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摘 要：ZLG22米履带式折塔螺杆桩机是一种动力头扭矩大，同步控制技术稳定性好，拆装简化、运输方便、操作简单、施工效率高、成桩质量好的桩基础施工设备，它能进行螺杆桩、挤土桩、大径硬岩桩等桩基础施工。适用于黏土、砂土、砾石层、风化岩等复杂地层，广泛应用于交通工程、工民建筑基础中。
关键词：折塔 螺杆桩 大扭矩 同步控制 结构
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450 KN·m，动力头输出转速0～12 r/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φ700 mm，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
作者简介：
薛淑华 （1964年），女，辽宁沈阳 从事机械设计及制造工作，高级工程师 沈阳钻探机械研制中心
关键词：折塔 螺杆桩 大扭矩 同步控制 结构
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450 KN·m，动力头输出转速0～12 r/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φ700 mm，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
作者简介：
薛淑华 （1964年），女，辽宁沈阳 从事机械设计及制造工作，高级工程师 沈阳钻探机械研制中心