旋挖钻机现状及前景一、桩基工法概述1.总体说来,桩基础包括如下施工法:1)冲击桩---适用于沙土或卵砾石土质,直径较小,深度较浅,一般用于排桩或楼房支撑,但不适合坚硬岩石施工;2)反循环---适用于沙土,不适用硬质地层。
且施工时易造成严重污染;3)全套管/半套管基桩---适用于沙土卵砾石或硬质地层,直径可由600mm 至2000mm以上,适用于各种不同地质。
鉴于第3)种施工法的明显优势,已成为工程设计采用的趋向。
2.旋挖钻机是可用于全套管/半套管施工工法的一种重要工程设备。
作为欧美最普遍的钻孔灌注桩设备,它具有如下特点:1)适用不同地质工程。
只要配备不同钻头,即可用于对付沙层、土层、卵砾石、岩层等不同地质,不受地域限制;2)适用各种桩基工程。
除用于旋挖钻进外,经简单改装后,还可用于长螺旋、地下连续墙等施工;适用范围极其广泛;3)效率高。
在一般土层,钻进进度可达20-30米/小时。
速度是传统冲击钻机的几十倍;而操作人员只需配备每台班二至三人即可。
4)成孔质量高。
由于采用内伸缩全导杆钻进,能保证桩的垂直度,且桩径误差小,孔底残渣量小。
5)机动性强,能独立作业。
钻机的安装、拆卸无需辅助设施来完成,且能适应复杂地形的工地。
占用空间小,能靠墙操作。
6)安全、环保。
由于设备自动化程度高,人员配备简单,大大减少了工地意外事故的发生。
同时,钻机噪音低、污染小,已成为越来越多业主的指定施工设备。
7)使用方便、维修简单。
主要部件均为较为普遍的原产地部件厂家提供(如泵、发动机、马达、减速机等),可直接得到原产地厂家的售后服务支持。
同时,设备结构简单,故障率极低。
鉴于旋挖钻机以上种种优势,国家计委已将其列为‘十五’期间国家重点发展的十大建筑机械设备之一,其发展目标,即是逐步淘汰原有的各种陈旧施工设备,使我国的基础工程设备水平向国际看齐。
二、旋挖钻机市场前景1.我国的基础设施建设正掀起了一个新的高潮。
主要项目包括:北京申奥配套工程、青藏铁路(二期)、南水北调、西气东输、各主要城市的绕城高速和轻轨(地铁)建设、各地高速公路建设、城市化建设等等。
这新一轮的建设开发,为各个桩基施工公司创造了空前的发展机会。
由于旋挖钻机作业的明显优势(效率、环保、安全等),已成为大批重点工程业主的指定施工设备。
从以下数据可见一斑。
青藏线二期---2002年4月开始大规模的二期建设,整个项目中旋挖钻机的需求数量为130台左右。
北京申奥工程---今年北京也将正式开始各个申奥工程的施工,包括二期地铁、轻轨、五环、六环路等等。
这些项目至少需要40台左右旋挖钻机进行施工。
此外还有东三省、河北、河南、山西、陕西、湖北、山东等地,均有重大工程需要旋挖钻机的施工。
2.国家建设管理部门意识到旋挖钻机的诸多优势,并着手制定了多项鼓励政策。
这些鼓励政策将对设计、监理、施工单位等产生层层影响。
在这种大背景下,原有的低效、高噪、不环保等设备将逐步被旋挖钻机所淘汰。
据权威部门统计,按照中国全国基础工程行业的发展,我国旋挖钻机的合理保有量应为1900台左右。
3.我国的旋挖钻机数量与目前的市场需求极不相称。
从80年代末开始引进旋挖钻机以来,我国至今仅拥有200台左右的进口旋挖钻机。
相比较而言,新加坡一个城市,即拥有了上百台旋挖钻机,而且每年仍以近二十台的数量进口。
从旋挖钻机的需求量来看,我国的旋挖钻机拥有量远未达到其应有的水平。
尽管近几年旋挖钻机的进口量有了显著上升(每年进口量约30--40台),但可以预见,在未来的十年内,旋挖钻机的供不应求的局面将持续下去。
