正反循环钻机
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正循环和反循环钻机口诀
钻机是在石油勘探中非常重要的设备,而正循环钻机和反循环钻机则是主流的两种钻探方式。
为了帮助大家更好地了解这两种钻机,我为大家整理了以下口诀:
正循环钻机口诀:
循环水派上用场,
地层垂直孔应穿。
污泥涌出勾连管,
循环系统沉淀罐。
机头钻四角,尺寸量得准,
恢复文件保资料,工法地貌描绘真。
海拔走向及泥浆粘度,
合理参数配置,钻井技能好。
反循环钻机口诀:
一泵一管流转胜,
措施船龙马上场。
钻头穿过固体岩,
透泥层进入地下。
废岩烟气进旋流器,
污泥量通过罐计。
导向钻具透地面,
不要变形搞钻探。
以上就是对正循环钻机和反循环钻机的简单介绍。
通过这些口诀,我相信你们已经掌握了一些基础知识。
当然,要想真正学好钻井技能,还需要不断地学习和实践,不断地总结经验和教训。
希望大家能够在
今后的勘探工作中,更加熟练地掌握这些技能,取得更加出色的业绩。
正循环和反循环钻机口诀
正循环和反循环是钻机操作中常用的两种钻进方法。
正循环钻机口诀是:上推下进,顺时针转。
解释:在正循环钻机中,钻杆向下施加压力推动钻头进入地层,同时钻杆向上旋转顺时针方向来带动钻头旋转切削地层。
反循环钻机口诀是:上进下推,逆时针转。
解释:在反循环钻机中,钻杆向上施加压力推动钻头进入地层,同时钻杆向下旋转逆时针方向来带动钻头旋转切削地层。
这两种钻进方法的选择取决于地层的特点和钻井工程的需求。
正循环钻机适用于一般地层条件下的普通钻井作业,它的优点是操作简单、效率高;反循环钻机适用于特殊地层条件下,如软土层或有水层等,它的优点是能够有效地排除钻井过程中产生的泥浆、砂石等杂质。
总之,正循环和反循环是钻机操作中常用的两种钻进方法,通过施加压力和旋转钻杆来推动钻头切削地层。
选择哪种方法取决于地层特点和钻井工程需求。
钻机系列正反循环钻机型号:GZ50/GZ50Ⅱ主要技术参数:钻孔深度:50-150M 钻孔直径:450-1500mm(450-2000mm)砂石泵排量:280立方米/小时功率:50Kw(58.8Kw)自走速度:14/20/30/40km/h 型号:YZ60型钻孔深度:60M开孔直径:500mm转盘转速:63r/min卷扬提升能力:1000kg扬程:>18mCFZ系列冲击反循环钻机主要特点:1、适用于各类桩基工程成孔2、设有双绳同步提升装置3、钻头重量大,钻进效率高4、适用于卵砾石层、基岩地层钻进型号:CFZ1200 主要技术参数:钻孔最大直径:1200mm钻孔深度:100M 钻具重量:1.5T 整机重量:6T配套动力:30Kw 泵排量:280立方米/小时型号:CFZ2000 主要技术参数:钻孔最大直径:2000mm钻孔深度:120M钻具重量:3.5T整机重量:10T配套动力:45Kw 或75HP泵排量:280立方米/小时冲击式钻机:冲击式钻机包括8JC150型,8JC250型,8JC250Ⅱ型。
该系列钻机适用于水井,桥梁桩基,楼房基础,降水放水等工程。
8JC150型,8JC250型简易型钻机,该机功能齐全,操作简便,价格便宜,投资少,回收快。
8JC250Ⅱ型钻机在原简易型基础上增加了辅卷扬功能,同时将桅杆缓冲改为冲击梁家=缓冲,并设置了行走机构便于运输和移位。
8JC150-250型冲击式钻机获首届全国水井钻机质量调查评议优质奖。
型号:8JC150主要技术参数:钻井深度:150 M 冲击次数:38次/分开孔直径:500-800mm配套动力:10Kw或26HP型号:8JC250主要技术参数:钻井深度:250M冲击次数:41次/分开孔直径:300-500mm配套动力:22Kw或5HP 型号:8JC250ⅡBZS系列砂石泵组砂石泵组的主要特性:1、排渣返速快(3-4m/s),成孔效率高。
2、抽吸能力强,排渣颗粒型号排量(m3/h)吸程(m)扬程(m)颗粒(mm)功率Kw 4BZS1007.515.50-6518.5大。
