導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)控鉆，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床,數(shù)控改造,結(jié)構(gòu)設(shè)計

小直徑麻花鉆（?1～3mm）的螺旋槽可在專用的磨床――磨槽機上加工，工人手工上料、夾緊、操作磨槽機，在高速鋼毛坯上磨削出兩條對稱螺旋槽。論文參考網(wǎng)。其最大的缺點是生產(chǎn)準(zhǔn)備繁瑣，時間較長，?1～3mm小直徑麻花鉆規(guī)格很多，直徑、螺旋槽長度、螺旋線導(dǎo)程、螺旋角不一。鉆頭規(guī)格改變時，磨槽機傳動絲杠等零部件均需相應(yīng)改變。勞動條件差，快節(jié)奏的單調(diào)動作、磨削時產(chǎn)生的巨大噪聲、霧化的磨削液等都對操作工人的健康不利。為此，某廠委托我們對該磨槽機進行數(shù)控改造，實現(xiàn)柔性加工、提高生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件。

國家標(biāo)準(zhǔn)對螺旋槽并未提出非常高的要求，因此決定采用開環(huán)控制。該磨槽機的動作程序為：上料→夾緊→磨一條螺旋槽→分度→磨另一條螺旋槽→下料，均由步進電機控制完成。

一、磨槽機的結(jié)構(gòu)

磨槽機由工作臺料斗與砂輪架兩部分組成。工作臺料斗結(jié)構(gòu):

圖1 工作臺料斗結(jié)構(gòu)示意圖

工作臺料斗的作用是裝夾毛坯和實現(xiàn)自動上下料，并使其形成螺旋線運動。自動上下料是設(shè)計的難點，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計時參照了加工中心自動換刀裝置。結(jié)構(gòu)設(shè)計示意如圖1所示，主軸安放在工作臺上，工作臺安裝在矩形貼塑導(dǎo)軌上。由步進電機1通過撓性膜片聯(lián)軸器連接滾珠絲杠副，驅(qū)動工作臺直線運動。步進電機2通過同步齒形帶驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動。步進電機1與步進電機2協(xié)調(diào)運動，可形成任意導(dǎo)程的螺旋線。

步進電機4與齒輪齒條（頂針）機構(gòu)結(jié)合，可適應(yīng)不同的鉆頭長度。

具體的裝夾過程如下：

步進電機1工作力矩很大，帶動主軸后退至固定擋塊處，再繼續(xù)向后，將已處于壓縮狀態(tài)的碟形彈簧繼續(xù)壓縮至適當(dāng)變形，導(dǎo)致彈簧夾頭打開。

加工第1個工件時，料斗中的毛坯在自身重力作用下，落于毛坯導(dǎo)管引導(dǎo)槽中。步進電機4通過齒輪齒條驅(qū)動頂針推動毛坯至加工位置，然后并不退回圖1所示頂針位置，而是在圖1所示毛坯位置。其后的裝夾，頂針先將加工后的工件推出，然后退回圖1所示頂針位置，再推動下一個毛坯。彈簧夾頭夾緊長度為10mm。鉆頭直徑為?1～3mm，為保證上下料動作可靠，料斗引導(dǎo)部分設(shè)計成可調(diào)。

主軸前移，與固定擋塊脫離，碟形彈簧的彈力可使彈簧夾頭夾緊毛坯，上料、夾緊動作完成。

圖2 砂輪架示意圖

二、砂輪架結(jié)構(gòu)

砂輪架結(jié)構(gòu)的作用主要是安裝砂輪，實現(xiàn)對麻花鉆螺旋槽的磨削，由異步電機、平臺、砂輪支架、滾珠絲杠副等組成，其示意圖見圖2。

工作時，砂輪由異步電機通過V帶傳動，功率約1kW，靠異步電機的自重張緊V帶輪。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定麻花鉆的螺旋槽底在軸向有一定錐度，要求在磨削中砂輪切深要有變化，這由步進電機3通過撓性膜片聯(lián)軸器連接滾珠絲杠副，使砂輪上下微動（設(shè)有平衡重，未畫出）實現(xiàn)砂輪切深的變化。砂輪支架上的垂直導(dǎo)軌上貼有塑料。

如圖2a所示，砂輪面與毛坯軸線有一夾角，即為鉆頭加工后的螺旋角b。不同規(guī)格麻花鉆的螺旋角并不相同，因此，設(shè)計時，將砂輪支架以上作為砂輪架整體放置于圖2所示平臺上，使砂輪磨削面與毛坯軸線的夾角b可手工調(diào)節(jié)。論文參考網(wǎng)。

工作臺料斗結(jié)構(gòu)與砂輪架結(jié)構(gòu)在制造時是彼此獨立的，所以在裝配時需仔細調(diào)整相互位置關(guān)系。

三、磨槽機的加工過程

主軸進至磨削位置，螺旋槽的根部正處于支架中心（見圖1），與砂輪對齊。磨削時，應(yīng)從螺旋槽的根部向麻花鉆頂部磨削，使細長毛坯承受拉力。

砂輪落下，接觸毛坯，開始磨削。步進電機1、2、3協(xié)調(diào)動作，步進電機1、2使毛坯向后作螺旋線運動，步進電機3控制砂輪向下微動。最終，麻花鉆的1條螺旋槽磨削完畢。

砂輪抬起，主軸再次前進至磨削位置，再由步進電機2控制，轉(zhuǎn)動180°，以便磨削另一螺旋槽。

重復(fù)過程2

砂輪抬起，重復(fù)前述毛坯裝夾過程。論文參考網(wǎng)。

裝夾過程與加工過程按程序交替進行，連續(xù)加工，工人無需干預(yù)。

該磨槽機為專用機床，動作簡單。采用定位控制單元為控制系統(tǒng)（即PLC+控制器），控制步進電機動作。磨槽機由1臺PLC控制多個步進電機與其他電機電氣設(shè)備。其突出優(yōu)點是編程簡單、可靠，適應(yīng)較為惡劣的車間工作環(huán)境。

篇2

【關(guān)鍵詞】鉆孔程序；作業(yè)效率；線路板

1、前言

數(shù)控機床是按照事等編制好的加工程序自動地對工件進行加工的高效自動化設(shè)備，在數(shù)控機床上加工產(chǎn)品時，要把加工產(chǎn)品的全部工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)，以信息的形式記錄在控制介質(zhì)上，用控制介質(zhì)上的信息來控制機床，實現(xiàn)產(chǎn)品的全部加工過程。鉆頭是用來加工孔的主要工具，用鉆頭在實體材料上加工孔叫鉆孔。各種零件的孔加工，除去一部分由車、鏜、銑等機床完成外，很大一部分是由鉗工利用鉆床和鉆孔工具（鉆頭、擴孔鉆、鉸刀等）完成的。在鉆床上鉆孔時，一般情況下，鉆頭應(yīng)同時完成兩個運動；主運動，即鉆頭繞軸線的旋轉(zhuǎn)運動（切削運動）；輔助運動，即鉆頭沿著軸線方向?qū)χぜ闹本€運動（進給運動），鉆孔時，主要由于鉆頭結(jié)構(gòu)上存在的缺點，影響加工質(zhì)量，加工精度一般在IT10級以下，表面粗糙度為Ra12.5μm左右、屬粗加工。由此可見，鉆頭的設(shè)計與選擇，對產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響，同時，鉆孔參數(shù)、鉆孔方法、工件狀態(tài)，都是構(gòu)成孔質(zhì)量的狀態(tài)的重要因素，所以，只要我們對這些因素進行一定的研究與分析，掌握鉆屑產(chǎn)生的內(nèi)在規(guī)律，就能掌握并控制孔的質(zhì)量狀態(tài)，制定不同的鉆孔加工方案，真正達到優(yōu)化生產(chǎn)、優(yōu)化工藝、推動企業(yè)進步、促進行業(yè)發(fā)展的目的與效果。

2、鉆屑的產(chǎn)生機理分析

無論是金屬切削還是PCB切削，由于工件材質(zhì)、切削參數(shù)、切削方式的不同，切削過程中的切屑變形情況也就不同，由此生成的切屑種類自然多種多樣。根據(jù)切屑形成的機理與處理角度大體可分為帶狀屑、單元屑和崩碎屑等幾類，如何在實際鉆孔過程中避免出現(xiàn)長度超過20mm以上的帶狀屑，對PCB數(shù)控鉆孔而言是保證鉆孔品質(zhì)、延長設(shè)備使用壽命的關(guān)鍵技術(shù)，因此，如何有效控制“帶狀屑”的長度成為研究課題。刀具纏屑主要對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，刀具的幾何角度設(shè)計、鉆孔參數(shù)設(shè)計、輔助加工條件等幾方面都是研究內(nèi)容。在工件材質(zhì)一定的前提下，鉆頭螺旋角越大、鉆尖角越小，越容易形成帶狀屑，相反，螺旋角越小、鉆尖角越大，則刀尖鉆透銅箔需要的圈數(shù)越少，就越不易形成帶狀屑，如下圖所示，圖中：hD，切屑厚度；bD，切削層寬度；bD=αp/sinkr；hD=f/2*sinkr；h=αp/tankr：

鉆屑的長短還與鉆孔參數(shù)、銅厚有很大關(guān)系，在工件材料、刀具幾何角度一定的前提下，鉆孔參數(shù)對屑的影響也很大，轉(zhuǎn)速越高、進給越低，鉆屑就越長，轉(zhuǎn)速越低、進給越高，鉆屑就越短。在工件材質(zhì)一定的前提下，鉆頭螺旋角越大、鉆尖角越小，越容易形成帶狀屑，相反，螺旋角越小、鉆尖角越大，則刀尖鉆透銅箔需要的圈數(shù)越少，該技術(shù)的關(guān)鍵特征在于如何處理產(chǎn)生的過長的銅絲問題。

3、改善方案

雖然工件材料、鉆頭螺旋角度的設(shè)計對鉆屑的形成與控制有一定的影響，但是由于受客戶、制造成本、采購周期的影響，一般情況下會優(yōu)先考慮從以下兩方面著手進行改善：首先，適當(dāng)增大刀具的幾何角度，在刀具繁多的幾何角度中的，屬鉆尖角度對鉆屑狀態(tài)及切削力的影響最為明顯，在實際加工過程中要根據(jù)工件特點、銅箔厚度狀態(tài)采取相應(yīng)的措施進行調(diào)整。一般情況下，在加工銅箔較厚的生產(chǎn)板時，鉆尖角略微往大調(diào)整些，以減小鉆屑長度，減小切削力。其次，調(diào)整鉆孔參數(shù)，增大切屑層厚度，減小切屑變形。一般情況下要考慮材料、銅厚、刀徑、設(shè)備、疊層等條件的影響狀態(tài)，要以充分保證孔質(zhì)量如孔粗、釘頭、燈芯、毛刺等為前提，應(yīng)盡可能的提高切削速度與效率，在數(shù)控鉆床最高轉(zhuǎn)速一定的前提下，加工銅箔越厚的生產(chǎn)板，通?？蓪⑥D(zhuǎn)速設(shè)置的越低、進給設(shè)置得越高，這樣可有效減少銅屑長度、減少切削力；而在加工硬度較高如陶磁類材料時，通知可將進給適當(dāng)下調(diào)，以減少鉆削阻力、減少機械振動，降低斷刀率。

