旋挖鉆與沖擊反循環(huán)、回旋鉆施工比較

1、旋挖鉆與與沖擊反反循環(huán)、回旋鉆鉆施工比比較一、旋挖挖鉆機 旋挖鉆鉆機在國國際上的的發(fā)展已已經有幾幾十年的的歷史，在中國國也是在在最近四四五年才才被逐漸漸認識和和應用，成成為近年年來發(fā)展展最快的的一種新新型樁孔孔施工方法法，旋挖挖鉆孔灌灌注樁技技術被 譽為“綠色施施工工藝藝” ，其特點點是工作作效率高高、施工工質量好好、塵土土泥漿污污染少。旋挖鉆鉆機是一一種多功功能、高高效率的的灌注樁樁樁孔的的成孔設設備，可可以實現現桅桿垂垂直度的的自動調調節(jié)和鉆鉆孔深度度的計 量；旋旋挖鉆孔孔施工是是利用鉆鉆桿和鉆鉆斗的旋旋轉，以以鉆斗自自重并加加液壓作作為鉆進進壓力，使土屑屑裝滿鉆鉆斗后提提升鉆斗斗出土。通

2、過鉆鉆斗的旋旋轉、挖挖土、提提升、卸卸土和泥泥漿置換換 護壁壁，反復復循環(huán)而而成孔。吊放鋼鋼筋籠、灌注砼砼、后壓壓漿等同同其他水水下鉆孔孔灌注樁樁工藝。 此方方法自動動化程度度和鉆進進效率高高，鉆頭頭可快速速穿過各各種復雜雜地層，在樁基基施工特特別是城城市樁基基施工中中具有非非常廣闊闊的前景景。 11 旋挖挖鉆孔樁樁的施工工特點 1.11 可在在水位較較高、卵卵石較大大等用正正、反循循環(huán)及長長螺旋鉆鉆無法施施工的地地層中施施工。 1.22 自動動化程度度高、成成孔速度度快、質質量高。該鉆機機為全液液壓驅動動，電腦腦控制，能精確確定位鉆鉆孔、自自動校正正鉆孔垂垂直度和和自動量量測鉆孔孔深度，最大

3、限限度地保保證鉆孔孔質量。其工效效是循環(huán)環(huán)鉆機的的20倍倍，最重重要的是是，工程程的質量量和進度度得到了了充分的的保證。目前在在我國的的公路、鐵鐵路、橋橋梁和大大型的建建筑物的的基礎樁施施工中均均有采用用。 1.3 伸伸縮鉆桿桿不僅向向鉆頭傳傳遞回轉轉力矩和和軸向壓壓力，而而且利用用本身的的伸縮性性實現鉆鉆頭的快快速升降降，快速速卸土，以縮短短鉆孔輔輔助作業(yè)業(yè)的時間間，提高高鉆進效效率。1.4 環(huán)環(huán)保特點點突出，施工現現場干凈凈。這是是由于旋旋挖鉆機機通過鉆鉆頭旋挖挖取土，再通過過凱式伸伸縮鉆桿桿將鉆頭頭提出孔孔內再卸卸土。旋旋挖鉆機機使用泥泥漿僅僅僅用來護護壁，而而不用于于排 碴碴，成孔孔所

4、用泥泥漿基本本上等于于孔的體體積，且且泥漿經經過沉淀淀和除砂砂還可以以多次反反復使用用。目前前很多城城市在施施工中的的排污費費用明顯顯提高，使用旋旋挖鉆機機可以有有效降低低排污 費用，并提高高文明施施工的水水平。1.5 履履帶底盤盤承載，接地壓壓力小，適合于于各種工工況，在在施工場場地內行行走移位位方便，機機動動靈活，對樁孔孔的定位位非常準準確、方方便。1.6 旋旋挖鉆機機的地層層適應能能力強旋旋挖鉆機機可以適適用于淤淤泥質土土、粘土土、砂土土、卵石石層等地地層。1.7 在在孔壁上上形成較較明顯的的螺旋線線。有助助于提高高樁的的的摩阻力力。1.88 吊放放鋼筋籠籠、灌注注砼等施施工場地地較其他