旋转式钻机(正、反循环钻机)
旋转式钻机(如土所示),由带转盘的基础车(履带式或轮胎式)、钻杆回转机构、钻架、工作装置(钻杆和钻头)等组成。
旋转钻机式利用旋转的工作装置切下土壤,使之混入泥浆中排出孔外。
根据排出喳浆的方式不同,回转式钻孔机分为正循环和反循环两类。
常用反循环钻孔机。
正循环钻机的工作原理(如图所示)。
钻机由电动机驱动转盘带动钻杆、钻头旋转钻孔,同时开动泥浆泵对泥浆池中泥浆施加压力使其通过胶管,提水龙头,空心钻杆,最后从钻头下部两侧喷出,冲刷孔底,并把与泥浆混合在一起的钻渣沿孔壁上升经孔口排出,流入循环池。
钻渣沉积下来后,较干净的泥浆又流回泥浆池,如此形成一个工作循环。
反循环钻机的工作循环(如图所示)。
这类钻机工作泥浆循环与正循环方向相反,夹带杂渣的泥浆经钻头、空心钻杆,提水笼头、胶管进入泥浆泵,再从泵的闸阀排出流入泥浆池中,而后泥浆经沉淀后再流向孔井内。
浅谈钻孔灌注桩正反循环钻机成孔异同及适用范围作者:段盼平来源:《中小企业管理与科技·中旬刊》2014年第07期摘要:近年来,正反循环回旋钻在钻孔灌注桩成孔中被广泛应用,本文结合中铁十二局连盐铁路工程指挥部通榆河特大桥现场正反循环钻机施工,详细介绍正反循环回旋钻机成孔的原理及各自的优缺点、适用范围、成孔钻进、清孔等方面的差别。
关键词:正循环回旋钻反循环回旋钻钻孔灌注桩成孔适用范围异同0 引言钻孔灌注桩基础日益成为软弱地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头及重型仓储等工程经常采用的一种深基础形式,其成孔的方法很多,正、反循环回旋钻成孔法由于施工噪音小,对土层扰动小,振动力小,成孔速度快,因此在钻孔灌注桩施工中得到了广泛的应用,同时受到施工单位的高度重视。
1 钻孔灌注桩采用正反循环钻机成孔的发展历史与背景我国应用钻孔灌注桩始于20世纪60年代,首先在桥梁和港口建设中采用,钻孔灌注桩的成孔技术也在工程实践中不断地得到发展,1968年,江苏、湖南进行了旋转钻φ60-150钻孔灌注桩的试验,辽宁、黑龙江也先后研制了泵吸式逆循环钻机进行φ60-150钻孔灌注桩的试验,这些探索是钻孔灌注桩的初期发展阶段,1983年原铁道部大桥局武汉桥机厂研制的BDM-4型气举反循环钻机投入使用,首先在郑州黄河公路大桥完成直径220cm,孔深70m的摩擦桩施工,使钻孔灌注桩的可施工桩径突破200cm大关,是国产回旋钻机向大口径发展的重要里程碑,1986年广东省九江大桥2*160独塔斜拉桥工程中又使用BDM-4型反循环钻机完成φ200-300嵌岩桩的施工,标志着我国应用循环钻机施工钻孔灌注桩的工艺日趋成熟。
2 正反循环钻机成孔的原理回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动,再由其带动带有钻头的钻杆移动,由钻头切削土壤。
根据泥浆循环方式的不同,分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。
正循环:用高压将泥浆通过钻机的空心钻杆从钻杆底部射出,底部的钻头在回旋时,将土层搅松成钻渣,被泥浆浮悬,随着泥浆上升而溢出流到孔外的泥浆溜槽,经沉淀池净化,泥浆再循环使用,孔壁靠水头和泥浆保护,采用本法由于钻渣得靠泥浆浮悬才能上升携带排出孔外,故对泥浆的质量要求较高。
正、反循环钻机施工作业指导书1、概念介绍1.1、正循环回转钻孔:泥浆高压通过钻机的空心钻杆,从钻杆底部射出,底部的钻头(钻锥)在回转时将土层搅松成为钻渣,被泥浆浮悬。
随着泥浆上升而溢出流到井外的泥浆溜槽,经过沉淀池沉淀净化,泥浆在循环使用。
井孔壁依靠水头和泥浆保护,对泥浆的质量要求较高。
1.2、反循环回转钻孔:与正循环相反,泥浆由钻杆外注入井孔,用真空泵或其他方法(如空气吸泥机)将钻渣从钻杆中吸出。
泥浆起辅助护壁作用,相对正循环泥浆质量要求较低,但遇到钻深孔或易坍塌土层时,需要高质量泥浆。
