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旋挖钻机在岩石地层施工中的应用摘要：本文通过旋挖钻机在中风化砾岩地层施工的工程实例，详细介绍了施工过程中旋挖钻机钻具的配置、应注意的事项。
希望能对旋挖钻机在同类地层施工提供参考借鉴。
关键词：旋挖钻机牙轮岩芯筒钻机锁钻杆截齿钻头1 概述1.1工程概况九江某发电厂江西省九江市东郊，庐山北麓，北临长江，西靠九江长江大桥和京九铁路，水源充足，交通便利，地理环境十分优越。
该电厂烟囱区天然地基承载力无法满足要求，因此在该部位采用桩基，共布置88根、桩径800mm 钻孔灌注桩，要求桩端进入中风化砂砾岩不小于1m。
1.2地层情况烟囱地段根据钻孔揭露的地层情况为（详见剖面图FA00881S-G0101-009～010和FA00881S-G0101-023）：第（1-1）层杂填土：松散-稍密，承载力特征值fak=75kPa；厚度1.8-4.5米，平均厚度3.27米。
不适宜作为建筑物天然地基持力层，需清除或进行地基处理。
第（5）层粘土：棕红色、棕黄色网纹状，硬塑，承载力特征值fak=300kPa，压缩模量Es=12.0MPa；厚度8.7-11.8米，平均厚度10.29米。
可作为建筑物的天然地基。
第（8-1）粉质粘土混角砾层：棕黄色，粉质粘土呈可塑-硬塑状，碎石、角砾粒径0.5-5.0cm，碎石最大粒径达10cm，呈稍密-中密状，圆锥重型动力触探试验统计值N63.5=8.8击，承载力特征值fak=300kPa；压缩模量Es=14.0MPa，厚度4.65-9.30米，平均厚度6.56米。
可作为建筑物的天然地基，但该层埋深较大，难于采用。
第（8-2）粉质粘土混角砾层：红褐色，粉质粘土呈可塑-软塑状，角砾粒径0.5-2.0cm，呈稍密-松散状，圆锥重型动力触探试验统计值N63.5=4.1击，承载力特征值fak=175kPa；压缩模量Es=10.0MPa，该层在局部冲沟地段28米以下由于含水量的增加而呈软塑状，具高压缩性。
厚度4.0-12.10米，平均厚度7.81米。
旋挖钻在工程桩基础风化岩层中的应用随着全国城市轨道交通的快速发展，在城市轨道交通建设中钻孔灌注桩基础已被广泛采用，旋挖钻机[1]作为一种多功能、高效率的灌注桩成孔设备，具有高效、节能、低噪声、无污染、适应地层较广泛等优点，可钻进填土、粘性土、粉土、砂土、碎石土、软岩及风化岩等，是目前国内灌注桩工程施工中广泛使用的钻孔机械旋挖钻机，尤其是在风化岩层中的应用，旋挖钻机已逐渐被建筑施工行业认可。
1.旋挖钻与冲击钻的对比分析 1.1工作效率高旋挖钻机配置在可自动行走的履带式底盘上,履带自动行走,桩位之间移动方便,对位快速、准确,利用钻机的自身动力下灌孔桩的护筒,钻杆自动伸缩,钻进过程中也不用装、拆钻杆，减少了桩基施工的辅助工作时间,工作效率明显高。
1.2自动化程度高，施工质量好旋挖钻机[2]是利用伸缩钻杆传递扭矩并带动回转钻斗、短螺旋钻头或其他作业装置进行干、湿钻进、逐次取土（岩屑）、反复循环作业成孔的一种专用机械设备。
它是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备，可以实现桅杆垂直度的自动调节和钻孔深度的计量，与传统的冲击钻相比，灌注桩的成孔垂直度和孔径质量高，不会出现扩孔或缩径，同时钻孔深度由电脑控制，超钻或欠钻情况容易控制，沉渣也偏少，与冲击钻相比，旋挖钻机自动化程度高，而且施工质量好。
