2022年是工勘集团的“学习之年”，为进一步提升员工专业能力，加强各专业互融互通，雷斌创新工作室特别开办“技术大讲堂”系列培训，面向全体员工和全行业公开授课。本报特推出“雷斌创新工作室技术大讲堂”专栏，梳理总结每期知识要点，以备大家学习之需。

7月16日，雷斌创新工作室“技术大讲堂”第三期开讲。本期主题为“旋挖灌注桩实用施工新技术”，创新工作室领衔人雷斌重点讲述了关于旋挖灌注桩施工的最新研究成果。

1、旋挖钻筒三角锥钻渣出渣技术

旋挖钻机钻进时，钻筒内易塞满黏性渣土，通常需要通过反复甩动或撞击钻筒来使内部渣土掉落，而这种方法往往会产生巨大噪音。因此设计一种钢制镂空三角锥辅助出渣装置，将三角锥置于地面，当钻筒内塞满渣土时，操作旋挖钻机，使筒钻内部渣土向下撞击三角锥，钻渣密实结构被剪切后变疏松，筒内泥浆从钻筒顶部洞口挤出，上提钻筒后，内部渣土脱落。

2、旋挖开体钻斗（筒）出渣降噪

当旋挖桩径较小时，可以采用一种开体钻斗（筒）进行排渣，其分为旋挖全开体和半开体两种钻头结构。全开体钻头上部为两个合页轴，提出孔后靠动力头转动而打开筒体，其适用于平时捞渣钻斗难甩的粘土层钻进，不适用于强风化较硬地层以及较硬夹层；半开体钻斗靠动力头托盘下压锁杆，由上部设置的合页轴结构打开底板，适用于粘性土、强风化或中风化岩层。

3、旋挖钻斗顶推式出渣降噪施工技术

针对旋挖钻斗研发一种顶推式出渣装置，仿照注射器原理，在钻斗内部设置一块上部连有传力杆的排渣板，通过钻机动力头压盘向钻斗的承压盘施加压力，承压盘带动传力杆下压排渣板，将渣土推压出钻斗，从而避免了反复甩动排渣，实现无噪音绿色施工。

4、旋挖灌注桩噪声控制技术措施

在香港施工时往往对施工噪音要求更为严格，因此常在钻头外包有隔音屏障。隔音屏障竖立在噪声源以及接受者之间，用来阻挡、吸收旋挖施工产生的噪音。

5、抗拔桩钻孔岩层段旋挖自动伸缩刷壁施工技术

在抗拔桩施工中，孔壁泥皮过厚往往会导致抗拔力大幅减小，需采用刷壁器清除泥皮。传统刷壁器刷壁直径大于孔径，清理泥皮时对原位土层产生严重破坏。针对该问题，重新设计一种自动伸缩刷壁器，用废旧的钻头加焊底板、固定架以及三套钢丝绳毛刷，毛刷头设有转轴，当刷头着地后通过旋转打开和收拢，从而既可以清理泥皮，又不会对土壁产生干扰。

6、旋挖硬岩钻进与取芯技术

旋挖钻头硬岩钻进主要通过钻头端部的牙轮或截齿磨岩。牙轮钻头钻进时，牙轮齿在加压滚动过程中对岩石产生碾压、冲击和切削作用；截齿钻头钻进时，通过截齿合金尖与岩石的点接触来实现对岩石的剪切破碎效果。取芯筒钻通过环切破碎岩石形成柱状岩芯，岩芯断裂后通过钻头筒体内底圈台阶、齿座、内齿的卡滞作用，以及钻渣的填塞作用卡住岩芯，将岩芯整体取出。

7、基坑支护旋挖硬咬合桩钻进施工技术

在土层段采用新型加长旋挖筒钻和捞渣钻斗组合钻具施工，该组合钻具同时具备切割混凝土和捞渣取土的功能，避免了反复更换钻具，且导向性更好；在硬岩段先用加长牙轮筒钻切割孔内最外圈岩层，再换取芯筒钻入孔内套住岩芯，旋转将岩芯扭断后将其提离出孔，快捷高效。

8、大直径钻孔灌注桩硬岩分级扩孔技术

由于钻机扭矩有限，当在硬岩中施工大直径灌注桩时，取出的岩芯直径过大往往不容易掰断，此时需要采用分级扩孔。通常采用1.5m作为分级扩孔的起始直径，可根据桩径、岩性选取合适的分级参数。

