隨著全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，基本建設(shè)范圍的持續(xù)拓寬，以人為本和保護環(huán)境的理念及至相關(guān)法津法規(guī)實施的不斷強化，使樁基礎(chǔ)特別是現(xiàn)澆混凝土灌注樁基礎(chǔ)幾乎取代了基他基礎(chǔ)，得到了廣泛的應(yīng)用空間。旋挖鉆機因其效率高、污染少、功能多的特點，適應(yīng)上述綜合發(fā)展的需求，在國內(nèi)外的現(xiàn)澆混凝土灌注樁施工中得到了廣泛應(yīng)用。

　　旋挖鉆機的英文為Rotary Drilling Rig，除配置各種回轉(zhuǎn)斗作業(yè)外，也要配置短螺旋和長螺旋鉆進，安裝套管護壁鉆進，配合搖管裝置和沖抓斗等進行會套管施工；配合伸縮式導(dǎo)桿抓斗進行地下連續(xù)墻施工，配合潛孔錘進行硬巖破碎施工；更換作業(yè)裝置后也可進行旋噴施工和正循環(huán)施工；也可以配置液壓錘、振動錘、柴油錘等進行其他形式樁基出的施工。
旋挖鉆機一般適用粘土，粉土、砂土、淤泥質(zhì)土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地層。對于具有大扭矩動力頭和自動內(nèi)鎖式伸縮鉆桿的鉆機，可以適應(yīng)微風(fēng)化巖層的施工。為了滿足施工要求，旋挖鉆機底盤和工作裝置的配置具有裝機功率大、輸出扭矩大、機動靈活、多功能、施工效率高等特點。目前，旋挖鉆機的最大鉆孔直徑為3m，最大鉆孔深度達120m，（主要集中在40m以內(nèi)），最大鉆孔扭矩620kNm。
　　到90年代末，我國旋挖鉆機的擁有量僅為100臺左右，2002年，我國進口各種旋挖鉆機近百臺，截止2003年底，我國旋挖鉆機的保有量為350-400臺，截止2004年底，我國旋挖鉆機的保有量為450-500臺。
　　1、旋挖鉆機的發(fā)展歷史
　　旋挖鉆機是在回轉(zhuǎn)斗鉆機和全套管鉆機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，第二次世界大戰(zhàn)前，美國CALWELD首先研制出回轉(zhuǎn)斗，短螺旋鉆機。二十世紀五十年代，法國BENOTO將全套管鉆機應(yīng)用于樁基礎(chǔ)施工，而后由歐洲各國將其組合并不斷完善，發(fā)展成為今天的多功能組合模式。
意大利土力公司首先從美國將安裝在載重汽車上和附著在履帶起重機上的鉆機引入歐洲，動力頭為固定式，不能自行安裝套管，難以適應(yīng)硬質(zhì)土層施工，1960年德國維爾特和蓋爾茨蓋特公司同時開發(fā)了可動式動力頭。1975年德國寶峨公司研制了配有伸縮鉆桿的BG7型鉆機，該鉆機直接從底盤提供動力，配置可鎖式鉆桿實現(xiàn)加壓鉆孔，鉆孔扭矩增大，可實現(xiàn)在緊密砂礫和巖層的鉆孔。
　　日本于1960年從美國引進CALWELD旋挖鉆機，同時加藤制作所開發(fā)了15-H型鉆機。以后開發(fā)了可配套搖管裝置和抓斗的鉆機，1965年日立建機研制了利用挖掘機底盤裝有液壓加壓裝置的鉆機，1974年開發(fā)了利用液壓履帶起重機底盤由液壓馬達驅(qū)動的鉆機。1980年日立建機與土力公司合作開發(fā)了為提高單樁承載力和擴底灌注樁的施工領(lǐng)域。德國寶峨的加入和日立建機與住友建機的聯(lián)盟進一步促進了旋挖鉆機技術(shù)在日本的發(fā)展。日本的旋挖鉆機扭矩比歐洲的同類產(chǎn)品小。
　　目前國外的旋挖鉆機主要生產(chǎn)廠家為：德國：BAUER、LIEBHERR、Delmag、WIRTH、MGF,意大利SoilMec、MAIT、CMV、CASAGRANDE、IMT、ENTEGO；西班牙：LLAMADA。日本：日車車輛、HITACHI、住友、加藤；芬蘭：JUNTTAN、TAMROCK；美國：APE、Ingersoll-Rand；英國：BSP等。
