通过对全国各地区桩基础施工现场的调研，针对目前国内螺杆桩机的安装、拆卸、运输不便问题，动力头输出扭矩不足，以及动力头与主卷扬的同步性存在问题。我中心设计开发了一种新型塔架伸缩式履带螺杆桩机，与普通螺杆桩机相比，在结构上进行了重大的改进。塔架采用伸缩式，便于拆装搬运；动力头输出扭矩超大，转速范围大；实现了动力头与主卷扬的同步性。主要用于超硬和复杂岩土地层的成桩，简化了成桩工艺，提高了单桩承载力，达到了节能减排的效果。适用于螺杆桩、硬岩大孔径螺旋桩和SDS挤土桩的施工。

 

　　2普通螺杆桩机存在的问题

 

　　（1）塔架一般都采用圆管做成，前后导向采用钢板和圆管相连，强度、刚度虽然较高，但塔架都采用拆装式，安装、拆卸、起落塔必须借助于吊车进行。费时、费力、运输成本高，同时也给用户带来很大麻烦。

 

　　（2）两侧履带与转盘架体采用法兰连接，拆装不便，常会造成转场运输非常困难，灵活性不好。而且展宽不能随意调整。另外履带行走用马达驱动，冬季施工不便。

 

　　（3）主卷扬机采用双卷筒结构，大卷筒是用来提升动力头和钻具的，小卷筒是用来加压的。其结构复杂，而且加压和提升换向操作不方便。

 

　　（4）动力头输出扭矩不足（一般在300KN.m以下），对于不同的地层、不同岩层的施工，特别是硬岩地层和复杂地层一般的桩基础设备难以施工。

 

　　（5）动力头与主卷扬的同步性存在问题。在施工过程中存在桩螺牙土体扰动现象，减少了土体的承载力，没有形成真正的螺杆桩。

 

　　3新型的塔架伸缩式履带螺杆桩机主要结构：（如图1）

 

　　4新型的塔架伸缩式履带螺杆桩机主要技术特点（如图2塔架伸出状态、图3塔架缩回状态）

 

　　（1）伸缩式塔架结构的设计：满足JG/T5006—92桩架技术条件前提下，采用BS700MC高强度板料，利用专业折弯成型和自动焊接设备，制造成矩形截面主塔，增加了结构的强度，同时减轻了整机的重量。塔架伸缩采用液压油缸控制。外塔架上有固定导轨，内塔架上有可拆卸导轨，两塔结合处有定位方法兰。这种桩机内塔架的伸缩动作需要在内塔架与外塔架保持在水平状态下完成，其中顶节做成内塔架，完全伸出后塔高可达32米。同时根据施工要求的孔深不同，来调节塔架高度，给施工带来很大方便。

 

　　（2）底盘部分与以往不同的是两侧履带的伸缩由液压缸控制，可灵活便捷展宽和收缩，在保证运输宽度≤3300mm的前提下，整机工作时履带展宽可达4600。具有较高稳定性的履带底盘设计，从结构上保证了桩架具有高稳定性和安全可靠性。同时履带行走采用电机驱动，灵活、迅速，作业安全。克服了冬季施工用马达驱动履带时液压油凝固，造成油管堵塞，引起刹车失灵。

 

　　（3）外形美观大方，可自装、自卸，占用空间小，便于整体运输，降低了运输成本，安装转场方便。只要在桩架高度和截面上形成系列，便可满足不同要求的基桩施工，大大方便了用户，提高了施工效率。

 

　　（4）动力头采用双直流电机调速控制输入，中空轴输出。动力头额定输出转矩为450KN.m，国内同类机型相比最高，输出转速为0～12r/min。

 

　　（5）主卷扬机采用交流变频调速控制，结构为内藏减速器大直径卷筒单排双出绳式。也就是利用一个卷筒完成两个卷筒的功能，更好地保证了提升和加压的同步性。提升和加压力均达到700KN，国内同类机型相比较高。同时该卷扬机具有结构简单，使用方便等优点。

 

　　（6）动力头与主卷扬的同步控制：通过电气控制，实现动力头转速与主卷扬提升、加压同步性，满足螺杆桩施工要求。

 

　　（7）动力头与主卷扬的单动控制：为了实现一机多能，本桩机增加了大孔径硬岩成桩和SDS桩的施工功能。针对这两种桩的施工工艺要求，动力头与主卷扬分别能单独操作。

 

　　（8）斜撑及调整机构：用来协调起架和调整立柱的垂直度。与以往机型不同之处是：调整油缸采用内藏式，便于起塔和运输。

 

　　5结语

 

　　与同类机型相比，该新型螺杆桩机是一种结构简单、操作方便、使用安全的塔架伸缩式螺杆桩机。同时动力头输出扭矩大、转速调整范围宽，同步控制稳定，特别是复杂地层的施工更体现它的优越性。施工效率高，整机多处技术是先进的，是同类机型所没有的，是推广节能减排螺杆桩、SDS桩最先进的设备，值得大力推广。可广泛应用于城市建筑基础和深基坑支护工程、防洪工程的防渗坝工程、高铁项目等各类工业民用建设桩基础施工。

 

　　参考文献：

 

　　[1]桩基工程手册编写委员会.桩基工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1995.

 

　　[2]刘钟，张义，李志毅，赵琰飞.新型螺旋挤土桩（SDSP）技术[C].第十届全国地基处理学术讨论会论文集—地基处理理论与技术进展，南京：东南大学出版社，2008.

 

　　[3]刘钟，李志毅，卢璟春.短螺旋挤土灌注桩（SDS桩）施工新技术[C].第九届全国桩基工程学术会议论文集—桩基工程技术进展2009，北京：中国建筑工业出版社，2009.

 

　　[4]沈保汉，张凤良.螺杆灌注桩施工技术[J].建筑技术，2010，41（5）.