旋挖鉆進(jìn)施工鉆具的選用

1、旋挖鉆進(jìn)施工鉆具的選用旋挖鉆進(jìn)施工鉆孔灌注樁選用合適的鉆具對(duì)減少鉆具本身的消耗、節(jié)約能源、提高成孔的速度和質(zhì)量以及整個(gè)施工效率的提高起著至關(guān)重要的作用。鉆具選用不合適會(huì)導(dǎo)致鉆具本身消耗增加，浪費(fèi)設(shè)備動(dòng)力能源，還可能會(huì)因成孔速度慢而導(dǎo)致孔內(nèi)事故。1.旋挖鉆具的基本類型旋挖鉆具主要有三大類：一、旋挖鉆斗；二、短螺旋鉆頭；三、巖石筒鉆1.1旋挖鉆斗旋挖鉆斗主要用來(lái)鉆進(jìn)較軟的第四紀(jì)地層，還用于鉆孔清渣。旋挖鉆斗根據(jù)底部結(jié)構(gòu)不同可分為單底板土層鉆斗（圖1所示）和雙底板撈砂鉆斗（圖2所示），進(jìn)土口分為單口和雙口。根據(jù)鉆斗筒體直徑和鉆機(jī)類型及其所鉆地層鉆斗設(shè)計(jì)有直筒和錐筒，底板的開(kāi)合機(jī)構(gòu)可設(shè)計(jì)為公母鉤開(kāi)合機(jī)

2、構(gòu)和矛頭開(kāi)合機(jī)構(gòu)。針對(duì)地層情況制定不同的斗齒焊接角度。鉆斗的筒體及底板均采用強(qiáng)度高、耐磨性能好的合金Mn板制作。根據(jù)鉆進(jìn)不同地層，切削具可設(shè)計(jì)為耐磨合金鋼鏟式直斗齒和旋轉(zhuǎn)斗齒、子彈頭截齒以及斗齒與截齒混裝3種形式。 圖1.單底板土層鉆斗 圖2.雙底板撈砂鉆斗1.2短螺旋鉆頭根據(jù)鉆進(jìn)地層不同，短螺旋鉆頭分為嵌巖短螺旋鉆頭（圖3所示）和土層短螺旋鉆頭（圖4所示）兩類。按其頭部結(jié)構(gòu)形式分，短螺旋鉆頭又可分為錐頭短螺旋鉆頭和平頭短螺旋鉆頭。一般情況，嵌巖短螺旋鉆頭多為錐頭形式，土層短螺旋鉆頭多為平頭形式。錐頭短螺旋鉆頭根據(jù)錐頭結(jié)構(gòu)形式的不同和鉆頭導(dǎo)程的多少又可分為單錐單螺旋鉆頭、雙錐單螺旋鉆頭以及雙錐

3、雙螺旋鉆頭3種。嵌巖短螺旋鉆頭所用切削具為頭部鑲焊有鎢鈷硬質(zhì)合金的截齒，主要用于鉆進(jìn)風(fēng)化基巖、膠結(jié)性較好的卵礫石地層及永凍土層。土層短螺旋鉆頭所用切削具為耐磨合金鋼斗齒或斗齒加截齒，主要用于鉆進(jìn)地下水位以上土層、砂土層和粒徑不大的礫石層。 圖3.嵌巖短螺旋鉆頭圖4.土層短螺旋鉆頭1.3巖石筒鉆相對(duì)旋挖鉆斗和短螺旋鉆頭來(lái)說(shuō)，旋挖鉆進(jìn)施工一般較少用到巖石筒鉆（圖5所示）。對(duì)于硬度較大的基巖地層、大的漂石層以及硬質(zhì)永凍土層，直接用短螺旋鉆頭或旋挖鉆斗鉆進(jìn)都比較困難，需要巖石筒鉆配合短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。巖石筒鉆分為取芯巖石筒鉆和不取芯巖石筒鉆兩種。取芯巖石筒鉆除了筒體下端焊有子彈頭截齒外，

