七八十年代沉管灌注桩一度是沿海地区主要的桩型，以广东省为例，当时拥有近 3000 台沉管灌注桩设备，迄今已基本为预应力管桩等桩型所取代。其原因主要是由于沉管灌注桩 的挤土效应导致成桩质量很不稳定，断桩、缩径十分普遍。桩基故事中，有 80%以上属于 这种桩型；其次振动和噪声也是一种公害。 2、引进设备要避免盲目性
欧洲在 1950 年以前在桩基础施工中以打击法施工木桩和钢桩，1950 年以后，由于在第 二次世界大战中遭受破坏地区的复兴以及随后在城市中振动和噪音的限制，灌注桩施工比较 普遍。另外，由于欧洲的土质主要是紧密的砂砾层，除了沿海地区外，一般钻深 20～25m 就可作为桩的支持层，目前所使用的施工机械以可动式驱动装置的回转斗钻孔机为主。在对 驱动装置稍加改动后即可安装长螺旋，在配置摇动护管装置后可进行多种作业。
国内在 70 年代之前因高、大、重建筑较少，桩基础应用很少，而且除桥梁工程外仅限 于预制桩基础。近十几年来灌注桩发展较快，应用范围逐步扩大，目前已形成钻、挖、冲、 沉管等多种工艺，并且仿制、研制了相应的国外设备，取得了明显的经济效益。但新技术的 推广普及工作较差，或由于设备数量少而不能推广，达不到预期的效果；新技术的开发研究 不够；施工质量检测技术落后等，由于地基处理的基础工程技术落后，水平较低，管理不善， 造成了地基基础工程施工工程周期长（一般占整个工期的 1/4～1/3），造价高（一般占建筑 总造价的 1/5～1/3），人工操作多的局面。
在日本的建筑工程中，因回转斗钻孔机高效率、低公害而成为灌注桩施工机械的主力机 种。在东南亚如香港、台湾、韩国等还较多使用反循环钻孔机，在新加坡、马来西亚主要使 用回转斗钻孔机。总的来说，世界各国根据本国的历史背景、地质情况、工程规模、施工方
法等各种因素，相互引进技术、消化吸收并加以创新，使灌注桩施工机械得到了迅速发展。
北京三一重机公司在消化吸收国内外同类先进设备的基础上，结合国内施工地质环境及 施工特点，于 2003 年 3 月研制出第一台旋挖钻机。经过持续高强度实验后，迅速投入批量 生产，并不断改进和持续研发，很快使产品形成系列化。依靠过硬的产品质量和灵活的经营 策略，目前三一旋挖钻机在国内的市场占有率已稳居第一。
第一节 旋挖钻机的发展历史
在基建工程中使用的钻井技术除了锚杆钻孔以外，一般都是超大口径钻孔。以各种建筑 基础设施施工为例，国外 80 年代以前一般都采用以打击法为主的预制桩施工机械。但 80 年代以来，由于各种城市建设法规对环境噪音，振动等的限制，打击法为主的预制桩施工机 械逐渐退出，新的材料、施工技术、方法的推广，特别是高、大、重建筑的大量出现；对建 筑抗震、抗陷、抗裂的要求；对施工速度和质量的要求等，使混凝土灌注桩及其超大口径钻 孔施工机械都得到长足的发展。
夯压成型灌注桩 d=325～400mm，L≤24m）* 弗兰克桩（d=600mm，L≤20m）** 灌注桩后注浆技术 PPG 工法* *为我国自主研发技术 **为引进技术
三、工程实践对灌注桩成孔技术提出新要求
灌注桩的成孔成桩原理、工艺、承载力大小、质量的可靠性必须适应建设场地的地层地 质特点和单桩承载力要求，还需适应我国物力、人力、财力、资源的实况和社会的发展。只 有这样，这种成桩技术才具有生命力和广阔的市场。近二十年来桩工技术的发展有力地印证 了这一点。 1、成桩质量稳定性差的工法被逐步淘汰
