1.2　長螺旋鉆機

　　在小直徑（800mm以下）小深度（30m以下）混凝土灌注樁施工領(lǐng)域，長螺旋鉆機最具有優(yōu)勢，效率高、成本低，特別是近幾年CFG樁及后植入鋼筋籠技術(shù)的開發(fā)成功大大提高了長螺旋鉆孔灌注樁的適用范圍，目前已從我國廣大北方地區(qū)推廣應(yīng)用到湖北、湖南、廣東等地。高鐵客運專線部分路段采用CFG樁進行路基加固，也帶動了長螺旋鉆機的生產(chǎn)，近幾年長螺旋鉆機的產(chǎn)量穩(wěn)步增長。統(tǒng)計幾個主要的生產(chǎn)廠家，2009年生產(chǎn)液壓步履式長螺旋鉆機363臺，生產(chǎn)電動、液壓履帶式長螺旋鉆機178臺，以上統(tǒng)計不全面，根據(jù)長螺旋鉆機動力頭的生產(chǎn)情況，2009年長螺旋鉆機產(chǎn)量應(yīng)該接近1000臺，2010年1500臺左右?，F(xiàn)在我國已形成鄭州、新河、膠東、瑞安、長沙幾個大的長螺旋鉆機生產(chǎn)基地。

　　長螺旋鉆機的生產(chǎn)廠家和產(chǎn)量都不少，但各廠的產(chǎn)品性能區(qū)別不大，各廠家的鉆機動力頭和鉆具幾乎一樣。我國現(xiàn)在所用的長螺旋鉆機施工工法比較單一，日本由長螺旋鉆機變形的工法非常多，我國生產(chǎn)廠家與施工脫節(jié)，設(shè)備的改進多年來進展不大。事實上長螺旋鉆機還有很大的發(fā)展空間。

　　1）開發(fā)適合軟土層、卵石層等復(fù)雜易塌地層的套管式長螺旋鉆機，即內(nèi)置鉆桿高速小扭矩正轉(zhuǎn)，外層套管低速大扭矩反轉(zhuǎn)。

　　2）鉆機動力頭由單速向多速發(fā)展，以適合不同樁徑和深度的要求，提高施工效率。

　　3）鉆具直接影響長螺旋鉆機的施工效率，生產(chǎn)廠家應(yīng)該和施工單位結(jié)合，開發(fā)出適合不同地質(zhì)情況的鉆具。國外廠家，如日本三和機材，僅長螺旋鉆頭就有幾十種。

　　4）產(chǎn)品缺少必要的安全裝置，如拔樁力限制器、防過卷裝置等，穩(wěn)定性差，事故多發(fā)。

　　1.3　正反循環(huán)工程鉆機

　　雖然旋挖鉆機發(fā)展很快，但在我國東南沿海地區(qū)及其它中小城市混凝土灌注樁的施工仍然主要以正反循環(huán)工程鉆機為主，正反循環(huán)工程鉆機施工需要泥漿護壁，產(chǎn)生大量泥漿，許多施工企業(yè)對泥漿不經(jīng)任何處理隨意排放造成嚴重環(huán)境污染。隨著我國經(jīng)濟水平的提高、環(huán)保法規(guī)的健全及新設(shè)備的應(yīng)用，此種鉆機的使用會越來越少。當然，在大直徑（2m以上）大深度（60m以上）樁基礎(chǔ)的施工中，正反循環(huán)工程鉆機仍有優(yōu)勢。近幾年正反循環(huán)工程鉆機的產(chǎn)量變化不大，每年都在1000臺左右。

　　在跨江跨海大橋基礎(chǔ)樁的施工方面，國產(chǎn)大直徑正反循環(huán)工程鉆機與進口鉆機相比還是有差距，如故障多、入巖效率低、鉆頭易損壞等。我國近幾年海上江上的工程很多，國內(nèi)的廠家應(yīng)該在這方面進行攻關(guān)。

　　我國的某些地區(qū)如溫州、寧波等地，土質(zhì)特別軟，以淤泥為主，樁側(cè)摩擦力很小，要求樁必須入巖。我國的入巖設(shè)備十分落后，現(xiàn)在中小直徑的嵌巖樁基本上采用沖擊鉆施工，但效率非常低。國外通常使用潛孔錘施工巖層，效率很高，但國內(nèi)大直徑的潛孔錘還是空白，而小直徑的潛孔錘可靠性很差，需要進一步研究。

