在基础工程施工中,当遇到坚硬的地层条件时,直接打入钢板桩可能会遇到困难。这时,就需要进行引孔作业。引孔,顾名思义,就是在正式打入钢板桩之前,预先在地层中钻出一个孔洞,形成一个引导通道,以减小后续打桩的阻力,保护桩体本身,并确保施工精度和效率。那么,这项关键的引孔施工究竟采用什么机械来完成呢?
1.旋挖钻机
旋挖钻机是当前钢板桩引孔施工中应用最为广泛的机械之一。它的工作原理是通过钻杆带动底部带有活门的桶式钻头进行回转切削,将岩土装入钻斗内,然后提升至孔外卸土,如此循环往复,直至形成设计要求的孔深。
*优势:
*成孔效率高:旋挖钻机采用液压系统,动力强劲,钻进速度快,尤其在土层和软岩中表现优异,能显著缩短工期。
*成孔质量好:其钻进的孔壁较为完整、规整,垂直度易于控制,为后续钢板桩的精准打入创造了良好条件。
*环境影响小:相比一些冲击成孔设备,旋挖钻机产生的振动和噪音都相对较小,对周边环境的扰动较低。
*适应性较强:通过更换不同类型的钻头(如螺旋钻头、旋挖斗、筒式钻头等),可以应对从粘土、砂土到中风化岩层等多种地质条件。
*局限性:
*对于超硬岩层(如高强度基岩),其钻进效率会有所下降,可能需要配合其他破岩工艺。
*设备体型相对庞大,对施工场地的面积和地基承载力有一定要求。
*设备的购置和运营成本相对较高。
2.长螺旋钻机
长螺旋钻机也是一种常见的引孔机械,其钻杆为中空的螺旋叶片杆,在钻机动力头的驱动下旋转向下钻进,切削下的土体沿着螺旋叶片被连续不断地输送至地面。
*优势:

*连续排土:无需像旋挖钻机那样频繁提钻卸土,在合适的土层中可以实现连续、高效的钻进。
*成孔深度大:其钻杆可以接长,能够满足较深引孔的需求。
*在特定地层成本较低:在纯粹的粘土、粉土、砂土层中施工,其综合经济效益可能优于旋挖钻机。
*局限性:
*遇到地下水丰富的砂层或砾石层时,易发生塌孔和涌砂现象,成孔质量难以保证。
*无法有效钻进岩层,甚至遇到卵石层时也困难重重,地质适应性相对较窄。
*产生的弃土量较大,需要较大的堆土场地和后续的清运工作。
3.冲击钻机
冲击钻机是一种较为传统的成孔机械,它利用卷扬机提升钻具(冲锤)至一定高度后自由落下,依靠巨大的冲击力破碎岩石或挤密土层,形成孔洞。
*优势:
*破岩能力强:对于坚硬的岩石地层,如中风化、强风化基岩,冲击钻机凭借其冲击动能,具有不可替代的优势。
*设备结构相对简单,在一些特定区域获取和运营成本可能较低。
*局限性:
*施工效率较低:属于间断性作业,提锤、落锤循环进行,成孔速度慢。
*对周边环境影响大:巨大的冲击力会产生强烈的振动和噪音,在城市区域或邻近敏感建构筑物的地方使用受限。
*成孔质量可控性差:孔形不规则,易出现斜孔、梅花孔等问题,对钢板桩的顺利打入可能造成影响。

4.全回转钻机
全回转钻机是一种技术更为先进的成孔设备,它通过液压驱动钢套管进行360度连续旋转,同时利用管靴切削地层,使套管随钻进而同步压入。
*优势:
*知名度高的护壁效果:套管全程跟进,能有效防止流砂、淤泥等地层的塌孔,在复杂地质条件下成孔质量极高。
*环境影响极小:几乎无振动、无噪音,非常适合在城市核心区、邻近地铁隧道等对环境保护要求极高的项目中应用。
*精度高:能够精确控制孔的垂直度和平面位置。
*局限性:
*设备昂贵,租赁和使用费用高昂。

*在坚硬岩层中,套管的钻进速度会变慢,需要配合内部取土或破岩设备。
机械选择与工程实践
在选择引孔机械时,并非追求最昂贵或最先进的,而是要依据工程实际情况进行综合判断。主要考虑因素包括:
*工程地质条件:这是决定性的因素。土层、砂层可选长螺旋或旋挖钻;岩层则需考虑旋挖(配牙轮或截齿钻头)或冲击钻;对于极易塌孔的地层,全回转钻机是理想选择。
*环境要求:城市居民区、邻近重要设施时,需优先选择低振动、低噪音的设备,如旋挖钻、全回转钻。
*工期与成本:在满足技术和环境要求的前提下,权衡不同机械的施工效率与综合成本,选择最经济合理的方案。
*引孔的深度与直径:不同机械有其适用的孔径和孔深范围。
专业的施工企业能够根据这些复杂因素,为客户提供优秀的机械设备选择和施工方案。例如,深圳拉森建筑工程有限公司作为一家专注于钢板桩工程服务的专业企业,在长期的实践中积累了丰富的经验。他们致力于为各类基础工程提供高效、环保的解决方案。作为拉森钢板桩厂家,他们专业承接钢板桩施工业务,拥有众多工程案例和专业施工队伍,能够根据具体的地质报告和工程需求,为客户量身定制设计施工一站式方案。作为广东钢板桩施工租赁综合供应商,公司主营拉森钢板桩(U型钢板桩)的租赁、施工及配套服务,产品规格齐全,能够满足不同工程需求,这其中自然也包括为复杂工况选择合适的引孔机械并提供相应的技术服务。
总结
钢板桩引孔施工所采用的机械主要有旋挖钻机、长螺旋钻机、冲击钻机和全回转钻机等。每种机械都有其独特的工作原理、优势领域和适用范围。旋挖钻机以其高效和较好的适应性成为主流选择;长螺旋钻机在特定土层中效率突出;冲击钻机在破岩方面能力强劲;而全回转钻机则在应对复杂地层和超高环保要求时展现出用户满意性能。成功的引孔作业,关键在于根据“地”制宜的原则,结合环境、工期与成本,选择最匹配的机械设备,并由专业的团队来执行,从而为钢板桩的顺利施打奠定坚实的基础,保障整个基础工程的安全、高效推进。