1.3、正、反循环钻孔的适用范围:钻孔方法适用范围泥浆作用土层孔径(cm)孔深(m)正循环回转钻粘性土、粉沙、细砂、中粗砂、含少量砾石、卵石土(含量少于20%)、软岩;80~2530~100 浮悬钻渣并护壁反循环回转钻粘性土、砂类土、含少量砾石、卵石土(含量少于20%,粒径小于钻杆内径80~30用真空泵小于35,用空气吸泥机可达65,用气举式可达护壁2/3);120;1.4、正反循环所用的泥浆性能指标:泥浆由水、粘土(或膨润土)和添加剂组成。
使用下表的注意事项:(1)、地下水位高或其流速大时,指标取高值,反之取低值;(2)、地质情况较好,孔径或孔深较小的取低限,反之取高限;(3)、在不容易坍塌的粘质土层中,反循环钻进时,可采用清水提高水头(≥2m)维护孔壁。
钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度Pas含砂率%胶体率%失水率ml/30min泥皮厚mm/30min静切力Pa酸碱度PH正循环一般地层易坍地层1.05~1.201.20~1.4516~2219~288~48~4≥96≥96≤25≤15≤2≤21~2.53~58~18~1反循环一般地层易坍地层卵石土1.02~1.061.06~1.101.10~1.16~218~2820~3≤4≤4≤4≥95≥95≥95≤20≤20≤20≤3≤3≤31~2.51~2.51~2.8~18~18~115 5 5 0 相对密度:指泥浆与4℃同体积水的质量之比;作用:数值偏大,护壁能力强,正循环时浮悬钻渣能力强;但太大时(≥1.45)正循环时容易糊钻,泥浆失水量也加大,对清孔和浇注混凝土不利,泥皮厚度也会增厚,对摩擦桩的承载能力不利。
正反循环钻机工作原理
正反循环钻机,也被称为往复钻机,是一种用于钻探井眼的工具。
它通过正反循环的操作原理将钻杆送转,使钻头在钻井过程中旋转并切削地层。
工作原理如下:
1. 钻杆系统:正反循环钻机由上下两根钻杆组成,上面的钻杆称为驱动杆,下面的钻杆称为工作杆。
工作杆通过套接在驱动杆上的回转套与驱动杆连接。
2. 钻头:钻头是连接在工作杆的底部,用于切削地层的工具。
钻头具有切削齿或钻孔牙,通过旋转切削地层。
3. 正反循环:在钻井过程中,驱动杆通过旋转驱动工作杆和钻头旋转并下压。
当钻井机向下转时,工作杆和钻头也同时向下转动,切削地层。
当钻井机向上转时,工作杆和钻头也向上转动,但速度较慢。
这样的正反循环操作可以在下压和松压的过程中不断切削地层。
4. 钻井液:钻井液(泥浆)是正反循环钻机中一个重要的组成部分。
钻井液通过钻杆系统流经钻头,起到冷却钻头和排除切削碎屑的作用。
钻井液还能维持井口稳定,防止地层坍塌。
正反循环钻机通过正反循环的操作原理持续切削地层,驱动钻杆和钻头的旋转运动,从而实现钻井的目的。
正反循环钻操作规程正反循环钻操作规程一、操作概述正反循环钻是一种常用的地下工程施工方式,其操作规程主要包括上、下井准备、钻杆连接、循环钻进、得心、解点、钻进、抽杆、起钻等步骤。
二、上井准备1. 确认施工区域安全,清除杂物和障碍物。
2. 根据需要,进行钻孔的布置,确定孔位和孔径。
3. 检查钻机、钻杆、钻头等设备的完好性,并进行必要维护和检修。
4. 检查钻杆上的连接螺纹是否完好,如果有损坏或螺纹不符合要求,应更换。
5. 检查循环系统的正常运行,包括泵站、泵机、管线等设备。
三、下井准备1. 确保井口安全,设置警示标志并采取相应的防护措施。
2. 对井口进行支护,防止井口塌方。
3. 确认钻机、钻杆等设备能够顺利下井,并进行必要的调整和检修。
4. 穿戴好安全防护装备,包括头盔、防护眼镜、防护靴等。
5. 进入井内前,通过对话设备与井下作业人员进行确认。
四、钻杆连接1. 准备好所需长度的钻杆。
2. 将一个钻杆的下螺纹与上螺纹对准,并轻轻旋转使其相互咬合。
3. 用扳手或托槽工具将钻杆连接紧固。
4. 检查连接是否牢固,无漏油现象。
5. 继续连接下一个钻杆,直至达到所需长度。
五、循环钻进1. 将钻头安装在钻杆的末端。
2. 在钻孔中间沉入钻杆,同时启动循环泵。