　　1984年天津探礦機械廠首次從美國RDI公司引起車載式旋挖鉆機。1988年北京城建工程機械廠仿制了土力公司1.5m直徑附著式旋挖鉆機。1994年鄭州勘察機械廠引進英國BSP公司附著式旋挖鉆機，1998年上海金泰股份有限公司與寶峨合作組裝BG15。1999年哈爾濱四海工程機械公司和徐州工程機械股份公司先后開發(fā)了附著式旋挖鉆機和獨立式旋挖鉆機。2001年經(jīng)緯巨力第一臺旋挖鉆機試制成功。2003年后三一、山河智能等多家生產(chǎn)廠家的旋挖鉆機陸續(xù)下線，產(chǎn)銷兩旺。
　　目前，國內(nèi)的旋挖鉆機主要生產(chǎn)廠家為：湖南山河智能、湖南三一、徐工、中聯(lián)重科、徐州東明、北京巨力、天津?qū)毝搿⑹仪f煤機、連云港黃海、哈爾濱四海、內(nèi)蒙古北方重汽、宇通重工、南車時代、山東鑫國、鄭州勘察等。
　　根據(jù)旋挖鉆機的主要技術(shù)參數(shù)，如扭矩、鉆孔直徑、鉆深、發(fā)動機功率、整機質(zhì)量等，可分為大中小3種類型。
　　目前國外的旋挖鉆機主要分為以歐洲為代表的方形立柱加平行四邊形連桿機構(gòu)的獨立式，以日本為代表的履帶起重機附著式。
　　歐洲的獨立式旋挖鉆機具有以下特點：
　　（1）動力頭由一個或多個液壓馬達驅(qū)動，一類為寶峨、永騰為代表，轉(zhuǎn)速較低、沒有高速反轉(zhuǎn)。另一類以土力、邁特、卡薩為代表，動力頭運轉(zhuǎn)由一至兩個大排量變量馬達驅(qū)動，高速反轉(zhuǎn)由另外一個小馬達驅(qū)動，還有一類如意馬，直接通過行星減速機的換檔來實現(xiàn)高速反轉(zhuǎn)甩土。前面兩種結(jié)構(gòu)簡單，液壓配管方便，成本低，后面一種液壓管布管復(fù)雜，減速機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易出故障，造價高。
　　（2）鉆桿分為摩阻式與機鎖式。機鎖式又分為間斷式和齒條式。摩阻式鉆桿用于普通地層鉆進，機鎖式用于堅硬地層鉆進。旋挖鉆機工作時，鉆桿同時承受拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲等復(fù)合應(yīng)力。歐陽旋挖鉆機所遙的伸縮鉆桿均采用高強度特殊合金無縫管制造。設(shè)計制造都有一些特殊的要求。這樣才能達到質(zhì)量輕，傳扭大、耐磨損、壽命長。
　　（3）立柱采用箱形結(jié)構(gòu)，剛性好，重量輕。滑道多采用耐磨方形無縫管，便于傳遞大扭矩。立柱支撐機構(gòu)有三種形式，一種為平行四邊形小三角結(jié)構(gòu)，其特點是變幅范圍大，可整機放倒，折疊，降低運輸高度和長度。缺點是前面重量偏重，穩(wěn)定性稍差，不能承受超大扭矩。另一種為大三角結(jié)構(gòu)，以寶峨為代表，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，能承受大扭矩。缺點是運輸時要拆開，費時，需要輔助起重設(shè)備，第三種以西班牙拉馬達公司、意大利安特高為代表，雖然也是大三角支承結(jié)構(gòu)，由于裝有輔助起架油缸，整機也能放倒折疊，具有以上兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，結(jié)構(gòu)新穎，經(jīng)濟實用。