　　1.4　液壓靜力壓樁機

　　目前管樁的施工設(shè)備主要是液壓靜力壓樁機，其優(yōu)點是無振動、無噪音、無污染、質(zhì)量好，所以混凝土預(yù)制管樁是我國近幾年推廣速度很快的一種工法。目前從南方到北方，從沿海到內(nèi)地大部分省市都有應(yīng)用，特別在軟土地區(qū)已成為工民建的首選樁型。主要原因如下：

　　1）管樁在工廠加工，質(zhì)量容易保證，不像現(xiàn)場灌注樁易出現(xiàn)質(zhì)量事故；

　　2）管樁生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模越來越大，管樁的成本大幅度降低；

　　3）液壓靜力壓樁機的性能顯著提高，產(chǎn)品種類也越來越豐富；

　　4）管樁生產(chǎn)企業(yè)與壓樁機生產(chǎn)企業(yè)的大力推廣。

　　2009年我國生產(chǎn)液壓靜力壓樁機400多臺。 液壓靜力壓樁機的生產(chǎn)企業(yè)主要集中在湖南、浙江、上海、江蘇，湖南山河智能的市場占有率超過50％。針對硬地層靜力壓樁機施工困難的問題，山河智能與廣東建科院正在聯(lián)合開發(fā)帶鉆機的靜力壓樁機，即利用套在樁管內(nèi)的螺旋鉆機邊鉆孔邊壓樁，到達預(yù)定深度，鉆機反轉(zhuǎn)，擴孔鉆頭收回，從樁管內(nèi)拔出鉆桿。液壓靜力壓樁機的最大缺點是笨重，運輸費用高，轉(zhuǎn)移場地麻煩。

　　1.5　樁　錘

　　樁錘包括筒式柴油錘、導(dǎo)桿式柴油錘、液壓錘、振動錘等。

　　筒式柴油錘主要生產(chǎn)廠家有上海工程機械廠、廣東力源液壓機械有限公司等。導(dǎo)桿式柴油錘的主要生產(chǎn)廠有江蘇東達、巨力、巨威、撫順6409等。其中，上海工程機械廠從德國德爾馬克引進的技術(shù)，質(zhì)量最好，批量最大，為配合上海洋山港和杭州灣大橋、東海大橋風電的建設(shè)，該廠開發(fā)了D160、D220柴油錘，D220柴油錘是目前世界上最大的柴油錘。柴油錘由于噪音、油煙污染等公害無法解決，使用會越來越少。

　　振動錘主要生產(chǎn)廠家有浙江振中工程機械股份有限公司、浙江瑞安八達工程機械廠等，我國電動式振動錘的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，從幾千瓦到幾百千瓦都能自行設(shè)計制造。近兩年浙江振中公司的可調(diào)偏心力矩振動錘已有多臺應(yīng)用于上海洋山港砂樁工程，并出口到日本、韓國等發(fā)達國家。我國液壓振動錘剛起步，上海振中已開發(fā)出激振力100t、200t的液壓振動錘。液壓振動錘應(yīng)向高頻、調(diào)頻調(diào)幅的方向發(fā)展。

　　今后數(shù)年，我國將投資數(shù)萬億建設(shè)海上風電，以前海上風電基礎(chǔ)多為群樁，群樁施工周期長、成本高。歐洲、日本等國在建的海上風電已改為單樁基礎(chǔ)，即直接把直徑5～6m、壁厚100mm左右、長數(shù)十米的大鋼管用液壓沖擊錘打入或用振動錘沉入海底。此類大型的液壓錘或振動錘我國目前還是空白，必須從國外進口，而進口產(chǎn)品的價格又十分昂貴。結(jié)合工程需要，國內(nèi)有實力的企業(yè)應(yīng)該著手研究。

　　1.6　液壓抓斗

　　近十年來我國地下連續(xù)墻技術(shù)發(fā)展迅猛，上海、廣州、北京等地已在高層建筑和地鐵車站等數(shù)百項工程中應(yīng)用地下連續(xù)墻支護技術(shù)。據(jù)了解，國務(wù)院已經(jīng)批復(fù)二十多個城市修建地鐵和輕軌，投資近萬億，我國的地下連續(xù)墻施工設(shè)備必將有一個大的發(fā)展。我國目前建造地下連續(xù)墻所用的設(shè)備是液壓抓斗和多軸鉆孔機。