本次编写为公司首次对旋挖钻机资料进行汇总整编，作为内部对营销、售后服务人员的 培训教材。在编写过程中，查阅了大量的国内外旋挖钻机资料及技术讲座，并请资深设计工 程师对本书关键章节进行编写，同时首次加入了旋挖钻机实验技术及评估方法，对旋挖钻机 各项指标的实验技术与方法进行简述，有助于读者深入浅出地了解和认识旋挖钻机这种新型 集结机电液高度一体化的现代施工机械。
本书参考了国家最新的地基基础相关工程的设计规范、施工质量验收规范、规程以及相 关行业标准，对旋挖钻机施工工法、规范要求以及注意事项进行简单讲述。同时选载了三一 在多年施工经验中总结出的工程实例报告，相信能起到良好的借鉴作用，力图将旋挖钻机知 识全面的介绍给读者。
本书由北京市三一重机有限公司研究院主编，售后服务部协助编写。 由于时间仓促，编者水平有限，如有错误之处，敬请广大读者批评指出。
200～250
150～180
150～180
斜桩施工
12°以下
不可
不可
任意
孔壁保护方式
护管
净水
无
无
孔壁 以上石 施 块处理
软岩处理 工
泥浆处理
特 混凝土质量
比较容易
数 10cm 可以 需要时间可
以
需特别处理 由特制刀头可以
能处理
需特别处理
不可 时间长出现
反面效果
需特别处理 由特制刀头可以
长螺旋钻孔桩（d=400～800mm，L≤25m） 机动洛阳铲成孔灌注桩（d=300～500mm，L≤20m） 人工挖孔灌注桩（d=800～3000mm，L≤30m） 钻孔压注无砂混凝土灌注桩（d=600～800mm，L≤20m）* 长螺旋钻灌合一灌注桩（d=400～600mm，L≤25m）* （2） 泥浆护壁法 正、反循环钻孔灌注桩（d=500～3000mm，L≤110m） 潜水钻成孔灌注桩（d=500～1000mm，L≤50m）* 大锅堆钻成孔灌注桩（d=500～800mm，L≤50m）* 旋挖成孔灌注桩（d=600～1500mm，L≤70m）** （3） 套管护壁法 贝诺托灌注桩（d=800～1600mm，L≤50m）** 短螺旋钻孔灌注桩（d=300～800mm，L≤20m） 2、部分挤土成桩法 冲击成孔灌注桩（d=600～1200mm，L≤50m） 多支盘挤扩灌注桩（d=600～1000mm，L≤40m）* 水泥土预制芯桩复合桩（d=500～600mm，L≤15m）* 3、挤土成桩法 震动沉管灌注桩（d=300～500mm，L≤24m） 锤击沉管灌注桩（d=300～500mm，L≤24m）* 锤击振动沉管灌注桩（d=300～500mm，L≤20m）
机种
冲抓斗
反循环
回转斗
螺旋
桩径(mm)
600～2000
600～6000
600～2000
300～2000
桩长(m)／直径 (mm)
60／1000 50／1500 35／2000
86／1000 80／2000 75／3000
40／1000 25／1500
50/1000 30/1500
容许支持力(t)
200～250
编者
2007 年春
第一章 概述
