人工挖孔桩是指用人力或小型电动工具开挖桩基坑土石方，现场浇筑的钢筋混凝土端承桩。这类桩由于人工开挖成孔混凝土灌注桩施工具有施工操作工艺简单、施工方便、不需要大型机械设备、能同时进行多桩施工、单桩承载力高、可直接检查桩外形尺寸和直观确认地质情况、受力性能可靠、抗震能力强、施工质量容易保证等优势，一直是重庆地区灌注桩传统的成孔形式。但人工挖孔桩施工的特点是作业人员须下井，在桩孔内作业，孔内人员作业时的人身安全问题较为严峻，存在许多不安全的因素和隐患，且施工作业因流沙、渗水塌方、有害气体、高处坠物、触电而造成的人员伤亡重大安全事故时有发生，施工安全管理的难度大。因而限制和淘汰这种相对落后的施工技术，推广普及高效安全的桩基机械成孔施工技术是建设行业迫在眉睫的任务。由于重庆地区地质复杂使常规钻机难以适应，且机械成孔造价较高、泥浆污染等原因，故常规的机械成孔工艺推广应用工作进度缓慢。近几年随着大功率旋挖钻机在重庆地区的应用，逐步解决了钻挖坚硬岩层的困难，并凭借施工速度快、环境污染小、操作灵活方便、安全性能高及适用性强等诸多优势，逐渐被建设各方认可和接受，了解和掌握该工艺的优势和缺点并充分发挥其所长，将是进一步取代人工挖孔技术的关键。

 

　　一、旋挖钻机性能优势

 

　　1、自动化程度高

 

　　传统钻机的移动方式为牵引、平台式、滑撬式等，桩位之间移动不方便或需要依赖其他辅助机械，搭设方便。旋挖钻机采用液压履带式伸缩底盘，自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直度自动检测、调整、孔深数码显示等，是新型全液压钻孔机械。

 

　　2、工作效率高

 

　　旋挖钻机在功效方面具有明显的优势，具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高、环保等特点，配合不同钻具，适应多种地质条件。旋挖钻机配置有可自动行走的履带式底盘、履带自动行走、桩位之间移动方便、定位快速、准确。利用钻机的动力下井口护筒，钻杆自动伸缩，钻进过程中也不用装、拆钻杆；自动化程度高，缩短了桩基成孔施工的辅助工作时间，工作效率明显提高。

 

　　3、省电

 

　　该机自带动力，是以柴油作为燃料，不需要用电，因此在电不足的地方照样可施工，这就大大提高了它的适用性。

 

　　4、需要的辅助人员少

 

　　一人操作一人辅助即可。

 

　　5、定位速度快且准确度高

 

　　开孔前通过人工指挥钻头中心对正桩位，由操作手在驾驶事内利用先进的电予设备就可以精确地实现对位。

 

　　二、旋挖钻机成孔施工工艺的优势

 

　　1、适用范围广

 

　　旋挖钻机比传统钻机的适应性更广泛。在硬土岩石地层，由于传统钻机的自重有限，不可能给钻头施加更大的进给压力，只能慢慢地磨。而旋挖钻机由于采用动力头装置，动力头的给进力加上钻杆的重量，因此，钻进能力强。大型的旋挖钻机能施工2.8m直径的圆桩，成孔深度能达到6O-70m，能基本满足重庆地区桩基的成孔直径和深度要求。虽然人工成孔也能施工大直径的桩孔。但成孔深度超过一定深度后，施工效率降低．安全隐患增加，施工管理难度增大。

 

　　2、成孔效率及安全性提高

 

　　在适宜的地质条件下，一台旋挖钻机的钻进效率可达100～150m/d，且旋挖钻机成孔受常规天气变化等外界因素的影响也较小，一般只要不出现中雨及以上或7级及以上的大风天气，施工基本不受影响。而传统的人工挖孔工艺一般挖孔工人2人为一组配合作业．通常的施工效率为1～3m3／d，远远低于旋挖钻机成孔的效率，且受天气、护壁混凝土养护条件等因素的影响很大。目前．人工挖孔桩施工效率的提高主要靠增加工人数量，多开工作面来实现。但随着工人的增多，也增加施工现场的安全隐患，这使得安全管理难度也加大。

 

　　3、环保效果明显

 

