1.研制背景

 

　　现有的桩基础中可分为排土桩和非排土桩。排土桩存在桩承载力低、施工效率低、成本高、清理残土费用高等缺点。非排土桩具有桩承载力高、单桩成本低、无残土排出等优点，被受到广泛的推广。但现有的成桩设备，存在动力头转矩小、同步控制技术稳定差、施工效率低、故障率高等缺点。给使用用户带来不少的麻烦。基于现况，通过广泛收集使用用户的建议，经过反复的研究，决定研制以保证质量、提高施工效率、降低施工成本、简化操作程序、方便拆装和运输为基本目标，并能实现一机多能的桩基础施工设备。

 

　　2.研制方案

 

　　针对社会上现有螺杆桩机各个关键组成部件存在的问题，进行认真分析、研究、归纳和总结，制定了相关的研制方案。

 

　　2.1.动力头的研制现有的动力头最大输出额定转矩为350KN·m，此时输出转速为3.5r/min，电机功率为150KW，只能适用于软土层和土层，对于砂土层和含砾石黏土层和强风化层等复杂地层，难以施工，动力头转矩不足。同时由于输出转速低，导致施工效率低，施工成本高。为了满足在各种复杂地层都能施工，并且施工效率高、成本低，我们研制出额定输出转矩为450KN·m，输出转速为5r/min，动力头减速箱齿轮采用高合金钢锻造材料，进行磨齿加工，轴承采用进口知名品牌的动力头。同时加装冷却装置，确保动力头长期满负载工作。

 

　　2.2.加压提升卷扬的研制现有的螺杆桩机卷扬机多为双卷筒，每个卷筒单独作用，分别用于加压和提升，每一次加压和提升的转换都需要通过操作中间介轮来实现，操作繁琐。同时每个卷筒都采用单绳多层排卷，为电气的同步控制技术带来困难。导致桩施工中出现二次成螺现象，形成虚假螺牙，影响桩的质量。为解决这些问题，我们研制出单卷筒双出绳结构卷扬机，简化了同步控制技术，提高了同步控制稳定性，降低了生产制造成本。

 

　　2.3.同步控制技术的研究同步控制的稳定性决定着螺杆桩机成桩质量的好坏。螺杆桩要求承担承载力的岩土螺牙无扰动性，确保岩土力学基本性质。现在螺杆桩机的同步控制的稳定性都存在不同程度的欠缺。一方面是由于卷扬机结构造成的，另一方面是由控制元件质量造成的。卷扬机结构造成同步控制技术复杂化，主控制元件的质量影响同步控制的稳定性，针对这个问题，我们研制出大卷筒、单排双出绳卷扬机，简化了同步控制技术，同时采用进口控制元件，如西门子调速器等，确保同步控制的稳定性。

 

　　2.4.伸缩电动履带和折叠式主塔的研制现有螺杆桩机多采用组装式行走履带和主塔，安装和运输比较麻烦，费时费力，费用高。主塔多采用普通钢材制造，体积大，质量重。针对这个缺点，我们进行了结构和用材的改进。结构方面，行走履带采用油缸伸缩，可灵活便捷展宽和收缩，无需拆装履带就可整体运输，操作方便。主塔采用油缸折叠，结构紧凑，减少拆装运输费用。材料方面，采用合金钢材，提高用材的强度值，降低了产品重量，增强了整机的灵活性。

 

　　2.5.液压控制系统的研制现有的螺杆桩机的液压系统多采用中压系统，简陋的控制原理，不利于液压元件的使用，经常出现液压故障。造成液压油的浪费，影响施工操作效率。针对这个问题。我们采用完善的液压控制系统，系统中设置油液杂质清洁器和报警器，油液冷却器，确保液压系统的正常运行，减少了液压油的浪费，提高了施工效率，同时主机回转装置采用高压液压马达驱动硬齿面减速器，溢流阀作过载保护，避免了现有桩机电机驱动摆线减速针轮减速器，实现主机回转，无过载保护措施的不足。

 

　　4.桩机的主要性能参数

 

　　动力头输出额定转矩为450KN·m，动力头输出转速0～12r/min，主提升力800KN，主加压力400KN，最大钻孔深度23m，挤压桩、螺杆桩最大钻孔直径φ700mm，螺旋桩最大钻孔直径φ1500mm，整体重量95000Kg。

 

　　5.总结

 

　　通过现场施工实践，ZLG22米履带式折塔螺杆桩机具有很强的优势。它不仅能施工螺杆桩、SDS桩，而且还能施工大径硬岩桩，适应于淤泥质黏土、粉土、砂土、含砾石黏性土、黄土、强风化土、中风化土等，现已广泛用于交通、工业与民用建筑工程领域中。

 

　　参考文献：

 

　　[1]彭桂皎.中国螺杆桩技术【M】.海南卓典高科技开发有限公司中国螺杆桩技术推广中心，2009.

 

　　[2]赵娣.螺杆桩在高层建筑物中的应用【J】.铁道建筑技，2009（6）：121-123.

 

　　[3]孟克明黎学刚KLU30A履带式长螺旋钻机《建筑机械》2012.3