3. 确保钻头正常旋转,并通过观察钻机仪表监测钻进速度和压力。
4. 循环钻进至设定深度,且达到规定的质量要求。
六、得心1. 在循环钻进之后,停止循环泵,保持泥浆在孔底。
2. 将得心工具沉入钻孔,保持垂直状态。
3. 启动钻机,用适当的速度旋转得心工具。
4. 得心至少旋转一定的次数,以保证孔道得心。
七、解点1. 在得心之后,停止钻机,并将得心工具取出。
2. 用解点器将孔底破碎。
3. 通过泵浆系列将泥浆排出,并检查泥浆中是否有岩屑等杂质。
八、钻进1. 安装合适的钻头和钻杆,并启动钻机。
2. 确保钻头正常旋转,并通过观察仪表监测钻进速度和压力。
3. 按照施工方案要求,进行钻进,不得超过规定的钻进深度和角度。
正反循环钻机的工作原理正反循环钻机(Reverse Circulation Drilling Rig,简称RC钻机)是一种常见的挖掘工程设备,通常用于矿物勘探和地基处理等工作。
它的工作原理是通过正反转的机械动作,将钻杆送入地下进行挖掘,同时通过循环水或泥浆等流体将钻探样本送回地面进行分析。
以下是RC钻机的详细工作原理:一、结构组成RC钻机主要组成部分包括:机架、转塔、钻杆、冲击器、泥浆泵、环流系统等。
其中机架是支撑整机稳定的基本结构,承受钻探过程中的各种载荷。
转塔则负责将钻杆转动到正确的角度,以便进行钻探操作。
钻杆是连接冲击器和切削工具的重要组成部分,通常由管道连接组成。
冲击器则是钻杆中的“心脏”,通过冲击力传递给钻探位,产生挖掘效果。
泥浆泵则负责将泥浆泵送入钻孔,同时回收样本。
环流系统则是将泥浆从井底输送到地面的设备,以保证钻掘的连续性。
二、正向循环钻探正向循环钻探通常是指钻杆向下下钻的过程。
在这个过程中,泥浆泵会将一定量的泥浆、水等流体送入钻孔中,同时通过钻杆将它们送入井底。
在井底,泥浆会冲刷钻孔周围的土壤和石头,同时将其中的土样等挖掘样本送回地面进行分析。
在钻杆下降的过程中,冲击器会不断产生冲击力,以便打破钻孔周围的石头和土壤,达到挖掘的目的。
三、反向循环钻探反向循环钻探则与正向循环钻探相反,通常是指将钻杆向上提升的过程。
在这个过程中,泥浆泵则会将钻孔中的泥浆、残渣等物质提取出来,同时将其中的样本送到地面进行分析。
冲击器则会不断产生冲击力,以便将其余的残渣挤出钻孔。
整个反向循环钻探的过程中,钻孔中的泥浆能够起到一定的冷却和润滑作用,同时将打碎的石头等物质送回地面。
总的来说,正反循环钻机是一种高效、灵活且精准的挖掘设备,广泛应用于矿物勘探和地基处理等工程领域。
通过正向循环和反向循环两种方式,能够比较完整地收集井底挖掘样本,为后续的分析提供准确数据支持。
正反循环钻机--混凝土灌注桩施工(图)标签:正反循环钻机混凝土灌注桩施工上一篇:沉管灌注桩施工---锤击沉管灌注下一篇:静力压桩机的施工混凝土灌注桩施工[目的要求]了解: 钻孔机械设备, 干作业成孔灌注桩施工工艺, 泥浆制备方法,泥浆护壁成孔灌注桩施工常见工程质量事故及处理方法,挖孔灌注桩施工工艺。
熟悉:护筒的作用及要求,水下浇筑混凝土方法,沉管桩施工中常见问题的分析与处理。
掌握:沉管灌注桩施工工艺。
[讲授重点] 沉管灌注桩施工工艺。
[讲授难点] 沉管灌注桩施工工艺。
泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺。
[讲授内容]一、钻孔灌注桩施工(一)钻孔机械设备目前常见的钻孔机械有:全叶螺旋钻孔机、回转钻孔机、潜水钻机、钻扩机、全套管钻机(即贝诺特钻机)。
1.全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机(图2—18)由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成,用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔,成孔孔径为300mm~800mm,钻孔深度8—12m。