1.3环保旋挖钻机采用动力头，利用较强的扭矩直接将风化岩土等钻渣旋转挖掘出来，再使用旋挖斗将钻渣提出孔外，地质条件好的情况下，不需要泥浆护壁，可实现干法施工作业，在特殊地层需要泥浆护壁作业时，孔中的泥浆含量也比较低，而冲击钻施工需要采用泥浆护壁且悬浮钻渣，泥浆量很大，因此旋挖钻机泥浆污染少，环保。
1.4施工成本低旋挖钻机施工速度快，工作效率高，因此时间成本低。
旋挖钻机动力靠烧柴油，而冲击钻需要申请施工用电，减少了临时用电的巨大投入。
旋挖钻机施工无须泥浆护壁和设置泥浆池临边围护，节省了泥浆弃置费，安措费也较低。
2.工程实例和成本分析该标段长5885米，均为高架桥，桩基础均采用钻孔灌注桩，桩径有1.0m，1.2m，1.5m。
浅析风化岩层带桩基施工技术摘要：结合工程实例，详细介绍了旋挖钻机在风化岩层段施工过程中施工方法，以及在施工过程中遇到的问题及解决方法，有效的提高了施工效率及工程质量，并且使这一工艺在市政工程项目施工中得到有效推广。
关键词：桩基旋挖钻机风化岩层施工工艺防治处理1、工程概况乌鲁木齐东二环项目第二合同段，路线起点（K20+800）位于乌鲁木齐东山垃圾场南，终点(K43+079.29)位于连霍高速，主线全长22.279 km，伴行辅道线长11.55km，绕行辅道线长9.7km。
项目主要构造物为高架桥6座（金沙滩街、跃进街、花儿沟路、延安路、仓房沟、燕北高架桥），互通立交2处（跃进街互通和乌奎互通）。
共有钻孔灌注桩2515根，桩径分别为1.2m、1.5m、1.8m。
线路走廊带内出露的地层以新生界为主，中生界次之，出露的地层有二叠系(P)、三叠系(T)、侏罗系(J)、第三系(R)以及第四系(Q)。
线路所在区域在大地构造上，其南部山区为北天山褶皱带，中部平原为山前凹陷带，北部沙漠区为准噶尔地块，其间以深大断裂为界。
线路经过区段内，地基土主要为卵石、角砾、圆砾。
项目工程地层情况从上而下依次为：①杂填土；②强风化泥岩层；③中风化泥岩层；④中风化砂岩层等。
2、工程特点本工程施工的主要特点：全线共有高架桥6座，互通桥立交桥2座，桩基数量较多，工程量大。
地处风化岩层中，项目选用旋挖钻施工成孔。
3、施工工艺流程及工艺要点桩基施工采用旋挖钻机钻进成孔，导管灌注法施工。
测量放线→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备（水桩）→钻进成孔→钢筋笼制作与安装→导管安装→砼搅拌、运输、灌注→成桩移位。
3.1测量放线根据设计提供的基准点和高程点，利用全站仪（GPS）测放所有桩位，并用水准仪测定所有标高，自检无误后，交监理工程师验收，验收合格后，方可正式施工。
3.2埋设护筒护筒采用直径大于桩径200mm，长3.0m的钢制护筒，埋设护筒时采用十字定位法埋设，即在距桩中心1.0--1.2m处，呈垂直方向埋设四个控制桩，控制桩埋深不少于0.5m。
旋挖钻在岩石中钻进方法
旋挖钻是一种常用的钻进岩石的方法，下面是其主要的流程和步骤：
1. 准备工作：确定钻孔位置和路径，清理工作面，安装钻井设备。
2. 钻井井段：先使用重锤或锤夹等工具将岩石表面敲碎，进而利用旋挖钻机的旋转作用和钻杆的推进力将岩石钻进。
钻杆在旋转的同时施以一定的推力，将岩石粉碎，并通过钻杆的螺旋槽将岩石屑带到地面。
3. 除渣作业：钻进一定深度后，钻杆中会堆积大量的岩屑，需要进行除渣作业。
一般采用高压水射流、压缩空气或者循环泥浆等方法进行除渣。
4. 进一步钻进：完成除渣作业后，继续施以旋转和推进力，进一步钻进。
持续进行钻孔和除渣工作，直到达到目标深度。
5. 完成钻进：当达到目标深度后，停止旋挖钻的旋转和推进，将钻杆缓慢拔出，同时进行喷洒冷却液体等工艺，以防止钻杆卡滞或者岩石坍塌。
