近年来，随着建筑业的快速发展，钻(冲)孔桩在工程施工中得到了广泛的应用。目前，钻孔（冲孔）孔桩除了成孔方式不同外，还在钢筋笼中生产钢筋笼同样的工艺用于安装和混凝土浇筑。其成孔方式主要有旋挖成孔和冲击成孔。在不同的施工条件下，这两种成孔工艺的适应性、施工效率和成本也不同。本文旨在对旋挖成孔和冲击成孔进行对比分析，为类似工程建设提供参考。
一.概述
石家庄旋挖钻机培训（1）旋挖桩
旋挖桩机是一种基本功能的机械设备，采用旋转斗和短螺旋钻头进行干湿钻孔，一次取土，反复循环成孔。旋挖机以动力头的形式工作短螺旋钻头或旋挖斗，利用强大的扭矩直接旋转挖掘土壤或砾石等钻渣，然后孔外迅速提出，形成具有一定直径和深度的桩孔。
山西旋挖钻机培训（2）冲孔桩
使用冲孔桩机冲击钻头对孔底冲击破碎成孔的机械设备。其工作原理是利用冲孔桩机动力装置将具有一定重量的冲击钻提升到一定高度自由下落，利用自由下落的冲击力定期冲击孔底，在泥浆循环过程中清理孔内的碎片，形成具有一定直径和深度的桩孔。
二.对比技术特点
适用地层
1. 旋挖桩：适用于粘土层、淤泥层、砂土层、低强度胶结砂岩层、中风化泥岩和强风化岩，单轴抗压强度30MPa以下硬岩成孔速度理想。能满足绝大多数高层建筑和桥梁施工环境的要求。(目前国内单轴抗压强度已成功达到120MPa岩层旋挖成孔施工)
2. 冲孔桩：适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层和碎石土层，也适用于卵石层、岩溶发育岩层和裂缝发育岩层，在复杂的场地条件下(如地下漂石、建筑垃圾含筋量高的钢筋混凝土垃圾等场地)，桩基施工一般不采用其他处理方法，适用性高，善于啃硬骨头。
对场地
1. 旋挖桩：要求 自重大，对场地要求严格。旋挖桩机工作状态自重一般为70t但履带与地面的接触面积约为7.0m2.所需地基承载力为100KPa左右，在地表水丰富或雨季施工的情况下，机的正常运行一般需要回填砖渣。
2. 冲孔桩：桩锤重量约10t，桩机重量约15t，此外，施工过程中产生的振动荷载对施工作业面层的要求较高。在地表水丰富或雨季施工的情况下，应采用挤压等级砂石来提高土层的承载力。
成孔方式
1. 旋挖桩：短螺旋钻头可用于干挖或旋转钻头泥浆护壁湿挖作业。
成孔方式
1. 旋挖桩：短螺旋钻头可用于干挖或旋转钻头泥浆护壁
湿挖作业。
2. 冲孔桩：
泥浆护壁只能冲击成孔。
钻进速度1. 旋挖桩：
旋挖机采用动力钻头，钻头的钻进力加上钻杆、桩机的重量，钻进能力强。据统计，旋挖桩机的成孔速度最快 1m/min，在同一地层，旋挖机的成孔速度冲孔桩机 3-5倍，优势明显。
2.冲孔桩：
钻机本身重量有限。在硬土地层钻孔时，很难保证钻头施加足够的压力，从而影响钻孔速率，每次钻孔1~2m需要停止钻挖渣，大部分工作时间都花在钻头和钻挖渣上，桩孔越深，钻挖渣时间越长，其旋挖钻机教育机构和培训机整体冲进速度较低。
清渣方式1.