5、他工藝容容易布置置。1.99 自帶帶柴油動動力，緩緩解施工工現場電電力不足足的矛盾盾，并排排除了動動力電纜纜造成的的安全隱隱患2 適用范范圍 旋旋挖鉆機機一般適適用粘土土、粉土土、砂土土、淤泥泥質土、人工回回填土及及含有部部分卵石石、碎石石的地層層，借鉆鉆具自重重和鉆機機加壓力力，耙齒齒切入土土層，在在回轉力力矩的作作用下鉆鉆斗同 時回轉轉配合不不同鉆具具，適應應于干式式（短螺螺旋）、濕式（回轉斗斗）及巖巖層（巖巖心鉆）的成孔孔作業(yè)。根據不不同的地地質條件件選用不不同的鉆鉆桿、鉆鉆頭及合合理的斗斗齒刃角角。對于于 具有有大扭矩矩動力頭頭和自動動內鎖式式伸縮鉆鉆桿的鉆鉆機，可可以適應應微風化化巖

6、層的的施工。目前，旋挖鉆鉆機的最最大鉆孔孔直徑為為3m，最大鉆鉆孔深度度達1220m，（主要要集中在在 400m以內內），最最大鉆孔孔扭矩6620kkNm。3 工工藝原理理 主要要是其成成孔工藝藝與其它它樁基不不同，旋旋挖鉆機機的鉆進進工藝旋旋挖鉆機機采用靜靜態(tài)泥漿漿護壁鉆鉆斗取土土的工藝藝（當然然也有干干土直接接取土工工藝，視視工地現現場地層層條件而而定），是一種種無沖洗洗介質循循環(huán)的鉆鉆進方法法，但鉆鉆進時為為保護孔孔壁穩(wěn)定定，孔內內要注滿滿優(yōu)質泥泥漿（穩(wěn)穩(wěn)定液）。 旋旋挖鉆機機工作時時能原地地作整體體回轉運運動。旋旋挖鉆機機鉆孔取取土時，依靠鉆鉆桿和鉆鉆頭自重重切入土土層，斜斜向斗齒齒在

7、鉆斗斗回轉時時切下土土塊向斗斗內推進進而完成成鉆取土土；遇硬硬土 時時，自重重力不足足以使斗斗齒切入入土層，此時可可通過加加壓油缸缸對鉆桿桿加壓，強行將將斗齒切切入土中中，完成成鉆孔取取土。鉆鉆斗內裝裝滿土后后，由起起重機提提升鉆桿桿及鉆斗斗至地面面，拉 動鉆斗斗上的開開關即打打開底門門，鉆斗斗內的土土依靠自自重作用用自動排排出。鉆鉆桿向下下放關好好斗門，再回轉轉到孔內內進行下下一斗的的挖掘。 旋挖挖鉆機行行走機動動、靈活活，終孔孔后能快快速的移移位或至至下一樁樁位施工工。4、施工工工藝4.2.11 泥漿漿制備 現場設設泥漿池池（含回回漿用沉沉淀池及及泥漿儲儲備池）一般為為鉆孔容容積的11.

8、552. 0倍倍，要有有較好的的防滲能能力。在在沉淀池池的旁邊邊設置渣渣土區(qū)，沉渣采采用反鏟鏟清理后后放在渣渣土區(qū)，保證泥泥漿的巡巡回空間間和存儲儲空間。 制務泥泥漿的的的設備有有兩種，一是用用泥漿攪攪拌機，一是有有用水力力攪拌器器。使用用粘土粉粉造漿時時最好用用水力攪攪拌器；使用膨膨潤土造造漿時用用泥漿攪攪拌機。 護壁泥泥漿再生生處理：施工中中采用重重力沉降降除渣法法，即利利用泥漿漿與土渣渣的相對對密度差差使土渣渣產生沉沉淀以排排除土渣渣的方法法?，F場場設置回回收泥漿漿池用作作回收護護壁泥漿漿使 用用，泥漿漿經沉淀淀凈化后后，輸送送到儲漿漿池中，在儲漿漿池中進進一步處處理（加加入適量量純堿和