需要注意的是，在旋挖钻进岩石时，应根据岩石性质和强度合理选择钻头类型、冷却液体和钻进参数，并根据施工现场情况随时调整钻进方法。
旋挖钻机高效辅助破碎中风化岩层施工工法旋挖钻机高效辅助破碎中风化岩层施工工法一、前言随着建筑施工的不断发展，对于岩层处理的需求也日益增加。
在中风化岩层施工中，传统的爆破方法存在一些问题，如噪音大、环境污染、施工效率低等。
为了解决这些问题，旋挖钻机高效辅助破碎中风化岩层施工工法应运而生。
二、工法特点使用旋挖钻机高效辅助破碎中风化岩层施工工法具有以下几个特点：1. 施工效率高：旋挖钻机能够高效地进行钻孔作业，结合破碎装置，可快速破碎中风化岩层。
2. 环保节能：相比传统的爆破方法，旋挖钻机产生的噪音和振动较小，不会对周围环境和建筑物造成破坏。
3. 施工精度高：旋挖钻机操作简单灵活，能够准确控制破碎范围和深度，保证施工质量。
4. 适用范围广：旋挖钻机可适应不同类型和硬度的中风化岩层施工，具有较强的适应能力。
三、适应范围旋挖钻机高效辅助破碎中风化岩层施工工法适用于以下情况：1. 桩基础施工：用于桩基础施工中的中风化岩层处理，能够提高桩基础的承载力和稳定性。
2. 地下洞室施工：在地下洞室施工中，对中风化岩层进行破碎处理，以确保施工的安全和稳定。
3. 铁路、公路、水电等工程：在铁路、公路、水电等工程中，用于处理路基中的中风化岩层，保证工程的稳定性。
四、工艺原理旋挖钻机高效辅助破碎中风化岩层施工工法的核心是旋挖钻机配合破碎装置，通过钻孔和破碎操作，将中风化岩层破碎、清除，为后续工程施工提供条件。
五、施工工艺1. 前期准备：确定施工区域，并进行现场勘测和岩质分析，制定施工方案。
2. 钻孔作业：使用旋挖钻机进行钻孔作业，在需要处理的中风化岩层区域进行钻孔，控制钻孔数量和深度。
3. 破碎操作：将旋挖钻机上的破碎装置降低到钻孔所在位置，进行破碎操作，将中风化岩层破碎为合适的颗粒大小。
4. 清理作业：使用旋挖钻机将破碎后的岩层颗粒清理干净，保持施工现场整洁。
六、劳动组织在旋挖钻机高效辅助破碎中风化岩层施工中，需要配备专业的施工队伍和操作人员。
旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中的应用摘要：本文结合某高速公路高架桥钻孔灌注桩施工，介绍旋挖钻机在不同地层中的应用技术，特别对旋挖钻机在深埋硬质岩层中的钻进工艺进行了详细研究，对同类工程施工具有指导意义。
关键词：旋挖钻机；钻孔灌注桩；硬质岩层；0 引言：随着我国经济的迅速发展，灌注桩基基础已在城市建设、公路建设等重大工程中广泛采用。
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多见一些。
但是近些年来，旋挖钻机以其对各种条件土层的适应性强、无挤压效应、噪声小、无振害、无泥浆、成孔速度快等优点，得到了广泛应用。
但是，根据不同地质情况正确合理地运用钻进工艺，是保证旋挖钻机顺利施工的关键。
本文结合某高速公路高架桥钻孔灌注桩施工，介绍旋挖钻机在不同地层中的应用技术，特别对旋挖钻机在深埋硬质岩层中的钻进工艺进行了详细研究。
1 工程概况某高速公路高架桥里程K51+318~K52+060，全长742m；孔跨布置为：15×30+(39.5+63+39.5)+5×30；上部结构类型为：预应力砼箱梁、连续箱梁，下部采用独柱式桥墩，桩基础。
共有桩基147根直径1.8 m和2.0 m钻孔灌注桩，桩长63～74 m不等。
