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旋挖钻机钻头的选配与使用【摘要】旋挖钻机灌注桩施工是在我国近期迅速发展起来的先进的桩基施工工艺，旋挖钻机施工具有成孔速度快、成孔质量高、噪音低、环境污染小、机械化程度高、工人劳动强度低等诸多特点。
无论是进口钻机，还是国产钻机，结构形式和工作原理大同小异，但所施工的地层却千差万别，具体的施工技术要求各有不同，所以需要选用不同的钻头来满足上述要求。
科学地选择钻头及合理的使用钻头，在一定程度上能丰富旋挖钻机的施工工艺，拓宽旋挖钻机的施工领域。
【关键词】钻头选用；地层；孔径影响旋挖钻头选用的因素很多，概括起来主要有三个方面：地层情况；钻机功能；孔深、孔径、沉碴厚度、护壁措施等。
一、目前常见旋挖钻头的分类常见的旋挖钻头有螺旋钻头、旋挖钻斗、筒式取芯钻头、扩底钻头、冲击钻头、冲抓锥钻头和液压抓斗，下面逐类简单介绍。
1、螺旋钻头：（1）锥形：双头双螺，适用于坚硬基岩。
双头单螺，适用于风化基岩、卵石、含冰冻土等。
以上钻头配装各种合金头截齿，通过齿型、螺距、螺旋升角的变化又可派生出很多类型的钻头。
在北京昌平畅春园跨湖桥梁施工中，桩径1.2米，要求桩尖入岩2.5米，其中1.5米为中风化和强风化岩层，1米为微风化基岩对于中风化和强风化，用装配合金截齿的双头单螺钻头钻进即可；但对于微风化，则必须选用双头双螺的锥形短螺旋钻头。
此种钻头，在土力R625旋挖钻机正常工作压力下，在一小时左右的时间，可以完成1米深的坚硬基岩的钻进。
对于用旋挖在岩层中成孔而言，速度算是比较快的。
（2）直螺旋钻头：a、斗齿直螺：双头双螺，适用于砂土，胶结差的小直径砾石层；双头单螺，适用于砂土、土层；单头单螺，适用于胶结差的大直径卵石，粘性土及硬胶泥。
其特点是，对于非岩性地层，在无泥浆护壁成孔的施工条件下，钻进速度较快，孔口卸土也非常方便。
适合于陕西等黄土高原地区的成孔施工。
b、截齿直螺：有双螺、三螺和四螺，适用于是硬基岩或卵砾石。
在北京北五环仰山桥成孔施工中，采用此种钻头，顺利的穿过了胶结的卵砾石层，避免了普通钻斗施工中钻机的整体震动，有效的保护了钻机液压和电路系统等免受损坏。
旋挖钻具的选配和使用旋挖钻机施工具有施工速度快,成孔质量高,机械化程度高,劳动强度低,底噪、环保等特点,在现代桩基施工中正受到越来越多施工者的青睐。
随着我国拉动内需,刺激消费,对基础设施投入的不断加大,它必将产生更大的经济和社会效益。
而如何最大发挥它的效能,正确选取钻具非常重要。
钻具种类繁多，下面就旋挖钻机钻具的选配和使用分类进行简单介绍。
第一类：旋挖钻斗A:嵌岩捞砂砂斗嵌岩捞砂砂斗特点：主体型式与砂层钻斗相同，但切削具有所区别。
可为全部采用截齿的，也可为采用组合齿的。
适用地层：含水量较高的砂土层、淤泥质粘土、致密粘土、砂砾石层、卵砾石层、贝壳层、铁板砂、高强度冻土、强～中风化岩层等软硬地层和复杂地层。
B:捞砂钻斗双底捞砂钻头特点：筒体下方有两块底板，上下底板通过中心悬挂轴相连，两者之间可以相对回转一定角度，以实现斗底进土口的开启和关闭。
针对易吸钻地层，可特别设计保直通气钻头。
适用地层：散土、含水量较高的砂土层、淤泥质亚粘土、砂砾石层、松散冻土等结构比较松散、克取强度较低的地层。
φ2000砂斗（上部形式）φ2000宝峨齿砂斗（中下部形状）清孔双底砂斗清孔砂斗用途：用于清除孔内沉渣。
C:土层钻斗旋挖土层钻斗特点：单层底板，配套使用耐磨合金钢铲式斗齿，实现快速钻掘。
适用地层：淤泥、淤泥质粘土、粘土、塑性冻土、块状砂土、风化软基岩等经扰动后所取样的结构不易松散且克取强度较低的地层。
第二类：旋挖短螺旋钻头A:嵌岩螺旋由于单锥钻斗钻进性能低，适合漂石.碎石土.岩石节理裂隙钻进。
单锥单螺岩石螺旋双平头单螺嵌岩钻头双锥单螺岩石螺旋双锥双螺岩石螺旋φ2500双锥双螺岩石螺旋双平头岩石螺旋特点：螺旋叶片起头可为锥头，亦可为平头，切削具为子弹头形截齿，布齿方式及螺旋叶片的型式可根据不同的地层，有很多种型式。
适用地层：坚硬土层、砂卵砾石层、强～弱风化岩层、有节理发育的坚硬冻土等克取强度较高的地层。
B:土层螺旋单头单螺土层螺旋钻头双头双螺土层螺旋钻头特点：螺旋叶片起头为平头，螺旋形式可分为单头单螺、双头单螺和双头双螺，其上焊耐磨合金钢铲式斗齿。