4、改善效果

通過上面的理論分析與反復(fù)實踐，包括對刀具、設(shè)備、材料、參數(shù)、環(huán)境、人員等的系統(tǒng)研究與認真分析確認，根本掌握了鉆屑的變化規(guī)律與研究方向，掌握了能根據(jù)不同的同材料、客戶要求設(shè)計或選擇相應(yīng)的刀具及方法，掌握了徹底解決刀具纏屑問題的關(guān)鍵技術(shù)，為產(chǎn)品質(zhì)量及整體技術(shù)進步提供了一定的支持與保障。

5、下一步計劃或方向

線路板行業(yè)發(fā)展越來越快，產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越嚴(yán)，加工難度越來越大，我們應(yīng)加大對線路板制造工藝技術(shù)的深入研究與持續(xù)改善，并就這種改善方法橫向推廣，將好的經(jīng)驗與方法平面展開，為公司的發(fā)展與進步貢獻更大力量。

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關(guān)鍵詞：石油鉆桿；數(shù)控機；加工工藝

鉆桿加工方面的技術(shù)更多是集中在對接頭孔深大螺距錐螺紋方面，目前國內(nèi)未有可行的工藝技術(shù)[1]。為此，找到可行性技術(shù)具有重要實踐意義。

1方案制定

1.1內(nèi)孔加工

當(dāng)前使用刀桿的直徑多為φ40～60mm，加工中產(chǎn)品實際尺寸在φ42～101mm范圍內(nèi)，生產(chǎn)孔深在350～550mm。在實際生產(chǎn)中對刀桿的鋼性要求要高，在生產(chǎn)中也對刀桿實施了多次改進，最后采用高強度減振刀桿，實際效果都較好。

1.2數(shù)控加工內(nèi)外螺紋

在進行設(shè)備選擇方面，可以采用MORISEIKISL-803，MORISEIKISL-403數(shù)控車床以及雙主軸車削中心（TCN12P-2T-2C）。

2石油鉆桿接頭工藝技術(shù)設(shè)計實施

2.1調(diào)整刀頭、刀桿的位置

1）結(jié)合產(chǎn)品以及技術(shù)特征，需要對刀頭以及刀桿方面的實際位置進行必要性調(diào)整，選擇好合理的刀片以及刀桿；如：加工內(nèi)孔直徑φ82mm，孔深為500mm的深孔時，選擇刀桿直徑為φ60mm，刀桿長為520mm，選擇R半徑為1.2mm的刀片，并進行程序方面的優(yōu)化編制，分粗車及精車，精車后使產(chǎn)品不易產(chǎn)生錐度，需要對加工后的產(chǎn)品產(chǎn)數(shù)進行檢測，結(jié)合圖紙設(shè)計需要，加工時間方面也應(yīng)進一步縮減，從而更好提升生產(chǎn)效率。

2）工序?qū)嵤┓矫嬉矐?yīng)當(dāng)提升對普通車床方面的預(yù)鉆，并進行程序方面的優(yōu)化。同時，也需要對加工之后的產(chǎn)品參數(shù)進行檢測。結(jié)合圖紙設(shè)計需要，加工時間方面也應(yīng)當(dāng)進一步縮減，從而更好提升生產(chǎn)效率，日產(chǎn)可以進一步替身個，日產(chǎn)增加了8件[2]。

3）結(jié)合毛坯特征，規(guī)定車削工序尺寸設(shè)計方面的公差能夠達到0.2mm之內(nèi)，為此，生產(chǎn)中手動中心架無需再進行調(diào)整。可以有效提升加工效率以及加工方面的質(zhì)量情況，進而提升勞動強度。

2.2車內(nèi)外螺紋分析

采用成型刀片進行車內(nèi)外螺紋方面的生產(chǎn)需要充分考慮成型刀片的角度情況。內(nèi)外刀桿能夠更好的為實現(xiàn)刀頭設(shè)計以及刀桿安裝提供支持。在對內(nèi)孔刀桿進行設(shè)計時則需要先安裝外圓螺紋刀頭，這樣就能夠有效解決刀桿方面的安置。結(jié)合外螺紋設(shè)計當(dāng)中有效長度以及緊密距等方面的要求情況，也同時為能夠解決掉刀桿的碰撞。除此之外，還需要對刀具實現(xiàn)改進，提升進刀距離。編制更加符合實際情況的數(shù)控加工程序能夠?qū)崿F(xiàn)螺紋口尺寸以及加工螺紋之間的分開。提升螺紋加工工作效率，降低單件生產(chǎn)時間，同時也能夠?qū)ば蜻M行劃分實現(xiàn)粗加工及以精細加工兩種類型之間劃分，可以有效避免出現(xiàn)刀片磨損過重情況。針對扣頭扣尾方面的修理。因為螺紋螺距實際距離比較大，而在進行收尾工序時抬刀速度較快，數(shù)控系統(tǒng)會出現(xiàn)滯后，這就必然會造成收尾呈現(xiàn)出直線特征[3]。此時，會造成鉆桿折斷情況出現(xiàn)，這在生產(chǎn)過程中是不允許的。為此，設(shè)計階段，收尾增加螺旋抬刀，可以有效改善收尾情況，達到相關(guān)參數(shù)要求。在完成加工之后，螺紋可能會出現(xiàn)口頭相對較尖的情況，也會產(chǎn)生毛刺，這樣就嚴(yán)重影響了螺紋的外觀以及使用效果。為此，可以修改一段螺紋程序，對扣尾以及之后一段程序當(dāng)中的扣頭部分進行重合設(shè)置，這樣就能夠?qū)垲^進行修理。在校驗時，可以采用螺紋牙型以及螺紋長度方面的測量工具進行校驗。結(jié)合API參數(shù)指標(biāo)，同時可以配備專業(yè)測量螺紋錐度等。

3結(jié)束語

本文著重分析了有關(guān)石油鉆桿設(shè)計工藝以及相關(guān)裝置，通過這種方式，能夠更好提升鉆桿產(chǎn)品的合格率。針對內(nèi)外螺紋緊密距以及檢測參數(shù)均能夠達到精度要求。采用這種方式能夠降低鏜小孔的工作量，提升班產(chǎn)以及日產(chǎn)，并進一步擴大石油產(chǎn)品市場范圍，為提升市場競爭力打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]顧震宇.全球工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢[J].機電一體化，2006（2）：6-10.

[2]劉永剛，林凱，胡安智，等.復(fù)雜深井鉆柱安全性研究[J].石油礦場機械，2008（1）：17-20.

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關(guān)鍵詞：PLC 普車鉆床 數(shù)控控制 改造

一、數(shù)控鉆床設(shè)計要求

數(shù)控鉆床加工控制要求：一是主運動由三相交流異步電動機帶動，只需要正轉(zhuǎn)，不需要變速；二是進給運動由伺服電動機帶動，便于實現(xiàn)位置的準(zhǔn)確控制；三是工件的轉(zhuǎn)位運動由步進電動機帶動，實現(xiàn)分度；四是工件的夾緊與放松由氣動裝置實現(xiàn)；五是所有執(zhí)行元件都由PLC控制完成。運動控制系統(tǒng)主要由運動控制器、電氣伺服機構(gòu)、機械裝置與檢測裝置、驅(qū)動器、操作面板組成。

二、鉆床數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計

1.鉆床系統(tǒng)的改造

改進后的數(shù)控鉆床控制系統(tǒng)主要由主電動機、步進電動機、步進電動機驅(qū)動器、伺服電動機、伺服電動機驅(qū)動器以及FX2N-1PG等組成，如圖1所示。利用三菱PLC及定位控制型脈沖輸出模塊FX2N-1PG來實現(xiàn)數(shù)控專用鉆床的程序控制；由步進電動機來實現(xiàn)工件加工過程中的轉(zhuǎn)位，通過專用定位脈沖輸出端口向步進電動機發(fā)送控制脈沖實現(xiàn)分度。伺服電動機拖動滑臺帶動刀具的進給運動，伺服驅(qū)動器的控制由FX2N-1PG來實現(xiàn)，由PLC發(fā)送控制命令，控制伺服驅(qū)動系統(tǒng)按照一定的速度和位移量進行運動，這個運動需要原點復(fù)位。

2.數(shù)控鉆床的控制程序設(shè)計思路

根據(jù)加工工藝的要求和鉆床的運動需要，由PLC控制主電動機、FX2-1PG、伺服驅(qū)動器及電動機、步進驅(qū)動器及電動機以及氣動系統(tǒng)，實現(xiàn)主運動、進給運動和夾具的轉(zhuǎn)位分度運動。主要控制內(nèi)容和流程如圖2所示。

在接通電源以后，首先對FX2N-1PG的緩沖區(qū)進行參數(shù)的初始化設(shè)置，對工作參數(shù)賦予初始值，為后續(xù)的機械回零、手動調(diào)整、轉(zhuǎn)位分度和自動循環(huán)做好準(zhǔn)備。然后進行伺服系統(tǒng)的機械回零操作，而步進電動機實現(xiàn)分度運動，每次轉(zhuǎn)動60°，還對夾具機構(gòu)、分度機構(gòu)及伺服系統(tǒng)進行一些手動調(diào)整操作。

確定設(shè)備正常以后，開始裝夾工件，待工件夾緊以后，就可以進行自動循環(huán)加工了。刀具在伺服系統(tǒng)的帶動下快進，快進到一定位置后，刀具轉(zhuǎn)動，伺服系統(tǒng)變換速度進行工進，當(dāng)工件加工完畢以后，刀具快退，快退到刀具距離工件孔表面的一定位置時，夾具的分度機構(gòu)開始進行分度，工件轉(zhuǎn)動60°后再次被夾緊，刀具再次工進后，開始加工第二個孔。如此下去，直到六個孔都加工完畢，刀具退回到原點，停止轉(zhuǎn)動，操作者更換工件，進行下一個工件的加工。