旋挖桩
： 利用旋挖钻头直接旋转挖土、砾石等钻渣，然后迅速提出孔外，清渣相对干净彻底，孔底沉渣厚度
一般可控制在3cm以内。 通过泥浆循环清渣， 1.2m桩可控制在5-7cm， 1.4m以上桩一般为7-10cm。 通过泥浆循环清渣， 1.2m桩可控制在5-7cm， 1.4m以上桩一般为7-10cm。
衡阳旋挖钻机培训学校2. 冲孔桩：孔底沉渣难以清除，会使桩承载力不稳定。
成桩质量1. 旋挖桩：孔壁光滑，桩径上下一致，孔壁泥渣沉积物很少，
断桩、桩身夹泥、蜂窝等质量问题的可能性较小。2. 冲孔桩：
孔径难以统一，孔壁相对不够光滑，在泥浆护壁、挖渣的情况下，很容易导致孔壁附着大量泥渣沉结物，断桩、桩身夹泥、蜂窝等风险较高。
护筒埋设
1.旋挖桩：
安装方便，钻机动力头的自重、加压缸、额定扭矩和提升力可自动安装
钢护筒压入或拔出。2.冲孔桩：
有操作经验的工人采用冲锤和挖掘机埋设。扩底
1. 旋挖桩：配有配合扩大头工具进行扩底施工。
2. 冲孔桩：无法扩底。混凝土充盈系数
1.旋挖桩：
由于采用
精确控制计算机
，旋挖桩钻进过程中，钻头反复钻进过程中钻角和垂直度控制准确，孔径精确，孔径质量高，充盈系数一般为1.03~1.05。
2.冲孔桩：
由于冲锤上下往复运动，钢丝绳的旋转驱动冲锤摆动容易造成桩孔不圆，膨胀率高，混凝土填充系数一般大于1.2。
持力层判定
1. 旋挖机
旋转挖掘机进入高强度岩层时，钻井速度明显降低，钻杆抖动明显。达到预期深度后，可直接将挖掘的岩土提升到地面，直接观察孔底基岩，及时准确判断岩石进入情况。
2. 冲孔桩
机器需要通过泥浆循环带出孔底的岩渣，并混合了早期悬浮的岩渣，因此未能及时准确地判断岩石，通常比设计要求20~30cm才能终孔。
单桩承载力
1. 旋挖桩
机器靠筒底角切土成孔。成孔后，孔壁粗糙。与钻桩相比，孔壁几乎没有泥浆涂抹效果。成桩后，桩与土的结合程度较高，单桩承载力较高。
2. 冲击成孔壁相对光滑，但承载力相对较低。
环境保护1. 旋挖在
在正常情况下，可以进行干法施工，。即使在特殊地层需要泥浆墙的情况下，泥浆也只起支撑作用，钻孔中的泥浆含量相当低
，污染源大大减少。
2. 冲击钻
泥浆循环多用于钻挖过程中，施工过程中应在现场设置泥浆池，文明施工难以控制。
淤泥排放
1. 旋挖桩
采用干法成孔，余泥较干，余泥量约为理论方量的1.3倍，可降低运输成本，运输更方便。
2. 冲击桩
由于采用泥浆循环清渣，余泥含水量高，余泥量约为理论方量的1.8倍，运输量增加，运输不便。
噪音1. 旋挖桩
机械施工的噪声主要来自机身发动机的声音和钻筒倒渣时活门的冲击声。旋转挖掘机操作噪声70~90db 对场地周围环境的生活生产影响较小。
2. 冲击桩受冲孔桩机工作原理的限制，噪声污染难以避免，检测30m范围噪声达到100db特别是进入岩层冲孔施工时，噪音会更大，容易造成噪声污染。
行走1.
旋挖钻
移位可以在没有其他机械配合的情况下自行移动，从一个桩位转移到另一个桩位一般需要15~20分钟。
2. 冲击钻靠自己卷扬或者起重机械
从一需要60~90分钟甚至更长时间才能从一个桩位转移到另一个桩位。
桩机定位
1. 旋挖桩：
桩孔定位采用先进的电子控制设备，旋挖机始终处于最佳钻孔状态。
2. 冲击桩：
移位和定位人工控制缓慢而不准确。
桩孔
1. 旋挖桩：
垂直钻井精度高，机座水平度和桅杆垂直度可通过电液先导自动控制系统精确调整，垂直精度控制在1‰以内。
2. 冲击桩：保证冲孔桩机身的水平度、机架的垂直度和冲锤的自重，精度控制在8左右‰在施工过程中容易出现斜孔和弯孔。
用电负荷
1. 旋挖桩：采用机身柴油发动机
提供动力，特别适用于施工现场无用电，也节省了电缆的拖运布置和保护，安全性相对较高。
2. 冲击桩：
2.2m桩径以下的单机用电量为60kw，泥浆泵用电量约30kw，总用电量约90kw。正常情况下，如果配备20台桩机，用电负荷约为1800kw，用电负荷大，存在一定的安全隐患。
人员配置
1. 旋挖桩：移动和挖渣可由桩机操作人员控制。此外，在定位和埋设护筒时，应配备2~3人进行辅助工作。一般旋挖桩机应配备3-4人。
2.冲击桩：移动、定位、泥浆护壁、清渣等均需配备人员，一般一台冲孔桩机需配备6-10人。
三.成孔工效比较
以广州某高层住宅