9、旋挖硬岩分级扩孔偏斜孔多牙轮组钻头处理技术

大直径硬岩分级扩孔时往往会产生偏斜，造成取芯岩层厚度不均，多级偏斜后造成底部岩层残留。可采用截齿捞渣钻斗下入孔内，根据钻齿摩擦情况探明岩面偏斜程度和位置，再针对岩层残留方位，在原有的牙轮钻头上加焊组合牙轮组，对扩孔偏斜造成的残留岩层进行研磨处理。

10、大直径灌注桩硬岩旋挖导向（扶正）分级扩孔施工技术

若硬岩地层存在倾斜岩面，或岩体完整性差、存在发育裂隙、破碎带，采用分级扩孔钻进时，小直径钻头在孔内无侧向支撑，钻进时极易产生偏斜，这时可交替采用两种导向钻头：上扶正、下扶正钻头。首先采用上扶正钻头施工先导孔，上扶正导向直径与灌注桩设计直径相同，钻进牙轮钻筒直径小于桩径。钻进时，将上扶正钻头对中桩孔下放至钻孔内岩面处，钻进过程中上扶正导向受到钻孔四周侧向约束，桩孔土层段内壁为入岩开孔钻进提供有效侧向支撑，从而对下部旋挖硬岩钻进精准定位；下扶正钻头即利用下部小直径孔为导向进行大直径钻进，保证同心和垂直度，避免重复破碎。

11、大直径旋挖灌注桩硬岩小钻阵列取芯钻进施工技术

旋挖桩硬岩分级扩孔钻进时需要配备不同直径的筒钻和捞渣钻斗，钻进和清渣过程中需频繁更换钻头，增加了旋挖钻机起钻的次数，直接影响钻进效率；同时，随着分级钻头直径的加大，其在硬岩中的扭矩也将增大，钻进效率低。为此可采用“小钻阵列（或梅花）取芯、大钻整体削平”的钻进方法，即当旋挖钻进至硬岩时，采用一种小直径截齿筒钻阵列取芯、旋挖钻斗捞渣，最后采用设计桩径筒钻整体一次性削平的钻进工艺。

12、大直径旋挖灌注桩硬岩取芯阵列孔顺序钻进优化技术

由于随着孔内逐个孔钻进取芯后，孔内阵列孔钻进的位置、临空环境、钻头钻进受力均发生变化，造成后继孔失去有效支撑和依托，以致于出现钻进偏斜而导致垂直度超标，所以阵列取芯顺序至关重要。可先确定需要最后钻进的孔，再逐步倒推分析，遍历所有情况，反复比对，从而确定出阵列取芯的最优顺序。

13、大直径嵌岩桩旋挖全断面滚刀钻头孔底零沉渣控制技术

阵列取芯、分级扩孔每一级难以保证底面平整，针对硬岩小钻阵列取芯钻进产生的桩底岩面起伏，采用大直径嵌岩桩旋挖全断面滚刀钻头孔底磨底钻头进行修底，通过合理布置滚刀位置，使得钻头将桩孔全断面覆盖，处理后可达到孔底零沉渣的效果。

14、旋挖孔底短进尺硬岩钻进技术研究

当旋挖筒钻最后一次进尺入岩到达设计标高时，如因岩芯长度不够无法掰断，一般有以下方法：一是使用截齿破岩或捞渣钻头慢慢磨岩；二是采用小直径筒钻阵列交叉、咬合钻进；三是采用全断面滚刀钻头磨岩至桩端设计标高；四是采用原取芯筒钻向下加深多钻取岩芯；五是与设计方沟通，在承载力满足的情况下提前终孔。可见，前四种方法要么费时费力，且耗费钻头，要么导致桩深加长，增加钻进费用和混凝土材料，若条件允许，与设计方沟通解决才是最优方案。

15、基坑支护接头箱旋挖“软咬合”成桩施工技术

在灌注素混凝土桩时，通过在咬合空间内插入接头箱以避免在有筋桩钻孔时切割混凝土，从而使“硬咬合”施工变为“软咬合”，且可以利用两侧混凝土桩对钻进施工进行导向与护壁，防止因两侧混凝土强度差引起切割时受力不均导致的成孔偏斜，保证咬合效果，并节省混凝土材料，减少因切割混凝土所造成的废渣外运，质量可靠、经济高效。

扫码关注雷斌创新工作室

扫码观看本期课程回顾