3.主要設(shè)備參數(shù)設(shè)置

（1）FX2N-1PG與PLC的連接FX2N-1PG內(nèi)部的緩沖寄存器必須與PLC主機的數(shù)據(jù)寄存器進行匹配，以方便寫入及讀出FX2N-1PG緩沖寄存器中的數(shù)據(jù)。

（2）伺服驅(qū)動器電子齒輪比通過更改脈沖的分倍頻，來實現(xiàn)不同的脈沖當(dāng)量。

（3）編碼器的分辨率為131072脈沖/r；伺服電動機的額定轉(zhuǎn)速為3000r/min，而FX2N-1PG提供的最高頻率200kHz；滾珠絲桿的導(dǎo)程為5mm；控制器輸出的脈沖當(dāng)量為0.001mm。

（4）所選擇的步進電動機為三相六拍式，步距角為0.75，細分倍數(shù)設(shè)置為32，旋轉(zhuǎn)一周的脈沖數(shù)為15360，分度旋轉(zhuǎn)60°，需要的脈沖數(shù)為2560。

4.伺服系統(tǒng)機械回零及工件轉(zhuǎn)位控制

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單片機 步進電機 控制程序

一、鉆床數(shù)控改造總體方案設(shè)計

1.鉆床的結(jié)構(gòu)

以Z406鉆床的為例，外形如圖1所示。

2.改造總體方案

我們對它進行數(shù)控改造，主要增加一個程控的X,Y工作臺和增加刀具的主軸的程控裝置，使其鉆孔的位置精度提高到0.01mm。

軸齒輪拆去，換上自己重新設(shè)計的軸齒輪，軸齒輪右側(cè)有個原位控制開關(guān)，其作用是當(dāng)Z向刀具主軸返回原位時，向單片機發(fā)出到達原位信號。

圖1的工作臺2拆下，將已設(shè)計的X Y向運動的工作臺直接安裝在底座上。XY工作臺以底座的T型槽通過螺銓定位和固緊。XY工作臺設(shè)有類似Z向刀具主軸的復(fù)位信號發(fā)生裝置，向單片機發(fā)出到達原位信號。

XY工作臺中X、Y方向的移動，可采用螺旋機構(gòu)或齒輪條傳動機構(gòu)，這兩種均可把旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€運動。

Z向的步進電機通過減速裝置和聯(lián)軸器控制轉(zhuǎn)頭上、下運動，鉆頭的旋轉(zhuǎn)運動由原來的三相交流電機驅(qū)動，其轉(zhuǎn)速可根據(jù)加工工件的材料、孔徑大小、板厚等進行調(diào)整。X、Y、Z運動均選用三相反應(yīng)式步進電機55BF004。

數(shù)控裝置的CPU采用MCS-51系列的8031單片機，其中CPU為6兆晶振。系統(tǒng)的擴展I/O接口選用通用可編程并行輸入/輸出接口芯片8155，其PA和PB口給環(huán)形分配器輸入脈沖CP、提供步進電機的方向控制信號和復(fù)位信號。選用環(huán)形分配器控制，單電壓驅(qū)動電路。為防止功率放大器高壓的干擾，步進電機接口與功率放大器之間采用光電隔離，光電隔離的輸出端必須采用隔離電源。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過面板操作來實現(xiàn)，顯示器設(shè)計在面板上，為防止機床各個方向的行程越界，還在機床上安裝了行程開關(guān)。

進給伺服系統(tǒng)機械部分設(shè)計計算在機械部分講解。

二、Z方向上步進電機的選用

選δp=0.01（mm/step），θb=1.5（°/step）

鉆頭到達最大行程s=65mm時，手柄轉(zhuǎn)過270°，即θ=270°，手柄上的扭距M手與切削力Fz之間的關(guān)系為：

FzS=M手θ，M手=242×6.5/1.5π≈334 (N?cm)步進電機每走一步轉(zhuǎn)角為1.5°，鉆頭移動0.01 mm，同時在手柄處轉(zhuǎn)角為：

θ′=δpθ/s=0.01×270/65=0.042°

因此手輪與步進電機之間要加減速裝置，其減速比：

i=1.5°/0.042°=35.7°

步進電機上的負載力距Tq為：

Tq=M手/ i=334/35.7=9.4(N?cm)

Tjm= Tq/0.866=10.68(N?cm)

選用55BF004型步進電機。

三、單片機控制系統(tǒng)設(shè)計

1.三相六拍環(huán)形分配器的選用

驅(qū)動器中自帶有環(huán)形分配器，這種控制接口很簡單，只用A輸出口的兩位控制一臺步進電機工作?？芍苯舆x用現(xiàn)成的集成環(huán)形分配器。這里選用YB013環(huán)形分配器。

2.光電隔離器電路

在環(huán)形分配器和功率驅(qū)動電路之間采用光電隔離器，是為了防止功率放大器高壓的干擾和隔離高電平的脈沖信號對微型計算機的干擾，同時還能實現(xiàn)兩者不同電平的轉(zhuǎn)換，光電隔離器電路見圖2。

環(huán)形分配器送出的脈沖信號經(jīng)過驅(qū)動電路驅(qū)動光電隔離器GO101，然后送到功率驅(qū)動電路。

3.功放電路

功放電路的功能是將環(huán)形分配器送來的弱電信號變?yōu)楦鼜姷碾娦盘?。晶體管單電壓型的驅(qū)動電路具有控制方便、調(diào)試容易和線路簡單等優(yōu)點，所以在設(shè)計中采用。電路如圖3。

經(jīng)分配器送出的脈沖序列，通過光電隔離器電路送到驅(qū)動電路。脈沖高電平時，T1、T2開關(guān)導(dǎo)通，三相六拍步進電機繞組供電；低電平時，T1、T2開關(guān)截止。2CP23為續(xù)流二極管，通過此二極管，步進電機繞組產(chǎn)生反電勢將維持電流繼續(xù)沿原來的方向流動，另外通過二極管還能釋放磁場能，以免高的反電勢擊穿T1、T2。

四、步進電機運行的軟件控制

1.步進電機控制程序設(shè)計

控制程序的任務(wù)是：判斷旋轉(zhuǎn)方向，依次在兩控制字中，根據(jù)運轉(zhuǎn)速度實現(xiàn)一定的延時、判斷是否結(jié)束。假設(shè)步進電機總的運行步數(shù)存放在R4，轉(zhuǎn)向標(biāo)志存放在程序狀態(tài)寄存器的用戶標(biāo)志位F1（D5H）中，當(dāng)F1為零時，電機正轉(zhuǎn)，當(dāng)F1為1時則反轉(zhuǎn)。正轉(zhuǎn)時P1端口的輸出控制字01H，03H，02H，06H，04H，05H存放在單片機8031的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲單元20H-25H中，26H用于存放結(jié)束標(biāo)志00H。在27H-2CH的存儲單元內(nèi)存放反轉(zhuǎn)時P1端口的輸出控制字01H，05H，04H，06H，02H，03H，在2DH單元內(nèi)存放結(jié)束標(biāo)志00H。

2.步進電機加減速程序設(shè)計

在實際生產(chǎn)中，如步進電機的運行頻率較高，為使其不出現(xiàn)失步的現(xiàn)象，不能采用突然啟動的方式，通常要有一個啟動加速過程。同樣當(dāng)步進電機從高速運行到停止時，也要有一個減速過程，以免產(chǎn)生過沖的現(xiàn)象。微機實現(xiàn)加減速的控制，可采用等加減控制和按照指數(shù)曲線控制方法。上圖為等加、減速方式控制的輸出脈沖頻率的波形。步進電機在啟動過程中，進給脈沖頻率隨時間按線性變化，上升到一定頻率fc時停止變化，改為勻速進給。在停止過程中，同樣由給定fc勻減速變化直到步進電機停止運轉(zhuǎn)。程序?qū)崿F(xiàn)這種方式比較容易，即在步進電機的啟動和制動的變速過程中，微機每輸出一個狀態(tài)控制字后的延時時間間隔按線性遞減或遞增變化。啟動進給一定步數(shù)后達到勻速狀態(tài)，此時時間保持不變。

參考文獻：

[1]吳振彪.機電綜合設(shè)計指導(dǎo).中國人民大學(xué)出版社.

[2]馬正先，李慧.鉆床的數(shù)控改造設(shè)計.機械與電子，1994，（4）.

篇6

關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁；施工技術(shù)；質(zhì)量控制；質(zhì)量事故

中圖分類號：O213.1文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

鉆孔灌注樁是目前建筑工程常用的基礎(chǔ)形式之一，因其具有適應(yīng)性強、抗震性強、所需設(shè)備簡單、操作方便、施工安全等特點，得到越來越廣泛的應(yīng)用。雖然鉆孔灌注樁技術(shù)比較成熟，然而由于鉆孔灌注樁是在地下而且在水中成孔、灌注水泥混凝土、加之成孔方法各異、地質(zhì)條件的各種變化、混凝土灌注時間的長短、施工技術(shù)人員水平及經(jīng)驗的高低等因素，鉆孔灌注樁極易出現(xiàn)各種缺陷，因此，對水下鉆孔灌注樁工程的施工質(zhì)量進行控制，對確保工程的安全性和穩(wěn)定性有著重要意義。

1鉆孔灌注樁的施工技術(shù)

施工機械采用QY150.219型工程鉆機；配用3PN泥漿泵，使用三翼單腰帶刮刀鉆頭，擬采用反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進成孔工藝。泥漿以采用自然造漿法為主，混凝土灌注采用導(dǎo)管回頂法水下混凝土灌注工藝，清孔根據(jù)需要采用反循環(huán)清孔。每道工序先自檢合格后報送監(jiān)理單位驗收。驗收合格后，方可進入下道工序。

1.1工藝流程

樁位測量放線埋設(shè)孔口護筒樁機定位開始鉆孔終孔驗收下鋼筋籠下灌導(dǎo)管灌注水下混凝土。

1.2施工方法

(1)測量定位

根據(jù)甲方提供的紅線區(qū)和水準(zhǔn)點資料，由專職測量員用全站儀依照設(shè)計圖紙建立軸線控制網(wǎng)并埋設(shè)永久性標(biāo)志?？刂泣c盡量布設(shè)在非施工區(qū)域，依據(jù)設(shè)計圖紙放置樁位，用水準(zhǔn)儀測算其標(biāo)高。

(2)埋設(shè)孔口護筒

孔口地層松散、松軟，成孔孔口坍塌時，應(yīng)在孔口埋設(shè)鋼護筒護孔壁。在護筒施工中，護筒應(yīng)堅實、不漏水；護筒入土較深時，宜以壓重、振動、錘擊或輔以筒內(nèi)除土等方法使之沉入；護筒接頭處要求內(nèi)部無突出物，能耐拉、耐壓。護筒內(nèi)徑應(yīng)比樁徑稍大，護筒頂端至少應(yīng)高出地面。護筒埋設(shè)后，四周需用黏土回填、壓實，防止鉆孔時漿液漏失。