配有多种钻头,以适应不同的土层.图2—18 全叶螺旋钻孔机1一电动机;2一变速器;3一钻杆;4一托架;5一钻头;6一立柱;7一斜撑;8一钢管;9一钻头接头;10一刀板;11一定心尖2.回转钻孔机回转钻孔机由机械动力传动,配以笼头式钻头,可以多档调速或液压无级调速,在泥浆护壁条件下,慢速钻进排渣成孔,灌注混凝土成桩。
设备性能可靠,噪音振动小,钻进效率高,钻孔质量好。
该机的最大钻孔直径可达2.5 m,钻进深度可达50—100 m,适用于碎石类土、砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质与硬质岩层等多种地质条件。
3.潜水钻机潜水钻机(图2—19、2—20)适用于粘性土、粘土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩、软质岩层,不宜用于碎石土层中。
这种钻机以潜水电动机作动力,工作时动力装置潜在孔底,耗用动力小,钻孔效率高,电动机防水性能好,运转时温升较低,过载能力强,钻架对场地承载力要求低,可采用正循环、反循环两种方式排渣。
缺点是:钻孔时采用泥浆护壁,易造成现场泥泞;采川反循环钻孔时,如土体中有较大石块,则容易卡管;容易产生桩侧周围土层和桩尖土层松散,使桩径扩大、灌注混凝土超量。
图2——19 潜水钻机示意图1一钻头;2—潜水钻机;3—电缆;4一护筒5—水管;6一滚轮;7一钻杆;8一电缆盘;9一卷扬机;10一10kN卷扬机;11一电表;12一起动开关图2-18 潜水钻l一泥浆管;2—防水电缆:3一电动机;4—齿轮减速器;5—密封装置;6—钻头;7—合金刃齿;8—钻尖4.钻扩机钻扩机是钻孔扩底灌注桩的成孔机械。
常用钻扩机是双管螺旋钻扩机,它的主要部分是由两根并列的开口套管组成的钻杆和钻头,钻头上装有钻孔刀和扩孔刀,用液压操纵,可使钻头并拢或张开。
开始钻孔时,钻杆和钻头顺时针方向旋转钻进土中,切下的土由套管中的螺旋叶片送至地面。
当钻孔达到设计深度时,操纵液压阀使钻头徐徐撑开,边旋转边扩孔,切下的土也由套管内叶片输送到地面,直到达到设计要求为止。
5.全套管钻机该机由法国贝诺特公司首先开发和研制而成,故又称为“贝诺特钻机”,它在成孔和混凝土浇筑过程中完全依靠套管护壁。
钻孔直径最大可达2.5m,钻孔深度可达40m,拔管能力最大达到5 000 kN。
全套管钻机按结构形式可分为两大类:整机式和附着式,全套管钻孔机施工具有以下优点:(1)除了岩层以外,任何土层均适用;(2)挖掘时可确切地分清持力层土质,因此可随时确定混凝土桩的深度;(3)在软土中,由于有套管护壁,不会引起塌方;(4)可钻斜孔,用于斜桩。
不足之处是:机身庞大沉重,套管上拔时所需反力大,由于套管的摆动使周围地基扰动而松散。
(二)钻孔灌注桩施工工艺钻孔灌注桩是先成孔,然后吊放钢筋笼,再浇灌混凝土而成。
依据地质条件不同,分为干作业成孔和泥浆护壁(湿作业)成孔两类。
1.干作业成孔灌注桩施工成孔时若无地下水或地下水很小,基本上不影响工程施工时,称为干作业成孔。
主要适用于北方地区和地下水位低的土层;(1)施工工艺流程:场地清理→测量放线定桩位→桩机就位→钻孔取土成孔→清除孔底沉渣→成孔质量检查验收→吊放钢筋笼→浇筑孔内混凝土。
(2)施工注意事项。
干作业成孔一般采用螺旋钻成孔,还可采用机扩法扩底。
为了确保成桩后的质量,施工中应注意以下几点:①开始钻孔时,应保持钻杆垂直、位置正确,防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚土。
②发现钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时,应提钻检查,排除地下障碍物,避免桩孔偏斜和钻具损坏。
③钻进过程中,应随时清理孔口粘土,遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况,应停止钻孔,同有关单位研究处理。