4、筒體內(nèi)壁上裝有承托巖芯的合頁(yè)片。不取芯巖石筒鉆則沒(méi)有承托巖芯的合頁(yè)片。巖石筒鉆的主要作用在于對(duì)孔內(nèi)巖芯的圓周進(jìn)行松動(dòng)掏空，為以后下入嵌巖短螺旋鉆頭破碎巖芯創(chuàng)造破碎自由面。對(duì)于層理發(fā)育且各向異性的硬巖地層，用巖石筒鉆配合嵌巖短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)，能有效地預(yù)防孔斜。圖5.巖石筒鉆2.不同地層旋挖鉆具的選用旋挖鉆具的種類和結(jié)構(gòu)形式對(duì)鉆進(jìn)地層都是有針對(duì)性的。鉆具的選用主要根據(jù)施工的地層情況而定。2.1第四紀(jì)地層地表覆蓋土、淤泥、粘土、淤泥質(zhì)亞粘土、砂土、砂層等較軟的地層統(tǒng)稱為第四紀(jì)地層。這類地層一般比較松軟，可用旋挖鉆斗鉆進(jìn)。像地表土、淤泥質(zhì)亞粘土、粘土層在干性狀態(tài)下膠結(jié)性都比較好，在干孔鉆

5、進(jìn)下可用單底板土層鉆斗鉆進(jìn)，也可以用雙底板撈砂鉆斗和土層螺旋鉆頭鉆進(jìn)；若在濕孔鉆進(jìn)條件下，因土遇水的膠結(jié)性能變差，一般用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)以便于撈取鉆渣。淤泥層一般用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。砂土層和砂層的膠結(jié)性能都比較差，不管干孔鉆進(jìn)還是濕孔鉆進(jìn)均用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。對(duì)于含水豐富的流砂、流泥等易坍塌地層，采用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。2.2卵礫石、風(fēng)化基巖等硬地層砂卵石、卵礫石層比一般的第四紀(jì)地層硬度大，鉆進(jìn)難度較大。這類地層中若沒(méi)有粒徑太大的孤石、漂石，一般可以用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。因這類地層的研磨性比較強(qiáng)，所以鉆斗斗齒的消耗會(huì)比較大。當(dāng)碰到有大孤石（漂石），則下入嵌巖短螺旋鉆頭鉆進(jìn)，一般能把大孤石

6、攪碎或?qū)⒄麄€(gè)孤石（漂石）帶出孔口（圖6和圖7所示為通化一個(gè)工地用1500嵌巖短螺旋鉆頭從孔內(nèi)帶出的大孤石（漂石）。鉆進(jìn)卵礫石地層，嵌巖短螺旋鉆頭的錐頭結(jié)構(gòu)形式和錐度大小的選擇主要取決于卵礫石粒徑的大小和地層硬度，粒徑大選用單錐頭形式(單錐頭形式的錐頭葉片空間比雙錐頭形式的大，但是帶渣能力前者比后者差），這樣才能使大粒徑卵礫石被旋入螺旋葉片內(nèi)；粒徑小則選用雙錐頭形式易于帶起鉆渣。地層硬度大則選用小錐角形式的鉆頭；硬度小則選用大錐角形式鉆頭。對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化基巖，如：泥灰?guī)r、砂巖、灰?guī)r、泥巖、頁(yè)巖等硬巖層，采用嵌巖短螺旋鉆頭鉆進(jìn)，配合用巖石筒鉆（主要作用在于對(duì)地層進(jìn)行松動(dòng)，取芯是次要功能，所以一般采用不

7、取芯巖石筒鉆）以及用雙底板撈砂鉆斗清渣。 2.3青藏鐵路多年凍土地層青藏鐵路建設(shè)的多年凍土問(wèn)題是個(gè)世界性難題。凍土是一種對(duì)溫度高敏感性和不穩(wěn)定性的土體，根據(jù)總含水率，多年凍土可分為少冰凍土、多冰凍土、富冰凍土、飽冰凍土及含土冰層等5種類型。連續(xù)多年凍土對(duì)工程的影響主要有融沉、凍脹與不良凍土現(xiàn)象。多年凍土中還夾雜著巖層、砂層、砂礫層、冰層，地層情況極其復(fù)雜。多年凍土層路橋樁孔施工要求對(duì)樁周凍土不能有太大的擾動(dòng)，這種情況下成孔速度尤為重要，從而對(duì)選挖鉆具合理選用要求更高。對(duì)于粘性土、松散土和膠結(jié)性好的小直徑卵石，可用單底板土層鉆斗鉆進(jìn)，也可用雙底板撈砂鉆斗及雙錐單螺嵌巖短螺旋鉆頭。大直徑卵石、一般性凍土、強(qiáng)風(fēng)化基巖，可用雙底板撈砂鉆斗及單錐單螺嵌巖短螺旋鉆頭對(duì)付。堅(jiān)硬的凍土、大直徑卵石和風(fēng)化基巖，用單錐單螺嵌巖短螺旋鉆頭鉆進(jìn)。碰到大漂石或堅(jiān)硬基巖，則下