旋挖钻机在国际上的发展已經有几拾年的历史，在中国也是在近来四五年才被逐渐认识

　　和应用，成為近年来发展最快的壹种新型桩孔施工措施，旋挖钻孔灌注桩技术被誉為“绿色施

　　工工艺” ，其特點是工作效率高、施工质量好、尘土泥浆污染少。旋挖钻机是壹种多功能、

　　高效率的灌注桩桩孔的成孔设备，可以实現桅杆垂直度的自動调整和钻孔深度的计量；旋挖钻

　　孔施工是运用钻杆和钻斗的旋转，以钻斗自重并加液压作為钻進压力，使土屑装满钻斗後提高

　　钻斗出土。通過钻斗的旋转、挖土、提高、卸土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔。吊放钢筋

　　此措施自動化程度和钻進效率高，钻頭可迅速穿過多种复杂地层，在桩基施工尤其是都

　　1.1 可在水位较高、卵石较大等用正、反循环及長螺旋钻無法施工的地层中施工。

　　1.2 自動化程度高、成孔速度快、质量高。该钻机為全液压驱動，電脑控制，能精确定

　　位钻孔、自動校正钻孔垂直度和自動量测钻孔深度，最大程度地保证钻孔质量。其工效是循环

　　钻机的20 倍，最重要的是，工程的质量和進度得到了充足的保证。目前在我国的公路、铁路、

　　1.3 伸缩钻杆不仅向钻頭传递回转力矩和轴向压力，并且运用自身的伸缩性实現钻頭的

　　1.4 环境保护特點突出，施工現場洁净。這是由于旋挖钻机通過钻頭旋挖取土，再通過

　　凯式伸缩钻杆将钻頭提出孔内再卸土。旋挖钻机使用泥浆仅仅用来护壁，而不用于排碴，成孔

　　所用泥浆基本上等于孔的体积，且泥浆通過沉淀和除砂還可以多次反复使用。目前诸多都市在

　　施工中的排污费用明显提高，使用旋挖钻机可以有效減少排污费用，并提高文明施工的水平。

　　1.5 履带底盘承载，接地压力小，适合于多种工况，在施工場地内行走移位以便，机机

　　1.6 旋挖钻机的地层适应能力强旋挖钻机可以合用于淤泥质土、粘土、砂土、卵石层等

　　1.9 自带柴油動力，缓和施工現場電力局限性的矛盾，并排除了動力電缆导致的安全隐

　　旋挖钻机壹般合用粘土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及具有部分卵石、碎石的

　　地层，借钻具自重和钻机加压力，耙齿切入土层，在回转力矩的作用下钻斗同步回转配合不壹

　　样钻具，适应于干式（短螺旋）、湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业。根据不壹样

　　的地质条件选用不壹样的钻杆、钻頭及合理的斗齿刃角。對于具有大扭矩動力頭和自動内锁式

　　伸缩钻杆的钻机，可以适应微風化岩层的施工。目前，旋挖钻机的最大钻孔直径為3m，最大

　　钻孔深度达120m，（重要集中在40m 以内），最大钻孔扭矩620kNm。 3 工艺原理

　　重要是其成孔工艺与其他桩基不壹样，旋挖钻机的钻進工艺旋挖钻机采用静态泥浆护壁

　　钻斗取土的工艺（當然也有干土直接取土工艺，视工地現場地层条件而定），是壹种無冲洗介

　　质循环的钻進措施，但钻進時為保护孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆（稳定液）。 旋挖钻机

