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摘要：本文论述了旋挖钻机的施工工艺和施工步骤，分析了旋挖钻机施工成孔过程中常见的不良地质现象，其中包括护筒冒水、桩孔孔壁坍塌以及桩孔偏移倾斜，并详细分析了现象病因及防治措施，研究成果可为同类型旋挖钻机施工提供指导。
关键词：工艺；成孔；旋挖钻机
1引言
随着中国经济的迅速发展，在城市建设、公路建设等重大工程中灌注桩基基础已被广泛采用。桩基的施工中，比较常用和常见的钻机类型为正循环钻机、反循环钻机和潜水钻机，尤其是正循环钻机更为常见。但是近些年来，旋挖钻机以它高效、占用临时用地少和机动灵活的优势，正逐渐被人们所接受，在将来有可能成为高速公路桥梁桩基施工的主要机型[1]。
2R-618型旋挖钻机成孔工艺
（1）测定孔位：按交桩复核资料进行桩位施测，且应及时护桩。
（2）挖探槽：桩基开孔前应在1.5m深度范围内采用人工挖探槽。
（3）钻机就位：在桩位复核正确后，及时就位钻机。因要利用旋挖钻机和人工相互配合埋设护筒，因此，钻机就位于护筒埋设前。钻机就位时，定位要准确、水平、垂直、稳固；钻机导杆中心线，回转盘中心线，护筒中心线应在同一直线上。
（4）埋设护筒：钻斗着地、旋转、开孔。在孔槽开好后，埋置导向护筒。护筒由厚度4～6cm钢板制成，护简直径比桩基孔径大100～150mm，护筒至少高出地面30cm，以防止杂物、泥水流入孔内。
（5）钻进成孔：R-618型旋挖钻机配备有电子控制系统，显示并调整桅塔的垂直度，同时在桅塔的二个侧面均设有垂直度仪。在钻进的过程中，应有专人观察两个垂直度仪，随时指挥钻机手调整桅塔垂直度（垂直度误差<1％），从而保证成孔质量。钻进过程中应根据地层决定钻进速度，提钻时，需及时向孔内补充泥浆，以保证泥浆高度。钻进将至设计深度，应以密封性能良好的钻斗捞渣清孔，并及时报质检员和监理工程师检验孔深和持力层，验收合格方可终孔。
（6）钻孔及注意事项
钻进成孔时动力头驱动底门镶嵌斗齿的桶式钻头旋转切削岩土，并将原状岩土装入钻斗内，然后再通过钻机卷扬和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断取土、卸土，直到钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁，而对于松散坍塌地层，或有地下水分布、孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。
（7）不同地层的钻进方法
地表覆盖土、淤泥、黏土、淤泥质亚黏土、砂土、砂层等软弱的地层。可选用摩擦钻杆和回转钻斗钻进；地表土、淤泥质亚粘土、粘土层在干性状态下胶结性都比较好，在干孔钻进下可用单底板土层钻斗钻进，也可以用双底板捞砂钻斗和土层螺旋钻头钻进；在湿孔钻进条件下，土遇水的胶结性能变差，一般用双底板捞砂钻斗钻进以便于捞取钻渣。淤泥层一般用双底捞砂钻斗钻进，砂土层和砂层的胶结性能都比较差，不管干孔钻进还是湿孔钻进均用双底板捞砂钻斗钻进。对于含水丰富的流砂、流泥等易坍塌地层，采用双底捞砂钻斗钻井。
砂卵石、卵石、泥灰岩、砂岩、灰岩、泥岩、页岩等岩层，因地层密度较大，摩擦钻杆和回转钻头无法完成成孔，应选用机锁杆和短螺旋钻头。
根据钻进地层不同，短螺旋钻头分为嵌岩短螺旋钻头和土层短螺旋钻头又可分为锥头短螺旋钻头和平头短螺旋钻头。一般情况下，嵌岩短螺旋钻头多为锥头形式，土层短螺旋钻头多为平头形式。
对于硬度较大的基岩地层、大的漂石层以及硬质永冻土层，直接用短螺旋钻头或旋挖钻斗钻进都比较困难。