9、和CMCC改善泥泥漿性能能）經測測試合格格后重復復使用。4.22.2 埋設護護筒 樁樁基定位位后，根根據樁定定位點拉拉十字線線釘放四四個控制制樁，以以四個控控制樁為為基準埋埋設鋼護護筒，為為了保護護孔口防防止坍塌塌，形成成孔內水水頭和定定位導向向，護筒筒的埋設設是旋挖挖作業(yè)中中的關鍵鍵。護筒筒選用110mmm厚鋼板板卷制而而成，護護筒內徑徑為設計計樁 徑徑+200cm，高度22.0mm，上部部開設22個溢漿漿孔，護護筒埋設設時，由由人工、機械配配合完成成，主要要利用鉆鉆機旋挖挖斗將其其靜力壓壓入土中中，其頂頂端應高高出地面面20ccm， 并保持持水平，埋設深深度1.8 mm，護筒筒中心與與樁位

10、中中心的偏偏差不得得大于550mmm。護筒筒埋設要要保持垂垂直，傾傾斜率應應小于11.5。4.2.33 鉆孔孔定位 在樁位位復核正正確，護護筒埋設設符合要要求，護護筒、地地坪標高高已測定定的基礎礎上，鉆鉆機才能能就位；樁機定定位要準準確、水水平、垂垂直、穩(wěn)穩(wěn)固,鉆鉆機導桿桿中心線線、回旋旋盤中心心線、護護 筒中中心線應應保持在在同一直直線。旋旋挖鉆機機就位后后，利用用自動控控制系統(tǒng)統(tǒng)調整其其垂直度度，鉆機機安放定定位時，要機座座平整，機塔垂垂直，轉轉盤（鉆鉆頭）中中心與護護筒十字字線中心心對 正正，注入入穩(wěn)定液液后，進進行鉆孔孔。4.2.44 鉆進進成孔 成孔前前必須檢檢查鉆頭頭保徑裝裝置，鉆

11、鉆頭直徑徑、鉆頭頭磨損情情況，施施工過程程對鉆頭頭磨損超超標的及及時更換換；根據據土層情情況正確確選擇鉆鉆斗底部部切削齒齒的形狀狀、規(guī)格格和角度度；根據據護筒標標高、樁樁頂設計計標高及及樁長，計算出出樁底標標高，以以便鉆孔孔時加以以控制。 成孔孔中，按按試樁施施工確定定的參數數進行施施工，設設專職記記錄員記記錄成孔孔過程的的各種參參數，如如加鉆桿桿、鉆進進深度、地質特特征、機機械設備備損壞、障礙物物等情況況。記錄錄必須認認真、及及時、準準確、清清晰。 鉆孔過過程中根根據地質質情況控控制進尺尺速度：由硬地地層鉆到到軟地層層時，可可適當加加快鉆進進速度；當軟地地層變?yōu)闉橛驳貙訉訒r，要要減速慢慢進；

12、在在易縮徑徑的地層層中，應應適當增增加掃孔孔次數，防止縮縮徑；對對硬塑層層采用快快轉速鉆鉆進,以以提高鉆鉆進效率率；砂層層則采用用慢轉速速慢鉆進進并適當當增加泥泥漿比重重和粘度度。 鉆鉆機就位位時，必必須保持持平整、穩(wěn)固，不發(fā)生生傾斜。為準確確控制孔孔深，應應備有校校核后百百米鋼絲絲測繩，并觀測測自動深深度記錄錄儀，以以便在施施工中進進行觀測測、記錄錄。鉆進進過程 中經常常檢查鉆鉆桿垂度度，確保保孔壁垂垂直。鉆鉆進過程程中必須須控制鉆鉆頭在孔孔內的升升降速度度，防止止因漿液液對孔壁壁的沖刷刷及負壓壓而導致致孔壁塌塌方。鉆鉆進成孔孔過程中中，根據據地層、 孔深深變化，合理選選擇鉆進進參數，及時調

13、調制泥漿漿，保證證成孔質質量。在在進入沙沙層和卵卵石層時時，應適適當減慢慢進尺速速度，提提高泥漿漿的稠度度，減小小每個鉆鉆進回次次的進尺尺量，保保證 孔孔壁穩(wěn)定定。鉆進進施工時時，利用用正鏟及及時將鉆鉆渣清運運，保證證場地干干凈整潔潔，利于于下一步步施工。鉆進達達到要求求孔深停停鉆后，注意保保持孔內內泥漿的的漿面高高程，確確保孔壁壁的穩(wěn) 定。 孔底沉沉淤控制制。旋挖挖鉆斗的的切削、提升上上屑的機機理與常常見回轉轉鉆進的的正、反反循環(huán)成成孔的切切削、提提升形式式完全不不同。前前者是通通過鉆斗斗把孔底底原狀土土切削成成條狀載載入鉆斗斗 提升升出土，后者是是通過鉆鉆頭把孔孔底原狀狀土打碎碎由泥漿漿循