　　建造大深度大厚度地下連續(xù)墻通常使用抓斗式成槽機，主要包括鋼絲繩抓斗、液壓導(dǎo)板式抓斗、導(dǎo)桿式抓斗、混合抓斗等，由于液壓導(dǎo)板式抓斗具有抓斗升降速度快、閉斗力大、挖槽能力強、施工效率高、施工深度大、成墻厚度大、成墻精度高（自動糾偏裝置）等特點，所以使用量最大。近幾年國產(chǎn)液壓抓斗發(fā)展很快，2009年我國液壓抓斗的銷量在80臺左右，生產(chǎn)企業(yè)有上海金泰、徐工、南車、三一、上海工程等。目前上海金泰的液壓抓斗市場占有率超過50%。

　　1.7　多軸鉆孔機

　　SMW工法是利用專門的多軸鉆孔機（一般為3軸）鉆進切削土體，同時在鉆頭端部將水泥漿液注入土體，經(jīng)充分攪拌混合后，再將H型鋼或其他型材插入攪拌樁體內(nèi)，形成地下連續(xù)墻體，利用該墻體直接作為擋土和止水結(jié)構(gòu)。該工法取代原有的鉆孔灌注樁和止水帷幕的圍護方法，具有施工速度快、止水效果好、工程造價低、無污染等優(yōu)點，是一種有推廣前途的施工工藝。SMW工法在上海、天津、南京、杭州等地已經(jīng)推廣使用。

　　我國SMW工法施工用多軸鉆孔機早期全部從日本進口，如日本三和機材、三和機工，主要以二手機為主，價格昂貴，設(shè)備的短缺嚴重制約了SMW工法在我國的推廣應(yīng)用。近幾年國產(chǎn)的SMW工法用多軸鉆孔機已能夠滿足國內(nèi)施工的需要，主要生產(chǎn)企業(yè)有上海工程、上海金泰、浙江振中，2009年SMW工法用多軸鉆孔機的銷量在110臺左右。今年上海工程機械廠根據(jù)工程需要開發(fā)了施工深度超過50m的超深多軸鉆機，在鄭州高鐵車站基坑施工中使用非常好。

　　1.8　樁　架

　　樁架是習慣叫法，根據(jù)它的用途和構(gòu)造原理，實際上是一臺打樁專用的起重與導(dǎo)向設(shè)備。柴油錘、液壓錘、振動錘、鉆孔機、振沖器、深層攪拌機等工作裝置在施工時都必須與樁架配套使用，樁架的功能主要是起吊各種樁錘等工作裝置、樁料斗、鋼筋籠等，給樁錘等工作裝置導(dǎo)向和變幅（打斜樁），確定樁位。

　　樁架按結(jié)構(gòu)特點分滾管式、軌道式、步履式、履帶式。我國目前大量使用的樁架為滾管式和步履式。此種樁架國際上已經(jīng)很少使用。液壓步履樁架是具有中國特點的樁架，以步履方式移動樁位和回轉(zhuǎn)，造價低，深受中小基礎(chǔ)施工公司的歡迎，它的最大缺點是轉(zhuǎn)移不便。全液壓履帶式三點樁架是目前國外廣泛應(yīng)用的一種最先進的樁架，上海工程機械廠引進日本車輛DH558、DH658樁架生產(chǎn)技術(shù)，其產(chǎn)品達到國際先進水平。

　　20世紀90年代末期，我國一些廠家將步履樁架和履帶樁架的優(yōu)點相結(jié)合開發(fā)出了電動履帶式樁架，成本與全液壓履帶樁架相比大幅度降低，移動又比步履式方便。該產(chǎn)品受到施工單位的歡迎，是短期內(nèi)履帶樁架的發(fā)展方向，但其外接電源存在安全隱患。

　　2　我國需研究的樁工機械產(chǎn)品

　　2.1　地下連續(xù)墻施工設(shè)備

　　地下連續(xù)墻包括承重式連續(xù)墻、防滲擋土墻和單純的防滲墻。一般地層的地下連續(xù)墻施工多用液壓抓斗，但遇到硬質(zhì)地層液壓抓斗施工困難，為此寶峨、卡薩格蘭地公司開發(fā)了水平多軸式掘削機，我國的三峽工程、南水北調(diào)穿黃工程、深圳地鐵、上海地鐵引進了上述設(shè)備，使用效果很好。