④钻头进入硬土层时,易造成钻孔偏斜,可提起钻头上下反复扫钻几次,以便削去硬土。
若纠正无效,可在孔中局部回填粘土至偏孔处0.5 m以上,再重新钻进。
⑤成孔达到设计深度后,应保护好孔口,按规定验收,并做好施工记录。
⑥孔底虚土尽可能清除干净,可采用夯锤夯击孔底虚土或进行压力注水泥浆处理,然后快吊放钢筋笼,并浇筑混凝土。
混凝土应分层浇筑,每层高度不大于1.5m。
2.泥浆护壁成孔灌注桩施工泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁,钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔,而后吊放钢筋笼,水下灌注混凝土而成桩。
成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反)循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。
泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程如下:(1)测定桩位。
平整清理好施工场地后,设置桩基轴线定位点和水准点,根据桩位平面布置施工图,定出每根桩的位置,并做好标志。
施工前,桩位要检查复核,以防被外界因素影响而造成偏移。
(2)埋设护筒。
护筒的作用是:固定桩孔位置,防止地面水流入,保护孔口,增高桩孔内水压力,防止塌孔,成孔时引导钻头方向。
护筒用4—8mm厚钢板制成,内径比钻头直径大100—200 mm,顶面高出地面0.4~0.6 m,上部开1一2个溢浆孔。
埋设护筒时,先挖去桩孔处表土,将护筒埋入土中,其埋设深度,在粘土中不宜小于1 m,在砂土中不宜小于1.5 m。
其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求,孔内泥浆面应保持高出地下水位1 m以上。
采用挖坑埋设时,坑的直径应比护筒外径大0.8~1.0m。
护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50 mm,对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。
(3)泥浆制备。
泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等,其中以护壁为主。
泥浆制备方法应根据土质条件确定:在粘土和粉质粘土中成孔时,可注入清水,以原土造浆,排渣泥浆的密度应控制在1.1~1.3g/cm3;在其他土层中成孔,泥浆可选用高塑性(Ip≥17)的粘土或膨润土制备;在砂土和较厚夹砂层中成孔时,泥浆密度应控制在1.1—1.3 g/cm3;在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时,泥浆密度应控制在1.3~1.5 g/cm3。
施工中应经常测定泥浆密度,并定期测定粘度、含砂率和胶体率。
泥浆的控制指标为粘度18~22s、含砂率不大于8%、胶体率不小于90%,为了提高泥浆质量可加入外掺料,如增重剂、增粘剂、分散剂等。
施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。
(4)成孔方法①回转钻成孔。
回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。
按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。
正循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土,由泥浆泵往钻杆输进泥浆,泥浆沿孔壁上升,从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池,经沉淀处理返回循环池(图2-19)。
