fā)揮在碎石與破土的工作中。

（二）螺桿鉆具中的螺桿部分

螺桿鉆具中的鉆桿部分主要是由中心管與葉片組成的，中心管的選定要根據(jù)施工所需要的鉆具橫截直徑大小來(lái)進(jìn)行?，F(xiàn)在常設(shè)計(jì)的鉆具直徑都是中心管直徑大小與葉片寬度的兩倍。葉片一般采用的是分段鑄造成型，在設(shè)計(jì)葉片具體形式的時(shí)候，要根據(jù)實(shí)際所需要的螺紋深度大小與螺紋形狀來(lái)進(jìn)行。在焊接的作用下，螺桿部分中的葉片與中心管結(jié)合在一起。泥漿管在螺桿部分中的中間位置也存在，主要是為了給混凝土的灌注提供方便，并且還能夠避免因?yàn)槟酀{的滯留引起鉆桿的阻塞[6]。

（三）螺桿鉆具中的上部鉆桿部分

在螺桿鉆具中，其上部鉆桿主要是由外部中心管與內(nèi)部泥漿管組成的，上部鉆桿中的外部中心管的尺寸大小基本等同于螺桿部分中的中心管尺寸大小，內(nèi)部泥漿管等同螺桿部分的泥漿管。上部鉆桿部分與螺桿的連接以及與相同上部鉆桿之間的連接采取的都是一種內(nèi)八角接頭或者內(nèi)六角接頭的連接方式，緊固也是通過(guò)各種銷軸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。螺桿鉆具中上部鉆桿有著非常標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度，一般不是六米就是八米，在實(shí)際施工的過(guò)程中，為了滿足施工指定深度的要求，可以根據(jù)需要來(lái)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鉆桿進(jìn)行增減，如圖3所示：

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述可知，螺桿樁機(jī)作為一種重要的施工裝置，其在建筑工程的施工中有著非常重要的作用。螺桿樁機(jī)的鉆具也有著非常多的設(shè)計(jì)種類與方法，在施工中顯示出了許多的優(yōu)點(diǎn)，在今后，隨著社會(huì)科技的不斷進(jìn)步，加上大功率樁機(jī)的涌現(xiàn)，螺桿樁機(jī)的鉆具必將還會(huì)有著更加廣闊的應(yīng)用前景，整個(gè)螺桿樁機(jī)鉆具結(jié)構(gòu)也會(huì)朝著更加先進(jìn)化與合理化的方向進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]張宗媛，趙立杰，劉守進(jìn). 基于PLC的長(zhǎng)螺旋和螺桿電動(dòng)履帶式樁機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，01：57-60.

[2]郭秦渭，王勝明，裴力劍，韓春秀. 新型灌注樁-螺桿樁及在云南某工程中的應(yīng)用[J]. 昆明冶金高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2011，05：43-48+65.

[3]孫文，于兆水，姜超. 螺桿樁機(jī)鉆桿接頭強(qiáng)度分析及改善對(duì)策研究[J]. 機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2012，04：135-136+88.

[4]萬(wàn)鵬洲. 螺桿樁在鹽漬土地區(qū)鐵路地基處理中的施工關(guān)鍵技術(shù)與承載特性分析[J]. 鐵道建筑技術(shù)，2016，05：82-86+91.

[5]孫文，楊中偉，徐博，劉晶，袁旭光. 復(fù)雜鋼管結(jié)構(gòu)立柱的設(shè)計(jì)研究[J]. 筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2015，02：91-94+98.

[6]婁燕敏，王憲鑫，蘇陳，張興蓮. 螺桿樁施工機(jī)具的鉆進(jìn)理論研究[J]. 建筑機(jī)械化，2015，03：80-81+88.