3旋挖钻机成孔过程中常见不良现象
3.1护筒冒水
护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉、护筒倾斜和位移，造成桩孔偏斜，甚至无法施工。
病因分析：埋设护筒时周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。
防治措施：埋护筒时坑底与四周要选用最佳含水量的粘土分层夯实；在护筒适当高度开孔，使护筒内保持有1～1.5m的水头高度；起落钻头时防止碰撞护筒；初发现护筒冒水时可用粘土在四周填实加固，如护筒严重下沉或位移则应返工重埋。
3.2桩孔孔壁坍塌
成孔中或成孔后，孔壁不同程度塌落。成孔中排出的泥浆不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，均为塌孔的兆头。
病因分析：主要是由于土质松散，加之泥浆护壁不好；护筒埋设不好，筒内水位不高；钻头钻速过快或空转时间太长都易引起钻孔下部坍塌；成孔后待灌时间和灌注时间过长。
防治措施：在松散易坍土层中适当深埋护筒，密实回填土，使用优质泥浆，提高泥浆比重和粘度，升高护筒，终孔后补给泥浆，保持要求的水头高度，保证钢筋笼制作质量，防止变形；吊设时要对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，防止碰撞孔壁；成孔后待灌时间一般不超过3h，并尽可能加快灌注速度、缩短灌注时间；在钢筋笼未下孔内的情况下，浆砂、粘土混合物回填至坍塌孔深以上1～2m，或全孔回填并密实后再用原钻头和优质泥浆扫孔；在钢筋笼碰孔壁而引起轻微坍塌的情况下，用直径小于钢筋笼内径的钻头以优质泥浆扫孔或用导管清孔。
3.3桩孔偏移倾斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
病因分析：钻机安装不平或钻台下有虚土产生不均匀沉陷；桩架不稳，钻杆导架垂直，钻机磨损，部件松动；护筒埋设偏斜，钻杆弯曲，主动钻杆倾斜；遇旧基础或大石等地下障碍物，土层软硬不均或基岩倾斜。
防治措施：钻机安装周正、水平、稳固，转盘中心和护筒中心三点面一线；护筒不偏斜，钻杆不弯曲，主动钻杆保持垂直，增添导向架，控制提引水龙头，尽可能采用钻挺加压；清除地下障碍物；除软硬互层岩层采用轻压慢转技术参数外，从软塑粘土层，尤其流塑粘土层和砂层进入硬塑粘土层或从粘土层进入基岩时，笼装钻下端的锥形导向小钻头需改用平底导向小钻头，或者直接用不带导向小钻头的平底钻头钻进；采用沉井、控孔桩等方式清除地下障碍物；在硬塑料粘土层发生偏斜时，用砂、料土混合物回填偏斜以上1～2m，待密实后用平度合金钻头轻压慢转倾斜；在基岩面发生偏斜时，可投入20～40mm粒径碎石，略高于偏斜处，冲击密实后用平底合金钻头、牙轮滚刀钻或平底钢粒钻头纠斜。
4结论
本文论述了旋挖钻机的施工工艺和施工步骤，分析了旋挖钻机施工成孔过程中常见的不良地质现象，其中包括护筒冒水、桩孔孔壁坍塌以及桩孔偏移倾斜，并详细分析了现象病因及防治措施，研究成果可为同类型旋挖钻机施工提供指导。
参考文献：
[1]何世祥.旋挖钻机在广东地区的使用体会及管理研究[J].工程机械，2009，01：66-69，8.
[2]黎中银，夏柏如，吴方晓.旋挖钻机高效入岩机理及其工程应用[J].中国公路学报，2009，03：121-126.
[3]刘伟.旋挖钻机的发展及应用[J].建筑机械化，2004，11：16-18.
作者简介：
刘长银，地址：广西钦州市浦北县张黄镇广东长大六标邮编：535319。