　　在防滲擋土墻（水泥土墻）施工領(lǐng)域，以前多用垂直式單軸或多軸鉆機，在日本和我國的沿海地區(qū)SMW工法使用非常普遍。但現(xiàn)在的多軸鉆機遇到硬質(zhì)復(fù)雜地層施工困難，如在北京地區(qū)三軸鉆機施工就有一定難度。為解決該問題，德國寶峨公司開發(fā)了BCM系列水平多軸式深層攪拌機，日本神鋼公司開發(fā)了TRD切削機。寶峨BCM系列水平多軸式深層攪拌機下部有兩個水平設(shè)置的切削頭，切削頭上鑲有截齒，上部是一方形導(dǎo)桿，通過滑道與三支點打樁機立柱相聯(lián)接。該機適應(yīng)面廣，在巖石、礫石層中都能施工，施工深度可達35m，施工精度高，成墻防水效果好，無污染。神鋼TRD切削機結(jié)構(gòu)獨特，在履帶底盤上側(cè)向布置一個鏈輪鏈條式切削機構(gòu)，周圍鏈條上裝有切削刀頭。與以前縱向施工方式不同，TRD切削機開始先鉆到預(yù)定深度，然后全深度橫向切削，切削同時注入水泥漿，形成水泥土墻。TRD切削機施工效率非常高，施工實際深度已達60m，成墻質(zhì)量好，無污染。

　　2.2　地下障礙物拆除設(shè)備

　　隨著舊城改造的工程越來越多，舊有建筑物的地下基礎(chǔ)如何拆除是一個難題。我國2010年上海世博會的場館都在黃浦江兩岸原有工廠上建設(shè)的，也有類似問題，現(xiàn)在我國采用振動加高壓沖水的辦法。日本等發(fā)達國家舊城改造的工程特別多，也開發(fā)了多種拆除地下障礙物的工法和設(shè)備。一般是利用全套管全回轉(zhuǎn)式鉆孔機先行切削，套管內(nèi)切下的障礙物主要有3種取出方式：①用沖抓斗、十字錘破碎抓??；②電動或液壓驅(qū)動的短螺旋鉆頭破碎取出；③多爪式液壓破碎機夾碎取出。

　　2.3　長螺旋鉆機入巖設(shè)備

　　現(xiàn)在許多樁基礎(chǔ)為了確保承載力都要求樁要入巖，我國目前所用的入巖設(shè)備十分落后，基本上是沖擊鉆，效率低、泥漿污染嚴重。在韓國和日本等國，有一種工法入巖施工十分有效，即雙動力頭長螺旋鉆機與氣動潛孔錘聯(lián)合施工。具體方法是：內(nèi)動力頭驅(qū)動長螺旋鉆桿，鉆桿下端裝有潛孔錘，鉆桿帶動潛孔錘回轉(zhuǎn)的同時，高壓空氣經(jīng)過鉆桿內(nèi)孔帶動潛孔錘的頭部上下沖擊運動，這樣邊回轉(zhuǎn)邊沖擊，將巖石破碎成小碎塊。由于外動力頭驅(qū)動外套管反向旋轉(zhuǎn)，被破碎成小碎塊的巖石在高壓空氣的作用下沿螺旋葉片被返至地面。達到預(yù)定深度后，將內(nèi)鉆桿及潛孔錘拔出，等插入鋼筋籠灌完混凝土后再將外套管拔出。此種工法施工效率高，成孔質(zhì)量好，無泥漿污染。

　　3　主要問題和建議

　　1）結(jié)合施工工法，不斷開發(fā)新產(chǎn)品。樁工機械的特點是：要滿足不同的樁型、不同的地質(zhì)條件和不同的工程要求，而且隨著施工方法的不斷出現(xiàn)，又需要開發(fā)新的品種，因此樁工機械行業(yè)的每種設(shè)備都有各自的適應(yīng)范圍，目前正處于快速發(fā)展期，企業(yè)一定要抓住機遇，打好基礎(chǔ)，定好位。

　　2）加強自主創(chuàng)新，提升傳統(tǒng)產(chǎn)品性能，利用高新技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)品是行業(yè)提高競爭力的重要舉措。

　　3）提高核心競爭力，以自主創(chuàng)新走向世界。近年來我國樁工機械出口形勢喜人，但產(chǎn)品距世界先進水平還有一定的差距，要打造穩(wěn)定的市場占有率和品牌，企業(yè)一定要將產(chǎn)品、配套件、服務(wù)提到一定的高度，這是實現(xiàn)國際化發(fā)展的基本保證。

　　4）避免無序競爭，提倡和諧、共贏。企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略應(yīng)為利益關(guān)系者之間的共同發(fā)展，企業(yè)要結(jié)合國情和工程施工的特點，不斷自主創(chuàng)新，認真研究市場，使每個企業(yè)都擁有自己的特色和品牌，形成差異化競爭格局，走出一條適合自己的穩(wěn)健發(fā)展道路。