旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用及功效比較
 
[摘  要] 簡(jiǎn)略分析旋挖鉆機(jī)的性能特點(diǎn)及應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)際著重闡述旋挖鉆機(jī)與回旋鉆機(jī)在性能、工藝、經(jīng)濟(jì)上的比較。
[關(guān)鍵詞]  旋挖鉆機(jī)  應(yīng)用  優(yōu)勢(shì)
隨著建筑基礎(chǔ)的飛速發(fā)展，旋挖鉆機(jī)由其自身的施工速度快、成孔質(zhì)量高、環(huán)境污染小、操作靈活方便、安全性能高、適用性強(qiáng)的特點(diǎn)，使其廣泛運(yùn)用于建筑基礎(chǔ)工程的成孔作業(yè)中，尤其在公路工程作業(yè)中的現(xiàn)澆混凝土鉆孔灌注樁，旋挖鉆機(jī)已逐步闖入回旋鉆機(jī)的市場(chǎng)。下面就借助于昆安高速公路明波立交橋的旋挖施工灌注樁，淺談旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用及功效的比較，
一、旋挖鉆機(jī)的應(yīng)用
混凝土質(zhì)量的改善，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的完善，灌注樁承載能力的提高，以及城市環(huán)境法規(guī)的嚴(yán)格執(zhí)行，混凝土灌注樁幾乎取代了其它基礎(chǔ)，而成為應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外成孔作業(yè)中各種鉆孔機(jī)（回旋鉆，旋挖鉆機(jī)，全套管）的比例也之絕然不同，在國(guó)外大直徑混凝土灌注樁施工中，旋挖鉆機(jī)一般占2/3以上，反循環(huán)鉆機(jī)在歐洲市場(chǎng)幾乎不再使用，而國(guó)內(nèi)鉆孔機(jī)產(chǎn)品中回旋鉆機(jī)的產(chǎn)量占近90%，云南回旋鉆機(jī)占近92%，而昆安高速公路除了明波立交橋引進(jìn)了兩臺(tái)旋挖鉆機(jī)外，其余基本都用回旋鉆機(jī)成孔（局部點(diǎn)采用沖擊鉆）。
旋挖鉆機(jī)一般適用于粘土、粉土、砂土、淤泥質(zhì)土，人工回填含有部分卵石，碎石的地層，對(duì)具有大扭矩動(dòng)力頭的旋挖鉆，可以適應(yīng)微風(fēng)化巖層的施工，目前旋挖鉆機(jī)的最大鉆孔直徑為3.0米，最大鉆孔深度達(dá)120米，但通常旋挖鉆機(jī)適合的深度為50～60米以內(nèi)，鉆孔直徑在2米以內(nèi)。由于旋挖鉆機(jī)受施工地層的制約，在硬巖層、較致密的卵礫石、孤石層施工比較困難，并容易發(fā)生孔內(nèi)事故和機(jī)械事故，體現(xiàn)不出旋挖鉆進(jìn)的優(yōu)越性。由于我國(guó)大量的公路橋梁、鐵路、水利、城市建設(shè)等工程，旋挖鉆機(jī)潛在的巨大市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)，但由于我國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)狀況差異較大，經(jīng)濟(jì)狀況不同，其它樁工機(jī)械和鉆孔設(shè)備仍然存在著發(fā)展空間。
