旋挖鉆頭的選配與使用

旋挖鉆進施工是在我國近期迅速發展起來的先進的樁工施工工法，旋挖鉆機施工具有高效、低噪、環保、成孔質量高、機械化程度高等諸多特點，旋挖鉆機是這種工法的執行者，無論是國外產品還是國產設備結構形式和工作原理大同小異，但所施工的地層千差萬別，施工具體的技術要求又各有不同，所以只有通過選擇不同鉆頭來滿足上述的要求，科學地選擇鉆頭及合理的使用鉆頭，在一定程度上能豐富旋挖鉆機的施工工藝，拓寬旋挖鉆機的施工領域。

　　影響旋挖鉆頭選用的因素很多，概括起來主要有三個方面：地層情況；鉆機功能；孔深、孔徑、沉碴厚度、護壁措施等具體要求。
　　1、目前常見旋挖鉆頭的分類
　　常見的旋挖鉆頭有螺旋鉆頭、旋挖斗、筒式取芯鉆頭、擴底鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭和液壓抓斗，下面逐類簡單介紹。
　　1、1 螺旋鉆頭
　　（1）錐形：雙頭雙螺，適用于堅硬基巖。雙頭單螺，適用于風化基巖、卵石、含冰凍土等。以上鉆頭配裝各種截齒，通過齒型、螺距、螺旋升角的變化又可派生出很多類型的鉆頭。
　　（2）直螺旋鉆頭：
　　a、斗齒直螺
雙頭雙螺，適用于砂土，膠結差的小直徑礫石層；雙頭單螺，適用于砂土、土層；單頭單螺，適用于膠結差的大直徑卵石，粘性土及硬膠泥。
　　b、截齒直螺：有雙螺、三螺和四螺，適用于是硬基巖或卵礫石。
　　1、2 旋挖鉆斗
　　按所裝齒可分為截齒鉆斗和斗齒鉆斗；按底板數量可分為雙層底斗和單層底斗；按開門數量可分為雙開門斗和單開門斗；按桶的錐度可分為錐桶鉆斗和直桶鉆斗；按低板形狀可分為鍋底鉆斗和平底鉆斗。以上結構形式相互組合，再加上是否帶通氣孔、開門機構的變化，可以組合出幾十種旋挖鉆斗。一般來說雙層底鉆斗適用地層范圍較寬，單層底的只適用于粘性較強的土層，雙門鉆斗適用地層范圍較寬，單門鉆斗只是用于大直徑的卵石及硬膠泥。
　　1、3 筒式取芯鉆頭
　　目前常見的有兩種：截齒筒鉆（適用于中硬基巖和卵礫石），牙輪筒鉆（適用于堅硬基巖和大漂石）。在筒式取芯鉆的兩大類鉆頭中，又帶取芯裝置和不帶取芯裝置之分，主要取決于取芯的難度。因為牙輪取芯鉆頭主要用于硬巖鉆進，且鉆取的環狀面積大，如果有條件的還可以通在在鉆頭部分加裝反循環鉆進，以提高鉆進效率。
　　1、4 擴底鉆頭
　　在樁徑不增大樁深不增加的基礎上，為了提高單樁的承載力，設計部門往往通過擴底樁來實現，旋挖鉆機施工擴底是無需任何改動就可施工，只需選用擴底鉆頭即可。擴底鉆頭常用的以機械式為主，這種鉆頭使用和維護都比較簡單，有上開式和下開式的，張開機構一般為四連桿的，用于土層、強風、中風化地層甚至堅硬基巖。由于旋挖鉆進是非循環鉆進，擴底完成后用清渣桶清渣即可。
　　1、5 沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭
　　在鉆進大直徑卵石、大漂石和堅硬基巖，使用沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭配合旋挖鉆進特別有效，這類鉆頭的使用是通過旋挖機副鉤吊掛來作業，因為要有沖擊作用，所以要求副鉤具有自由放繩功能效果才能更好。
　　1、6 液壓抓斗
　　目前連續墻和防滲墻的施工工程日趨見多，如果對旋挖鉆機稍作改動就可作業，液壓抓斗的開閉是通過液壓來驅動的，液壓抓斗上只有一根油缸，所以只需進出兩個油管，一個控制閥即可。
　　2、根據地質情況選用鉆頭
　　旋挖鉆機主要的功能是在地表形成孔槽，工作對象是巖石，由于所施工的樁孔深度較淺，巖石經過構造運動、自然界的機械和化學的作用，結構、粒度、孔隙率、膠結狀況、產狀、抗壓強度等發生了復雜的變化，加上我國幅原遼闊，所以旋挖鉆機工作的對象是特別復雜的。歸納起來有以下幾類。
