我國在上世紀90年代開始從國外引進旋挖鉆機，到上世紀末已有國內(nèi)工程機械廠批量生產(chǎn)旋挖鉆機，在最近的10多年來我國旋挖鉆機取得了快速發(fā)展，旋挖鉆施工在各種城市內(nèi)高架橋、高速公路、鐵路等交通設(shè)施橋梁的樁基礎(chǔ)施工中以低噪音、低振動、鉆進速度快、施工現(xiàn)場內(nèi)移動就位方便、施工占地面積小等諸多優(yōu)點得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
工法特點：
旋挖鉆成孔施工法，又稱鉆斗施工法。成孔原理是在一個可閉合開啟的鉆斗底部及側(cè)邊，鑲焊切削刀鋸，在液壓伸縮鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動下，旋轉(zhuǎn)切削挖掘土層，同時使切削挖掘下來的鉆渣裝入鉆斗內(nèi)，鉆頭裝滿提出孔外卸土，如此循環(huán)形成樁孔。
相對于傳統(tǒng)鉆機，旋挖鉆具有以下優(yōu)點：
旋挖鉆機采用筒式鉆斗成孔，利用鉆桿和鉆斗的旋轉(zhuǎn)將斗齒切削下來的土直接裝進鉆斗內(nèi)，然后由鉆桿提出通過鉆斗的選裝、削土、提升和出土，多次反復(fù)成孔。而諸如沖擊鉆、回旋鉆等都是鉆頭切削巖、土后通過循環(huán)泥漿帶出孔口。
旋挖鉆機通常采用履帶式行走體系，移動方便，就位僅需幾分鐘，鉆機整體置于履帶上進行鉆孔作業(yè)。而常規(guī)鉆機要通過吊車或人工進行就位，對原地面要求高，通常需要先布置鉆機底座，然后安放鉆機。
旋挖鉆機依靠自身柴油發(fā)動機輸出動力來完成行走和鉆孔，無需現(xiàn)場提供電源。常規(guī)動力鉆機大多依靠現(xiàn)場提供大功率電源來完成鉆孔工作。
旋挖鉆機自身穩(wěn)定性通過底盤伸縮式履帶調(diào)整，鉆桿垂直度、成孔垂直度可通過電子監(jiān)測元件控制，操作司機可隨時直接讀取垂直度數(shù)據(jù)，過程控制簡易方便。常規(guī)鉆機自身穩(wěn)定性和垂直度依靠對鉆機底座進行人工抄墊調(diào)整，成孔垂直度在鉆孔過程中不易獲取和調(diào)整。
適用范圍：
旋挖鉆適用于填土層、黏土層、粉土層、淤泥層、砂土層、短螺旋鉆不易鉆進含有部分卵石和碎石的地層以及強度不高的風化巖層。成孔孔徑一般在0.8～3m，最大成孔深度可達100m。根據(jù)不同地質(zhì)條件可采用干式成孔和濕式成孔，對于粘結(jié)性好的土層，可采用干式或清水鉆進工藝，無需泥漿護壁。對于松散易坍塌底層，或有地下水分布、孔壁不穩(wěn)定底層應(yīng)采用靜態(tài)泥漿護壁進行鉆進。
旋挖鉆機由于采用旋挖鉆頭直接上下提取土壤，對于樁壁土的擾動情況相對較大，有較大擴孔率，在易塌地層施工時應(yīng)格外注意。
旋挖鉆機鉆頭一般分為回轉(zhuǎn)鉆頭和嵌巖鉆頭。回轉(zhuǎn)鉆頭包括單底土斗和雙底撈砂斗，嵌巖鉆頭包括短螺旋鉆頭、嵌巖筒鉆頭和牙輪鉆頭。地表土、淤泥質(zhì)亞粘土、黏土層在干性狀態(tài)下膠結(jié)性比較好，在采用干鉆法時可用單底板土層鉆斗鉆進，也可以用雙底板撈砂鉆斗和土層螺旋鉆斗鉆進；若采用濕鉆法時因土遇水膠結(jié)性變差，一般用雙底板撈砂鉆斗鉆進以便撈取鉆渣。淤泥層、砂土層及含水豐富的流砂、流泥等易坍塌底層，應(yīng)采用雙底板撈砂鉆斗鉆進。砂卵石、卵礫石、泥灰?guī)r、砂巖、灰?guī)r、泥巖、頁巖等較硬巖層，應(yīng)選用機鎖桿和短螺旋鉆頭。對于硬度較大的基巖底層、大的漂石層以及硬質(zhì)永凍土層，直接用短螺旋鉆頭或旋挖鉆斗鉆進都比較困難，需要嵌巖筒鉆配合短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進。
施工注意事項：
旋挖鉆機開孔施工應(yīng)輕壓慢進，鉆頭轉(zhuǎn)速不宜大于10r/min，待主動鉆桿全部進入孔后，方可逐步加速進行正常鉆進。