该地段存在的地层包括：（1）粉土，灰黄色，松散，饱和，厚层状，局部夹粉砂薄层，层厚12～17 m，容许承载力σ0＝110 kPa；（2）淤泥质粉质黏土，灰色，流塑，见云母碎屑，局部夹粉砂质薄层，层厚6～18 m，容许承载力σ0＝70 kPa；（3）粉质黏土，灰褐色，软塑，湿，夹粉土、粉砂薄层，层厚10～15 m，容许承载力σ0＝80～100 kPa；（4）圆砾层，灰色，密实，粒径0.5～2 cm，空隙填充中粗砂，层厚2～5 m，容许承载力σ0＝300～400 kPa；（5）强风化粉砂岩，青灰色，泥质结构，岩芯呈碎块状，层厚3～6 m，容许承载力σ0＝400～600 kPa；（6）中风化粉砂岩，青灰色，块状构造，岩质较硬，层厚15～30 m，容许承载力σ0＝1 300～1 500 kpa。
162YAN JIUJIAN SHE大功率旋挖钻机在复杂硬岩地层中的应用Da gong lv xuan wa zuan jizai fu za ying yan di ceng zhong de ying yong唐福源针对徐州轨道交通3号线大庆路站石灰岩与砂质页岩互层现象严重，且岩溶发育的问题，对大庆路站的地层条件以及钻孔桩施工方法进行了系统分析与试验，探讨了大功率旋挖钻机在复杂硬岩地层中的应用。
实践表明在复杂硬岩地层，大功率旋挖钻成孔在施工速度、成孔质量等方面具有显著优势，对类似地质区钻孔桩成孔具有很好的参考价值。
一、工程概况及钻孔桩设计大庆路站位于老城区大庆路与二环北路路口南侧250m 处，沿大庆路南北布置，车站为地下两层岛式车站，主体结构外包长度为196.6m。
有效站台中心里程处基坑开挖深度约16.64m，车站采用半盖挖法施工，车站顶板覆土厚度约为2.44-3.59m。
车站起点分界里程为右DK7+503.200，有效站台中心里程为DK7+623.400，车站终点分界里程为右DK7+699.000。
车站施工场地狭小（半盖挖车站、需分期分段施工）、工期短（业主要求钻孔桩总工期90天）、文明施工要求高。
大庆路站主体结构采用钻孔灌注桩围护，钻孔灌注桩直径1m，水平间距1.3m，分为A、B、C、D、E、F 共计6种桩型，总计345根，桩长13~22m，抗拔桩采用直径1.2m 钻孔灌注桩，共计24根，桩长23m，各桩桩底入完整中风化石灰岩深度不小于6m，入完整中风化砂质页岩深度不小于8m。
二、工程地质大庆路站场地覆盖层厚度较小（为3-5m），以填土与可-硬塑黏土为主，下伏基岩以寒武系灰岩及砂质页岩为主。
地面标高35.38-36.71m，整体呈北低南高走势。
主要地质结构分别有：1-1层松散杂填土、2-3a-4层硬塑黏土及充填可-硬塑黏土溶洞、12-6a-1层全风化砂质页岩、12-6a-2层强风化砂质页岩、12-6a-3层中风化砂质页岩、12-6-3层中风化石灰岩，其中地表以下0-6m 为强风化地层，6m 以下为中风化页岩及灰岩地层，中风化石灰岩的抗压强度为30-124Mpa。
旋挖钻机在淤泥及中风化砂（砾）岩地层的钻进问题及处理方法桩基施工过程中，在确保安全、质量的前提下，提高效率是施工技术人员共同追求的目标。
旋挖钻进工艺以其效率高，施工质量好、污染少，理所当然就成为了大口径灌注桩成孔设备的首选。
本文主要介绍一下旋挖钻机在淤泥及中风化砂（砾）岩层钻进中出现的问题及处理方法。
1 现场数据：基础形式采用桩基，共设有钻孔灌注桩860根，桩径φ800 m m,桩长10~27m 不等，桩端进入中风化砂（砾）岩，入岩深度≥1.2m。
①素填土：杂色，以粉土为主，含少量碎石及植物根系，厚度2~3 m。
②碎石土：褐红色，主要为强风化及中风化砾岩碎块，粒径0.6~1.5 m，经强夯，层厚3~9 m。
③淤泥：黑色，软塑，平均厚度2.6m。
④强风化砂（砾）岩：褐红色，层厚8—12 m，0.55＞完整性指数＞0.35。
⑤中风化砂（砾）岩：褐红色，完整性指数＞0.75。