昆安高速公路二合同明波立交橋基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，樁徑2.0～2.5米，樁長(zhǎng)70～85米，地質(zhì)評(píng)估中泥炭土分布較廣，性質(zhì)較差，下部砂層分布較廣較厚承壓水問題突出，40米深度范圍內(nèi)以軟塑狀粘土或松散、精密飽和狀砂性土為主，可塑狀褐色、黑色泥炭土層位較穩(wěn)定，40～60米以中密潮濕～飽和狀粉細(xì)砂土為主，60～80米以硬塑狀亞粘土為主，土質(zhì)較均勻厚度較大。上述地質(zhì)還是比較適合于旋挖鉆機(jī)施工，但從實(shí)際考慮，公司還是以回旋鉆機(jī)為主導(dǎo)地位，并嘗試引進(jìn)旋挖鉆機(jī)，其型號(hào)為意大利MAIT—HR240型，通過實(shí)際的施工，真正體會(huì)到旋挖鉆機(jī)的優(yōu)越性，無論從性能優(yōu)勢(shì)、工藝優(yōu)勢(shì)，還是經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)上均讓回旋鉆機(jī)無法相比，

二、旋挖鉆機(jī)的功效比較
1、旋機(jī)鉆機(jī)的性能相比，
（1）工作效率高：一般傳統(tǒng)的鉆機(jī)的移動(dòng)方式都有要依賴其他輔助機(jī)械，旋挖鉆機(jī)在這方面就體現(xiàn)出其明顯的優(yōu)勢(shì)，一方面旋挖鉆機(jī)可履帶自動(dòng)行走，樁位之間的移位較為方便，樁位對(duì)位快速、準(zhǔn)確；另一方面，鉆桿自動(dòng)伸縮，在鉆進(jìn)過程中也不用裝拆鉆桿，自動(dòng)化程度高。本合同在施工時(shí)采用回旋鉆機(jī)與旋挖鉆機(jī)，在回旋鉆機(jī)施工時(shí)，無論從施工準(zhǔn)備上及操作上較旋挖鉆機(jī)繁鎖。回旋鉆機(jī)移動(dòng)樁位時(shí)要么通過吊車，要么借助拖運(yùn)車，同時(shí)對(duì)位只能通過傳統(tǒng)的水平調(diào)整及中心調(diào)位進(jìn)行控制。通過在昆安線實(shí)際統(tǒng)計(jì)相臨兩墩間（跨徑25米）回旋鉆機(jī)的移位需要時(shí)間總計(jì)為6.5個(gè)小時(shí)左右，（從移位～可以開鉆的正常時(shí)間），而旋挖鉆機(jī)一般只須要15分鐘左右，這樣勢(shì)必縮短了樁基施工的輔助工作時(shí)間，工作臺(tái)班效率明顯增加，從而提高工作作業(yè)時(shí)間。
（2）準(zhǔn)確性高：旋挖鉆機(jī)采用的是 “總功率變量十恒動(dòng)變量十負(fù)荷傳感糸統(tǒng)十電液伺服控制，鉆機(jī)可根據(jù)地層軟硬程度自動(dòng)調(diào)整扭矩及鉆速比例，而不必依賴操作機(jī)手的經(jīng)驗(yàn)；鉆機(jī)底盤可伸縮及帶有自動(dòng)整平裝置，并可使鉆機(jī)實(shí)現(xiàn)“微動(dòng)，在駕駛室內(nèi)裝有桅桿垂直度儀，鉆塔垂直度及鉆孔深度，均由電腦控制，使鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中具有非常高的準(zhǔn)確性，同時(shí)操作人員可隨時(shí)了解鉆機(jī)平穩(wěn)狀況，能有效保證鉆孔的垂直度，從而提高成孔質(zhì)量，這些都是回旋鉆機(jī)無法達(dá)到的水準(zhǔn)要求。
（3）場(chǎng)地適應(yīng)性好：該點(diǎn)優(yōu)勢(shì)在昆安線為突出，明波橋位于昆明市區(qū)，從施工場(chǎng)地，動(dòng)力設(shè)施上都略差于野外施工，一方面城市的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)使電壓不能穩(wěn)定工作，同時(shí)必須保證車輛的通行，從而使施工場(chǎng)地變得狹窄，這些受限條件正體現(xiàn)出旋挖鉆機(jī)的優(yōu)勢(shì)。首先旋挖鉆機(jī)所需的動(dòng)力由其本身所帶的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供,無須現(xiàn)場(chǎng)提供大容量的變配電設(shè)施,其次從施工場(chǎng)地來講,不需要提供較大的工作而就工作。
2、旋挖成孔的工藝優(yōu)勢(shì)
