浅谈旋挖钻机成桩技术的研究

代金良

(黑龙江龙建路桥第一工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028)



浅谈旋挖钻机成桩技术的研究

代金良

(黑龙江龙建路桥第一工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028)

对灌注桩进行施工的过程中，均属于隐蔽工程，对每道工序均提出了相对严格的要求，从而确保施工质量。做到精益求精，才能保证结构工程质量，尽可能的在成桩之前消除隐患。因此，对其进行施工之前，要充分了解设计图纸以及相关施工验收规范，对地质以及灌注桩方面的资料，针对一些施工过程中可能会产生的问题需要进行详细的分析，然后制定出相应的施工方案，并且对每个根桩做好施工记录，以方便进行桩基施工质量的控制。

旋挖；钻机；成桩技术；研究

1 旋挖桩机主要有以下优点

首先，庄孔的直径所选的范围较大，孔壁相对稳定，因此成孔质量也较好，实施过程中，和砼运输设备之间相互配合，从而提升了运输速度，提高工作效率。其次，旋挖钻机自身机，电，液一体化高度集中，独立行走操作简单，伸缩式钻杆可以节省普通回转钻机拆卸钻杆的时间和人力，桅杆360度旋转，可以快速的自行设置工作角度完成钻机对位。最后，环境适应性强，施工现场比较规范化，属于当下同等设备当中效率比较高的。因此，在同等条件下，可以对这种设备进行优先考虑。尽量将隐患消除在成桩之前。因此，

2 旋挖钻机的施工工艺

2.1 砂层施工

在砂层施工中，施工安全应放在第一位，施工安全预防重点应放在合格泥浆的调制，钻杆钻具完好率的保持及在钻进松散砂层时操作挖制的实施。

(1)砂的形成

由岩石风化演变而来，受到风力和水流的运输携带，质量小的沉积形成土壤，质量中等的当风速或流速减小便沉积形成沙滩，质量大的留在原地继续风化。

(2)砂粒大小

砂子的颗粒大小直接影响着摩擦系数，即扭矩负载，以及对钻具的磨损。另外颗粒大孔隙增大，提升泥浆流失率，因此影响泥浆粘稠度。

(3)砂层强度

砂层地质通常强度介于100～350 kPa之间，也可通过地质报告中所描述的松散，中密，密实程度反映其强度。松散砂层强度低易于钻进，但对于泥浆及操控要求高。密实砂层强度增加，钻进阻力也随之攀升，但对泥浆质量及操控要求随之下降。

(4)地下水位

地下水位越低，泥浆压强越大，足够的压强可以支撑孔壁防止塌孔。地下水位越高泥浆压强越低，因此需要提升泥浆比重及粘稠度。地下水丰富情况可通过地质报告中所描述的砂土含水量，即稍湿，很湿及饱和，其中饱和说明砂土含水量丰富。地下水越少对泥浆质量要求越低，地下水越丰富，对泥浆质量要求越高。

2.2 入岩条件

旋挖钻机入岩能力和入岩效率和众多因素有关，不但和旋挖机具备的有效载荷存在一定的关系，同时还与钻具截尺的布设方式之间存在着一定的联系，在实施过程中，可能会受到岩石特性的影响。

(1)扭矩，加压力

旋挖机破岩做遵循的原理主要是施加压力，从而将钻具向岩石中切入，在动力头 输出扭矩的作用下，从而使岩石剪切破碎。在过程中为提高入岩效率，采用动静载耦合的加压方式，即加压—卸载—加压的循环方式破岩，提高破岩效率同时保护液压系统延长系统使用寿命。

(2)加压载荷的有效传递

利用动力头旋转驱动钻杆，对钻具进行旋转，钻杆结构和加压载荷的传递效率之间具有直接关系，因此必须选用凯式钻杆通过机锁点锁住每节钻杆，把加压力的95%以上传递给钻具，实现硬岩的钻进。

(3)钻具，截齿的合理布置

旋挖机具备入岩能力，同时具备较高的效率，其和截齿角度的选择之间存在着一定的联系，同时也和截尺的数量以及对其布置的形式之间具有一定的关系。进行硬岩钻进的过程中，对截尺进行布置的相关原则是，防止钻具出现线接触和面接触，从而使钻具接触面积得到有效降低。切入角度的基本原则是，当遇到强度较大的岩石时，需要对小钻具切入角度调小，减小行进阻力，以提高入岩效率。

2.3 套管施工

当旋挖遇到淤泥层，地下水含量高的砂层，喀斯特地貌以及特殊基础(咬合桩，斜桩)时，可能会采用全护筒的施工方法就成为全护筒工法，又称为贝诺特工法。

(1)护筒驱动器

通过动力头与护筒驱动器和筒靴连接，将扭矩及加压力传递给筒靴，在旋转的同时下压钻入地层，套管钻入与钻机取土交替进行，降低埋设套管的阻力。

(2)搓管机

当套管直径增大或长度延长时，对搓管机进行埋设施工过程中，搓管机的一端需要在旋挖机底盘上固定，并且利用夹铅紧缩，使得套管和环抱之间产生相应的摩擦力，左右两边回转油缸之间可以对套管转动进行反复推动，并且利用加压和举升的方式使套管钻入或者拔起。套管工艺应用较多的要属宝峨，土力，卡萨格兰地等欧洲机型，这些品牌机型在出厂时护筒驱动器甚至是标配。并且施工方面都具有较高的水准，同时套管工艺也是旋挖三大施工工艺(泥浆静压，干成孔，套管工艺)之一，足以证明套管施工的重要性。

3 结束语

旋挖钻机是进行道路交通、高层建筑物基础施工的工具。旋挖钻机属于一种综合性较强的钻机，在使用过程中，可以利用螺旋钻头实施开挖作业，同时也可以利用回转钻头在泥浆护臂的情况下对其进湿挖作业。对旋挖机进行使用的过程中，可以将其和冲锤之间相互配合，从而将僵硬的底层进行挖孔。如果和扩大头钻具之间进行相互配合，可以在孔底实施扩孔作业。旋挖机利用的是多层伸缩式钻杆，钻进的辅助时间相对较少，所需要的劳动强度也不高，并不需要实施泥浆循环排渣，在很大程度上节约了成本，没有任何污染物，尤其是进行城市建设的基础性施工。如今桩基市场竞争愈演愈烈，只有不断的革新技术，完善制度，提高质量，才能在基础施工的大潮中找到到自己的位置并寻求发展。

2015-12-30

代金良(1985-)，男，工程师，研究方向：桩基施工技术。

U445

C

1008-3383(2016)12-0134-01