正循环成孔泥浆的上返速度低,携带土粒直径小,排渣能力差,岩土重复破碎现象严重,适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层,对于卵砾石含量不大于15%、粒径小于10 mm的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用。
桩孔直径不宜大于1 000 mm,钻孔深度不宜超过40 m。
正循环钻进主要参数有冲洗液量、转速和钻压。
保持足够的冲洗液(指泥浆或水)量是提高正循环钻进效率的关键。
一般砂土层用硬质合金钻头钻进时,转速取40~80r/min,较硬或非均质地层中转速可适当调慢,对于钢粒钻头钻进时,转速取50~120r/min,大桩取小值,小桩取大值;对于牙轮钻头钻进时,转速一般取60—180r/min,在松散地层中,应以冲洗液畅通和钻渣清除及时为前提,灵活确定钻压;在基岩中钻进时,可以通过配置加重铤或重块来提高钻压;对于硬质合金钻钻进成孔,钻压应根据地质条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式、切削具数目、设备能力和钻具强度等因素综合确定。
反循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土,利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆,挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外的成孔方法(图2-20)。
根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环、气举反循环和喷射{射流)反循环三种施工工艺,泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆的水流上升而形成反循环;喷射反循环是利用射流泵设出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而行程反循环;气举反循环是利用送人压缩空气使水循环,钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱重度差有关,随孔深增大效率增加。
当孔深小于50m时,宜选用泵吸或射流反循环;当孔深大于50m时,宜采用气举反循环。
图2-19 正循环回转钻机成孔工艺原理图1一钻头;2--泥浆循环方向;3一沉淀池;4--泥浆池;5一泥浆泵;6--水龙头;7一钻杆;8一钻机回转装置图2-20 反循环回转钻机成孔工艺原理图1一钻头;2--新泥浆流向;3一沉淀池;4--砂石泵;5一水龙头;6一钻杆;7--钻机回转装置;8—混合液流向②潜水钻成孔。
潜水电钻同样使用泥浆护擘成孔。
其出碴方式也分为正循环和反循环两种。
潜水钻正循环是利用泥浆泵将泥浆压人空心钻杆并通过中空的电动机和钻头等射入孔底,然后携带着钻头切削下的钻渣在钻孔中上浮,由溢浆孔溢出进入泥浆沉淀池,经沉淀处理后返回循环池。
潜水钻反循环有泵吸法、泵举法和气举法三种。
若为气举法出渣,开孔时只能用正循环或泵吸式开孔,钻孔约有6一7m深时,才可改为反循环气举法出渣。
反循环泵吸式用吸浆泵出渣时,吸浆泵可潜入泥浆下工作,因而出渣效率高。
③冲击钻成孔。
冲孔是用冲击钻机把带钻刃的重钻头(又称冲锤)提高,靠自由下落的冲击力来削切岩层,排出碎渣成孔。
冲击钻机有钻杆式和钢丝绳式两种。
前者所钻孔径较小、效率低、应用较少。
后者钻孔直径大,有800mm、1 000mm、1 200mm几种。
钻头可用锻制或用铸钢制造,钻刃用T18号钢制造,与钻头焊接。
钻头形式有十字钻头及三翼钻头等。
锤重500~3 000kg。
冲孔施工时,首先准备好护壁料,若表层为软土,则在护筒内加片石、砂砾和粘土(比例为3:1:1);表层若为砂砾卵石,则在护筒内加小石子和粘土(比例为1:1)。