(3)成孔施工

成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表1。成孔的操作要求：鉆機就位后將機架底盤調(diào)平，機桿與面架底盤垂直；開鉆時要檢查鉆機葉片直徑。

表1成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

(4)成孔驗收

鉆孔達到設(shè)計孔深后，用測深錘測量校正空深。自檢質(zhì)量合格無誤，請現(xiàn)場監(jiān)理驗孔；經(jīng)監(jiān)理驗收合格后，轉(zhuǎn)入下道工序施工。

(5)鋼筋籠制作

1)進場鋼筋：凡按設(shè)計施工圖所配各種受力鋼筋，均應(yīng)有鋼材出廠合格證和質(zhì)保書，且機械性能和化學(xué)成分指標(biāo)符合設(shè)計要求和有關(guān)規(guī)范規(guī)定；每批都必須做物理力學(xué)性能試驗，焊條的牌號要與鋼筋的性能相適應(yīng)。質(zhì)保書復(fù)印件清晰，且應(yīng)填寫單位工程名稱、使用部位、調(diào)撥數(shù)量及時間、經(jīng)手人簽字、原件存放處及中轉(zhuǎn)單位蓋章。進場鋼筋應(yīng)由質(zhì)量員進行驗收，確認鋼筋無銹蝕、油漬等，才可入庫。

2)鋼筋籠的制作標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2鋼筋籠制作標(biāo)準(zhǔn)

3)鋼筋籠的制作要求：保持制作場地的平整。在鋼筋籠制作之前，應(yīng)清除鋼筋表面的污垢和銹蝕；鋼筋下料時應(yīng)準(zhǔn)確控制下料長度，鋼筋籠采用環(huán)形模制作。鋼筋籠焊接選用E4303焊條，焊縫寬度不應(yīng)小于0.7d，厚度不小于0.3d。在鋼筋籠的焊接過程中，應(yīng)即時清渣；鋼筋籠兩端的加強箍與主筋必須全部點焊、焊接牢固，其余部分按設(shè)計要求進行焊接。鋼筋籠的主筋連接應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求，采用單面焊接，焊縫長度≥10D且同一截面接頭數(shù)≤50％錯開。在每只鋼筋籠上下各設(shè)置一道鋼筋定位控制件，每道沿圓周布置3只保護層厚度為50mm。成型的鋼筋籠應(yīng)平臥堆放在平整干凈的地面上，堆放層數(shù)不應(yīng)超過2層。

(6)鋼筋籠安放

鋼筋籠的安放標(biāo)高，可由護口管頂端處的標(biāo)高來計算。安放時必須保證樁頂?shù)脑O(shè)計標(biāo)高允許誤差為+100mm。鋼筋籠下放時，應(yīng)對準(zhǔn)孔位中心，采用正、反旋轉(zhuǎn)慢慢地逐步下沉，防止碰撞；放至設(shè)計標(biāo)高后應(yīng)立即固定。當(dāng)提升導(dǎo)管時，必須防止鋼筋籠被拔起。澆注混凝土?xí)r必須采取措施，以便觀察和測量鋼筋籠可能產(chǎn)生的移動并及時加以處理。

(7)澆注水下混凝土

采用商品混凝土泵送澆筑，按規(guī)范要求對進場商混做坍落度試驗，并留置試塊。

1)一般要求：采用試驗室提供的混凝土配合比施工。水下混凝土用的水泥、集料、水和外摻劑，以及混凝土的配合比的設(shè)計、拌和、運輸?shù)龋仨毞弦?guī)范的規(guī)定。混凝土運至澆注地點時，應(yīng)檢查其均勻性和坍落度；如不符合要求，易造成澆灌不暢或堵管，故不得使用。水下混凝土的澆注應(yīng)連續(xù)進行，單樁澆灌時間不宜超過4h。導(dǎo)管應(yīng)采用直徑不小于200mm的管節(jié)組成，接頭應(yīng)裝卸方便、連接牢固并帶有密封圈，保證不漏水、不透水，以避免水進入導(dǎo)管導(dǎo)致混凝土離析堵管。導(dǎo)管的支承應(yīng)保證在需要減慢或停止混凝土流動時能使導(dǎo)管能迅速升降。導(dǎo)管在任何時候必須保證在無氣泡和水泡的情況下充滿混凝土直到漏斗底部。出料口必須埋在已澆注的混凝土中2m以上，并應(yīng)不大于8m。澆注混凝土的數(shù)量應(yīng)作記錄；應(yīng)隨時測量并記錄導(dǎo)管的埋置深度和混凝土的表面高度。澆注過程中，應(yīng)將孔內(nèi)溢出的泥漿引流至泥漿池處理，防止污染周圍的環(huán)境。如果導(dǎo)管中的混凝土混入空氣和水，必須立即報告監(jiān)理工程師并提出補救措施.補救措施必須得到監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)。

2)澆注方法：在混凝土灌注前、清孔完畢后，應(yīng)迅速安放混凝土漏斗與隔水板，并將導(dǎo)管提離孔底0.5m。混凝土的初灌時必須保證能埋住導(dǎo)管0.8m～1.3m；初灌量選用0.6m3。每次灌注必須按規(guī)定測坍落度2次；做好試塊留置.試塊應(yīng)標(biāo)明樁號、日期并放入水中養(yǎng)護。灌注過程中，導(dǎo)管埋入深度宜保持在3m～8m之間，最小埋入深度不得小于2m(埋深過多易造成埋管事故，過少易使導(dǎo)管埋深無法保證)。澆灌混凝土?xí)r應(yīng)隨澆隨提，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土面或埋入過深一次提拔不得超過6m。測量混凝土面上升高度由機長或班長負責(zé)。如運到現(xiàn)場的混凝土發(fā)現(xiàn)離析或?qū)傩圆环弦髸r，應(yīng)再次進行拌制，以防堵塞導(dǎo)管。樁身實際澆注混凝土的數(shù)量不得小于樁身計算體積的1.05倍，不應(yīng)超過計算值的1.2倍。混凝土澆灌完畢后.應(yīng)及時割斷吊筋,待地面以上混凝土初凝后再拔出護筒、清除孔口泥漿和混凝土殘漿。導(dǎo)管使用后應(yīng)及時清除管壁內(nèi)外粘附的混凝土殘漿，以防再次使用時阻塞導(dǎo)管。

3)鉆孔樁水下混凝土的質(zhì)量應(yīng)符合下列要求：強度應(yīng)滿足設(shè)計要求：無斷層或夾層，樁頭鑿除預(yù)留部分后,無殘余松散層和薄弱混凝土層。

2鉆孔灌注樁施工質(zhì)量事故的原因及處理

2.1常見的鉆孔(包括清孔時)質(zhì)量事故原因及處理

(1)擴孔和塌孔

發(fā)生擴孔和塌孔的原因相同；輕則為擴孔，重則為塌孔。常用預(yù)防措施有：控制進尺速度、選用適用護壁泥漿，保證孔內(nèi)必要水頭、避免觸及和沖刷孔壁等。孔內(nèi)局部坍塌而擴孔，鉆孔仍能達到設(shè)計深度則不必處理：孔內(nèi)坍塌，則回填砂和黏質(zhì)土(或砂礫和黃土)混合物至擁孔處以上1m～2m；如塌孔嚴(yán)重則應(yīng)全部回填，待回填物沉積密實后再鉆。

(2)鉆孔偏斜

鉆孔偏斜產(chǎn)生的主要原因有：鉆頭受到側(cè)向力；擴孔處鉆頭擺向一方；鉆桿彎曲、接頭不正；鉆機底座未安置水平或位移等。鉆孔偏斜后，應(yīng)查明偏斜情況。一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復(fù)掃孔，使鉆孔正直：偏斜嚴(yán)重時，應(yīng)回填砂秸土到偏斜處，待回填物沉積密實后再鉆。

(3)鉆孔漏漿

造成鉆孔漏漿的原因有泥漿稀、護筒制作埋置不良、水頭過高等，可查明原因?qū)ΠY下藥。

2.2灌注水下混凝土質(zhì)量事故的預(yù)防及處理

灌注水下混凝土是成樁的關(guān)鍵性工序。灌注過程中應(yīng)分工明確、密切配合、統(tǒng)一指揮.做到快速、連續(xù)施工，灌注成高質(zhì)量的水下混凝土，防止發(fā)生質(zhì)量事故。如出現(xiàn)事故，應(yīng)及時分析原因，采取合理的技術(shù)措施設(shè)法補救；對于確實存在缺點的鉆孔樁，應(yīng)盡可能設(shè)法補強，不宜輕易廢棄而造成過多的損失。經(jīng)過補強的樁必須經(jīng)認真的檢驗，認為合格后方可使用。對于確實無法利用的樁用補樁或其他措施。

(1)導(dǎo)管進水

1)導(dǎo)管進水的主要原因。

①首批混凝土儲量不足，或雖然混凝土儲量已夠，但導(dǎo)管底口距孔底的間距過大混凝土下落后不能埋沒導(dǎo)管底口，以致泥水從底口進入。

②導(dǎo)管接頭不嚴(yán)，接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高壓氣囊擠開：或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流入。

③導(dǎo)管提升過猛或測深出錯、導(dǎo)管底口超出原混凝土面、底口涌入泥水。

2)預(yù)防和處理措施。

為避免發(fā)生導(dǎo)管進水，事前要采取相應(yīng)措施加以預(yù)防。萬一發(fā)生，要當(dāng)即查明事故原因，采取以下處理措施。

①若是上述第一種原因引起的，應(yīng)立即將導(dǎo)管提出，用反循環(huán)鉆機的鉆桿通過泥石泵，將散落在孔底的混凝土拌合物吸出；或者用空氣吸泥機、水力吸泥機及抓斗清出。

②若是第二或第三種原因引起的，應(yīng)視具體情況，拔換原管重下新管；或用原導(dǎo)管插入續(xù)灌，但灌注前均應(yīng)將進入導(dǎo)管內(nèi)的水和沉淀土，用吸泥和抽水的方法吸出。

③若混凝土面在水面以下不很深且尚未初凝時，可于導(dǎo)管底部設(shè)置防水塞(應(yīng)使用混凝土特制)，將導(dǎo)管重新插入混凝土內(nèi)。導(dǎo)管內(nèi)裝灌混凝土后稍提導(dǎo)管，利用新混凝土自重將底塞壓出，然后繼續(xù)灌注。