　　按巖性分（常見）為泥頁巖、砂巖、灰巖、花崗巖等；按成因分巖漿巖、沉積巖、變質巖；按力學特性分為堅固、塑性和松散。那么如何根據地層情況來選用鉆頭呢？下面分類介紹。
　　（1）粘土：選用單層底的旋挖鉆斗，如果直徑偏小可采用兩瓣斗或帶卸土板的鉆斗。
　　（2）淤泥、粘性不強土層、砂土、膠結較差粒徑較小的卵石層，可配用雙層底的鉆挖鉆斗。
　　（3）硬膠泥：選用單進土口的（單雙底皆可）旋挖鉆斗，或斗齒直螺。
　　（4）凍土層：含冰量少的可用斗齒直形螺鉆斗和旋挖鉆斗，含冰量大的可用錐形螺旋鉆頭，需要說明的是，螺旋鉆頭用于土層（除淤泥外）皆有效，但一定有在沒有地下水的情況下使用，以免產生抽吸作用造成卡死。
　　（5）膠結好的卵礫石和強風化巖石：需要配備錐形螺旋鉆頭和雙層底的旋挖鉆斗（粒徑較大的用單口，粒徑小的用雙口）
　　（6）中風基巖：配備截齒筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗，或者截齒直形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗。
　　（7）微風化基巖：配備牙輪筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗如果直徑偏大還要采取分級鉆進工藝。
　　3、根據旋挖鉆機的功能來選擇鉆頭
　　如果旋挖鉆機具有做連續的功能，可以選配液抓斗或雙輪銑進行連續施工。如果副卷揚有自動放繩功能，可選擇沖擊鉆頭和沖抓鉆頭鉆進大直徑卵石或漂石。如果配備有氣室和水龍頭可進行氣液鉆進。如果配備有雙動力頭或搓管機的可進套管鉆進，這是解決流砂、破碎卵礫石、淤泥層的有效工法。
　　4、根據其他一些因素選用鉆頭
　　如果沉碴厚度要求比較嚴格或在進行擴底鉆進時，需要配備專門的清碴斗。在進管套鉆進時，鉆頭與套管的間隙小，為了防止鉆頭掛碰套管和減少抽吸作用，選配鉆頭時應帶有通氣孔，鉆頭上配帶有導向裝置，開合裝置盡量靠近鉆頭中心，最好是機手一體的。還可以通過選用組合形式的鉆頭來解決這一特殊問題。 旋挖鉆進施工是在我國近期迅速發展起來的先進的樁工施工工法，旋挖鉆機施工具有高效、低噪、環保、成孔質量高、機械化程度高等諸多特點，旋挖鉆機是這種工法的執行者，無論是國外產品還是國產設備結構形式和工作原理大同小異，但所施工的地層千差萬別，施工具體的技術要求又各有不同，所以只有通過選擇不同鉆頭來滿足上述的要求，科學地選擇鉆頭及合理的使用鉆頭，在一定程度上能豐富旋挖鉆機的施工工藝，拓寬旋挖鉆機的施工領域。
　　影響旋挖鉆頭選用的因素很多，概括起來主要有三個方面：地層情況；鉆機功能；孔深、孔徑、沉碴厚度、護壁措施等具體要求。
　　1、目前常見旋挖鉆頭的分類
　　常見的旋挖鉆頭有螺旋鉆頭、旋挖斗、筒式取芯鉆頭、擴底鉆頭、沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭和液壓抓斗，下面逐類簡單介紹。
　　1、1 螺旋鉆頭
　　（1）錐形：雙頭雙螺，適用于堅硬基巖。雙頭單螺，適用于風化基巖、卵石、含冰凍土等。以上鉆頭配裝各種截齒，通過齒型、螺距、螺旋升角的變化又可派生出很多類型的鉆頭。
　　（2）直螺旋鉆頭：
　　a、斗齒直螺
雙頭雙螺，適用于砂土，膠結差的小直徑礫石層；雙頭單螺，適用于砂土、土層；單頭單螺，適用于膠結差的大直徑卵石，粘性土及硬膠泥。
　　b、截齒直螺：有雙螺、三螺和四螺，適用于是硬基巖或卵礫石。
　　1、2 旋挖鉆斗
　　按所裝齒可分為截齒鉆斗和斗齒鉆斗；按底板數量可分為雙層底斗和單層底斗；按開門數量可分為雙開門斗和單開門斗；按桶的錐度可分為錐桶鉆斗和直桶鉆斗；按低板形狀可分為鍋底鉆斗和平底鉆斗。以上結構形式相互組合，再加上是否帶通氣孔、開門機構的變化，可以組合出幾十種旋挖鉆斗。一般來說雙層底鉆斗適用地層范圍較寬，單層底的只適用于粘性較強的土層，雙門鉆斗適用地層范圍較寬，單門鉆斗只是用于大直徑的卵石及硬膠泥。