以工程A为例，工程桩基础为混凝土灌注桩，桩径1.2m、1.5m桩长初步设置为22~50m，实际施工桩长22~60.8m，共324根桩。人工填土层、冲积层、残积层层、冲积层、残积层和基岩层。其中
基岩根据其风化程度，分为四个岩带：全风化、强风化、中风化和微风化。桩端持力层为微风化岩层，单轴抗压强度为11MPa，完全符合旋挖机的施工要求。桩基施工过程中采用旋挖、冲孔两种成孔方式，通过对比，我们得出以下结论：
（1
）随着成孔深度的增加，旋挖机和冲孔桩机整桩成孔效率逐渐提高，但旋挖机的效率提高速率大于冲孔桩机。说明旋挖机成孔效率高的优点可以更好地体现在长桩成孔中，成孔深度越大，旋挖成孔的优点越大。
(2)随着成孔直径的增加，旋挖机和冲孔桩机的整桩成孔效果逐渐提高，但冲孔桩机的增加速度大于旋挖机。由于旋转挖掘机的最大输出扭矩是固定的，当使用更大的钻头时，其施工效率基本保持不变；当桩直径变大时，可以使用更大的桩锤来增加输出功率，从而大大提高了施工效率。说明旋挖机在小桩径桩基础施工中比冲孔桩机具有更大的优势，随着桩径的增加，这一优势逐渐减小。（3）在入微风化岩
旋挖机与冲孔桩机的工作效率比达到最大值。由于旋转挖掘机是带动力的主动钻进，当输出功率保持一致时，其对土层和岩层的破坏力是一致的；冲孔桩机依靠桩锤
自由落体作为挖掘力产生的冲击力，对岩层的破坏力远低于对土层的破坏力；因此，在岩石入口阶段，冲孔桩的机会大大降低了工作效率，虽然旋转挖掘机也降低了工作效率，但降低范围并不大。说明旋挖机比冲孔桩机更适合在岩深大或岩层地质条件多变的情况下施工。结合以上几点，可以看出，在桩长深、桩径小、岩层丰富的条件下，旋挖机可以最大限度地发挥其优势，其相对冲孔桩机的工作效率也将最大化。
四.成本对比
以广州某高层住宅工程B为例，工程桩基础设计采用冲孔灌注桩
桩数为1499根，桩长约8~12根m（平均值取10m），桩端持力层为微风化
粉砂岩，工程桩入岩深度为2m。场地地质条件自上而下分别为人工填土和淤泥质粉质粘土
、粉质粘土、
泥质粉砂岩。取样岩单轴抗压强度为6~19MPa两者均为软质岩，完全符合旋挖桩机的施工要求。
(1)施工成本比较
通过对比得出以下结论：在相同的地质条件下，冲击成孔的施工成本低于旋挖成孔，单价差最大为303.6元/m3。随着桩径的增大，单价差也在缩小。
结合工作效果对比，可以看出，与冲击成孔相比，旋挖成孔的成孔效果是后者的3-5倍，而成孔成本的平均成本是后者的1.24倍。成本增长缓慢，但工作效迅速。在增加成本的同时，成孔效率大大提高，极有利于缓解工期压力，确保按时完工。
其他成本比较：购机费用
1. 旋挖钻机：整机价格昂贵，国产旋挖机价格约为 400~500 进口钻机价格一万元 600 多万元。对于一般的基础设施企业来说，一次性投资数百万甚至数千万元购买设备是困难的。
2. 冲击桩机：桩径1米的桩机，每台约11万台，11万台.桩径5米，约12万。价格相对较低，设备采购成本较低。
其他成本比较:维修费用:
1.旋挖钻：使用时间长，旋挖机全负荷正常工作寿命为 6000 超过这个寿命几个小时后，有些部件需要更换和修理，特别是液压系统
主泵、动力头、钻杆钻具，往往这些关键部件的维护成本较高，时间较长。 为避免突然掉钻，应经常检查钢丝绳的磨损情况、卡扣的度、转向装置是否灵活；
2. 冲击桩机：冲击钻磨损快，每天维修焊接；地层不均匀，特别是岩溶区容易发生锤、锤、斜孔等事故，维护时间长，但维护成本低。
其他成本比较：材料成本
冲击桩的混凝土充盈系数约为1.03-1.05。 混凝土充盈系数在1.2以上，混凝土用量远大于旋挖桩。
其他成本比较：污泥排放
1. 旋挖桩：余泥量约为理论方量的1.3倍，可降低运输成本，运输方便。
2. 冲击桩：余泥量约为理论方量的1.8倍，运输量增加，运输不便。五.结语通过对各方面的比较分析发现，与冲孔桩机相比，旋转挖掘机灵活，成孔速度快，施工精度高，环境污染少，适应地层和施工条件范围广，成本略有增加，成孔效率可大大提高，在很大程度上满足了施工周期和施工质量的要求。虽然旋挖桩在设备上的一次性投资较大，但在质量、效率和总成本方面仍是理想的施工工艺，可以从根本上保证经济效益和施工质量。虽然旋挖桩在设备上的一次性投资较大，但在质量、效率和总成本方面仍是理想的施工工艺，可以从根本上保证经济效益和施工质量。
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