④若前述混凝土面在水面以下不很深但已初凝，導(dǎo)管不能重新插入混凝土?xí)r，可在原護筒內(nèi)面加設(shè)直徑稍小的鋼護筒，用重壓或錘擊方法壓入原混凝土面以下適當(dāng)深度，然后將護筒內(nèi)的水(泥漿)抽除，并將原混凝土頂面的泥渣和軟弱層清除干凈，再在護筒內(nèi)灌注普通混凝土至設(shè)計樁頂。

(2)卡管

初灌時隔水栓卡管或由于混凝土本身的原因.如胡落度過小、流動性差、夾有大卵石、拌合不均勻，以及運輸途中產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、雨天運送混凝土未加遮蓋等.使混凝土中的水泥漿被沖走，粗集料集中而造成導(dǎo)管堵塞。

處理措施：可用長桿沖搗管內(nèi)混凝土、用吊繩抖動導(dǎo)管或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器等辦法.使隔水栓下落。如仍不能下落時，則須將導(dǎo)管連同其中的混凝土提出鉆孔，進行清理修整(注意切勿使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入井孔)，然后重新吊裝導(dǎo)管和重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔，須將散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管時應(yīng)注意到導(dǎo)管上重下輕.要采取可靠措施防止翻倒傷人。

(3)塌孔

在灌注過程中如發(fā)現(xiàn)井孔護筒內(nèi)水(泥漿)位忽然上升溢出護筒，隨即驟降并冒出氣泡，可用測深儀探頭或測深錘探測。如測深錘原系停掛在混凝土表面上未取出的，現(xiàn)在被埋而不能上提；或測深儀探頭測得的表面深度達不到原來的深度，相差很多。這些均可證實發(fā)生了塌孔。

塌孔原因可能是護筒底腳周圍漏水，孔內(nèi)水位降低；或者是在潮沙河流中漲潮時孔內(nèi)水位差減小，不能保持原有靜水壓力，也或者是由于護筒周圍堆放重物或機械振動等。

發(fā)生塌孔后，首先應(yīng)查明原因并采取相應(yīng)的措施，如保持或加大水頭、移開重物、排除振動等，防止繼續(xù)塌孔。然后用吸泥機吸出塌入孔中的泥土。如不繼續(xù)塌孔，可恢復(fù)正常灌注，如塌孔仍不停止、坍塌部位較深，宜將導(dǎo)管拔出，將混凝土鉆開抓出，同時將鋼筋抓出并保存孔位，再以黏土摻砂礫回填：待回填土沉實時機成熟后，重新鉆孔成樁。

(4)鋼筋籠上升

鋼筋籠上升，除了由于全套管上拔、導(dǎo)管提升鉤掛所致的一些顯而易見的原因外，主要的原因是由于混凝土表面接近鋼筋籠底口，導(dǎo)管底口在鋼筋籠底口以下3m至底口以上1m時，混凝土灌注的速度(m3／min)過快.使混凝土下落沖出導(dǎo)管底口向上反沖其頂托力大于鋼筋籠的重力時所致。

具體措施為：適當(dāng)減少鋼筋籠下端的箍筋數(shù)量，可以減少混凝土向上的頂托力；鋼筋籠上端焊固在護筒上，可以承受部分頂托力，具有防止其上升的作用：在孔底設(shè)置直徑不小于主筋的1道-2道加強環(huán)形筋，并以適當(dāng)數(shù)量的牽引筋牢固地焊接于鋼筋籠的底部。實踐證明，這些措施對于克服鋼筋籠上升是行之有效的。

3 結(jié)束語

綜上所述，水下混凝土灌注是鉆孔灌注樁成樁的關(guān)鍵。為了確保水下鉆孔灌注樁工程的施工質(zhì)量，我們必須做好水下混凝土灌注這一項主要工程。鑒于此，我們要認真分析此類工程的事故原因，針對事故原因不斷完善施工技術(shù)，減少施工事故，確保工程質(zhì)量。

參考文獻

篇7

關(guān)鍵詞：鉆孔樁；檢測；成孔質(zhì)量；精度；檢測；施工技術(shù)

中圖分類號：U445文獻標(biāo)識碼：A

一、前言

縱觀可知，針對鉆孔灌注樁進行質(zhì)量控制時，成孔質(zhì)量檢測可謂是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，占據(jù)著十分重要的應(yīng)用地位，其會對樁基礎(chǔ)成品質(zhì)量產(chǎn)生決定性影響?；诖?，必須采取有效的施工技術(shù)切實強化提升相應(yīng)的鉆孔樁成孔質(zhì)量檢測精度，確保工程項目高質(zhì)完工。

二、鉆孔樁施工中影響成孔質(zhì)量檢測精度的因素與施工對應(yīng)措施

1垂直度測量

在實際的現(xiàn)場施工作業(yè)實施中，會對垂直度測量精度造成影響的因素包含多方面內(nèi)容，錯誤選擇扶正圈，尚未結(jié)合具體要求選擇適合的扶正圈，不能獲取準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)信息，精度達不到1∶100；通用密封接頭出現(xiàn)進水情況；操作儀器的時候未能針對扶正圈數(shù)值進行及時修正；因為時間因素的存在，施工現(xiàn)場操作員將垂直度測量間距大大拉開。為提高相關(guān)測量精度可采用有效技術(shù)措施為，認真完成扶正圈直徑的準(zhǔn)確計算，及時進行有效修正，參考設(shè)計孔深與孔徑雙項指標(biāo)合理選擇扶正圈，運用Ф≥D-H/50計算扶正圈，其中，Ф表示的是儀器外徑，D表示被測孔設(shè)計孔徑，H表示被測孔設(shè)計孔深，譬如說某橋鉆孔樁樁徑分別為1.5m跟2.0m，鉆孔樁長度分別為67m與95m，計算使用儀器外徑控制在160mm~300mm，結(jié)合儀器配備情況選用Ф420mm扶正圈，測量儀器所默認的為Ф200mm扶正圈，在測量實踐中，容易出現(xiàn)忘記修改測量儀器默認值的情況，進而在垂直度測量中需配備專員復(fù)核檢查輸入的扶正圈修正數(shù)值，待確認數(shù)值正確之后方可實施測量行為。就通用密封接頭定期實施檢查，鉆孔樁施工所處環(huán)境相對較為惡劣，測量儀器會在堿性泥漿中長期浸泡，容易損壞通用密封接頭，導(dǎo)致實際測量精度受到消極影響，進而應(yīng)定期采取有效的檢查保養(yǎng)措施，在施工現(xiàn)場，每隔兩個星期或者是測量孔數(shù)量超出20個之后展開集中保養(yǎng)檢查。嚴(yán)格落實執(zhí)行具體規(guī)程，在測量過程中運用點測方式，每隔十米距離實施一次采樣操作，完成測量之后就垂直度量測點數(shù)展開復(fù)核，若低于應(yīng)測量點數(shù)百分之五則需進行重新測量，開始測量前要求檔位必須處于“測斜”位置，而后方可將電源接通，若檔位處于“沉渣”位置時將電源接通則會因為沉渣高壓電源使得測斜儀電路受到嚴(yán)重損壞。垂直度測量孔口校零，通常把探管下降到10m位置處之后提升至5m位置，如此一來，測量儀器得以快速穩(wěn)定，保持良好垂直狀態(tài)，若地下水位相對較低，則需控制起始測量深度在水位之下。

2沉渣測量

測量沉渣時，基于跳變曲線拐點就沉渣厚度實施估算行為，因為每個人所選取的沉渣曲線拐點是各不相同的，導(dǎo)致估算所得沉渣厚度不盡相同，工程建設(shè)針對基礎(chǔ)沉降提出十分嚴(yán)格的要求，若未正確實施沉渣測量則會造成精度欠佳情況出現(xiàn)。就此問題進行解決可采取施工技術(shù)措施為，使用沉渣探頭開始測量之前，可基于測繩設(shè)施的配合使用實施復(fù)核操作；選擇多人電腦數(shù)值讀取分別計算手段，充分確保測量工作擁有較強精度，通過不同的人實現(xiàn)取值，選取最不利值當(dāng)做沉渣厚度值，旨在讓沉渣厚度得以符合規(guī)范具體要求；打開測量開關(guān)之前，在井下位置安放沉渣測定儀井下儀器設(shè)施，確保微電級系部分處在水中位置；選擇微機檢測儀“測量轉(zhuǎn)換”開關(guān)置于“沉渣”檔位位置，而后將電源打開，在此應(yīng)該注意的是必須先換擋之后再實施通電措施，旨在合理規(guī)避換擋開關(guān)遭受損壞情況。

3孔徑以及孔深測量

在日常測量實踐中，針對孔徑進行測量的時候，由于不能良好把握電纜抖動的時機跟力度，不得不再次返工測量；就孔深展開測量時，因為不合理選擇深度起算面，導(dǎo)致測量鉆孔樁成孔質(zhì)量精度欠佳。就上述問題進行解決可采取的有效施工技術(shù)措施包括，開始實施測量行為以前，根據(jù)翻板頂標(biāo)高以及護筒頂標(biāo)高、設(shè)計樁頂標(biāo)高等內(nèi)容完成對起算點位置的準(zhǔn)確計算，而后正確標(biāo)定；采用儀器設(shè)施進行測量之后，使用傳統(tǒng)意義上針對孔深展開測量的測量繩復(fù)核所得結(jié)果；在具體測量孔深度時，應(yīng)預(yù)防下降儀器突然出現(xiàn)停止行為，旨在規(guī)避測腿被張開，保障孔深測量工作落實到位，實施提纜操作時要重點關(guān)注相關(guān)動作要點內(nèi)容，提升電纜行為需注意輕放猛提，保證一次性完成，保障測腿處于全面張開狀態(tài)，使得孔徑測量作業(yè)擁有較強精度。

4儀器標(biāo)定及養(yǎng)護

針對鉆孔樁成孔質(zhì)量實施檢測施工的進程當(dāng)中，不難發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)在一段時間之后檢測所得孔徑值不是整體偏小就是整體偏大，表明在使用測量儀器的時候，其精度不斷降低，因此必須重新標(biāo)定?？刹扇∮行┕ぜ夹g(shù)措施為，把測量儀器下放至水下位置之前，對比已知護筒直徑測量值跟儀器顯示的測量直徑，在儀器中輸入已知直徑，基于數(shù)據(jù)測量自動生成系統(tǒng)誤差調(diào)整系數(shù)；運用標(biāo)定儀器針對井徑儀定期實施標(biāo)定行為，全面掌控儀器實際工作情況，若在標(biāo)定中發(fā)現(xiàn)不精確問題，則可基于系數(shù)修正措施實施合理修訂。