现代工程地基基础的主要形式是各种桩基础、桩围幕等。桩的种类比较多，根据用途， 可分为基础支承桩、防护围幕桩以及锚固桩等；根据材质，可分为钢桩、钢筋混凝土桩、木 桩、砂桩和灰土桩等；根据桩的制造工艺不同，可分为热轧钢桩、混凝土预制桩、灌注桩以 及砂桩等；根据桩的断面形状不同，有方桩、圆桩、管桩、钢板桩、工字形钢桩等。通过桩 工机械产生的冲击、振动、静压、钻孔、高压喷射等不同作用方式，可把各种桩沉入或构筑 在地下一定设计深度的承力地层，或就地施工混凝土灌注桩、砂桩、灰土桩等。为了加固软 弱地基，可采用强夯、钻孔旋喷、振冲、插塑料板、深层搅拌、砂井排水等工艺。从工程造 价和施工工期来讲，基础工程要占全部工程的相当大比例。桥梁和码头的水下基础工程要占 全工程的 1/3～1/2 左右，一般工业与民用建筑的地基基础工程，有的也达到 1/3 左右。因此 桩工机械的发展与不断进步，对我国的建筑机械化事业有着重要的促进作用。
不需 干施工无问题
点 泥水处理
少量
多量
实用泥浆时 有问题
干施工无问题
对周围地基 的影响
非常小
非常小
有时产生问 题
有时产生问题
河北新河新钻有限公司、徐工集团徐州混凝土机械厂、哈尔滨第一机器制造厂、兰州建机厂、 沈阳勘察机械厂、黑龙江双城钻机厂、黑龙江勘察机械厂、天津勘察机械厂、北京桩机厂等。 按照钻机生产系列中最大参数列出有:长螺旋钻机（L×φ）18×0.6(m)、短螺旋钻机（L× φ）60×2.0(m) 、回转斗钻机（L×φ）50×1.5(m) 。另外，还有一些厂家直接引进国外技 术生产钻孔机。
二、施工工法的发展
随着近年来现代化建设事业的发展,高、大、重建筑越来越多，采用桩基础特别是灌注 桩基础作为建筑基础已成为发展方向。灌注桩基础一般来说都采用取土成孔方式施工。大量 地采用灌注桩基础则对钻孔施工机械提出了 更高的要求. 在钻孔灌注桩施工机械中，对于 不同的地质条件，不同的施工条件，采用某种特定的施工机械和施工方法。各种钻孔灌注桩 施工机械都有各自独特的性能。为了加快建设步伐，缩短工程周期，降低建筑成本，提高机 械化施工程度，降低劳动强度，提高基础工程的经济效益，必须发展和推广灌注桩。灌注桩 能在多种地质条件下施工成桩桩径、桩型变化范围大，即适用于新建工程，也适用于改建、 扩建的工程。采用大直径灌注桩（扩底桩）做高层建筑基础，解决了在冻土层和某些环境下 无法进行预制桩施工的问题，满足了大载荷需要，同时大量节约了投资，技术经济效益尤为 显著。
一、国外钻机发展历史
美国在第一次世界大战前就开发了螺旋钻孔机，当时仅用于钻孔作业，以后才逐渐推广 应用于灌注桩施工。螺旋钻孔机目前在德、意、英、法美等国家，并且常采用混凝土泵与之 配合，通过钻杆直接灌注混凝土成桩。日本在 1968 年实施噪音管制法后，螺旋钻孔机得到 迅速发展，许多施工方法都以螺旋钻孔机为主机或辅助设备。同时还开发了用于漂石层和岩 土施工用的凿岩螺旋钻孔机。短螺旋钻孔机、回转斗钻孔机在第二次世界大战前由美国卡尔 威尔特公司研制成功，其后，意大利和日本分别引进技术逐渐推广起来。由法国发明了冲抓 斗钻孔机，由徳国发明了循环钻孔机，在建筑地基等施工中均发挥了很大作用。
我国幅员辽阔，地层地质条件复杂多变，近二十年建筑、道桥、港口桩基础工程建筑规 模十分巨大，灌注桩是其中的主体。因此，各类灌注桩的成孔成桩技术发展迅速，其主要特 点可概括为三点：一是传统技术一部分得到改进提高，少部分趋向淘汰；二是自主创新成绩 斐然，一部分新桩型、新工艺、新技术研发成功，并在一定范围推广应用；三是结合国情引 进先进设备和工艺，对提升我国桩基施工水平效果显著。根据成孔成桩过程特点可将灌注桩 分为三大类： 1、非挤土成桩法 （1） 干作业法