　　（4）主卷揚是旋挖鉆機的關(guān)鍵部件，根據(jù)旋挖鉆機的施工特點，在鉆機每個工作循環(huán)（對孔下鉆-鉆進-提鉆-回轉(zhuǎn)-卸土），主卷場的結(jié)構(gòu)和功能都非常重要，鉆孔效率的高低、鉆孔事故發(fā)生的幾率，鋼絲繩壽命的長短都與主卷場有密切的關(guān)系。歐洲的旋挖鉆機都有鉆桿觸地自停和動力頭隨動裝置以防止亂繩損壞鋼絲繩。特別是意大利邁特公司的旋挖鉆機，主卷揚的卷筒容量大，鋼絲繩為單層纏繞排列，提升力恒定，鋼絲繩不重疊碾壓，從而減少鋼絲繩之間的磨損，延長了鋼絲繩的使用壽命。國外旋挖鉆機主卷揚都采用柔性較好的非旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，提高使用壽命。
　　（5）底盤分為專業(yè)樁架底盤（可橫向伸縮，帶有后支腿，立柱三點式支承，如BAUER、BSP等）；旋挖鉆機專業(yè)底盤（橫向伸縮式底盤，如SOILMEC、CASAGRANDE、LLAMADA等）；起重機履帶底盤（如LIEBHERR等）；挖掘機履帶底盤（上車后部加長，立柱下加支腿，工作裝置獨立，如IMT、WIRTH、MGF等）；汽車底盤（為了提高機動性，主要在城區(qū)或要求快速施工的場合使用的，如MAIT、CMV、SOILMEC等。）
　　可變履帶間距的底盤，低重心及配重的可調(diào)整設(shè)計布置，既保證了整機的穩(wěn)定性，又滿足運輸?shù)囊螅捎脤捖膸В档徒拥乇葔杭皟?yōu)越爬坡能力，保證了鉆機現(xiàn)場轉(zhuǎn)位所要求的機械性能。
　　（6）機電一體化功能的設(shè)計
　　A、發(fā)動機與負載相匹配（降低油耗、減少噪音）的電子控制系統(tǒng)；
　　B、手動和自動切換，監(jiān)控立柱垂直度（保證柱孔垂直度）的自動糾纏系統(tǒng)；
　　C、高精度鉆孔倒土回轉(zhuǎn)定位（防止樁孔變形）控制技術(shù)；
　　D、鉆孔深度（防止過放鋼繩和確認孔深）測量及顯示系統(tǒng)；
　　E、故障（帶負載起動，卷揚過卷）檢測、報警及信息顯示系統(tǒng)；
　　F、整機工作狀態(tài)（啟動前先自動預(yù)檢）動畫及虛擬儀表顯示系統(tǒng)；
　　G、GPS定位與移動電話數(shù)據(jù)（快速聯(lián)絡(luò)、及時到位）傳輸系統(tǒng)；
　　H、成柱過程（提高成樁質(zhì)量）的反饋顯示、記錄、打印系統(tǒng)；
　　（7）適應(yīng)施工的多種機具配置
　　旋挖鉆機一般用于大口徑短螺旋和旋挖斗鉆孔施工，除此之外，鉆機采用的是多用途模塊式設(shè)計，還配置如下機具施工：
　　長螺旋（CFA）鉆具、全套管與沖抓斗、液壓抓斗地下連續(xù)墻、液壓錘、振動錘等。
日本生產(chǎn)的旋挖鉆機主要以附著式為主。實際上它的底盤并不是純粹的起重機，只是外觀像起重機，它的平臺、吊臂、液壓系統(tǒng)都是根據(jù)旋挖鉆機的特點設(shè)計的。附著式旋挖鉆機的最大特點是一機多用（即可作鉆機用，也可以做起重機用）作業(yè)范圍大，并且可以定裝擴底裝置，缺點是動力頭扭矩偏小，不能長距離加壓，成孔的垂直度沒有獨立式鉆機好。
　　國內(nèi)近年來利用各種方式和途徑有消化吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷創(chuàng)新，相繼開發(fā)了多種型式的旋挖鉆機，如湖面山河、徐工集團等開發(fā)的專用底盤旋挖鉆機；三一重機、石家莊煤機等開發(fā)的挖掘機底盤旋挖鉆機。國產(chǎn)旋挖鉆機整體水平雖然與國外產(chǎn)品還有一定差距，但主要性能已接近國外先進水平，價格優(yōu)熱明顯，所以從2003年下半年開始，國內(nèi)旋挖鉆機市場已經(jīng)從進口機為主變?yōu)橐褔a(chǎn)機為主。
　　目前，國產(chǎn)旋挖鉆機品種比較單一，大多數(shù)產(chǎn)品的扭矩是180-220kNm，用戶選擇的余地較小，然后，據(jù)統(tǒng)計我國80%-85%的樁基礎(chǔ)樁徑在1200mm以下，深度不超過40m,今后，可發(fā)揮旋挖鉆機的多功能這一最大優(yōu)點，不片面強調(diào)大扭矩條件，開發(fā)適合我們國情，滿足施工要求、價格較低的國產(chǎn)旋挖鉆機。日本旋挖鉆機大多數(shù)在100kNm以下就是一個例證。國內(nèi)進口的很多日本二手旋挖鉆機，用戶使用的效果也很好。