三、結(jié)語

綜上可知，在工程建設(shè)中，鉆孔灌注樁整個施工過程擁有較強隱蔽性，若采用常規(guī)設(shè)備及傳統(tǒng)方式進行成孔質(zhì)量檢測難以獲取良好成效，對應(yīng)測量精度相對較低。通常而言，常用檢測方式均是基于理想狀態(tài)，根據(jù)假設(shè)情境測量并檢驗數(shù)據(jù)，同時過分依賴檢測員的經(jīng)驗感覺展開結(jié)果分析計算及判斷，造成測量工作頗具較大隨意主觀特性。所以，相關(guān)單位部門應(yīng)重點關(guān)注鉆孔灌注樁成孔質(zhì)量檢測工作，基于先進科技，合理配備必要檢測設(shè)備，避免主觀測量，提高成孔質(zhì)量檢測精度，高質(zhì)完成樁基施工，保證對應(yīng)構(gòu)筑物可靠安全，為企業(yè)社會經(jīng)濟效益獲取奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻

篇8

[關(guān)鍵詞]橋梁基礎(chǔ)施工；鉆孔樁技術(shù)；質(zhì)量管控

文章編號：2095-4085（2016）09-0074-02

鉆孔樁施工技術(shù)具有很多優(yōu)勢，因此在橋梁基礎(chǔ)施工中是廣泛使用的技術(shù)。但是鉆孔樁施工地點具有隱蔽性，因此容易發(fā)生事故且不易被人察覺，而且維修費用比較高。

1工程概況

本案例于2014年4月動工，工期兩年。通過對該工程的地質(zhì)地貌勘測得知，橋梁地下水為第四系孔隙潛水，采用側(cè)向徑流和人工開采的方式進行排泄，地質(zhì)土層中包含了卵石土等土質(zhì)。工程全長25km，需要鉆孔樁的數(shù)量比較龐大，屬于特大橋工程。

2鉆孔樁基礎(chǔ)施工程序

大跨度橋梁滲水基礎(chǔ)，一般采用鉆孔灌注群樁基礎(chǔ)技術(shù)，分為先下鋼圍堰后成樁或者先成樁后下鋼圍堰兩種。選擇何種施工方案要根據(jù)基礎(chǔ)施工的情況而定[1]。

2.1先下鋼圍堰施工

（1）工程流程 將鋼圍堰分塊制作，進行定位錨錠施工，將分好塊的鋼圍堰運送到施工現(xiàn)場后，首節(jié)鋼圍堰水下定位、著床至設(shè)計深度，清基、封底后，進行鉆孔施工。

（2）鋼圍堰制作采用工廠加工方式，組裝程序為如圖1。

2.2先成樁后下鋼圍堰

（1）施工流程 制作鋼管樁，施打鋼管樁，搭設(shè)鉆孔平臺，鉆孔樁施工，拆除，安裝首節(jié)鋼圍堰，下沉，封底。

（2）施工方法 將鋼管樁運到施工現(xiàn)場后，使用經(jīng)緯儀或全站儀控制樁位至5cm左右，傾斜度為1%左右。將承重梁等進行路上組裝后下沉到水下，下沉過程中控制貫入度，保證鉆孔位置準(zhǔn)確。平臺搭設(shè)完成后，進行鉆孔灌注樁施工。

3鉆孔樁主要施工技術(shù)

（1）施工現(xiàn)場進行清理后，換填厚粘土，厚度大約為50cm左右，使用推土機進行平整壓實處理后，將枕木鋪設(shè)到鉆孔平臺上。利用橋墩臺中心樁和橋梁軸線控制樁將橋墩臺位中心樁進行護樁處理后，使用全站儀將鉆孔孔位、孔位中心樁四角、樁位控制點和檢查點等布設(shè)好。將地下管線埋設(shè)在鉆孔樁周圍，按照設(shè)計圖紙進行管線的挖埋，發(fā)現(xiàn)問題及時與設(shè)計單位、監(jiān)理部門溝通，商議解決方案。

（2）在鉆孔等布設(shè)工作之后，進行護筒埋設(shè)工作，護筒的作用是固定樁位、導(dǎo)向鉆頭、隔離地面水等。為了將孔壁的靜水壓力增加，保持水位在一定高度，以防止孔壁坍塌，應(yīng)將護筒厚度控制在1cm左右，使用鋼板材料，用卷焊的方式制作，內(nèi)徑比樁徑要打20cm～40cm。護筒埋設(shè)中心線與樁中心保持豎直方向的重合，誤差不能超過5cm。護筒高度可以高出水面1m～2m，如果是地面，則可以高出30cm左右。埋置深度大約在2m～4m左右。土體應(yīng)保持穩(wěn)定，將埋設(shè)深度設(shè)置在土體穩(wěn)定的要求范圍內(nèi)。如果是在河床上進行護筒的安設(shè)，則應(yīng)將沖刷影響降低到最小。一般護筒沉入局部沖刷線應(yīng)該>1m左右[2]。

（3）鉆孔的泥漿組成由水、粘土和添加劑等組成，按照一定比例混合而成。鉆孔泥漿的作用是保護孔壁、鉆機、懸浮鉆渣。在容易坍塌的土層和底層上，采用反循環(huán)鉆的方法，對泥土性能指標(biāo)的選擇進行設(shè)定，使用沖擊鉆的方法進行鉆孔。泥漿性能與泥土性能指標(biāo)相近，均為相對密度、粘度、含沙量和膠體率。

（4）鉆孔質(zhì)量需要設(shè)備提供保證，成樁質(zhì)量和成孔的進度需經(jīng)過沖擊鉆的反復(fù)循環(huán)施工才能達到標(biāo)準(zhǔn)。鉆機就位后將鉆錐中心與吊滑輪和樁孔對準(zhǔn)，保持在一個垂線之上，將偏差控制在1cm左右。鉆孔時，慢速推進土層內(nèi)。根據(jù)土層的情況調(diào)整鉆孔速度，待設(shè)備全部進入土層后可以開啟全速施工模式。鉆孔施工應(yīng)保持不間斷施工。對施工中沖擊出來的泥漿進行測量，根據(jù)比重調(diào)整稠度。鉆機鉆孔施工時要嚴(yán)防碰撞孔壁、護筒。兩個相鄰的樁在4m之內(nèi)采用間隔的方法進行灌注。灌注混凝土的時間要確保在24h以上。按照設(shè)計圖紙進行標(biāo)高后，應(yīng)對孔深、孔徑等進行檢查和測量，孔深、孔徑都要符合設(shè)計參數(shù)。在完全達到施工要求后可以進行清孔工作，清孔和混凝土灌注時，要檢查孔內(nèi)泥漿和沉淀層的情況，如果厚度指標(biāo)不符合要求，就要重新清孔。

（5）鋼筋籠的制作在大型鉆孔鋼筋籠吊裝施工中是按照實際要求進行分節(jié)制造的。將鋼筋制作好運送至施工現(xiàn)場后進行統(tǒng)一安裝。在工廠制作過程中要考慮鋼筋接頭數(shù)量、籠體吊點受力分布、吊點受力主筋的位置。鋼筋籠的下放要注意鉆孔的清潔，下放時保持骨架垂直。

（6）鉆孔前的準(zhǔn)備工作，首先要將鉆孔用的設(shè)備和機具等進行仔細檢查，保證設(shè)備狀態(tài)良好，水、電等管件均保持正常。鉆孔前應(yīng)先啟動并空轉(zhuǎn)一會泥漿泵，等待一部分泥漿輸入孔口后，就可以正式鉆孔了。鉆進過程中，時刻注意初成孔是否堅實，孔位是否偏心，防止孔口發(fā)生塌陷。在旋轉(zhuǎn)鉆機工作時，先采用低壓慢速的方式鉆進，到護筒下方1m左右后可以調(diào)快速度，但也要保持鉆速。如果使用的是沖擊鉆機，速度也是由慢速向正常速度慢慢過渡。

（7）清孔是在鉆孔到位后，對孔徑、孔深等進行測量后進行的清理工作，其工作程序是先對孔徑等進行測量，確認合格，開始清孔，使用優(yōu)質(zhì)泥漿將懸浮的鉆渣清理干凈，留下孔內(nèi)1m～2m左右的水位。清孔工作清理出來的泥漿要經(jīng)過檢測，確保各項指標(biāo)達到施工指標(biāo)。將水下混凝土進行檢樣。在第一次清孔結(jié)束后，進行第二次清孔，采用優(yōu)質(zhì)泥漿進行反復(fù)循環(huán)清孔后，灌注混凝土填注孔口，防止土渣回落[3]。

（8）灌注水下混凝土的方法一般采用直升導(dǎo)管法，此項工作的程序分為將鋼筋骨架進行墊塊處理，達到外側(cè)保護層的設(shè)置控制，分段制作的鋼筋骨架按照豎向間距2m的距離進行拼接，當(dāng)管徑達到30cm左右時，對第一批混凝土進行灌注工作，灌注過程中，導(dǎo)管的深度要控制在4m左右，經(jīng)受主接頭抗拉試驗和水密承壓試驗后的導(dǎo)管應(yīng)該能夠經(jīng)受住孔內(nèi)混凝土的壓力。灌注混凝土的速度由快到慢，當(dāng)混凝土面上升到骨架4m以上后，提升導(dǎo)管至關(guān)口2m處。水下厚粘土粗骨料采用卵石或者碎石，如果采用的是碎石，砂礫粒徑不能超過4cm?；旌狭喜捎弥写稚?、水泥、礦渣進行配比，水灰比為0.5～0.6之間，保持流動性。導(dǎo)管距離下口空地大約在25cm～40cm左右。水下混凝土灌注還要對孔內(nèi)混凝土標(biāo)高進行多次測量，對埋管深度進行調(diào)整，防止導(dǎo)管發(fā)生懸空或者超埋導(dǎo)致的斷樁事故。

當(dāng)連續(xù)進行水下混凝土灌注過程中，要將導(dǎo)管的間隔時間盡量縮短，這是為了防止發(fā)生坍孔、縮孔等事故發(fā)生，在接近鋼筋籠骨架時要加大導(dǎo)管埋深，將灌注速度減慢，防止對鋼筋籠沖擊過大。高出設(shè)計要求的水下混凝土部分應(yīng)予以造出。當(dāng)灌注完成后，將鉆孔使用土層回填，保證施工不出意外事故。

（9）鉆機選型，根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況進行鉆機的選型，對于適應(yīng)不同類型地質(zhì)成孔顯得尤為重要。例如回旋式鉆機在鉆進時可以有效埋設(shè)護筒，如果鋼護筒的直徑較大，則采用這種回旋鉆進是最佳選擇。如果地質(zhì)以沙層或者粘土層為主，則為了保證鉆進成孔的垂直度和孔徑，可以采用全護筒跟進的方法，采用氣舉反循環(huán)排渣的方法進行施鉆工作（表1）。

4結(jié)語

總之，在施工中應(yīng)密切注意各個流程中的施工質(zhì)量，避免質(zhì)量問題給企業(yè)帶來損失。

參考文獻：

[1]趙柏古拉.淺談懷溝大橋鉆孔灌注樁施工[J].卷宗，2013，（12）：301-301，302.