国内有关工程机械生产厂家也已看到了这个商机,并于数年前开始了旋挖钻机的研制。
我们是三一重工北京研究院。
我公司现有国内最先进的旋挖钻机:SYR200旋挖钻机及SYR220旋挖钻机。
我们已经形成年产20台以上的生产能力,每月能向社会推出三台旋挖钻机。
三、旋挖钻机投资回报分析作为旋挖钻机的投资方,考虑得最多的便是旋挖钻机的经济效益。
现进行数据分析如下(以意大利NCB公司18型钻机为例):一、初期投资A钻机,钻具,附属设施600万元;共计6,000,000.--元二、产值B150元/立方x 140立方/天x 170天/年= 3,570,000.--元/年三、经营成本C1)人员开支9人x 1500元/月x12月= 162,000元/年2)柴油150天/年x 1000元/天=150,000/年3)其他易损件/维护成本(更新附属设施、钢丝绳、斗齿、机油滤芯等)250,000/年4)运输成本150,000元5)其他不可预见成本100,000元/年总计812,000.--元/年四、xxD=B-C (不含折旧)总计2,760,000元/年根据初期投资A和毛利D的比较可以得知,设备投资的回收年限为2--3年左右。
以上效益分析,仅基于旋挖钻机光成孔的情况。
实际上,旋挖钻机机主往往发挥其作为设备拥有者的优势,包揽其他辅助工作(如下钢筋笼、灌浆等),在额外成本增加很小的情况下,得到额外的收益。
四、风险分析1.鉴于旋挖钻机从事的是基础工程作业,相对其他建筑环节,其资金风险要小得多。
项目开发单位往往鉴于对形象进度的要求,对资金下拨比较重视;2.同时,由于目前中国旋挖钻机供求关系的极度不平衡,机主往往能自主选择资金有保障,回笼快的业主从事合作。
进一步降低了投资回收的风险;3.由于意大利厂家旋挖钻机的生产工艺已经相当成熟,钻机的性能能得到长期稳定的发挥。
而且,钻机的核心部件均原产于世界知名厂家(如O&K,Cummins, Rexroth, Brevini, Zollern,等),确保了产品的低故障率。
国内的售后服务中心和专业服务工程师,更为钻机的正常使用提供了保障.3、配合不同钻具可适用于岩石和不同土质情况下进行深孔、大口径灌注桩施工。
我国旋挖钻进技术及设备的应用与发展xx红军摘要:简述了我国旋挖钻进技术的发展概况及旋挖钻进设备及技术的优点、旋挖钻进施工过程中容易发生的事故及解决措施,分析了旋挖钻进技术发展的制约因素,同时认为目前是我国发展旋挖钻进技术的大好时机。
20世纪80年代开始,钻孔灌注桩在我国被广泛应用于高层建筑、地铁车站、城市立交桥、公路及铁路桥梁、大坝基础等领域,其成孔工艺技术及设备也不断发展、改进。
先后采用的成孔工艺有冲击钻进、冲抓钻进、正循环回转钻进、反循环回转钻进、冲击回转钻进、冲击反循环钻进,以及旋挖钻进等。
所使用的设备也逐步发展,从最初的乌卡斯冲击钻机、冲抓机、岩心钻机加装转盘改装成大口径回转工程钻机,到研制出专用的回转桩孔施工钻机、大口径冲击反循环钻机等,以及从国外引进并逐渐自行生产先进的旋挖钻机。
在上述钻孔灌注桩成孔施工技术中,旋挖钻进工艺代表了当今的先进水平,是今后基础处理施工技术的发展方向之一。
下面谈一谈旋挖钻进技术及设备在我国的应用情况及今后的发展。
1我国旋挖钻进技术的发展概况’早在1984年,天津探矿机械厂就首次引进美国RDI公司的旋挖钻机并进行消化吸收‘11。
20世纪80年代末至90年代初,一些施工企业看到了旋挖钻进技术在施工中体现出的巨大优势,逐渐从国外引进旋挖钻机。
