钻孔灌筑桩成孔工艺.doc

钻孔灌筑桩成孔工艺

7-11-1工艺概述
钻孔桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状（断面）的井孔，达到设计高程后，将钢筋骨架吊入井孔中，再灌筑混凝土（有地下水时灌筑水下混凝土），成为桩基础的一种工艺。钻孔灌注桩由于其施工速度快，质量稳定，受气候环境影响小，因而被普遍采用。钻孔灌筑桩施工前的准备工作十分重要，只有条件充分才能保证施工顺利进行。各种钻孔方法的原理、适用范围及优缺点，
7-11-2工作业内容
钻孔灌注桩的主要内容有桩位放样、场地平整、下沉、埋设护筒、桩架竖立、钻机就位、泥浆制备、钻进（冲击）、制作安装钢筋骨架、清孔、灌筑水下混凝土、拔除护筒等。
7-11-3质量标准及检验方法
表7 -11.2钻孔质量检验和质量标准
项 目
质量检验和质量标准

基本要求
1．每班应检查泥浆质量，观察孔内水位
2．每班检查设备状况，保注钻机位置正确，定位导向装置状态正常，钢丝绳完好，钻锥无裂痕、直径符合要求
3．成孔后必须清孔，测量孔径、孔深、孔位和沉淀层厚度

实测项目
序号
检查项目
规定值或允许偏差
检查方法
1
护筒中心与桩中心偏差
50mm
测量检查
2
护筒埋置深度
黏性土≥1m，砂性土≥1.0m
测量检查
3
桩位偏差
群桩100mm．排架桩50mm
测量检查
4
钻杆垂直度
1%
吊锤检查
5
钻头中心与护筒中心偏差
15mm
测量检查
6
泥浆面最小高度
地下水位以上1m
测绳检查
7
泥浆质量
见表7 -11.5

8
孔体倾斜度
1%桩长
垂线法
7-11-4施工机械及工艺装备
一、钻孔机械和配套设备
主要有钻机、钻头、电焊机、泥浆泵、空压机、千斤顶、抽渣筒、检孔器及测绳等。
冲击法钻孔的机械配置实例：CZ-30型冲击钻机1台，1.7～2.5t十字型钻头2个，ZS65 - 50～125抽水机l台（另备用1台），活门球阀杯式抽渣筒1个，25t液压千斤顶3个．l2m3 /min空压机1台。
工艺装备包括制浆池、沉淀池、贮浆池、出浆槽、水塔或高位水池、钢护筒。制浆池尺寸通常为8m*3m，深度1m，一个浸泡黏土，一个搅拌制浆，两个轮用。制备的泥浆存人贮浆池，通过泥浆泵送入钻孔中。孔内排出的浮渣泥浆在沉淀池中把钻渣沉淀、过滤，净浆回流贮浆池。沉淀池、贮浆池的容积是制浆池的1.5倍～2倍。
二、钻机
（一）螺旋钻机

钻孔方法
成孔原理
适用范围
泥浆作用
优 点
缺 点
适宜地层
孔径/cm
深度/m
机动推钻
旋转钻杆并下压使土旋人钻锥中，提出锥将士倒出，重复施钻成孔。静水压力或泥浆护壁
细粒土，粗粒土，含砾量小于30%、粒径小于10cm的卵砾石上
6～160
30--40
护壁
设备加工、操作简单，
搬移轻便
深孔钻速慢，遇大卵石、漂石不易钻进
旋钻
机械动力驱动螺旋钻杆钻入土中，螺杆旋转的推力将土推出而成孔
25～80
40
无浆
钻孔速度快
不适用大卵石、漂石地质
正循环回转
地面造浆，通过钻杆内孔压入钻杆底部射出。土层被旋转的钻锥搅松压碎成为钻渣，被泥浆悬浮，从孔口溢出，在沉淀池沉淀
细粒土，粗粒上，含卵砾石量小于20%的卵砾石士，软岩

8～160

30～100

浮渣护壁

钻进与排渣同时连续进行，钻进速度快。但反循环钻速，钻深均优于正循环
需要漫置泥浆槽、沉淀池、贮浆池等，占用场地大，消耗大量水和泥浆原料；机具设备较复杂。反循环开孔不能适用空气吸泥机，仍需用正循环或其他清渣方法，设备更复杂；孔壁坍塌可能性比正循环大，需用质量好的泥浆
反循环回转
地面造浆，灌人孔内。土层被旋转的压碎成为钻渣，被同泥浆一起通过钻杆内孔抽至地面沉淀池沉淀
细粒土，粗粒土，含卵砾石量小于20%、粒径小于钻杆内径 2／3的卵砾石土，软岩