篇9

關(guān)鍵詞 灌沙；塌孔；施工技術(shù)；處理及預(yù)防

中圖分類號 U445 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)072-0139-01

我公司在河茂線羅江橋橋墩加固施工中，摸索總結(jié)出了“灌沙法回填塌孔技術(shù)”，這種方法能有效的遏制塌孔現(xiàn)象以及其不良后果的產(chǎn)生。該法操作簡單、易行、實用性強，其它任何鉆孔施工都可以借鑒，在很大程度上加快了施工進度。

1 工程概況

河茂線羅江大橋位于米山至化州站區(qū)間，中心里程K37+975.93，橋梁全長319.20 m，其主體結(jié)構(gòu)采用上乘式鋼板梁，支座為弧形支座；橋墩為圓端形，橋墩基礎(chǔ)均采用沉井基礎(chǔ)；橋上線路為P60無縫鋼軌，木枕為主。羅江河為Ⅶ級航道，通航孔設(shè)計為第五孔和第六孔，單向通航孔凈寬要求為20 m，而現(xiàn)有第五孔通航凈寬為25.45 m。但是，該橋4號和5號墩頂橫向振幅超限，第5、6孔梁跨中橫向自振頻率不滿足《鐵路橋梁檢定規(guī)范》的要求，與建橋時相比，位于主河槽斷面內(nèi)的4號～9號橋墩沖刷深度最大值約8.3 m，實際比理論高/低5 m，沖刷深度最小值為3.8 m，實際比理論高/低5 m，這種現(xiàn)象會導(dǎo)致基底擾動的產(chǎn)生。而鋼梁中心線、橋墩中心線及鋼軌中心線與理論中心線相比均向左偏移了90 mm，而且在第4～8號墩基礎(chǔ)均存在不均勻沉降，急需進行加固處理。經(jīng)調(diào)查分析，全橋需加固橋墩7個（4#-10#墩），修筑臨時棧橋兩段，且須分布在大橋兩端，實施在既有鐵路橋梁7#、8#墩之間通航；需建棧橋長度為214.00 m。

2 主要施工方法和注意事項

在鉆孔施工過程中，由于袖閥管的孔徑多為48 mm且套管的外徑為108 mm，所呈現(xiàn)出的空隙比較大，鉆孔直徑較大，我們將出現(xiàn)的這種鉆孔稱為“塌孔”，而且塌孔的出現(xiàn)極容易造成坍塌現(xiàn)象。為了能有效控制套管在拔出時在這個空隙內(nèi)形成的“塌孔”造成坍塌的現(xiàn)象，避免發(fā)生危險，我們必須將塌孔問題進行科學(xué)的處理。經(jīng)過我們反反復(fù)復(fù)的進行科學(xué)的論證與實踐，發(fā)現(xiàn)可以采用在拔出套管前先往孔內(nèi)回填粗砂或瓜米石的辦法以達到減小孔隙率的目的，預(yù)防坍塌事故的發(fā)生，我們將這種處理辦法命名為“灌砂法回填塌孔技術(shù)”。但是，我們在進行“灌砂法回填塌孔技術(shù)”的具體操作時，需要注意以下幾點。

2.1 回填料的選擇

在塌孔回填料的選擇上，我們應(yīng)該選擇沉降量小且透水性好的材料。經(jīng)我們實驗證明，可以選擇粗砂或者是瓜米石進行回填。粗砂與瓜米石因其粒徑較大，所以它在進行回填時，沉降量與透水性都較為理想，不會像粒徑較小的細沙一樣輕易從塌孔中漏出甚至出現(xiàn)不透水的現(xiàn)象，起不到施工效果。為避免在回填的過程中出現(xiàn)即使回填了，又因為沙的質(zhì)量原因，出現(xiàn)回填不到位或填的過死，導(dǎo)致塌孔問題依舊存在，這樣不僅存在潛在的安全隱患，也會使施工費用大幅度提高，增加施工費用上面的壓力。在經(jīng)過我們科學(xué)的試驗后，其結(jié)果證明，回填料選擇粒徑為0.5 cm的粗砂或是瓜米石所起到的回填作用效果是最好、最理想的。

2.2 提前做好施工準(zhǔn)備

為保障工程順利安全的進行，必須提前將砂子（或瓜米石）運至現(xiàn)場，盡力縮短拔除鉆具后到灌砂施工之間的工序銜接時間。因為進行回填時，若先將套管拔出在進行回填，在很大程度上會造成回填不充分的后果，為了避免這類事件，我們需要先將沙子或瓜米石提前運達現(xiàn)場，在拔出套管之前先將沙子回填到空隙內(nèi)。

2.3 在出現(xiàn)淤土?xí)r的操作方法

安裝袖閥管前，孔內(nèi)往往會淤積有2 m左右的砂土。我們在進行實際袖閥管的安裝時，應(yīng)先將袖閥管下放至淤積土頂部，然后對孔內(nèi)進行灌砂，當(dāng)灌至設(shè)計注漿面標(biāo)高（5.54 m）后，用錘擊打袖閥管頂部，并利用震動使袖閥管下沉使回填砂密實。當(dāng)袖閥管繼續(xù)下沉50 cm后，便停止錘擊，進行補砂。當(dāng)灌至設(shè)計注漿面標(biāo)高后，再次進行上述錘擊補砂操作，直至袖閥管下至孔底。

2.4 在無淤土?xí)r的操作方法

若孔內(nèi)無淤積的砂土，袖閥管就能直接下到孔底，此時，我們將袖閥管安裝完畢之后，便可進行灌砂（或瓜米石），并且在回填時，我們應(yīng)該一邊填料，一邊晃動袖閥管使填料加快下沉速度，使填料變得更加密實，直至填至設(shè)計注漿面標(biāo)高。

2.5 操作不當(dāng)?shù)募皶r處理

在實際操作中，若因震動次數(shù)過多而導(dǎo)致回填料擠死套管以致其無法拔出或在拔出時將袖閥管一并帶出的現(xiàn)象，這時我們可以采用先將袖閥管壓住后再拔出套管的方法。如果這種方法仍然不能將套管拔出，那么我們就將套管及袖閥管直接全部拔出，并立即往孔內(nèi)回填粗砂或瓜米石，將孔堵死。待回填料密實兩天后，再重新對這個孔進行鉆進施工。

2.6 操作的驗收

在進行鉆孔施工時，我們必須嚴(yán)格按照上述方法進行袖閥管的安裝及套管的拔除。并在完成操作后，應(yīng)由現(xiàn)場技術(shù)員、監(jiān)理共同驗收，確認填料的材質(zhì)和數(shù)量均能符合技術(shù)要求，以便計量。

3 施工績效

在施工過程中發(fā)現(xiàn)“灌沙法回填塌孔技術(shù)”在施工工程上明顯有效的遏制了鉆孔帶來的塌孔引發(fā)的即有橋墩的傾斜現(xiàn)象，避免安全事故的發(fā)生。而且，“灌沙法回填塌孔技術(shù)”極大的加快了我施工隊施工進度，縮短了施工工期，并且也大大的提高了安全生產(chǎn)的質(zhì)量與勞動生產(chǎn)率，節(jié)省了我公司在施工過程中的管理費用開支。

4 結(jié)束語

通過科學(xué)試驗證明，“灌沙法回填塌孔技術(shù)”的確能有效的預(yù)防及處理因為鉆孔而形成的塌孔導(dǎo)致坍塌的現(xiàn)象，極大的保障了在施工過程中的安全并且縮短了施工時間，加快了施工的進度。而我們在回填砂的選擇上，應(yīng)該選擇沉降量小且透水性好的粗砂或者是瓜米石，并且，其粒徑為0.5 cm為最佳。另外，我們還要做好回填料的提前運輸處理、在有無於土?xí)r以及因操作不當(dāng)而出現(xiàn)的問題都要選擇最正確最科學(xué)的方法進行處理?！肮嗌撤ɑ靥钏准夹g(shù)”又因其操作方法簡單，效果明顯且使用價值相當(dāng)高，施工者又能很快有效的掌握，所以這種技術(shù)也能夠被普遍的應(yīng)用推廣。

參考文獻

[1]鐵道部.鐵路技術(shù)管理規(guī)程[M].2007年4月1日起實行.

[2]宋淑民,黃東亮.橋墩產(chǎn)生較大橫向振幅的原因和相應(yīng)對策[J].鐵道建筑,2002,04.

[3]李峰.談中粗砂回填構(gòu)造物臺背施工[J].山西建筑,2012,13.