此时,一些国外的旋挖钻机制造商也纷纷在中国设立办事处,向中国的基础工程施工行业介绍、宣传旋挖钻机及旋挖钻进施工技术。
但由于种种原因,这一先进技术在我国的发展比较缓慢,到90年代末期,我国旋挖钻机的拥有量也就100台左右,而且就是这为数不多的钻机,也没有完全用于生产施工,许多企业购置施挖钻机后,由于运行成本较高,并未用于生产施工中,仍然采用一些传统的方法进行施工。
最近二三年来,随着我国基础工程行业的投资不断加大,市场竞争不断加剧,基础工程施工行业逐渐认识到了旋挖钻进技术的优越性,使得这一技术在我国的发展非常迅速。
据悉,仅2001年一年,某国外旋挖钻机制造商在我国就销售了近20台旋挖钻机,而在前几年,其每年的销售数量只有几台;某国内旋挖钻机生产企业也销售了十几台,这一数量对于刚刚起步的国内旋挖钻机生产企业来说,预示着非常好的前景。
在北京五环路的基础施工中,旋挖钻机已占了绝大多数,最多时达到了30多台;而在青藏铁路格拉段的冻土施工中,中铁集团要求必须采用旋挖钻进施工工艺,2002年上半年在该工地.施工的旋挖钻机数量已达到80台左右。
由此可见,旋挖钻进技术在我国的发展前景是非常大的,据有关人员预测,在今后几年内,我国旋挖钻机的拥有量将达到目前的3倍以上。
2旋挖钻进设备及其技术优点与传统的冲击或回转钻进、泥浆循环护壁成孔技术相比,旋挖钻进无论从技术上还是设备上都具有很多优点。
2.1一机多用,实现多种钻进方式在国外,大型桩孔和基础施工用钻机的设计充分利用液压传动技术,采用模块化组合设计方法,在主机不变的情况下,实现“一机多用”,以满足大型施工机械对不同施工方法的适应性。
在我国,把利用短螺旋钻头或钻斗进行干钻或无循环泥浆钻进技术成孔制桩的的设备称为旋挖钻机,实际上它就是一种适应不同施工方法的大型工程钻机,除可进行旋挖钻进外,还可进行套管或全套管钻进,配备地下连续墙抓斗施工地下连续墙,双动力头切割桩墙施工,以及进行长螺旋钻进(CFA工法)等,真正做到一机多用。
2.2设备性能先进,自动化程度高,劳动强度低旋挖钻机为履带式全液压自行式钻机,采用全套液压系统,有些还配备先进的电脑操作系统。
为了确保旋挖钻机的优异性能,大部分旋挖钻机制造商都在世界范围内选购零部件,如美国卡特比勒(CAT)的底盘、德国的液压系统、日本的电器等,这样可延长旋挖钻机的整体寿命,不致因某一个部件损坏而影响其使用。
旋挖钻机机、电、液一体化高度集中,结构紧凑,操纵灵活方便,机械化、自动化程度高,施工现场内可自行移动,自立桅杆,移动、对孔位方便、快捷。
采用伸缩式钻杆,节省了人力和加接钻杆的时间,辅助时间少,时间利用率高。
2.3钻进效率高旋挖钻机可根据地层情况配置不同的钻头,在粘性土层可使用长钻筒,加快钻进速度;对于砂卵石含量较大的地层可使用短钻筒,配置泥浆护壁,控制钻速;对于含孤石、漂石及较硬岩石地层可换用长、短螺旋钻头进行处理,松动后再换上钻筒继续钻进。
与常规钻机相比,旋挖钻机回转扭矩大,并可根据地层情况自动调整。
钻压大,并易于控制。
同时由于旋挖钻进钻头直接从孔内提取岩土,故其钻进速度非常高。
一般情况下,在土层、砂层的钻进速度可达10m/h,在粘土层可达4。
6m/h,是普通回转钻进的3。
5倍,甚至更高L23。
2.4成桩质量好旋挖钻进对地层扰动小,子L壁泥皮薄,形成的孔壁为粗糙型L23,有利于增加桩侧摩阻力,保证桩基设计承载力。
孔底沉渣少,易于清孔,提高桩端承载力。
2.5环境污染小旋挖钻进为干式或无循环泥浆钻进,所用泥浆量仅为正反循环钻进的l/10—1/20t31。