14、環(huán)帶帶出土面面。前者者底部面面緩，鉆鉆至設計計標高對對土的擾擾動很小小，沒有有聚淤漏漏斗，所所以要加加強穩(wěn)定定液的管管理，控控制 固固相含量量，提高高粘度，防止快快速沉淀淀，還要要控制終終孔前兩兩鉆斗的的旋挖量量。成孔孔深度達達到設計計要求后后，應盡盡快進行行鉆機移移位、終終孔驗收收工作；從清孔孔停止至至混凝土土開始澆澆灌，應應控制在在1.55-3hh，一般般不得超超過4hh，否則則應重新新清孔。 旋挖挖成孔灌灌注樁的的施工方方法具有有施工質質量可靠靠、成孔孔速度快快、成孔孔率高、適應性性強大大大縮短了了工期，廢漿少少、低噪噪音、污污染小保保護了環(huán)環(huán)境，克克服了機機械成孔孔時孔底底沉 淤淤土多

15、，樁側摩摩阻力低低，泥漿漿管理差差的缺點點，極大大地提高高了施工工質量。盡管一一次投入入費用較較大，但但成孔費費用消耗耗等經濟濟技術指指標比其其他方法法成孔費費用低，是一種種理想 的施工工工藝，同其它它工藝相相比綜合合考慮是是降低了了成本。從目前前看該工工藝有著著相當可可觀的經經濟效益益和社會會效益。二、沖沖擊反循循環(huán)鉆機機和反循循環(huán)回轉轉鉆機 回轉鉆鉆成孔灌灌注樁，又稱正正反循環(huán)環(huán)成孔灌灌注樁，是用一一般地質質鉆機在在泥漿護護壁條件件下，慢慢速鉆進進，通過過泥漿排排渣成孔孔，灌注注混凝土土成樁，為國內內最為常常用和應應用范圍圍 較廣廣的成樁樁方法。其特點點是：可可利用地地質部門門常規(guī)地地質鉆

16、機機，可用用于各種種地質條條件，各各種大小小孔徑（3000mm2000mm）和深度度（400m1100mm），護護壁 效效果好，成孔質質量可靠靠；施工工無噪音音，無震震動，無無擠壓；機具設設備簡單單，操作作方便，費用較較低，但但成孔速速度慢，效率低低，用水水量用水水量大，泥漿排排放量大大，污染染環(huán) 境境，擴孔孔率較難難控制。適用于于高層建建筑中、地下水水位較高高的軟、硬土層層，如淤淤泥、黏黏性土、砂土、軟質巖巖等土層層應用。 隨著著高層建建筑、公公路、鐵鐵路、橋橋涵工程程的發(fā)展展對基礎礎工程的的施工要要求也越越來越高高,考慮慮建筑的的載荷和和工程地地質狀況況、目前前較大一一部分工工程樁基基的施

17、工工要穿過過第四系系土 層層、卵石石層等復復雜地層層,并將將樁基礎礎的持力力層設計計在基體體巖石上上,提高高單樁承承載力,同時也也給樁基基礎施工工提出了了更高的的要求,在回轉轉鉆機施施工成本本高,又又無法滿滿足卵 礫石、漂石、塊石、基巖、施工難難度大,易坍孔孔的情況況下,220世紀紀90年年代中期期樁機制制造廠為為適應市市場要求求,研制制開發(fā)了了沖擊反反循環(huán)鉆鉆機滿足足樁基工工程施工工要求。 1 施施工工藝藝 沖擊反反循環(huán)破破碎入巖巖工藝的的破碎機機理是利利用沖擊擊鉆頭對對巖石進進行較高高頻率的的沖擊,使巖石石產生破破碎,然然后利用用反循環(huán)環(huán)排渣方方式及時時將破碎碎巖屑第第一時間間排出孔孔外。