篇10

關(guān)鍵詞：樁基；沖擊鉆孔灌注樁；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

隨著樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新，沖擊鉆孔灌注樁被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)工程施工中。沖擊鉆孔灌注樁施工有很多優(yōu)點，它能適用于不同的復(fù)雜地質(zhì)條件，在施工過程中應(yīng)用泥漿護壁，防止孔內(nèi)局部塌方，成樁后能形成較高的豎向承載力。但是，沖擊鉆孔灌注樁也有一些缺點。在施工過程中，如果不謹(jǐn)慎控制好質(zhì)量，容易產(chǎn)生斷樁、樁身夾泥、鋼筋籠上浮、縮孔、塌孔、沖孔偏斜等質(zhì)量問題。因此，對沖擊鉆孔灌注樁施工技術(shù)要求較高，同時在施工過程中應(yīng)加強質(zhì)量控制工作。

1工程概況

某橋梁工程，基礎(chǔ)為φ1.2m和φ1.6m樁基礎(chǔ)，上部采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，橋跨布置為94孔×30m每孔，共計94孔1316片梁。0號和94號墩采用φ1.2m樁基礎(chǔ)，其余樁基礎(chǔ)采用φ1.6m摩擦樁，樁身為C25普通硅酸鹽混凝土。

2施工方案選擇

結(jié)合工程具體情況，決定采用人工挖孔與沖擊鉆孔相結(jié)合的施工方案。即從自然地坪開始先進行人工挖孔作業(yè)（混凝土護壁），至4～5m左右（地下水位線處），然后采用沖擊鉆進行泥漿護壁機械成孔。樁身混凝土施工采用導(dǎo)管水下灌注。

3沖擊鉆鉆孔灌注樁施工工藝

施工順序為：初步放樣人工挖孔恢復(fù)控制點護筒埋設(shè)機械鉆孔成孔檢測清孔下鋼筋籠下導(dǎo)管二次清孔混凝土澆筑破除樁頭成樁檢測。

3.1人工挖孔

由于灌注樁的直徑大，地質(zhì)條件為砂卵石層，地表以下4～5m內(nèi)無水，現(xiàn)場實際開挖與地質(zhì)勘測報告相吻合，經(jīng)研究決定，在樁體上部采用人工挖孔方法施工。

（1）平整場地、定樁位

施工現(xiàn)場的控制網(wǎng)及高程復(fù)測完畢后，利用各控制點首先放出橋中心線及橋中心控制樁；然后利用橋中心控制樁為控制點，用全站儀精確定出各樁位中心樁，并對已定樁位采取釘4根鋼筋樁作為控制點，然后用混凝土固定的方式精心保護。

（2）安裝提升系統(tǒng)

提升架采用小型卷揚機，將其置于樁孔之上，并將提升架的支腿埋入土中不得少于50cm，以保證在使用過程中架子不會傾覆，埋完后在支腿周圍壓上重物（見圖1）。

圖1提升架示意

（3）樁孔挖土及清底

中心樁位引護完畢后，用人工從上至下逐層開挖。如遇卵石及大量漂石時，用鑿石機將其松動破碎后再挖。當(dāng)挖至1m深時對樁底進行清理，將松動土全部鏟起放入桶中，通過提升機將余土提出樁孔外直至清完。

（4）綁扎鋼筋

孔底清理干凈并將余土運出后，開始綁扎護壁鋼筋。先在樁孔壁上劃出加強鋼筋的位置，然后打入相應(yīng)數(shù)量的鋼筋頭，并將橫向加強筋固定其上；加強筋固定后，開始綁扎豎向筋，鋼筋設(shè)置為φ8@200，采用鐵絲梅花綁扎法進行。

（5）支設(shè)模板

模板采用一節(jié)組合工具內(nèi)定型鋼模板，用500mm@900mm弧形鋼模及拼裝板組成，用U形卡連接，上下各設(shè)一道兩半圓的[8內(nèi)箍頂緊，不另設(shè)支撐，以便井下作業(yè)，拆上節(jié)支下節(jié)，如此循環(huán)。

（6）澆筑混凝土護壁

護壁厚15cm（允許誤差？30mm），采用C20混凝土，混凝土護壁縱向搭接10cm。為保證接縫嚴(yán)密，混凝土在澆筑過程中振搗密實，上部100mm高澆灌口澆筑完畢后用混凝土堵塞，防止有地下水沖壞土壁?；炷翝仓^程中，隨時用小錘敲擊模板外側(cè)以檢查混凝土是否澆筑到位。

3.2機械成孔

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，為克服大粒徑卵石、漂石層的鉆孔困難，選用CZ-30型沖擊鉆機。對于φ1.6m灌注樁，采用外徑1.6m十字形沖錘一次成孔，用圓形掏渣筒掏渣，并選用合理的鉆進參數(shù)。鉆頭的選擇要根據(jù)地層的具體情況。對于卵石層宜選用管錐，對堅硬的巖層宜選用實心錐。同時也要根據(jù)地層選擇合適的沖程：密實砂、砂礫石、砂卵石及礫石、卵石粒徑較大的土層選用高沖程（100cm）；松散的砂、砂礫石、砂卵石土層選用中沖程（75cm）；粘性土、亞粘土層選用中沖程（75cm）；易塌地層選用小沖程（40～60cm）。在松軟地層每次可松繩5～8cm，密實堅硬土層每次可松3～5cm。應(yīng)防止松繩過少而打空錘，且應(yīng)防止松繩過多，降低鉆進速度，嚴(yán)重時發(fā)生鋼絲繩糾纏事故等。通過漂石層或巖層時，如其表面不平整，應(yīng)先投入粘土和小片石將其填平，再低錘快打，松繩長度宜4cm，待沖平后再大沖程鉆進。

3.3鋼筋籠就位及清孔

清孔方法一般有換漿、抽漿、掏渣、空壓機噴射等。本工程樁均為摩擦樁，為保證孔底沉渣清除干凈，增加單樁承載力，因此本工程采用了換漿二次清孔工藝。

（1）首次清孔

樁身成孔后經(jīng)驗收合格，首先用沖擊鉆頭泛漿，掏渣筒清孔，直到孔內(nèi)泥漿相對密度控制在1.1～1.2，沉渣厚度小于5cm。

（2）鋼筋籠就位

將驗收合格的鋼筋籠運至孔口，運輸過程中要防止變形；吊點處要加強處理，防止脫焊，吊鉤垂直于籠子中心，保證鋼筋籠垂直下入孔內(nèi)。

（3）二次清孔

本橋采用泥漿循環(huán)進行二次清孔，可以有效地清除孔底沉渣。用高壓水泵清孔注意事項：清孔過程中必須始終保持孔內(nèi)原有水頭，讓泥漿正常循環(huán)，以中速將相對密度1.03～1.10的較純泥漿壓入，把鉆孔懸浮鉆渣較多的泥漿換出。如樁體較長，則泥漿置換時間應(yīng)相應(yīng)加長，保證泥漿整體均勻。

3.4水下混凝土灌注

清孔完畢應(yīng)立即進行水下灌注樁身混凝土，利用清孔用導(dǎo)管安裝初灌斗直接灌注，可縮短灌注時間。準(zhǔn)備工作及澆筑順序如下。

1）本工程采用內(nèi)徑300mm導(dǎo)管澆筑水下混凝土，接頭采用絲扣連接，用O形橡膠圈密封，嚴(yán)防漏水。下導(dǎo)管前進行水密性檢查，檢驗水壓為0.6～1.0MPa，不漏水為合格。

2）首盤混凝土灌注埋管深度不得小于1m，澆筑過程中導(dǎo)管在混凝土中的埋深控制在2～6m。灌注中經(jīng)常用測錘探測混凝土面的上升高度，并適時提升，逐級拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管的合理埋深。

3）遇特別情況（局部嚴(yán)重超徑、縮頸、漏失層位和灌注量特別大的樁孔等）增加探測次數(shù)，同時觀察返水情況，以正確分析和判斷孔內(nèi)的情況。

4）澆筑水下混凝土的最后混凝土面高程高出設(shè)計高程50～100cm，以保證鑿除樁頂混凝土浮渣后滿足設(shè)計要求，確保樁身混凝土頂質(zhì)量。

5）混凝土澆筑過程中，及時統(tǒng)計每樁混凝土澆筑量，并計算樁身混凝土充盈系數(shù)，每根樁作混凝土試塊2～3組，專人填寫水下混凝土灌注記錄。

4施工質(zhì)量控制措施

1）若在灌注樁下部出現(xiàn)斷樁的情況，最簡單的辦法就是在孔內(nèi)填入毛石，用沖擊鉆沖孔，將鋼筋籠及樁底混凝土砸入樁四壁及樁底，然后重新進行施工。

2）沖擊鉆機成孔的樁孔易出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，尤其是在地質(zhì)情況復(fù)雜、成孔時間較長的時候。施工的一根樁在灌注完成后，檢測時發(fā)現(xiàn)在標(biāo)高-5.8m處有樁身夾泥現(xiàn)象。傳統(tǒng)的方法是將缺陷樁鑿除再重新澆筑，既費時又費力，而且造價昂貴；由于地質(zhì)情況全部為砂層，非常容易塌方，所以不能大面積開挖。最后決定采用在緊靠此根灌注樁周圍打設(shè)高壓懸噴樁，樁長為出現(xiàn)夾層處到地表面，樁體之間互相咬合，形成一個水泥漿護筒，防止外部水和砂礫進入樁體。待水泥凝固后，將出現(xiàn)夾層處以上的混凝土全部鑿除，清理干凈后，重新澆筑混凝土至設(shè)計標(biāo)高。經(jīng)過處理后的灌注樁，經(jīng)小應(yīng)變檢測合格，最后做樁身承載力檢測滿足設(shè)計要求（見圖2）。

圖2處理塌孔示意

3）出現(xiàn)夾層情況后，也可以根據(jù)施工情況，在樁頂鉆取3～4個孔，將注漿管通過鉆孔到夾泥區(qū)，用泵壓大于20MPa的高壓水流對缺陷段自下而上進行切割噴射，噴射時噴管提升速度為10cm/min，旋進速度為20r/min，噴射處理長度上下各延長50cm，一孔進行切割，而另一孔有水溢出時可認定夾層區(qū)已打通，可換另外2個孔，直至3個孔全部打通。鉆孔之間連通后，壓入清水利用水循環(huán)將廢渣排出樁身，當(dāng)出水口的水由濁變清時，再換其它孔輪流處理，直至所有的孔水流都為清水時，清渣工作結(jié)束，最后灌注高強度的水泥漿。

4）卡鉆多因樁孔形成了梅花孔或鉆頭磨損未及時修補導(dǎo)致樁徑變小，而新修補的鉆頭直徑陡然增大形成卡鉆。遇到這種事故不宜強行提鉆，可采用小錐沖擊或沖、吸的方法將鉆頭周邊擴大；也可用一直徑較樁徑大30cm的筒錐在埋鉆沖擊，使卡鉆及上部樁徑擴大，從而提出鉆頭，這種方法的弊端是較為煩瑣、耗時；若巖層中卡鉆，在條件允許的情況下也可采用定向爆破提鉆。

5）埋鉆多是由于停機后鉆頭未能及時提出導(dǎo)致鉆渣埋鉆，此種情況在砂礫層中經(jīng)常發(fā)生，因此要養(yǎng)成"隨停隨提"的好習(xí)慣。另一種常見的原因就是塌孔埋鉆。處理這種事故應(yīng)采用空氣吸泥機將埋鉆的泥砂吸走，提出鉆頭。

5結(jié)語

實踐證明，沖擊鉆孔灌注樁施工環(huán)節(jié)較多，工藝復(fù)雜且施工大部分是在水下進行的，其施工過程隱蔽性較強，因此，成樁質(zhì)量有可能受到多種因素的干擾和制約，嚴(yán)重時會導(dǎo)致樁身承載力的明顯降低，甚至造成病樁、斷樁等重大質(zhì)量事故。為此，掌握好沖擊鉆鉆孔灌注樁的施工技術(shù)和采用必要的質(zhì)量控制措施是關(guān)鍵。

參考文獻