　　传统钻机是钻头将孔内的土或沙砾搅动，由泥浆泵注入(正循环)或吸出(反循环)泥浆，带动泥浆循环将钻渣带出孔外，钻渣泥浆的混合物经过沉淀后，泥浆又回到孔内，不断地循环，钻渣不断被带到地面。尽管经过一段时间的沉淀，但渣土中仍有大量泥浆，这给弃渣的运输、沉淀及清理，带来很大的麻烦。而旋转挖机采用动力头形式，其工作原理是用短螺旋钻头，利用强大的扭矩直接将土或沙砾等钻渣旋转挖掘，然后快速提出孔外，在不要泥浆支护的情况下可实现干法施工，即使在特殊地层需要泥浆护壁的情况下泥浆也只起支护作用，这使污染源大大减少，进而降低了施工成本，也改善了施工环境，尤其在城市施工中，这一优势非常明显。

 

　　三、旋挖钻机成孔施工工艺的存在的不足

 

　　1、桩底沉渣控制问题

 

　　旋挖成孔采用泥浆护壁、水下作业时，井底沉渣主要靠水下浇筑混凝土时挤排出去，桩底沉渣的控制是施工的关键控制环节之一，施工控制不严格或技术要求不高，将很难达《建筑桩基技术规范》JGJ94～2008：孔底沉渣厚度不应大于50mm的要求。桩底沉渣清理不充分，将影响基桩承载力。这其中既有施工操作人员对桩孔中沉渣厚度对成桩承载力影响缺乏认识，导致相关人员对沉渣厚度的控制不够重视外，也与设备操作人员的熟练程度有关系。而人工开挖成孔桩由于采用干作业，桩底沉渣的清理将远远优于旋挖钻机成孔工艺，因此理论上说，旋挖钻机成孔灌注桩的单桩承载力肯定会比人工开挖成孔灌注桩的单桩承载力有所降低。

 

　　2、相关技术标准体系不够完善

 

　　由于旋挖钻机的推广应用时间较短，还缺乏相应的工艺标准和旋挖钻机施工技术规范，缺乏系统的工法研究，缺少相应的技术资料和从业人员技能培训有待深入。建议完善技术支撑体系，通过项目试点、示范，总结经验，建立切合重庆地区地理环境和地质条件的旋挖钻孔施工技术应用地方标准、质量验收规程；进一步加强相应的设备和工法的研发，形成从基础理论研究、设备研发制造、工程应用技术集成及实施、推广的完整体系，为促进旋挖钻机成孔技术的应用提供强有力的技术支撑；加强技术培训提高从业人员能力，通过有计划、分层次地对建设行业从业人员的技术和管理人员进行应用知识和有关技术的培训，提高从业人员的专业素质，培养一批高素质的技术和管理人才，为旋挖成孔技术应用提供人才保障。

 

　　综上所述，旋挖钻机成孔工艺有着适用范围广、安全环保、工作效率高、降低作业人员劳动强度等方面的优势，在重庆大部分地区推广使用旋挖钻机成孔灌注桩是适宜的。针对当前人工挖孔和机械成孔技术应用情况及存在问题，应深入调研论证并开展桩基成孔技术应用课题研究，完善机械成孔相关技术标准体系，出台桩基工程人工挖孔工艺管理政策，引导相关单位引进先进成套桩基成孔设备，提高桩基成孔机械自动化水平。需要引起注意的是，任何一种技术都有其适用范围，一旦施工中不注意质量控制或超过范围使用就容易出现质量问题甚至造成重大事故及经济损失，因此，合理的选用桩基成孔技术也是桩基工程质量控制的关键环节，要做到扬长避短，因地制宜，还要因项目实际情况做好质量控制和安全保障措施。

 

　　引证文献(13条参考)

 

　　参考资料：

 

　　1.《人工挖孔桩的工程实践》-中国高新技术企业-2007(10)

 

　　2.《关于人工挖孔桩施工特点和安全问题的思考》-中国高新技术企业-2007(7)

 

　　3.《人工挖孔桩施工中存在问题的处理方法》-山西建筑-2006(2)

 

　　4.《谈人工挖孔灌注桩质量保证措施》-山西建筑-2005(16)

 

　　5、《旋挖钻机在桩基础施工中的应用与分析》-探矿工程-岩土钻掘工程-2007

 

　　6、期刊论文-《浅谈旋挖钻机在钻孔灌注桩施工中的应用》-建设机械技术与管理-2007，20(1)

 

　　7、《旋挖钻机桩基成孔的施工方法及监理要点》-山西建筑-2010，36(31)

 

　　8、《浅谈旋挖钻机施工工艺》-中小企业管理与科技-2010(7)