　　4、應(yīng)用前景
　　混凝土質(zhì)量的改善，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的完善，灌注樁承載能力的提高，以及城市環(huán)境法規(guī)的嚴格執(zhí)行，混合物灌注樁幾乎取代了其他基礎(chǔ)，成為應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)，國內(nèi)外成孔作業(yè)中各種鉆孔機（反循環(huán)、旋挖鉆機、全套管）的比例迥然不同，在國外大直徑混凝土灌注樁施工中，旋挖鉆機一般占2/3以上，反循環(huán)鉆機在歐洲市場幾乎不再使用，而國內(nèi)鉆孔機產(chǎn)品中反循環(huán)鉆機的產(chǎn)量點近90%。
　　旋挖鉆機因其具有裝機功率大，輸出扭矩大，軸向壓力大，機動靈活、施工效率高、環(huán)保等特點，配合不同鉆具，適應(yīng)我國大部分地區(qū)的地質(zhì)條件，成為適合建筑基礎(chǔ)工程中成孔作業(yè)最理想的施工機械。近年來，北京地鐵、環(huán)線路網(wǎng)建設(shè)、特別是青藏鐵路、奧運場館、首都機場新航站樓等大型工程的施工中，旋挖鉆機高效、環(huán)保、效益高的優(yōu)勢得到公認。
　　隨著改革開放的逐步深化，國內(nèi)市場經(jīng)濟的需求，使得鐵路公路水路交通、城市公共設(shè)施和工業(yè)民用建筑、水利電力設(shè)施、港口碼頭機場的建設(shè)全面飛速發(fā)展樁基礎(chǔ)施工機械潛在的巨大市場已經(jīng)出現(xiàn)。僅鐵路建設(shè)方面，2005年我國將再上一批新項目，到2020年鐵路建設(shè)總投資要超過2萬億元。今年將有數(shù)條高速客運專線，如武大、鄭西、石太、京津等相繼開工，高速客運專線有60%以上為橋梁，橋樁的直徑大多適合旋挖鉆機施工，這將是繼青藏鐵路以后旋挖鉆機有鐵路建設(shè)中更大規(guī)模的應(yīng)用。
　　旋挖鉆機及施工工藝在我國北方地區(qū)已經(jīng)得到了很快普及，在南方地區(qū)特別是東南沿海發(fā)達地區(qū)由于地層較軟，樁一般較大較深，旋挖鉆機成孔困難，目前仍以正反循環(huán)鉆機為主。實際上旋挖鉆機配合一些其他設(shè)備也可以在該地區(qū)施工，一種方法是旋挖鉆機與套管式鉆機聯(lián)合施工；另一種方法是利用我國已廣泛使用的振動樁錘沉拔鋼護筒在軟土地區(qū)成孔施工，通過浙大唐烏沙山電廠、寧波金華蘭溪電廠、福建寧德電廠等施工證明完全是可行的。
　　旋挖鉆機的大量應(yīng)用只是在近幾年，我們?nèi)狈ο鄳?yīng)的產(chǎn)品標準，尚未編制旋挖鉆機施工規(guī)范，沒有系統(tǒng)的工法研究，缺少技術(shù)培訓(xùn)，基本理論的研究有待深入，旋挖鉆機與土木工程及施工工藝結(jié)合的非常緊密。研制旋挖鉆機的設(shè)計技術(shù)人員應(yīng)熟悉樁基礎(chǔ)施工，使用旋挖鉆機的工程技術(shù)人員應(yīng)了解其工作原理和作業(yè)性能，為此，中國工程機械工業(yè)協(xié)會將和有關(guān)科研單位，主機生產(chǎn)廠家及施工部門開展與旋挖鉆機相關(guān)的（基本結(jié)構(gòu)工作原理、液壓技術(shù)、機電控制技術(shù)、安全規(guī)程等）技術(shù)培訓(xùn)，施工經(jīng)驗的交流等活動，適時地制定旋挖鉆機產(chǎn)品標準及相關(guān)標準，推動機械化施工和旋挖鉆機產(chǎn)品的發(fā)展。