18、沖沖擊鉆頭頭由兩根根鋼繩平平衡連接接,無論論起、下下鉆都非非常方便便,大大大縮短了了輔助時時間。 因此,沖擊反反循環(huán)鉆鉆頭是沖沖擊鉆進進的主要要工具,其結構構的 合合理與否否直接影影響到鉆鉆進效率率和質量量。在沖沖擊鉆進進過程中中,關鍵鍵是沖擊擊和吸渣渣量是否否匹配,也是確確?？妆诒诜€(wěn)定正正常鉆進進最基本本最重要要條件。在鉆進進過程中中吸渣工工作應 根據鉆鉆進地層層和情況況而定,不應過過量汲渣渣以免造造成孔壁壁失穩(wěn)坍坍孔。發(fā)發(fā)生埋鉆鉆事故。另外,在沖擊擊過程中中,必須須經常檢檢查鋼絲絲繩的磨磨損情況況以及轉轉向裝置置的靈活活性和連連 接的的牢固性性,以防防磨斷或或因轉向向不靈而而扭斷鋼鋼絲繩,

19、發(fā)生掉掉鉆事故故。 根根據地質質情況,鉆頭出出量研磨磨材料提提鉆時要要應經常常檢查,一般地地層每小小班至少少提鉆一一次檢查查,復雜雜地層提提鉆頭次次數要增增加,往往往鉆頭頭底量和和外出量量在砂卵卵石和基基 巖中中磨損嚴嚴重,所所以應及及時進行行修補,這樣就就增加了了修補鉆鉆頭的鋪鋪助時間間,降低低了純鉆鉆進沖擊擊時間,又減少少了修補補鉆頭的的輔助時時間,再再則在提提升鉆頭頭時,要要小心謹謹 慎,尤其是是在快到到護筒底底部將鉆鉆頭慢慢慢提起,防止碰碰撞孔口口護筒以以免造成成護筒底底部坍孔孔或護筒筒錯位或或變形事事故。 2 沖沖擊反循循環(huán)鉆機機與回轉轉鉆機在在施工過過程中的的優(yōu)缺點點 根據已已施工

20、的的工程,不同的的地層、不同的的區(qū)域但但鉆進口口徑相同同來對比比,發(fā)現現沖擊反反循環(huán)與與回轉正正循環(huán)各各有各的的優(yōu)點,一般在在粘土、亞粘土土、淤泥泥質土層層、粉砂砂層 施施工時,通過鉆鉆孔記錄錄報表,取各程程平均數數據分析析,回轉轉鉆機要要比沖擊擊反循環(huán)環(huán)鉆機施施工快11.2倍倍,且因因沖擊反反循環(huán)鉆鉆機自重重大搬遷遷困難、時間長長等因素素,在土土層中 施工不不如回轉轉正循環(huán)環(huán)鉆機快快,但在在卵礫石石層、基基巖施工工中,沖沖擊反循循環(huán)鉆進進明顯比比回轉鉆鉆機要快快3倍,一般55cm以以下礫石石要快22倍以上上,510ccm礫石石要快33 倍以以上,而而且沖擊擊反循環(huán)環(huán)鉆進55級以下下的巖石石,

21、鉆進進速度比比回轉鉆鉆進要快快566倍,從從上述情情況分析析來看,沖擊反反循環(huán)在在施工復復雜地層層即卵石石層,嵌嵌巖鉆孔孔樁成孔孔速 度度上優(yōu)點點明顯,尤其在在一些丘丘陵山區(qū)區(qū)地帶較較為適用用,優(yōu)越越性更加加顯著。 對樁樁孔成型型方面,沖擊反反循環(huán)施施工孔徑徑一般在在粘土、亞粘土土、淤泥泥質土層層、粉砂砂層施工工時為防防止坍孔孔,仍然然采用正正循環(huán)沖沖擊鉆進進,但易易縮徑,但樁的的垂直度度比較 好。在在卵、礫礫石層施施工中都都采用沖沖擊反循循環(huán)鉆進進,由于于沖擊力力較大,容易坍坍孔,充充盈系數數偏大,根據我我公司已已施工的的幾個工工程數據據表明,在回轉轉鉆機進進段的平平均充盈盈 系數數為1.15；而沖擊擊反循環(huán)環(huán)鉆進段段的充盈盈系數則則為1.25，在土層層中的充充盈系數數沖擊和和回轉基基本接近近在1：1。 在成