(1)環(huán)保效果明顯：目前的傳統(tǒng)鉆機(jī)在鉆進(jìn)過程中多采用泥漿循環(huán)方式，雖然泥漿在池中經(jīng)過一段時(shí)間的沉淀,但渣土中仍有大量泥漿,這給棄渣的動(dòng)輸、存放、清理帶來很大麻煩，尤其是隨著環(huán)保對(duì)城市建軍設(shè)越加嚴(yán)格，故此回旋鉆機(jī)在城市施工將面臨更大危機(jī)。而旋挖鉆機(jī)采用動(dòng)力頭形式,利用強(qiáng)大的扭矩直接將土或砂礫等鉆渣旋轉(zhuǎn)挖掘，然后快速提出孔外，在不需要泥漿支護(hù)的情況下可實(shí)現(xiàn)施工,即便在昆安施工中需要泥漿護(hù)壁的情況下,泥漿也只是起到支護(hù)的作用,而且泥漿含量相當(dāng)?shù)?稠度1：1)這使污染源大大減少,進(jìn)而降低了施工成本,也改善了施工環(huán)境，特別在昆安線中,該點(diǎn)非常重要。
(2)成孔效率高：由于回旋鉆機(jī)的自重有限,而又不可能給鉆頭施加更大的壓力,只能慢慢的在自重的壓力下慢慢施磨，而旋挖機(jī)由于采用動(dòng)力頭裝置，動(dòng)力頭的給進(jìn)力加上鉆桿的重量,因此鉆進(jìn)能力強(qiáng)。在昆安明波橋施工中，對(duì)于樁長(zhǎng)85米樁徑2.2 米的回旋鉆孔灌注樁，從開始到成孔正常情況下需要6天左右,而本合同引進(jìn)的意大利MAIT-HR240旋挖鉆機(jī)正常鉆進(jìn)只需要18個(gè)小時(shí),
(3)可增加灌注樁的承載能力：在旋挖鉆機(jī)成孔中,它僅需要靜壓泥漿作護(hù)壁，所采用的泥漿一般用膨潤(rùn)土、土堿、纖維素等配量，在孔壁不形成厚的泥皮，此外由于鉆頭的多次上下往返,使孔壁粗糙不易產(chǎn)生縮徑，成孔更為規(guī)則。而回旋鉆機(jī)施工,一方面泥漿的制作上隨意性大，隨著孔內(nèi)泥漿的變質(zhì)、變稠易產(chǎn)生孔壁泥皮,同時(shí)易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,用旋挖鉆機(jī)成孔的灌注樁比預(yù)估的樁基承載力可提高20%。
3、旋挖鉆孔灌注樁的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),
根據(jù)昆安明波立交橋采用兩種不同的施工設(shè)備,施工同一性質(zhì)的鉆孔樁,并進(jìn)行了對(duì)比,得出了表中如下結(jié)論以作為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)對(duì)比：
旋挖鉆機(jī)與回旋鉆機(jī)成孔對(duì)比表

比較項(xiàng)目	旋挖鉆機(jī)成孔	回旋鉆機(jī)成孔	對(duì)比結(jié)果
環(huán)境效益	渣土和泥漿量為樁孔體積的1.05～1.1倍費(fèi)用：98.6元/m	渣土和泥漿量大約為樁孔體積的2.5～3.0倍, 費(fèi)用：190元/m	環(huán)境效益節(jié)約費(fèi)用91.4元/m
人 工	每臺(tái)鉆機(jī)一般配備3人，每天一棵樁，折合費(fèi)用1.06元/米	每臺(tái)鉆機(jī)一般配6人，6天成孔一棵樁，折合費(fèi)用12.6元/米	人工費(fèi)可降低91%
機(jī)械費(fèi)用	租賃費(fèi)6500元/天,折算后為:76.5元/m	租賃費(fèi)950元/天折算后為:67元/m	機(jī)械費(fèi)略高12%
混凝土	混凝土消耗量4.06m3/m	混凝土消耗量4.18m3/m	混凝土節(jié)約3/m
直接費(fèi)用	全部費(fèi)用約1373元/m	全部費(fèi)用約1503元/m	費(fèi)用降低8.6%
工期	每根樁成孔時(shí)間 18～20小時(shí)	每根樁成孔時(shí)間 6～7天	工期縮短 80～86%

總結(jié)以上的分析，旋挖鉆機(jī)無論在性能上、工藝上還是在經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)上都勝過傳統(tǒng)的鉆機(jī)（回旋鉆機(jī)）。