2 施工准备2.1泥浆配制材料：膨润土（钠质，细度200目，泥浆的主要材料），火碱（调节泥浆稳定性和PH值），纤维素（增加粘性）。
泥浆性能指标表1钻机型号：NR2203，扭矩220KNM ，最大钻孔直径2.0 M，最大钻孔深度60 M；泥浆泵（15KW）；搅浆筒。
钻具选择表2项次名称规格型号1 砂斗φ800 双底板2 短螺旋φ800 单螺旋3 筒钻φ800图1 双底板砂斗钻头图2 短螺旋钻头图3 筒钻3施工特点、难点问题及处理方案3.1岩石地层施工，对钻具的选择和适时灵活应用成为施工的重点。
本场地内地层由上至下分别为：回填土，碎石土，淤泥，强风化砂（砾）岩，中风化砂（砾）岩。
根据现场地层情况拟采用：砂斗——短螺旋——筒钻，三个钻具有选择性的分步分层钻进。
①在回填土层，由于比较松散采用砂斗钻头钻进，可以提高钻进速度；②填筑的碎块岩石，体积大小不均，粒径0.6~1.5 m，砂斗（φ800mm）只能钻进粒径≤200 mm的岩块，因此采用短螺旋粉碎大体积岩块，再用砂斗钻进的方法；充分发挥短螺旋在碎石层钻进的优点；③淤泥层采用砂斗缓慢钻进，由于砂斗的扰动小，使泥浆在淤泥层能形成较好的泥皮，防止出现塌孔现象；④强风化砂（砾）岩完整性差，强度不高，首先用短螺旋钻进松动，再以砂斗捞取；⑤强度高，完整性好的中风化砂（砾）岩层，短螺旋不能钻进，改用筒钻直接钻进，取出岩石。
浅谈旋挖钻在中风化凝灰岩中的应用摘要：在我国旋挖钻从90年代末开始应用于桩基施工。
旋挖钻机因其效率高、污染少、功能多的特点，在桩基施工中得到了广泛应用。
早期旋挖钻的施工主用应用于土层，随着机械设备的不断创新改进，开始在岩石中不断使用。
关键词：旋挖钻；岩石；桩基
abstract: auger drill began to be used on the pile foundation construction in the late 1990s. due to the rotary drilling rig characteristics of high efficiency, less pollution, more functional, it has been widely applied in the pile foundation construction. the construction of the main early auger drill used in soil, with the continuous innovation and improvement of machinery and equipment, it was continued use in the rock.key words: rotary drilling; rocks; pile 中图分类号：tu69文献标识码：a 文章编号：
1、前言
在岩石中的桩基施工，一般采用冲击钻施工，在无地下水或渗水量很小且孔深不易超过30m时，还可采用人工挖孔桩，在有些地方还采用回旋钻机。
上述施工方法中冲击钻的施工速度慢、环境污染大且对于桩位比较的近的桩基无法同时施工等缺点；人工挖孔具有对地形适应性强、相邻桩相互干扰小等特点，但地下水比较大时一般难于采用；用于岩石施工的回旋钻机一般体型都比较大、笨重
且相配套的附属机具比较多，与冲击钻一样同样需要造浆，施工成本比较高；对于旋挖钻以前主要应用于土层，尚未广泛应用于岩石层，我项目部根据项目的特点，采用了可在岩石中施工旋挖钻进行了施工，在应用中的确有它的施工速度快、污染小等特点，也遇到了一些困难，下面我将施工情况及我们采用的方法，向大家简单介绍一下，供大家参考。
