钻孔桩施工泥浆制备技术探讨

摘要：本文主要针对钻孔桩施工过程中泥浆的制备及性能参数控制进行探讨，简要介绍了正反循环钻孔工艺对泥浆性能的要求，对泥浆制备方法进行了简明阐述。

关键词：钻孔桩施工 ；泥浆制备方法；技术

1概述

钻孔桩在桥梁基础施工领域中占有重要地位，是桥梁桩基础施工的重要方法，而泥浆的配制又是钻孔桩施工的主要控制指标，直接影响到桩基成孔质量。本文通过某天桥钻孔桩施工过程中泥浆配制试验及探讨，总结钻孔桩泥浆配制经验，为同类型钻孔桩施工提供借鉴。

2 钻孔方法的分类

常用的钻孔桩主要分为正循环回转钻孔、反循环回转钻孔和冲击钻孔，本文主要针对回转钻孔工艺中泥浆的制备工艺进行探讨分析。

各种钻孔方法的适用范围

3 钻孔准备工作

3.1护筒

护筒一般都用6～14mm的钢板卷成，内径一般都大于桩径15～40cm。

3.2泥浆

3.2.1 泥浆的性能要求

泥浆的主要性能有：相对密度、粘度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度（PH值）。

⑴ 相对密度：泥浆的相对密度是泥浆与4℃时同体积水的质量之比。泥浆的相对密度增大时，在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大，孔壁也越稳定，悬浮携带钻碴的能力也越大。然而，相对密度过大的泥浆，其失水量也加大，孔壁上的泥皮也增厚，这就增加了泥浆原料的消耗，而且会给清孔和灌注砼造成困难。

⑵ 粘度：粘度是液体或混合液体运动时，各分子或颗粒之间产生的摩擦力。粘度大的泥浆，产生的孔壁泥皮厚，对防止翻砂，阻隔渗漏有利，对悬浮携带钻碴的能力强。但粘度过大，则易“糊钻”，影响泥浆泵的正常工作，增加泥浆净化的困难，进而影响钻进速度。粘度过小，钻碴不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。

⑶ 静切力：静切力是静止的泥浆，受外力开始流动所需的最小的力。泥浆静切力要适当，太大则流动阻力大，流往沉淀池的泥浆中的钻碴不易沉淀，影响净化速度，使泥浆相对密度过大，钻进速度降低，太小则悬浮携带钻碴效果不好，钻进速度也会降低。

⑷ 含砂率：含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积比。泥浆含砂率大时，会降低粘度，增加沉淀，容易磨损泥浆泵。

⑸ 胶体率：胶体率是泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水分离的程度，以百分比表示，胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻碴的能力高，否则反之。

⑹ 失水率：失水率又叫失水量或渗透量，是泥浆在钻孔内受内外水头压力差的作用下在一定时间内渗入地层的水量以ml/30min为单位。

⑺ 酸、碱度：以PH值表示，PH值等于7为中性泥浆，小于7为酸性，大于7为碱性。

3.2.2 根据钻孔方法和土层情况，调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆性能指标可参照下表：

注：⑴ 地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限。

⑵ 地质较好，孔径或孔深较小时，指标取低限，反之取高限。

3.2.3 泥浆的制备

⑴ 粘土的选择及普通泥浆

粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好，但应尽量就地取材。经过野外鉴定，具有下列特征的土，可符合上述要求作为调制泥浆的原料。

自然风干后，用手不易掰开捏碎；用刀切开时，切面光滑，颜色较深；水浸湿后有粘滑感，加水和成泥膏后，容易搓成1mm的细长泥条，用手指搓捻，感觉砂粒不多。浸水后能大量膨胀。一般可选塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量50%的粘土制浆。当缺少适宜的粘土时，可用略差的粘土，并掺入30%的塑性指数大于25的粘土；若采用粘质土时，其塑性指数不宜小于15，大于0.1mm的颗粒不宜超过6%。所选粘土中不应含有石膏、石灰或钙盐类化合物。

⑵ 优质泥浆的调制

优质泥浆（稳定液）的固壁和悬浮钻碴效能高，在用正、反循环回转钻进直径1.2m以上，孔深30m以上的井孔且地层松散易坍孔时，一般采用优质泥浆，其各项指标如下：

3.2.4 泥浆的循环和净化处理

泥浆循环系统主要由泥浆池、高压泥浆泵、出浆管和进浆管四大部分组成。

含碴泥浆从孔口经由出浆管进入泥浆池，经过沉淀池，再由泥浆泵将泥浆经由进浆管送回孔底。通过泥浆循环，孔底的钻碴即可在泥浆池中沉淀下来，再人工将钻碴清除，达到清碴的目的。

4 成孔过程中泥浆控制

⑴ 开始钻进时，进尺要适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进。如护筒外侧土质松软发现漏浆时，可提起钻头，向孔中倒入粘土，再放下钻头倒转，使胶泥挤入孔壁堵住漏浆空隙，稳住泥浆继续钻进。

⑵ 在粘质土中钻进，由于泥浆粘性大，钻头所受阻力也大，易糊钻。宜选用中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。

⑶ 在砂类土或软土层钻进时，易坍孔，宜选用低转速、大泵量、稠泥浆钻进。

⑷ 在卵石、砾石类土层中钻进时，因土层较硬，会引起钻头跳动，钻杆摆动加大和钻头偏斜等现象，易使钻机因超负荷而损坏。宜采用低档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。

⑸ 减压钻进。为保证钻孔的垂直度和减小扩孔率，须采用重锤导向减压钻进。钻头、配重、钻杆总重的一半左右作为钻压，其余由钻架承担，使钻杆始终处于受控状态，配重应根据不同的地质情况恰当选取。

⑹ 泥浆补充与净化

开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失应予补充。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土类并记录，以便与设计资料核对。

5 结束语

由于钻孔桩施工过程工序复杂，地下情况多变且不容易做到预先掌控，这就要求施工技术人员在钻孔过程中严密监控泥浆配制质量及返浆性能参数，及时调整技术参数，才能保证桩基顺利成孔。

参考文献

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2.邢朝阳，浅谈水下混凝土灌注桩施工技术控制[J]；治淮；2011年08期

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