隨著我國巖土施工技術的飛速發展，在鉆孔灌注樁中，施工機械更新換代比較快，近幾年旋挖鉆機的引進及應用，使鉆孔灌注樁的施工速度大大提高，施工成本大幅度節儉。本文介紹鉆孔灌注樁在緊鄰建筑物、交通要道以及地層中含有大量堅硬巖石的情況下，采用旋挖施工機械和工藝，通過對鉆頭的選擇和對施工存在問題的處理，從而達到加快工程施工進度和節約成本的目的。

一、前言

我司施工的獵德西區綜合發展項目C區工程，基坑面積約40000㎡，開挖深度18m，基坑支護結構形式為止水帷幕+支護樁+預應力錨索。支護樁采用￠1200@1400的鉆孔灌注樁，根據入巖深度要求，支護樁施工長度約22m。在支護樁施工過程中，由于基坑周邊緊鄰建筑物及交通要道，且地下地質從15米深左右開始為中、微風化巖層，在該種地質情況下施工單位采用旋挖鉆機成孔，在施工中遇到了一些問題，并采取了一些處理方法，現總結出旋挖鉆機在不同地質條件下的成孔技術及重點控制的項目和一些特殊問題的處理方法，供同行在今后相類似的工作中參考。

二、旋挖鉆機優勢簡介

旋挖機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，則必須采用泥漿護壁鉆進工藝。與傳統的沖擊鉆機和回轉鉆機相比，旋挖鉆機具有以下優點：

1、能夠一機多用，實現多種鉆進方式，在主機不變的情況下，旋挖鉆機可配合短螺旋鉆頭或鉆斗來進行適應不同地層要求的成孔。

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，并配備先進的電腦操作系統，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，節省了人力和加接鉆桿的時間，輔助時間少，時間利用率高。

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鉆進。

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，有利于增加樁側摩擦阻力，保證樁基設計承載力。孔底沉渣少，易于清孔，能提高樁端承載力。

5、環境污染小：旋挖鉆進所用泥漿量僅為正反循環鉆進的1/10～1/20，因而施工現場較整潔，對環境造成的污染小，同時旋挖鉆進振動小，噪聲低。

但是，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。

三、施工準備

1、泥漿配置：旋挖鉆機對地層擾動較小，通常情況下只用護壁穩定液即可施工。在孔口一定距離內挖設泥漿池及循環水溝，并采用清水加膨潤土制備護壁穩定液，加強試驗，擇優選擇配合比，加強質量控制，泥漿比重控制在1.1～1.3。當鉆入砂層等易塌地段時，可視情況往穩定液內加入粘土，增大泥漿稠度，提高泥漿護壁能力。

2、鉆頭儲備：根據施工需要，增加普通鉆頭和螺旋鉆頭的儲備。

四、主要技術措施

1、試樁：為確定旋挖鉆機及選用的鉆頭能否有效克服區段施工范圍內的困難地層，在鉆孔灌注樁正式施工前，首先選一根樁做試驗樁，試樁時詳細記錄好各地質層的巖樣情況，并記錄好鉆機在不同地質層的鉆進速度和進尺難易程度，在進尺比較困難的地質層可以考慮更換鉆頭。

2、軟地層施工技術：本工程在地下15m深度范圍內為淤泥、砂層及軟土區域，鉆機只需配置一般的筒式鉆頭成孔即可，進尺速度比較快，每小時可以進尺15～20m，且鉆頭的磨損非常小，基本上不需要對鉆齒進行維修和更換。但在軟底層區域，尤其是砂層部位，容易出現塌孔現象，此時需加深孔內水位，加大泥漿的粘度，防止塌孔事故的發生。

3、硬地層施工技術：當鉆頭鉆進中風化巖層時，普通的筒式鉆頭進尺速度邊的非常緩慢，每小時進尺約1m左右，并且巖層對鉆頭磨損較大，鉆頭鉆齒要經常更換。此時普通的筒式鉆頭不再適用，需更換成螺旋鉆進行鉆進，將巖層破碎后，再采用普通的筒式鉆頭將碎石取出即可。針對此種現象，項目監理部要求施工單位每臺鉆機按工作效率至少配備相同直徑的鉆頭2～3個，一個用于鉆進時，其它備用鉆頭可以進行整修，不影響正常工作。本基坑在東南角部位鉆進到18米的位置時出現了礫巖，巖石強度非常高，螺旋鉆無法有效鉆入巖體，此時可采用球齒筒式取芯鉆頭，利用球形齒上的鎢鋼頭對巖體碾壓切割，有效切段分割巖土，直接將巖石取出。

五、施工中常見問題及處理措施

1、卡埋鉆具

卡埋鉆具是旋挖鉆進施工中最容易發生的、也是危害較大的事故，因此在施工過程中一定要采取積極主動的措施加以預防，一旦出現事故，要采取有效措施及時處理。發生的主要原因及預防措施有：

○1較疏松的砂卵層或流砂層，孔壁易發生大面積塌方而造成埋鉆。在鉆至此地層時，應提前制定對策，調整好泥漿比重。

○2粘泥層一次進尺太深孔壁易縮徑而造成卡鉆。在這類地層鉆進要控制一次進尺量，如在15m以下深度鉆進時，一次鉆進深度更好不超過40cm。

○3因機械事故而使鉆頭在孔底停留時間過長，導致鉆頭筒壁四周沉渣太多或孔壁縮徑而造成卡埋鉆。因此，平時要注意鉆機本身的及時保養和維修，同時要調整好泥漿性能，使孔底在一定時間內少沉渣。

2、塌孔

主要是因為鉆進過程中不使用泥漿，或使用很少的泥漿，護壁效果差所致。為防止鉆孔坍塌，鉆進過程中應保持孔內水位適當高出地下水位，控制好泥漿比重，同時注意控制鉆斗的升降速度。

3、漏漿

漏漿事故主要與地下水位和泥漿的性能有關，如發生大裂隙漏漿，應采用回填的辦法處理；漏漿不太嚴重則應調整泥漿性能，形成的泥皮應有足夠的韌性；可在泥漿中滲入適量的水泥，攪拌均勻后使用。

4、不進尺

主要原因：鉆頭被粘土糊滿打滑或鉆進過程中遇到漂石、堅硬的卵石層、基巖等。

防治措施：當出現打滑時，調整斗齒的角度為60°，可往孔內投入石塊、換螺旋鉆頭或截齒鉆頭等辦法來處理。如遇到漂石、堅硬的卵石層、基巖等情況時，更換或改造鉆頭，重新安排刀具角度、形狀、排列方向或改用全截齒旋挖鉆斗。

5、掉鉆頭、鉆頭底板

鉆桿與鉆頭的連接不結實或者鉆頭地方接頭與鉆頭體焊接不牢、穿銷強度不夠等都可能造成鉆頭脫落。鉆頭底板的連接軸強度不夠、連接鉆頭底板的螺栓剪切破壞、鉆頭底板連接軸與軸套焊接不牢等都可能造成鉆頭底板脫落。施工過程中要注意對這些部位的檢查。如果造成鉆頭脫落，可用筒式鉆進行打撈

總結

旋挖鉆進技術及設備在樁基施工中具有一系列無法比擬的優點，在施工前要調查了解施工現場實際情況，認真熟悉地質勘察報告、設計圖紙，對施工過程中可能會發生的一些問題及時進行分析處理，做到科學組織，精心施工，嚴格管理，充分利用旋挖鉆機在樁基施工中的技術優勢，提高施工質量、降低施工成本，不斷推進旋挖鉆機施工技術的發展。