旋挖钻具使用说明书一、单开门捞砂斗1、结构特点：锥形筒体，避免孔底抱钻，卸土方便，双层底板单开门，强度高，可实现提斗时关闭斗门，开门方式机动手动一体化，操作都很简单方便，切削齿为耐磨斗齿，适合于偏软地层，下部有超前截齿切削刃，对于钻取大块卵砾石效果较好。
2、适合地层：1）大块卵砾石层，2）风化基岩，3）含水粘土层等3、操作规程及使用注意事项：1）新钻具下孔前首检查钻齿是否齐全及连接牢固，操作时要轻压慢转2）进土量为斗容积的5/6时即可提钻，提钻之前要给压反转1-2圈待斗门关闭后再提3）提钻时如遇卡阻，要在遇卡处上下移动钻具并慢速回转，待解卡后再提钻，切不可强行提钻4）如采取人工开门，开门钩长度不得小于2米，此时绝不允许钻具旋转，机动时压盘下压速度要慢，不可高速冲压打开轴，以免损坏开合机构及斗体，斗门打开后如土砂不能自卸操作手要反复正反转动钻具，直至把土卸完，严禁上下提升或左右摆动撞击其他固定物来卸土5）如发现斗齿已磨损严重或损坏需及时更换，且更换同一种规格的齿6）如孔内发现异物严禁下钻或把钻具充当事故处理工具处理事故二、双开门捞砂斗1、结构特点：锥形筒体，避免孔底抱钻，卸土方便，双层底板双开门，强度高，可实现提斗时关闭斗门，孔底双面吃土，钻具稳定性好不易偏，开门方式机动手动一体化，操作都很简单方便，切削齿为斗齿，适合于偏软颗粒偏细地层。
2、适合地层：1）小颗粒卵砾石层，2）含水砂土层，3）冻土层等3、操作规程及使用注意事项：1）新钻具下孔首检查钻齿是否齐全及连接牢固，操作时要轻压慢转2）进土量为斗容积的2/3-4/5时即可提钻，提钻之前要给压反转1-2圈待斗门关闭后再提，一定确保斗门关严后再提钻，因所钻取的土砂颗粒较细且可能掺杂泥水，否则将形成漏失造成取土失败3）提钻时如遇卡阻，要在遇卡处上下移动钻具并慢速回转，待解卡后再提钻，切不可强行提钻4）如采取人工开门，开门钩长度不得小于2米，此时绝不允许钻具旋转，机动时压盘下压速度要慢，不可高速冲压打开轴，以免损坏开合机构及斗体，斗门打开后如土砂不能自卸操作手要反复正反转动钻具，直至把土卸完，严禁上下提升或左右摆动撞击其他固定物来卸土5）如发现斗齿已磨损严重或损坏需及时更换，且更换同一种规格的齿6）如孔内发现异物严禁下钻或把具充当事故处理工具处理事故三、斗齿螺旋钻头1、结构特点：双头单螺，直螺，切削齿为斗齿，采用双头入土稳定性好，尤其是在较软地层不易斜，直螺导向性好，取土量大。
旋挖钻机的使用及选购原则长久以来,国内基础施工使用的钻孔机主要是电机驱动的转盘钻孔机、浅水工程钻孔机、长螺旋钻机等机械式钻机,行走方式主要为步履式或滚管式,用泥浆泵、沙石泵等正反循环排渣方式,这些钻机技术落后,存在着扭矩小,作业效率低,移动不方便,泥浆污染重等缺点。
目前在国外发达国家,这些钻机已被淘汰且被先进的大扭矩液压履带式钻机施工所代替。
在国内,2001年,随着青藏铁路施工的进行,大量旋挖钻机涌入中国,国内的旋挖钻机市场开始很快地发展起来。
旋挖钻机可适于砂土、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中。
1 旋挖钻机的性能特点旋挖钻机是一种适合建筑基础工程成孔作业的桩工机械。
旋挖钻机一般以柴油机为动力,全液压驱动,履带行走,360°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、电子自动监控等特点,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。
旋挖钻机通过底部带有活门的桶式钻头的回转破碎岩土,并直接将其装入钻头内,然后再由钻机提升装置和伸缩式钻杆将钻头提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土、卸土,直至钻至设计深度。
对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺。
而在松散易坍塌地层,则必须采用静态泥浆护壁钻进工艺。
它的主要特点是:(1)成孔速度快。
原来我国的公路、铁路、桥梁和大型的建筑物的基础桩施工大多采用传统的循环钻机或冲击钻机,生产效率很低。
而采用旋挖钻机的,由于钻头直接从孔内提取岩土,故成孔速度快。
由于孔底沉渣少,易于清孔,故工程质量得到了充分的保证。
(2)施工现场环保、干净。
旋挖钻机由钻头旋挖取土,钻杆将钻头提出孔内再卸土。
旋挖钻机的泥浆用量很少且仅仅用来护壁,而不用于排渣,成孔所用泥浆基本上等于孔的体积,且泥浆经过沉淀和除砂还可以多次反复使用。
