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1、全套管桩工机械随着整个国民经济的快速发展，近几年，我国的建筑桩工机械行业在城市轨 道交通、高层建筑、高速路桥建设和铁路建设等领域呈现了 “跳跃式”的发展, 同吋为国民经济的持续快速发展做出了巨大的贡献c纵观H前国内种类繁多的桩 T机械，现场灌注桩机械和预制桩施丁-机械是最有代表性的，这里仅就现场灌注 桩机械的前三种钻机的最新发展作粗浅的论述1. 现场灌注桩机械（工法）的分类全套管工法A全回转套管钻机L摇动式套管钻机现场灌注桩机械（工法）非套管工法A旋挖钻机长螺旋钻机A反循环钻机非套管工法由于施工成本相对低廉，至今仍占主流地位。为了防止孔壁坍 塌，一般要注入泥浆等钻孔稳定液进行护壁，导致PH值较
2、高的废弃物的产牛， 从而造成环境污染；另外非套管工法在松散、软弱、易坍塌（我国华东和东南沿 海的流沙、淤泥和富水砂层等地层）的地层中钻孔吋极易发牛塌孔和埋钻施工， 不仅延误工期，而且带來严重的经济损失和不良的社会影响。随着我国城市大型基础工程建设的蓬勃发展，对地下工程构筑技术和设备， 在性能质量、施工效率、特别是对城市环境保护可能产牛的影响上都提出了更高 的标准和要求。“全套管工法”作为一-种对施工环境污染小、工效高、施工质量 可靠的大型岩土钻掘施工设备，其应用领域遍及城市建筑基础桩，公路、铁路、 水上桥梁基础桩，地铁建设连续墙咬合桩，水电基础和竖井施工等，在我国经济 建设中正在发挥着越来越大
3、的作用。但H前此类设备还主要依赖进口，存在着设 备的购置费用高、维护费用大等现实问题。“全套管设备”的国产化已成为当今 我国城市基础工程建设急待解决的问题。2. 全回转套管钻机80年代中期，德国、口本的几家公司相继开发发功全回转套管钻机，已形 成直径l-3m的多规格系列产詁。主要牛产厂家有口本车辆公司，三菱重工和德 国的利法公司等。国内H前已引进多台该类型的钻机，已在青藏铁路、上海和北 京地铁工程中得到应用。全回转套管钻机的特点：（1）套管回转，硬岩钻进效率高。（2）由于套管安装有硬质合金切削齿，任何土质均能适应，特别是遇到岩层、 卵层、孤层等效果更佳，因此用途广。（3）在软土地基中施工，由于
4、套管先行压入不会出现塌孔现象，因此不用采取 任何护壁措施。（4）成桩精度高，垂直精度可达1/500。（5）土层中即使残留有钢筋混凝土的构造物、钢筋混凝土桩或钢桩等也能进行 掘削施工，特别适合旧地基再开发的桩基础施工。3. 摇动式全套管钻机国内摇动式全套管钻机的应用开始于80年代初，钻机绝大多数产自日本， 徳国和意大利。国外早期产甜的代表为口本的整体摆动自行式全套管钻机，80 年代该工法又结合反循环工法与扩底钻使其更加完善。80年代中后期出现了配 普通吊机的分体式套管钻机。这种机型极大地增强了套管设备的灵活性，搓管机 作为一个工作机构，通过机械接口附着在吊机底盘上，所需动力可以单独配置独 立液压
5、泵站，也可通过吊机底盘预留的液压接口直接引用吊机底盘动力。吊机底 盘在完成正常冲抓孔作业的同吋，在吊臂工作范围内还可起吊套管等其它重物， 施工现场一般不用再配备其它专用吊机协助作业。在没有桩基工程时，吊机底盘 可用于其它用途作为普通吊机使用，大大提高了设备利用率。这种钻机除了配备 冲锤和抓斗外，还可配套冋转钻斗、空心钻头、扩孔钻头、短螺旋和长螺旋钻具 等多种钻掘工艺方法。摇动式全套管钻机的造价相对较低，使用方便灵活，应用广泛，是F1前国内 外全套管工法的主流机型。全套管钻机与吊机冲抓结合血成全套管冲抓钻进，全 套管钻机与旋挖钻机结合而成全套管旋挖钻进，这两种钻进方法菲常适合在国内 推广应用。国
6、内从80年代以来已引进全套管钻机数十套，2001年率先由国土资源部勘 探技术研究所完成了设备的国产化。冃前该钻机已先后在昆明、深圳、杭州、天 津等地的桩工和地铁工程得到应用。全套管钻机施工特点：（1）绿色环保。全护筒干式钻掘，对周围地基和地下基础无扰动，可临近建筑 物施工；无泥浆排放，不污染环境，施工现场整洁；噪音和振动小，不扰民，非 常适合在城市施工。（2）万能工法：钻掘工艺配套方便，除吊机冲抓成孔外，可采用旋挖、螺旋、 空气反循环等多种工艺方法，适用于流沙层、淤泥、粘土、卵砾石、中风化基岩 等几乎任何地层；可以在泥浆难以护壁的流沙松散层、不稳定卵砾石层中施工； 容易克服诸如漂石层，回填块石