2、工程简介
新疆自治区克塔高速公路k30+085大桥为7*40m的简支梁桥，是为跨越一个断裂带而建，4#和5#均为墩高48m的实心墩，每个墩柱下为4根25m长φ1.5m的端承桩。
4#和5#位于河谷中，4#桩基均在山崖脚上，需要开挖制作施工平台，5#桩基全部在靠近山崖的河谷内。
4#桩位0～8m为强风化凝灰岩,8m～25m为中风化凝灰岩, 5#桩位0～2m为砾砂, 2m～14.2m为强风化凝灰岩,14.2m～16.8m 为极其破损的较软岩夹层, 16.8m～25m为中风化凝灰岩，两处的地下水位均在地面以下12m左右。
3、旋挖钻施工
3.1、施工工序
整平（开挖）施工作业平台→桩位放样→钻机就位→安装钢护筒→测量复核→钻机施钻→终孔→钢筋笼下放→导管下放安装→
灌注水下砼
3.2、旋挖机具型号的选择
在地质勘探资料中，5#桩基处有一个钻孔，桩基底部岩石为极
限单轴抗压强度（饱和状态）42.6mpa、基本容许值[fao]=1500kpa 的凝灰岩，根据地质资料，结合以往施工的经验，我部采用的全自动定位的徐工xr280型旋挖钻，旋挖钻配备的旋挖岩石筒钻和旋挖嵌岩钻斗，切削具全部采用截齿的。
3.3、旋挖钻施工情况
我部于2011年8月开始施工5#桩基，每根桩平均6个小时施工完毕。
强风化凝灰岩的掘进速度为8～10m/h，中风化凝灰岩的的施工速度为1～3m/h。
在施工表层砂砾和强风化凝灰岩时基本全程采用旋挖嵌岩钻斗进行施工，在该区段每根桩基磨损的平均为2.1个；在施工中风化区段地层时，采用岩石筒钻配合嵌岩钻斗的方式施工，尤其是桩基的底部采用岩石筒钻先行旋转松动，后用嵌岩钻斗钻芯掏渣，岩石筒钻的磨耗量为2.5个/m，嵌岩钻斗的磨损为4个/m。
8月下旬我们对4#桩基进行了施工，4#的第一根桩我们耗用了两天时间才成孔，还是采用岩石筒钻先行旋转松动，后用嵌岩钻斗钻芯掏渣的施工方式，从开孔便是坚硬的岩石，上面的10m左右，每小时进尺平均在1.5m，截齿的磨耗12个/m（两个钻具之和），下面的15m每小时进尺仅有0.5m～1m，截齿的磨耗28个/m（两个钻具之和），截齿的磨损急剧增加，成本增大。
根据这种情况，我部调来一台露天潜孔钻车，采用的90mm的钻头，沿桩基周长钻设30个孔，每个孔的深度为25m，在钻孔的采用跳跃式钻孔方式，尽量
避免串孔，另外特别注意控制钻孔的垂直度。
待潜孔钻施工完毕后，采用岩石筒钻进行施工，意欲通过钻杆280kn·m的扭矩将岩石剪断，但效果也不理想，几乎没有成功剪断过，再加上桩基深度25m 对于潜孔也是一种挑战，而且从垂直度也难于控制。
后来我们对后面其中一个桩采用试验的态度，沿桩基周长仍钻孔30个，但钻孔深度12m，中间“十”型增加钻孔17个孔，上面4m左右还能够剪断，但后面无法进行，通过成本和时间两方面的比较，所以我们后面的桩基仍采用岩石筒钻先行旋转松动，后用嵌岩钻斗钻芯掏渣的施工方式，将桩基施工完成。
4、结语
对于极限单轴抗压强度（饱和状态）42.6mpa、基本容许值[fao]=1500kpa的中风化凝灰岩，采用xr280型钻机，旋挖岩石筒钻配合旋挖嵌岩钻斗的施工工艺，即可满足施工。
后对该桥3#（3#桩基和4#桩基位于同一座山岭）桩基采用人工挖孔桩，爆破岩石的强度试验，4m处的极限单轴抗压强度为
75.6mpa。
所以对于岩石比较坚硬，通过旋挖岩石筒钻配合旋挖嵌岩钻斗的方法比较难施工，而且桩基长度在潜孔钻较好发挥效能的深度内时，可以考虑通过增加潜孔钻的数量，将两者进行成本和时间上的比较，以便确定最优方案。
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。
