前言
??????? 旋挖鉆機作為一種近幾年逐漸被大家接受的成孔機械，在地下基礎施工中得到了普遍的認同，但也出現了一些問題。通過查閱現有資料，現就旋挖鉆機和以往常用的沖擊、回轉鉆機進行比較，對在樁基施工中選擇旋挖鉆機作為成孔機械的技術優(yōu)勢進行分析，并對當前使用旋挖鉆機施工中易出現的問題總結出普遍性的解決方案。
??????? 當前幾種常用鉆機的分析對比
??????? 對沖擊鉆機的分析
??????? 沖擊鉆機屬于“軟硬統(tǒng)吃”的一種成孔機械，幾乎適用于各種地質狀況，從粘性土、砂性土、到礫石層、卵石、漂石到軟巖、硬巖[5]。沖擊鉆機特別適用于山區(qū)丘陵嵌巖樁的成孔[1]。
??????? 沖擊鉆機也可以根據工地的實際情況自行組裝，并且具有操作簡單的特點。在鉆機的結構和操作程序的繁簡上，沖擊鉆優(yōu)于回轉和旋挖鉆機，如果單從地質條件考慮，不考慮工程進度、經濟效益的話，沖擊鉆均可使用；從成孔速度上比較，在特定的地層中，沖擊鉆機不及回轉和旋挖二種鉆機；從單孔成孔的每米造價上進行比較，沖擊鉆機最高，回轉鉆機最低，旋挖鉆機的介于二者之間。
??????? 對回轉鉆機的分析
??????? 回轉鉆機中無論正循環(huán)還是反循環(huán)的鉆機，均適用于粘性土、含少量礫石、卵石的土層及各種巖層，不適用于大量卵石層[5]?；剞D鉆機特別適用于內陸沖積層較厚的平原、沿海地區(qū)灘涂地區(qū)的摩擦樁成孔[1]。
??????? 從成孔速度上分析，回轉鉆機快于沖擊鉆機，不及旋挖鉆機。從工程造價上分析，回轉鉆機是三種鉆機中最經濟的，價格最便宜的。
??????? 沖擊、回轉鉆機不足之處：
??????? 1.?污染環(huán)境，不環(huán)保
??????? 泥漿護壁和懸浮顆粒出渣均需要泥漿，而泥漿對現場和周圍環(huán)境均造成環(huán)境污染，無法滿足當代社會日益重視的環(huán)境保護和文明施工的要求。循環(huán)泥漿，沉淀出渣需要泥漿池，這就要占用較大的施工場地。
??????? 2.?成孔速度慢
??????? 按照正常的施工質量要求和一般地質地層情況，回轉鉆機每天鉆孔8～10m[1]，而沖擊鉆成孔速度則更慢。
??????? 3.?適應能力差
??????? 除沖擊鉆機的適應能力強外，回轉鉆機不能對付含有大量卵石的地層。沖擊鉆機和回轉鉆機都只能鉆垂直孔，不能鉆斜孔。
??????? 4.?自動化程度低，操作工人勞動強度大，工作環(huán)境差
??????? 沖擊鉆機和回轉鉆機的自動化程度不高，基本是露天操作，工人工作的環(huán)境惡劣，已不符合現在社會人性化和高度自動化的潮流。
??????? 對旋挖鉆機的分析
??????? 旋挖成孔首先是通過底部帶有活門的桶式鉆頭的回轉破碎巖土,并直接將其裝入鉆頭內,然后再由鉆機提升裝置和伸縮式鉆桿將鉆頭提出孔外卸土,這樣循環(huán)往復,不斷地取土/卸土,直至鉆至設計深度。對粘結性好的巖土層,可采用干式或清水鉆進工藝。而在松散易坍塌地層,則必須采用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝[7]。
??????? 旋挖鉆機受地層地質情況的制約較大，在硬巖層、較致密的卵礫石、孤石層時，鉆進就變得比較困難，但可以針對硬巖層、粒徑超過100mm 的卵石層、直徑大于200mm 的漂石地層的配備筒式取芯鉆頭、沖抓錐鉆頭，以及螺旋鉆頭來克服由地層帶來的困難[1]。
??????? 旋挖鉆機的優(yōu)勢
??????? 1.?一機多用,實現多種鉆進方式
??????? 在國外,大型樁孔和基礎施工用鉆機的設計充分利用液壓傳動技術,采用模塊化組合設計方法,在主機不變的情況下,實現“一機多用”,以滿足大型施工機械對不同施工方法的適應性[18]。在我國,旋挖鉆機常配合短螺旋鉆頭或鉆斗來進行適應不同的地層要求的旋挖鉆進外,還可進行套管或全套管鉆進,配備地下連續(xù)墻抓斗施工地下連續(xù)墻,以及進行長螺旋鉆進(CFA工法)[7] 等,真正做到一機多用。
??????? 2.?設備性能先進,自動化程度高,勞動強度低
??????? 旋挖鉆機為履帶式全液壓自行式鉆機,采用全套液壓系統(tǒng),有些還配備先進的電腦操作系統(tǒng)。為了確保旋挖鉆機的優(yōu)異性能,大部分旋挖鉆機制造商都在世界范圍內選購零部件,如美國卡特比勒(CAT)的底盤、德國的液壓系統(tǒng)、日本的電器等,這樣可延長旋挖鉆機的整體壽命,不致因某一個部件損壞而影響其使用[4]。
??????? 旋挖鉆機機、電、液一體化高度集中,結構緊湊,操縱靈活方便,機械化、自動化程度高,施工現場內可自行移動,自立桅桿,移動、對孔位方便、快捷。采用伸縮式鉆桿,節(jié)省了人力和加接鉆桿的時間,輔助時間少,時間利用率高[6]。
??????? 3.?鉆進效率高
??????? 旋挖鉆機可根據地層情況配置不同的鉆頭,在粘性土層可使用長鉆筒,加快鉆進速度;對于砂卵石含量較大的地層可使用短鉆筒,配置泥漿護壁,控制鉆速;對于含孤石、漂石及較硬巖石地層可換用長、短螺旋鉆頭進行處理,松動后再換上鉆筒繼續(xù)鉆進[4]。與常規(guī)鉆機相比,旋挖鉆機回轉扭矩大,并可根據地層情況自動調整。鉆壓大,并易于控制。同時由于旋挖鉆進鉆頭直接從孔內提取巖土,故其鉆進速度非常高。一般情況下,在土層、砂層的鉆進速度可達10m/h ,在粘土層可達4～6 m/ h ,是普通回轉鉆進的3～5倍,甚至更高[2]。
??????? 4.?成樁質量好
??????? 旋挖鉆進對地層擾動小,孔壁泥皮薄,形成的孔壁為粗糙型[2] ,有利于增加樁側摩阻力,保證樁基設計承載力?？椎壮猎?易于清孔,提高樁端承載力。
??????? 5.?環(huán)境污染小
??????? 旋挖鉆進為干式或無循環(huán)泥漿鉆進,所用泥漿量僅為正反循環(huán)鉆進的1/10～1/20[5]。因而,施工現場整潔,對環(huán)境造成的污染小。同時旋挖鉆進振動小,噪聲低。