1.
旋挖鉆機施工概述。
旋挖鉆機是一種用于建筑基礎工程成孔作業的樁工機械，具有施工速度快、成孔質量好、環境污染小、操作靈活方便、穩定性能高、適用性強等優點。它已成為鉆孔灌注樁施工的主要成孔設備。
旋挖鉆機是一種高度集成的樁基施工機械，起源于國外礦山機械，采用一體化設計。履帶式360°旋轉底盤和桅桿鉆桿一般為全液壓系統。特有桶形鉆頭直接取土出渣，無需連接長鉆桿，鉆孔時孔口注漿以保持孔內泥漿高度，可大大縮短成孔時間。由于自動垂直度控制和自動回位控制，可以保證成孔的垂直度和孔位。桶鉆取土過程中對孔壁的擾動較小，桶鉆周圍設有溢漿孔，溢出泥漿可起到護壁作用。對具有大扭矩動力頭和自動內鎖伸縮鉆桿的
旋挖鉆機，可適應我國大部分地區的土壤地質條件，包括淤泥層、粘性土、土壤、粉質土、(泥)砂層、卵礫石、卵(漂)石層、強風化巖層、凍土、風化基巖等。目前，
旋挖鉆機的大施工孔徑為4.0m，深度為90m。
2.巖石特性和巖石破碎理論。
2.1巖石特性。
巖石是巖塊和巖體的總稱，是各向異性、非均質、不連續的物質。大多數巖石在常溫常壓下是脆性材料，但隨著壓力和溫度的增加，巖石的強度會從脆性轉變為韌性。
巖石的強度是指巖體在外部載荷下抵抗變形的能力。巖石的強度一般用單軸抗壓強度、抗拉強度和抗剪強度來表示，其中抗剪強度和抗壓強度是確定巖石工程穩定性的主要因素。
當巖石在沒有圍壓的情況下被縱向壓力壓縮時，單位面積上的載荷稱為單軸抗壓強度?？辜魪姸仁侵笌r石在外力作用下達到破壞時的極點剪應力。庫倫納維標準通過大量實驗證明，巖石在受壓時會表現出極點的抗破壞能力，而巖石的抗剪強度極點只有抗壓強度極點的10%左右。下表列出了常見巖石不同強度的對比關系。
巖石性質。
巖石強度在不同載荷方式下的相對值。
巖石的強度受加載速度的影響也很明顯，主要表現在隨著加載速度的增加，巖石的強度會大大提高。但目前一般認為，當鉆具沖擊巖石的速度不超過5m/s時，巖石的力學性能不會發生本質性變化。
2.2巖石破碎。
目前，巖石破碎的主要方法有三種:沖擊破巖、磨削破巖和切割入巖。
沖擊破巖:根據理論分析，只有當作用在巖石上的壓力超過巖石單軸抗壓強度極點的30%~50%時，巖石才能成功破碎。因此，在壓力達到巖石破碎強度極點之前，可以通過鉆具與巖石的多次沖擊，使巖石產生裂紋，降低其強度。當巖石強度降低到某個程度時，可以實現巖石破碎。沖擊錘是目前常用的設備。
磨削破巖:在較小的壓力載荷下，通過旋轉鉆具與巖石接觸產生的摩擦力造成巖石損壞(這種方法實際上是一種磨削作用)。這種方法巖石破碎速度慢，巖石破碎顆粒細，鉆具磨損嚴重。目前市場上常用的設備是正(反)循環鉆。
剪切破巖：根據庫倫-納維標準，巖石的抗剪強度極點僅為抗壓強度極點的10%左右，因此用剪切法破碎巖石是有用的。以旋轉鉆進為主要方法的施工設備，如果在鉆進的同時在鉆具上實現壓力加載，使鉆具截齒切入巖石(旋轉鉆機進行硬巖施工時，以配套截齒鉆進為主)，可以在旋轉扭矩的作用下實現巖石的剪切和破碎。
旋挖鉆機根據巖石剪切破碎的條件，具備巖石剪切破碎的基本條件。在加壓載荷的作用下，
旋挖鉆機的鉆具可以通過動力頭的驅動來切割破巖。加壓系統的加壓力通過鉆桿傳遞，使鉆具截齒切入巖土，利用鉆具旋轉產生的扭矩對巖石進行剪切和破碎。
三、
旋挖鉆機的入巖原理。
3.1旋挖鉆機破巖的原理是：通過加壓將鉆具截齒壓入巖石，在強力頭輸出扭矩的作用下，使巖石產生剪切破碎。旋挖鉆機在施工過程中，通過動力頭的旋轉驅動鉆桿，帶動鉆具旋轉。在加壓載荷和旋轉扭矩的作用下，鉆具與巖石的接觸面之間會產生剪切力，從而實現切割破巖。
鉆桿上通常有三到四個鎖點，每個鉆桿可以通過機器鎖點鎖定，加壓力全部傳遞給鉆具。加壓載荷傳遞效率高，能在鉆具與巖體之間產生較大的剪切力，實現硬巖的鉆入。
3.2鉆具截齒布置合理。
從巖石剪切破碎的原理可以看出，旋挖鉆機剪切破巖時，鉆具的截齒不僅受到鉆具旋轉時的運行阻力，還受到加壓載荷的壓入阻力。在相同加壓載荷的作用下，如果減小截齒的切入角度，將截齒從線接觸或面接觸改為點接觸，鉆具與巖體的接觸面積可以大大降低，截齒切入巖石的能力可以提高。通過對大量試驗數據的分析，斗齒的切入角度應稍大，以45~60°為宜；鉆入較硬的地層(花崗巖層)時，斗齒的切入角度應稍小，以25~45°為宜。
截齒布置類型。
四、結束語。
旋挖鉆機廠家根據土層鉆入淤泥層、粘土、土壤、粉末土壤、(泥)砂層時，用普通鉆具抓斗進行旋挖作業，遇到卵(漂)石層、強風化巖層、凍土、風化基巖等地層時，用金剛石截齒鉆具切割鉆入。鉆孔進入設計孔深后，取下金剛石截齒鉆具，換成可閉合的抓斗進行碎石抓取，直到達到設計沉渣厚度，才能完成鉆孔任務。
樁基是目前各種工程中常用的重要基礎形式之一，其中鉆孔灌注樁因其施工工藝成熟、穩定性高、地層適應性強而被廣泛應用于高層建筑和大中型橋梁工程施工中。但由于傳統的鉆機主要是旋轉循環鉆機和沖壓鉆機，由于鉆機本身的結構特點和施工工藝特點，鉆入速度慢，施工過程中循環泥漿和噪聲污染大。近年來，在許多工期緊、環境保護要求高的城市重要建筑施工中，一種新型鉆機——旋挖鉆機正在逐步取代傳統鉆機，在高層、高頂層建筑等基礎工程施工中發揮著重要作用。因此，我們選擇旋挖鉆機作為本工程各種樁的鉆具。
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