　　工作時能原地作整体回转运動。旋挖钻机钻孔取土時，依托钻杆和钻頭自重切入土层，斜向斗

　　齿在钻斗回转時切下土块向斗内推進而完毕钻取土；遇硬土時，自重力局限性以使斗齿切入土

　　层，此時可通過加压油缸對钻杆加压，强行将斗齿切入土中，完毕钻孔取土。钻斗内装满土後，

　　由起重机提高钻杆及钻斗至地面，拉動钻斗上的開关即打開底门，钻斗内的土依托自重作用自

　　現場设泥浆池（含回浆用沉淀池及泥浆储备池）壹般為钻孔容积的1. 5～2. 0 倍，要有

　　很好的防渗能力。在沉淀池的旁边设置渣土区，沉渣采用反铲清理後放在渣土区，保证泥浆的

　　制务泥浆的的设备有两种，壹是用泥浆搅拌机，壹是有用水力搅拌器。使用粘土粉造浆

　　护壁泥浆再生处理：施工中采用重力沉降除渣法，即运用泥浆与土渣的相對密度差使土

　　渣产生沉淀以排除土渣的措施。現場设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆經沉淀净化

　　後，输送到储浆池中，在储浆池中深入处理（加入适量纯碱和CMC 改善泥浆性能）經测试合格

　　桩基定位後，根据桩定位點拉拾字线钉放四個控制桩，以四個控制桩為基准埋设钢护筒，

　　為了保护孔口防止坍塌，形成孔内水頭和定位导向，护筒的埋设是旋挖作业中的关键。护筒选

　　用10mm 厚钢板卷制而成，护筒内径為设计桩径+20cm，高度2.0m，上部開设2 個溢浆孔，护

　　筒埋设時，由人工、机械配合完毕，重要运用钻机旋挖斗将其静力压入土中，其顶端应高出地

　　面20cm，并保持水平，埋设深度1.8 m，护筒中心与桩位中心的偏差不得不小于50mm。护筒

　　在桩位复查對的，护筒埋设符合规定，护筒、地坪標高已测定的基础上，钻机才能就位；

　　桩机定位要精确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在

　　同壹直线。旋挖钻机就位後，运用自動控制系统调整其垂直度，钻机安放定位時，要机座平整，

　　机塔垂直，转盘（钻頭）中心与护筒拾字线中心對正，注入稳定液後，進行钻孔。

　　成孔前必须检查钻頭保径装置，钻頭直径、钻頭磨损状况，施工過程對钻頭磨损超標的

　　及時更换；根据土层状况對的选择钻斗底部切削齿的形状、规格和角度；根据护筒標高、桩顶

　　成孔中，按试桩施工确定的参数進行施工，设专职记录员记录成孔過程的多种参数，如

　　加钻杆、钻進深度、地质特性、机械设备损壞、障碍物等状况。记录必须认真、及時、精确、

　　钻孔過程中根据地质状况控制進尺速度：由硬地层钻到软地层時，可合适加紧钻進速度；

　　當软地层变為硬地层時，要減速慢進；在易缩径的地层中，应合适增長扫孔次数，防止缩径；

　　對硬塑层采用快转速钻進,以提高钻進效率；砂层则采用慢转速慢钻進并合适增長泥浆比重和

　　钻机就位時，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。為精确控制孔深，应备有校核後百米

　　钢丝测绳，并观测自動深度记录仪，以便在施工中進行观测、记录。钻進過程中常常必一运动官网检查钻杆

　　壁垂直。钻進過程中必须控制钻頭在孔内的升降速度，防止因浆液對孔壁的冲刷及负压

　　而导致孔壁塌方。钻進成孔過程中，根据地层、孔深变化，合理选择钻進参数，及時调制泥浆，

　　保证成孔质量。在進入沙层和卵石层時，应合适減慢進尺速度，提高泥浆的稠度，減小每個钻

　　進回次的進尺量，保证孔壁稳定。钻進施工時，运用正铲及時将钻渣清运，保证場地洁净整洁，

　　利于下壹步施工。钻進到达规定孔深停钻後，注意保持孔内泥浆的浆面高程，保证孔壁的稳定。

　　孔底沉淤控制。旋挖钻斗的切削、提高上屑的机理与常見回转钻進的正、反循环成孔的切削、

　　提高形式完全不壹样。前者是通過钻斗把孔底原状土切削成条状载入钻斗提高出土，後者是通

　　過钻頭把孔底原状土打碎由泥浆循环带出土面。前者底部面缓，钻至设计標高對土的扰動很小，

　　没有聚淤漏斗，因此要加强稳定液的管理，控制固相含量，提高粘度，防止迅速沉淀，還要控

　　制终孔前两钻斗的旋挖量。成孔深度到达设计规定後，应尽快進行钻机移位、终孔验收工作；

　　從清孔停止至混凝土開始浇灌，应控制在1.5-3h，壹般不得超過4h，否则应重新清孔。

　　旋挖成孔灌注桩的施工措施具有施工质量可靠、成孔速度快、成孔率高、适应性强大大

　　缩短了工期，废浆少、低噪音、污染小保护了环境，克服了机械成孔時孔底沉淤土多，桩侧摩

　　阻力低，泥浆管理差的缺陷，极大地提高了施工质量。尽管壹次投入费用较大，但成孔费用消

　　耗等經济技术指標比其他措施成孔费用低，是壹种理想的施工工艺，同其他工艺相比综合考虑

　　回转钻成孔灌注桩，又称正反循环成孔灌注桩，是用壹般地质钻机在泥浆护壁条件下，

　　慢速钻進，通過泥浆排渣成孔，灌注混凝土成桩，為国内最為常用和应用范围较广的成桩措施。

