在复杂地层内(易偏斜的岩石层、卵砾石层、易塌孔缩孔的淤泥层、流砂层)及缺水无水地区进行桩孔施工始终是困扰我国桩孔施工领域的难题,相关地层的施工工艺设备及钻具的研究与生产也代表一个国家的桩工机械领域的发展水平。我国地域辽阔,人口众多,人口、资源分布不均匀,物流需求量大,交通基础设施薄弱,高速铁路、高速公路、城市轨道交通建设等需要进行大量的桩孔施工,很多地区的地层是由岩石、卵砾石、流砂、淤泥、回填等易坍塌地层构成的,很多地区根本没有施工用水,因此,对复杂地层和无水地区的桩孔施工工艺进行研究显得尤为迫切和必要。本文针对复杂地层中桩孔施工效率低和无水地区施工难的问题,从工艺和机具上进行了系统的研究,取得了以下几方面的研究成果:1、通过对破岩刀具和整体钻头的研究实验,解决了回转钻进工艺在岩石层钻进时刀具使用寿命和钻具成本问题,使得在入岩桩孔的施工中采用各种滚刀具有技术上、经济上的可行性,继而在旋挖钻进工艺中应用滚刀钻进。2、通过对岩石层、卵砾石层、漂石层钻进时普遍采用的冲击钻进工艺的研究,在大口径桩孔钻进中采用冲击回转反循环钻进工艺,解决了冲击钻进工艺扩孔率大、混凝土浪费严重、钻进效率低的问题。3、无循环钻进工艺是我国现在和将来桩孔施工领域的主要工艺,通过对无循环钻进工艺及机具的研究,解决了我国桩孔施工在无水地区、卵砾石、淤泥、流砂层进行桩孔钻进的问题,解决旋挖钻进工艺与全套管跟管钻进、全套管护壁钻进特殊工艺和特殊钻具配套使用的问题。解决了全套管钻进工艺及机具在岩石层钻进工艺和技术问题。