7、等地下障碍，遇到大的漂石可先采用冲击钻头破 碎，再进行抓取；可采用十字冲锤冲击、孔底局部反循环等工艺进行嵌岩施工。 在国外一直被称为“万能工法”。（3）成桩质量好：不存在泥浆护壁造成的泥皮和沉渣对灌注桩承载力削弱的影 响，使桩的侧摩阻力和抗拔力较其他桩型有一定的提高；由于钢套管的作用，完 全避免了灌注桩可能发牛的缩颈、断桩、栓离析等质量问题；无超径和缩径现象, 成桩直径可准确控制，纵向桩身大小一致；灌注妊量与成桩直径相近，单方姓所 获承载能力比泥浆护壁的桩型提高30%以上；当进行桩端夯击扩作业时，桩的 竖向承载力可比干作业桩提高50%以上，比泥浆护壁提高100%以上。4. 旋挖钻机旋挖钻孔机是
8、一种适合建筑基础工程中成孔作业的桩工机械C该类钻机-般 具有全液压驷动，履带行走，3 6 0。回转，自行起落架。具有噪声低、振动小、 扭矩大、多功能、成孔速度快、机动灵活、施工效率高、多种速度调节、电子口 动监控等特点，克服了以往电动式钻孔机的不足。并将有逐步取代电动式钻机的 趋势，该机主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基 础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，主要用于市政建设、公路桥梁、工 业和民用建筑等基础施工小。近几年，旋挖钻机在国内得到了较快的普及，仅在 青藏铁路建设工地就聚集了 100多台国内外各种品牌的旋挖钻札 在北京的城市 建设中也发挥了主力军的作用。国
9、外牛产旋挖钻机的公司主要有德国的栄峨公司、英国的B S P公司、意大 利的MA I T公司、CMV公司、NCB公司等。冃前欧洲的旋挖钻机一般都设 有全套管（摇管）装置、由二个或三个液压马达驷动的大扭矩动力头（可配套管 连结器）、液压系统采用恒功变量口动控制等。国内牛产旋挖钻孔机厂商有近十 家，主要有郑州宇通、徐工科技、北京经纬巨力、三一重工等。旋挖钻孔机发展趋势：（1）底盘专业化。F1前国内外牛产的旋挖钻机绝大多数应用的是专用底盘， 只有少数应用的是挖掘机底盘或起重机底盘，这些底盘在设计上没有兼顾旋挖钻 机施工特点，在稳定性方面存在着一定缺陷。（2）控制技术的智能化。在起钻桅控制、自动垂直调平
10、、回转倒土控制、发 动机的监控、钻孔深度测量及显示、车身工作状态动画显示及虚拟仪表显示、故 障检测、报警及信息显示等方面逐步实现智能化控制。（3）多功能化。即钻机采用的是多用途模块式设计，国外钻机一般可用于： 大口径短螺旋和旋挖斗回转施工，长螺旋施工，全护筒跟管施工，全护筒跟管+ 磨桩机施工，液压抓斗地下连续墙施工，高压旋喷施工，潜孔锤施工，预制桩施 工。不同工法的施工，只需要选装不同的工作附件，便可做到一机多用，节约使 用成本。5结论近几年，旋挖设备和工法在我国得到了迅速的发展，其主耍原因就是因其具 有环保、安全和高效的特点全套管设备与旋挖设备同属大口径干式环保型钻孔 灌注桩施工机械，但后者
11、在泥浆难以护壁的软弱地层、钻头难以钻掘的坚硬岩层 或卵砾石层中的使用受限，而前者利用冲击和冲抓等器具可顺利钻掘上述地层。 H前国外詁牌的旋挖钻机制造商多数已将套管钻机作为旋挖钻机的一个配置单 元，以扩大旋挖设备在复杂地层条件下施工的能力。由此可见，全套管设备和工 法对大口径岩土钻掘技术的发展必将日益起到促进和补充的作用。全套管工法是一种适合在城市施工的环保型和安全型施工技术，能够最大限 度地保证施工质量，易于实现科学程序施工。采用该工法，可以为施工方节省大 笔泥浆材料和泥浆处理费用，可以有效避免因地层复杂和钻进中断造成的断桩和 承载力不足等常见质量事故，可以显著减少机械和人为操作不当造成的机械和人 身事故，可以避免多数工法对临近建筑地基的扰动和破坏，施工中不扰民、不污 染环境，其潜在的经济效益和社会效益是非常巨大的。