　　其特點是：可运用地质部门常规地质钻机，可用于多种地质条件，多种大小孔径（300mm~200mm）

　　和深度（40m~100m），护壁效果好，成孔质量可靠；施工無噪音，無震動，無挤压；机具设备

　　简朴，操作以便，费用较低，但成孔速度慢，效率低，用水量用水量大，泥浆排放量大，污染

　　环境，扩孔率较难控制。合用于高层建筑中、地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、

　　砂土、软质岩等土层应用。 伴随高层建筑、公路、铁路、桥涵工程的发展對基础工程的施工

　　规定也越来越高,考虑建筑的载荷和工程地质状况、目前较大壹部分工程桩基的施工要穿過第

　　四系土层、卵石层等复杂地层,并将桩基础的持力层设计在基体岩石上,提高單桩承载力,同步

　　也給桩基础施工提出了更高的规定,在回转钻机施工成本高,又無法满足卵砾石、漂石、块石、

　　基岩、施工难度大,易坍孔的状况下,20 世纪90 年代中期桩机制造廠為适应市場规定,研制開

　　冲击反循环破碎入岩工艺的破碎机理是运用冲击钻頭對岩石進行较高频率的冲击,使岩

　　石产生破碎,然後运用反循环排渣方式及時将破碎岩屑第壹時间排出孔外。冲击钻頭由两根钢

　　因此,冲击反循环钻頭是冲击钻進的重要工具,其构造的合理与否直接影响到钻進效率和

　　质量。在冲击钻進過程中,关键是冲击和吸渣量与否匹配,也是保证孔壁稳定正常钻進最基本最

　　重要条件。在钻進過程中吸渣工作应根据钻進地层和状况而定,不应過量汲渣以免导致孔壁失

　　稳坍孔。发生埋钻事故。此外,在冲击過程中,必须常常检查钢丝绳的磨损状况以及转向装置的

　　根据地质状况,钻頭出量研磨材料提钻時要应常常检查,壹般地层每小班至少提钻壹次检

　　查,复杂地层提钻頭次数要增長,往往钻頭底量和外出量在砂卵石和基岩中磨损严重,因此应及

　　時進行修补,這样就增長了修补钻頭的铺助時间,減少了纯钻進冲击時间,又減少了修补钻頭的

　　辅助時间,再则在提高钻頭時,要小心谨慎,尤其是在快到护筒底部将钻頭慢慢提起,防止碰撞

　　根据已施工的工程,不壹样的地层、不壹样的区域但钻進口径相似来對比,发現冲击反循

　　环与回转正循环各有各的長处,壹般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工時,通過钻孔记

　　录报表,取各程平均数据分析,回转钻机要比冲击反循环钻机施工快1.2 倍,且因冲击反循环钻

　　机自重大搬迁困难、時间長等原因,在土层中施工不如回转正循环钻机快,但在卵砾石层、基岩

　　施工中,冲击反循环钻進明显比回转钻机要快3 倍,壹般5cm 如下砾石要快2 倍以上,5～10cm

　　砾石要快3 倍以上,并且冲击反循环钻進5 级如下的岩石,钻進速度比回转钻進要快5～6 倍,

　　從上述状况分析来看,冲击反循环在施工复杂地层即卵石层,嵌岩钻孔桩成孔速度上長处明显,

　　對桩孔成型方面,冲击反循环施工孔径壹般在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工時

　　為防止坍孔,仍然采用正循环冲击钻進,但易缩径,但桩的垂直度比很好。在卵、砾石层施工中

　　都采用冲击反循环钻進,由于冲击力较大,轻易坍孔,充盈系数偏大,根据我企业已施工的几种

　　工程数据表明,在回转钻机進段的平均充盈系数為1.15；而冲击反循环钻進段的充盈系数则為

　　在成本消耗方面:在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工,冲击反循环的成本消耗要

　　比回转钻机消耗大,重要冲击钻机動力功率大、耗電量高。再则钢丝绳消耗大,因冲击耗绳、自

　　身重量大,搬迁运送成本大等,但在卵、砾石层、漂石、块石、基岩施工中,冲击钻進效率高,

　　而回转钻机研磨材料消耗大,钻進速度慢,成孔周期長,成本比冲击钻進大5 倍以上,如遇大漂

　　石、大块石、硬度较高的花岗岩回转钻机是無法钻進,只用冲击反循环钻机来完毕。

　　在环境影响方面,冲击反循环钻進振動對周围环境影响比回回转钻進要大,尤其是冲击下

　　總之,在施工基础時,设备的选型非常重要,對不壹样的地层采用不壹样的施工工艺措施,

　　從我們数年来的施工經验和设备使用状况来看,在粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂层施工,

　　采用回转钻進,其成本低,成孔质量好,桩机自重轻,搬迁以便等長处较為适应;而在卵砾石、漂

　　石、块石、基岩等复杂地层及旧基处理方面施工,使用冲击反循环钻進较為适应,因可加紧施工

　　周期,提高钻進效益,保证工程质量。因此我們在施工钻孔桩時,要根据現場条件、工期规定、

　　地制质状况及成本分析等,用科學的措施来选择设备和工艺手段,用最佳的施工工艺,在保证质

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