小型旋挖鉆機(jī)的鉆進(jìn)效率是指在正常工作時(shí)，所鉆樁孔的總深度與所費(fèi)總時(shí)間之比。影響旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)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(duì)旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)效率的影響

 

　　旋挖鉆機(jī)施工中每當(dāng)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(jìn)效率V=H1/(t1＋t2+2H/V1)（m/h）其中H，為每鉆進(jìn)尺量，m；t1，為鉆滿一斗所需時(shí)間，h；t2為卸土?xí)r間，h；H為孔深，m；V，為提、下鉆速度，m/h。從上式可知，當(dāng)其他參數(shù)不變時(shí)，H越大則V越小，當(dāng)孔深超過(guò)100m后，鉆進(jìn)效率急劇下降，當(dāng)孔深超過(guò)120m時(shí)鉆進(jìn)效率會(huì)低于其他工法的效率，且事故率大幅升高。因此建議進(jìn)行超深孔施工時(shí)，盡量選用正反循環(huán)等其他工法。

 

　　2.孔徑對(duì)旋挖機(jī)鉆進(jìn)效率的影響

 

　　目前旋挖鉆機(jī)最常用的是旋挖鉆斗，桶體中空，下部有2個(gè)進(jìn)土斗門。在鉆進(jìn)時(shí)，鉆碴通過(guò)鉆齒切削從斗門進(jìn)人桶體內(nèi)，在下部鉆碴的推力下，上部碴土逐漸上升進(jìn)入桶內(nèi)，直至裝滿桶體。鉆孔直徑大小影響鉆進(jìn)效率的主要有兩點(diǎn)，一是碴土進(jìn)入斗門的速度，二是碴土在桶體內(nèi)上升的速度。首先碴土進(jìn)人斗門速度與斗門進(jìn)土面積有關(guān)，鉆孔直徑越大，斗門進(jìn)土面積越大，進(jìn)土速度越大；

 

　　其次碴土在斗體的上升速度與很多因素有關(guān)，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(huì)減小;當(dāng)鉆頭直徑減小時(shí)，碴土重量減輕，但桶壁與碴土的粘附力則會(huì)增大。

 

　　當(dāng)然還有一些其他因素，如鉆桶的形狀、鉆桶表面的摩擦系數(shù)、碴土的含水量等，都會(huì)影響碴土在桶體的上升速度。綜合以上情況，鉆孔直徑對(duì)鉆進(jìn)效率的影響呈現(xiàn)如圖2的規(guī)律，從圖中可以看出，鉆孔直徑小于1m和大于2m時(shí)鉆進(jìn)效率會(huì)下降。

 

　　.地層對(duì)鉆進(jìn)效率的影響

 

　　地層對(duì)鉆進(jìn)效率的影響主要表現(xiàn)在地層鉆進(jìn)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(gè)復(fù)雜的指標(biāo)，國(guó)內(nèi)外地質(zhì)鉆探專家把地層按鉆進(jìn)的難易程度進(jìn)行分級(jí)，我國(guó)是參照前蘇聯(lián)的分級(jí)法，把地層分為12個(gè)級(jí)別，級(jí)別越大可鉆性越差。由于在大口徑灌注樁孔的施工中對(duì)地層的可鉆性還沒(méi)有分級(jí)，所以對(duì)應(yīng)不同的地層的鉆進(jìn)工藝就沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。旋挖鉆機(jī)樁孔施工的碎巖和攜粉的機(jī)理與地質(zhì)鉆探還是有區(qū)別的，旋挖鉆機(jī)主要是通過(guò)切挖把所鉆層分割成大塊巖碴，然后裝進(jìn)鉆頭體內(nèi)，而地質(zhì)鉆探主要以沖磨把地層磨成細(xì)小顆粒，通過(guò)沖洗液攜帶到地面。所以旋挖鉆機(jī)施工地層的可鉆性指標(biāo)，最主要的是地層的杭?jí)簭?qiáng)度，只要鉆機(jī)所施加的鉆壓大于地層的抗壓強(qiáng)度，鉆齒就能壓人地層，從而切割成塊，作用在鉆齒的壓強(qiáng)一定要大于地層的抗壓強(qiáng)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(qiáng)度。

 

　　如果滿足以上條件，再優(yōu)化其他因素，鉆進(jìn)效率就會(huì)大大提高，如調(diào)整回轉(zhuǎn)速度及鉆齒角度等。由上可知，地層越硬，鉆進(jìn)效率越低，因?yàn)樗桡@壓變大，在壓力一定時(shí)使地層破碎的時(shí)間加大。

 

　　3.2卸土因素對(duì)鉆進(jìn)效率的影響

 

　　由于所鉆地層的成份、結(jié)構(gòu)、含水量等不同，造成鉆碴的粘性不同，當(dāng)鉆碴裝滿斗體提出地面卸土?xí)r，其粘性越大，卸土所需時(shí)間就越長(zhǎng)。

 

　　4.鉆具選配對(duì)鉆進(jìn)效率的影響

 

　　小型旋挖機(jī)所用鉆頭種類很多，結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，對(duì)于不同設(shè)備機(jī)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(jī)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(kuò)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(duì)旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)效率影響很大，應(yīng)根據(jù)所鉆地層選取最適合的鉆頭獲得鉆進(jìn)效率最大化。旋挖鉆機(jī)可根據(jù)地層情況配置不同的鉆頭，在粘性土層可使用長(zhǎng)鉆筒，加快鉆進(jìn)速度；對(duì)于砂卵石含量較大的地層可使用短鉆筒，配臵泥漿護(hù)壁，控制鉆速；對(duì)于含孤石、漂石及較硬巖石地層可換用長(zhǎng)、短螺旋鉆頭進(jìn)行處理，松動(dòng)后再換上鉆筒繼續(xù)鉆進(jìn)。與常規(guī)鉆機(jī)相比，旋挖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)扭矩大，并可根據(jù)地層情況自動(dòng)調(diào)整。

 

　　5.鉆桿的選擇對(duì)鉆進(jìn)效率的影響

 

　　旋挖鉆機(jī)常用鉆桿分為兩大類一摩阻式和機(jī)鎖式，摩陰式鉆桿主要是靠鉆桿鍵條的之間的摩擦力產(chǎn)生鉆壓，此種釗井干的特點(diǎn)是:隨鉆隨加壓，無(wú)需找加壓點(diǎn)，提鉆桿時(shí)無(wú)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(jìn)中使用該類鉆桿效率高;機(jī)鎖式鉆桿是通過(guò)鉆桿每層之間的加壓點(diǎn)，對(duì)接后把動(dòng)力頭的加壓力傳到孔底鉆具上形成鉆壓，此類鉆桿的特點(diǎn)是:鉆進(jìn)時(shí)只有在各層之間的加壓點(diǎn)對(duì)接后才能產(chǎn)生最大鉆壓，提升鉆桿時(shí)需先解鎖，且提、下鉆速度慢，適合于較硬地層。