小型機鎖桿旋挖鉆機鉆樁速度分析

小型旋挖鉆機的鉆進效率是指在正常工作時，所鉆樁孔的總深度與所費總時間之比。影響旋挖鉆機鉆進效率的因素有：孔深、孔徑、地層情況、鉆具選配及鉆桿型式等。
1.孔深對旋挖鉆機鉆進效率的影響
旋挖鉆機施工中每當鉆頭裝滿土后都要提鉆卸土，然后再把鉆具下到孔底。顯然孔深越小，效率越高。鉆進效率V=H1/(t1＋t2+2H/V1)（m/h）其中H，為每鉆進尺量，m；t1，為鉆滿一斗所需時間，h；t2為卸土時間，h；H為孔深，m；V，為提、下鉆速度，m/h。從上式可知，當其他參數不變時，H越大則V越小，當孔深超過100m后，鉆進效率急劇下降，當孔深超過120m時鉆進效率會低于其他工法的效率，且事故率大幅升高。因此建議進行超深孔施工時，盡量選用正反循環等其他工法。
2.孔徑對旋挖機鉆進效率的影響
目前旋挖鉆機最常用的是旋挖鉆斗，桶體中空，下部有2個進土斗門。在鉆進時，鉆碴通過鉆齒切削從斗門進人桶體內，在下部鉆碴的推力下，上部碴土逐漸上升進入桶內，直至裝滿桶體。鉆孔直徑大小影響鉆進效率的主要有兩點，一是碴土進入斗門的速度，二是碴土在桶體內上升的速度。首先碴土進人斗門速度與斗門進土面積有關，鉆孔直徑越大，斗門進土面積越大，進土速度越大；
其次碴土在斗體的上升速度與很多因素有關，最主要的是：
(1)碴土的重量；
(2)桶壁與碴土的粘附力。
很顯然，鉆孔直徑越大，碴土的重量越大，但桶壁與碴土的粘附力會減小;當鉆頭直徑減小時，碴土重量減輕，但桶壁與碴土的粘附力則會增大。
當然還有一些其他因素，如鉆桶的形狀、鉆桶表面的摩擦系數、碴土的含水量等，都會影響碴土在桶體的上升速度。綜合以上情況，鉆孔直徑對鉆進效率的影響呈現如圖2的規律，從圖中可以看出，鉆孔直徑小于1m和大于2m時鉆進效率會下降。

.地層對鉆進效率的影響
地層對鉆進效率的影響主要表現在地層鉆進的難易程度(地層的可鉆性)和卸土的快慢。
3.1地層的可鉆性
地層的可鉆性是一個復雜的指標，國內外地質鉆探專家把地層按鉆進的難易程度進行分級，我國是參照前蘇聯的分級法，把地層分為12個級別，級別越大可鉆性越差。由于在大口徑灌注樁孔的施工中對地層的可鉆性還沒有分級，所以對應不同的地層的鉆進工藝就沒有統一標準和規范。旋挖鉆機樁孔施工的碎巖和攜粉的機理與地質鉆探還是有區別的，旋挖鉆機主要是通過切挖把所鉆層分割成大塊巖碴，然后裝進鉆頭體內，而地質鉆探主要以沖磨把地層磨成細小顆粒，通過沖洗液攜帶到地面。所以旋挖鉆機施工地層的可鉆性指標，最主要的是地層的杭壓強度，只要鉆機所施加的鉆壓大于地層的抗壓強度，鉆齒就能壓人地層，從而切割成塊，作用在鉆齒的壓強一定要大于地層的抗壓強度，即F/S>G式中 F——壓力；S——鉆齒接觸孔底的面積；G——地層的抗壓強度。
如果滿足以上條件，再優化其他因素，鉆進效率就會大大提高，如調整回轉速度及鉆齒角度等。由上可知，地層越硬，鉆進效率越低，因為所需鉆壓變大，在壓力一定時使地層破碎的時間加大。
3.2卸土因素對鉆進效率的影響
由于所鉆地層的成份、結構、含水量等不同，造成鉆碴的粘性不同，當鉆碴裝滿斗體提出地面卸土時，其粘性越大，卸土所需時間就越長。
4.鉆具選配對鉆進效率的影響
小型旋挖機所用鉆頭種類很多，結構千變萬化，對于不同設備機型、不同施工方法和不同地層，要選用不同的鉆頭。目前旋挖鉆機常用的鉆頭有以下6大類：螺旋鉆頭、旋挖鉆斗、筒式取芯鉆頭、擴底鉆頭、沖擊鉆頭和沖抓錐鉆頭，每一大類中又有很多品種。鉆具的選配對旋挖鉆機鉆進效率影響很大，應根據所鉆地層選取最適合的鉆頭獲得鉆進效率最大化。旋挖鉆機可根據地層情況配置不同的鉆頭，在粘性土層可使用長鉆筒，加快鉆進速度；對于砂卵石含量較大的地層可使用短鉆筒，配臵泥漿護壁，控制鉆速；對于含孤石、漂石及較硬巖石地層可換用長、短螺旋鉆頭進行處理，松動后再換上鉆筒繼續鉆進。與常規鉆機相比，旋挖鉆機回轉扭矩大，并可根據地層情況自動調整。
5.鉆桿的選擇對鉆進效率的影響
旋挖鉆機常用鉆桿分為兩大類一摩阻式和機鎖式，摩陰式鉆桿主要是靠鉆桿鍵條的之間的摩擦力產生鉆壓，此種釗井干的特點是:隨鉆隨加壓，無需找加壓點，提鉆桿時無需解鎖，操作方便，提、下鉆具速度高，但加壓力小，在較軟地層鉆進中使用該類鉆桿效率高;機鎖式鉆桿是通過鉆桿每層之間的加壓點，對接后把動力頭的加壓力傳到孔底鉆具上形成鉆壓，此類鉆桿的特點是:鉆進時只有在各層之間的加壓點對接后才能產生最大鉆壓，提升鉆桿時需先解鎖，且提、下鉆速度慢，適合于較硬地層。