　　1、3 筒式取芯鉆頭
　　目前常見的有兩種：截齒筒鉆（適用于中硬基巖和卵礫石），牙輪筒鉆（適用于堅硬基巖和大漂石）。在筒式取芯鉆的兩大類鉆頭中，又帶取芯裝置和不帶取芯裝置之分，主要取決于取芯的難度。因為牙輪取芯鉆頭主要用于硬巖鉆進，且鉆取的環狀面積大，如果有條件的還可以通在在鉆頭部分加裝反循環鉆進，以提高鉆進效率。
　　1、4 擴底鉆頭
　　在樁徑不增大樁深不增加的基礎上，為了提高單樁的承載力，設計部門往往通過擴底樁來實現，旋挖鉆機施工擴底是無需任何改動就可施工，只需選用擴底鉆頭即可。擴底鉆頭常用的以機械式為主，這種鉆頭使用和維護都比較簡單，有上開式和下開式的，張開機構一般為四連桿的，用于土層、強風、中風化地層甚至堅硬基巖。由于旋挖鉆進是非循環鉆進，擴底完成后用清渣桶清渣即可。
　　1、5 沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭
　　在鉆進大直徑卵石、大漂石和堅硬基巖，使用沖擊鉆頭、沖抓錐鉆頭配合旋挖鉆進特別有效，這類鉆頭的使用是通過旋挖機副鉤吊掛來作業，因為要有沖擊作用，所以要求副鉤具有自由放繩功能效果才能更好。
　　1、6 液壓抓斗
　　目前連續墻和防滲墻的施工工程日趨見多，如果對旋挖鉆機稍作改動就可作業，液壓抓斗的開閉是通過液壓來驅動的，液壓抓斗上只有一根油缸，所以只需進出兩個油管，一個控制閥即可。
　　2、根據地質情況選用鉆頭
　　旋挖鉆機主要的功能是在地表形成孔槽，工作對象是巖石，由于所施工的樁孔深度較淺，巖石經過構造運動、自然界的機械和化學的作用，結構、粒度、孔隙率、膠結狀況、產狀、抗壓強度等發生了復雜的變化，加上我國幅原遼闊，所以旋挖鉆機工作的對象是特別復雜的。歸納起來有以下幾類。
　　按巖性分（常見）為泥頁巖、砂巖、灰巖、花崗巖等；按成因分巖漿巖、沉積巖、變質巖；按力學特性分為堅固、塑性和松散。那么如何根據地層情況來選用鉆頭呢？下面分類介紹。
　　（1）粘土：選用單層底的旋挖鉆斗，如果直徑偏小可采用兩瓣斗或帶卸土板的鉆斗。
　　（2）淤泥、粘性不強土層、砂土、膠結較差粒徑較小的卵石層，可配用雙層底的鉆挖鉆斗。
　　（3）硬膠泥：選用單進土口的（單雙底皆可）旋挖鉆斗，或斗齒直螺。
　　（4）凍土層：含冰量少的可用斗齒直形螺鉆斗和旋挖鉆斗，含冰量大的可用錐形螺旋鉆頭，需要說明的是，螺旋鉆頭用于土層（除淤泥外）皆有效，但一定有在沒有地下水的情況下使用，以免產生抽吸作用造成卡死。
　　（5）膠結好的卵礫石和強風化巖石：需要配備錐形螺旋鉆頭和雙層底的旋挖鉆斗（粒徑較大的用單口，粒徑小的用雙口）
　　（6）中風基巖：配備截齒筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗，或者截齒直形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗。
　　（7）微風化基巖：配備牙輪筒式取心鉆頭--錐形螺旋鉆頭--雙層底的旋挖鉆斗如果直徑偏大還要采取分級鉆進工藝。
　　3、根據旋挖鉆機的功能來選擇鉆頭
　　如果旋挖鉆機具有做連續的功能，可以選配液抓斗或雙輪銑進行連續施工。如果副卷揚有自動放繩功能，可選擇沖擊鉆頭和沖抓鉆頭鉆進大直徑卵石或漂石。如果配備有氣室和水龍頭可進行氣液鉆進。如果配備有雙動力頭或搓管機的可進套管鉆進，這是解決流砂、破碎卵礫石、淤泥層的有效工法。
　　4、根據其他一些因素選用鉆頭
　　如果沉碴厚度要求比較嚴格或在進行擴底鉆進時，需要配備專門的清碴斗。在進管套鉆進時，鉆頭與套管的間隙小，為了防止鉆頭掛碰套管和減少抽吸作用，選配鉆頭時應帶有通氣孔，鉆頭上配帶有導向裝置，開合裝置盡量靠近鉆頭中心，最好是機手一體的。還可以通過選用組合形式的鉆頭來解決這一特殊問題。