旋挖钻与潜孔钻在岩石桩基施工中的应用

王穆芝 臧西远

（1.中国人民解放军72702 部队，山东 青岛266300；2.青岛宏远基础工程有限公司，山东 青岛266022）

1 工程概述

本工程位于青岛即墨鳌山卫，为青岛蓝色硅谷轻轨工程** 标段。

该地段桩基地层主要分布为：素填土—中粗砂—含有机质粉质黏土—粉质黏土—中粗砂—粉质粘土—砂砾—粗圆砾土—全风化花岗岩—全风化煌斑岩—全风化砂岩—强风化花岗岩—强风化煌斑岩—强风化砂岩—中风化花岗岩—中风化砂岩—微风化花岗岩—微风化砂岩。

2 旋挖钻机的选用

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工工艺.广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程，配合不同钻具，适应于干式（短螺旋），或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业，旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活，施工效率高及多功能特点。旋挖钻机适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围广，基本可满足桥梁建设，高层建筑地基础等工程的使用.目前，旋挖钻机已被广泛推广于各种钻孔灌注桩工程。 因此对旋挖钻机的施工准备与常用清水施工工艺进行技术上探讨有着十分重要的意义。施工时，根据不同的土壤、地质条件按下列规定选择不同的钻头：短螺旋钻具，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。 岩心螺旋钻头，适用于碎石土、中等硬度的岩石及风化岩层。岩心回转斗，适用于风化岩层及有裂纹的岩石。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩式钻杆的钻机可以适应微风化硬岩的施工。 目前旋挖钻机最大钻孔直径为3m 最大钻孔深度达120m最大钻孔扭矩为620KNm。

本工程选用中联重科ZR280A-2 型旋挖钻机其技术参数有：扭矩280kN.m 钻孔直径800-1500mm 机锁式钻深56m 钻进转速8-24 r/min 发动机型号Cummins QSM11 额定功率261kW 额定转速2100r/min 最大加压力200kN 最大起拨力220kN 主卷扬提升力（第一层）274 kN 主卷扬提升速度68m/min 副卷扬提升力（第一层）110kN 副卷扬提升速度（第一层）66 m/min 设备总重80t 牵引力423kN。

3 潜孔钻机的选用

潜孔钻机是工程爆破前用于在岩石上进行钻孔的设备，还可用于城市建筑、铁路、公路、河道、水电等工程中钻凿岩石锚索孔、锚杆孔、爆破孔、注浆孔等钻凿施工。

本工程选用河北省张家口市宣化金科钻孔机械有限公司生产的KS300 型履带式多功能水井钻机，它是一种新型、高效、节能、多功能的液压钻机，主要用于钻凿水井、监测井、地热空调孔、锚固、国防工程等钻孔作业；该钻机采用潜孔冲击套管跟进护壁钻孔工艺，有效解决松散层不易成孔岩石层进尺慢的技术难题。该钻机配备有大功率液压马达回转、油缸推进及提升、高风压潜孔冲击器，钻孔进尺效率高消耗低。 松散层可用切削牙轮钻井作业，泥浆排渣，适于复合地质条件钻孔，回转机可以翻转，卷扬大于6 米，液压支腿行程大，不需吊车钻机即可转场装卸。 其技术参数有：钻孔直径105-350mm 钻孔深度350m行走速度2kM/h 适应岩石硬度f=6-20 工作风压1.2-3.05MPa 耗风量16-35m3/min 推进行程3400mm 滑架最大倾角95°最小离地高度300mm 回转机转速0-80rpm （一档）0-160 （二档） 最大回转扭矩7500Nm 最大提升力12000N 提升速度5-18m/min 爬坡角度21°钻机外廓尺寸(运输状态) 6100*2200*3200 mm 钻机质量9000kg。

4 空压机的选用

本工程为潜孔钻机配备的空压机为P0SJ750S-4B1 型， 其技术参数有： 排气量24.0/21.2m3/min 排气压力1.72-2.07MPa 润滑油容量84L 压缩级数2 级 制造商及型号 三菱6D24-TLE2A 气缸数6 总排气量11.94L 额定转速2200/2000r/min 怠速1100r/min 额定功率238KW 润滑油容量49L 冷却油容量45L 燃油555L 蓄电池电压24V噪音74dB (a) 接口尺寸* 数量3/4"*1.2"*1 车轮尺寸* 数量7.50-1610PR*4 外型尺寸4300*2000*2445mm 重量5650Kg。

5 施工方法及工作原理

5.1 根据桩基的深度及地质资料确定桩基的岩石强度等级， 参考旋挖钻机与潜孔钻机的技术参数，计算出需在桩基断面上梅花形布置的钻孔直径和数量。

5.2 由旋挖钻机在桩位把孔内易挖的先挖除， 再由潜孔钻机根据布孔直径和数量来完成钻孔取芯工作，直至桩基设计标高。

5.3 钻孔取芯减少了桩基断面面积， 其主要目的还是钻孔取芯的孔洞的间隙在旋挖钻机工作时岩石更易破碎，从而弥补了所选用旋挖钻机开挖坚硬岩石扭矩不够的弊端，使得旋挖钻机原来不能完全或高效率完成的工作变得轻而易举了。

6 结束语

旋挖钻机受施工地层的制约，在硬岩层施工比较困难，体现不出旋挖钻进的优越性。 与潜孔钻机配合使用变得尤为重要，取长补短相得益彰。

实践证明：看似两种不同施工领域的不相关联的施工机具的有机结合，非常圆满的完成了该桩基施工项目。同时也印证了一个道理“科学高峰永无止境”，更需要我们在以后的工作中开拓思路，不拘一格。通过采用新技术、新工艺、新设备且不断的进行技术革新才能为社会创造更多的价值，也才能实现个人的价值。