旋挖鉆鉆孔過程中應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況控制進尺速度，防止卡鉆和埋鉆。一般在硬塑層中鉆進時應(yīng)采用快轉(zhuǎn)速鉆進，以提高鉆進效率；在砂層等松散易坍塌地層中鉆進時應(yīng)采用慢轉(zhuǎn)速慢鉆進，并應(yīng)適當增加泥漿比重和黏度；在易縮徑的地層中鉆進時應(yīng)適當增加掃孔次數(shù)，防止縮徑；由硬地層鉆至軟地層時，可適當加快鉆進速度；由軟地層鉆至硬地層時，應(yīng)減速慢進。旋挖鉆機鉆孔過程中應(yīng)嚴格控制鉆頭升降速度，減小鉆頭升降對孔壁的擾動，避免造成塌孔事故。
工程實例：
新建合肥至福州鐵路安徽段站前及相關(guān)工程第3標段全長16.9km，包括銅陵長江大橋主橋及南、北引橋，其中南、北引橋全長15.6km，基本為常規(guī)跨度的高速鐵路預(yù)制箱梁，南北引橋基礎(chǔ)全采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，共4516根，平均樁長52m，最長達82m。樁徑為1m、1.25m、1.5m三種孔徑。樁基依次穿越：第一大層為全新統(tǒng)新近堆積的填筑土及河槽表層最新沉積的粉、細砂層；第二大層為全新統(tǒng)河流沖積、湖沼相沉積的流塑狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、軟塑狀粉質(zhì)黏土及中密狀粉、細、中、粗、礫砂；第三大層以中更新統(tǒng)河流沖積的密實狀礫砂、細圓礫土為主，夾粉、細、中砂，江岸局部地段分布少量湖沼相沉積的硬塑狀粉質(zhì)黏土。基巖為陸相碎屑沉積巖，其巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖，砂質(zhì)泥巖，礫巖和疏松砂巖。由于樁基工程量大、工期緊，綜合孔深、樁徑、地質(zhì)和設(shè)備資源選擇配置扭矩為360kN·m～150kN·m之間不同型號旋挖鉆機，孔徑1.5m樁基選擇360和220型旋挖鉆機成孔施工，孔徑1.25m和1.0m樁基選擇220和150型旋挖鉆機成孔，施工施工高峰期現(xiàn)場約30臺旋挖鉆機同時作業(yè)，另配置部分旋轉(zhuǎn)鉆機成孔。據(jù)統(tǒng)計，旋挖鉆機成孔速度約為傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)鉆機成孔速度的4倍，直接工程費約為0.85倍，其中不含節(jié)約的相關(guān)措施費。此范圍內(nèi)樁基礎(chǔ)工程造價占全部線下工程造價的約40%，采用旋挖鉆施工對節(jié)約工程費用和減少工期起到了積極的作用。
結(jié)束語
旋挖鉆用于土層或強度不高的風化巖層中的鉆孔樁施工優(yōu)勢明顯，適用性強；自動化程度高，勞動強度低；鉆進效率高；成樁質(zhì)量好；環(huán)境污染小。能顯著地提高工程施工效率和工程質(zhì)量。在合理選取施工方法與施工工藝時,能最大限度地節(jié)省物力、財力、人力等資源。對工程施工工藝的發(fā)展及經(jīng)濟效益的提高具有重要意義。
 
 
參考文獻
[1] 鐵建設(shè)〔2010〕241號，鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南.
[2] 鐵建設(shè)〔2010〕241號，高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南.
[3] 陳繼賢，旋挖鉆機施工工藝和經(jīng)濟可行性探討  《科技情報開發(fā)與經(jīng)濟》 2005年06期.
[4] GB/T 21682-2008，旋挖鉆機.
[5] 黎中銀，旋挖鉆機及施工技術(shù).