8～120
配真空泵<35配空气吸泥机65

护壁
正循环潜水站

同回转钻。动力设备安装于钻锥顶部，潜入孔中
淤泥，黏性土，砂土，卵砾石粒径小于10cm、含量小于20%碎石土

6～150
50
浮渣护壁
钻孔效率高于正循环网转钻，钻具简单、轻便、噪声小

钻机潜入水中工作，较易发生故障
反循环潜水站
同反循环回转钻
泵吸<40
气举100
护壁
钻孔速度高于正循环潜水钻
冲抓锥
自由下落的冲抓锥张开抓瓣插入土中，收紧提升瓣绳将土提出，倒土时将瓣绳放松，反复而成孔
软土，细粒土，粗粒土，卵砾石土
100～200
30
护壁
与推钻相比钻进速度快，适用土质条件广
不能钻斜孔；钻孔深度超过20m时，钻孔速度大为降低
冲击实心锥
冲锥反复冲砸，其底部刀刃使岩土破挤入孔壁或悬浮于泥浆。淘孔底掏取铺渣，补充泥浆
细粒土，祧粒土，卵砾石土，软岩
80—200
50
浮渣护壁
适用土质广泛，“无坚不摧”；将钻渣挤入孔壁，加强孔壁、增加机土摩阻力。空心冲击锥比实心锥钻进速度快
普通上中钻孔速度比其他方法慢，不能钻斜孔。空心冲击锥较轻，不适用漂石和岩层；钻大直径时，须采取先钻小孔逐步扩孔的办法
冲击空心锥
细粒土，粗粒上，卵砾石土
60—150
50
浮渣护壁
旋挖钻
钻锥底部的旋转刀盘切土并送入钻锥出钻锥倒土，反复而成孔
细粒土，粗粒土，卵砾石土
80～200
50
不需泥浆
钻孔速度快
不适用岩石地质
全护筒冲抓和冲击锥
在全程跟进的钢护筒保护下进行冲抓、冲击钻孔作业
各类土层
80～200

30～40
不需泥浆
具有冲抓、冲击钻相应优点，适用各类土层，不坍孔
需要护筒沉入设备；护筒难以拔出，工程成本高

螺旋钻机的分类主要是按钻杆上螺旋叶片的多少，可分为长螺旋钻机和短螺旋钻机两大类。国内长螺旋钻孔机多与轨道式、步履式和悬臂履带式打桩架配套使用。长螺旋钻机由动力头、钻杆、钻头、中间稳杆器和下部导向圈等组成。
（二）冲抓锥
冲抓钻孔系统由三脚立架、锥头、卷扬机三部分组成，如图7 - 11.1所示。冲抓钻机分为单绳和双绳冲抓锥。冲抓锥由锥身、锥瓣、开合机构、导向环和挂环五部分组成。

图7 -11.1 冲抓钻孔系统

图7 -11.2冲击钻孔系统

（三）冲击钻
冲击钻孔系统设备由冲击钻头、三脚立架、卷扬机组成，如图7 -11.2所示。冲击钻机适用于所有土层，采用实心锥钻进时，在漂、卵石和基岩中显得比其他方法优越。冲击锥钻孔速度因锥重、冲击频率和土层而异，冲击钻机配有2. 5t重的冲击锥。
国产的冲击钻机主要是CZ型的CZ -30、CZ-28、CZ-22等，另外还有YKC-31、YKC-30等型号。
（四）正循环回转钻机
国产正循环回转钻机的主要部件为转盘、动力机、卷扬机、钻架、泥浆泵、钻杆和水龙头，另根据土质配备适用的钻锥，如图7-11.3所示
图7 -11.3正循环钻机系统
（五）反循环回转钻机
其主要部件与正循环回转钻机相同，但一般不需要泥浆泵。按照吸升泥浆和钻渣混合物方法的不同，另配置泥石泵（吸泥泵）与真空泵，或空气吸泥机、水力吸泥机等，或空气吸泥机、水力吸泥机等，如图7 -11.4所示。

图7 -11.4反循环钻机系统
（六）旋挖钻机
旋挖钻机（见图7 -11.5）是一种适合在基础工程中成孔作业的施工机械，具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活、施工效率高等特点，适应我国大部分地区的土壤地质条件。配合不同钻具，适应于短螺旋、回转斗及岩层的成孔作业。对于硬性黏土可不用稳定液护壁的干式旋挖工法，一般的覆盖层采用静态泥浆护壁的湿式旋挖工法，它广泛应用于铁路、公路桥梁、市政建设、高层建筑等基础钻孔灌筑桩工程。
旋挖成孔的工艺优势：
1)广泛的适应性。在硬土地层，由于传统钻机的自重有限，不可能给钻头施加更大的进给压力。而旋挖钻机由于采用动力头装置，动力头的给进力加上钻杆的重量，钻进能力强。据统计，在相同的地层中，旋挖钻机的成孔速度是转盘钻机的5倍～10倍。
2)良好的环保性。目前国内传统钻机多采用连接钻杆形式和掏渣桶掏渣，在钻进过程中多采用泥浆循环方式，泥浆对于这类钻机起润滑、支护、置换和携带钻渣的作用。随着环保对城市建设愈加严格，传统钻机面临更大危机，而旋挖钻机采用动力头形式，其工作原理是用短螺旋钻头或旋挖斗，利用强大的扭矩直接将土或砂砾等钻渣旋转挖掘，然后快速提出孔外，在不需要泥浆支护的情况下，可实现于法施工，即使在特殊地层需要泥浆护壁的情况下，泥浆也只起支护作用，钻削中的泥浆含量相当低，这使污染源大大减少，进而降低了施工成本，也改善了施工环境，成孔效率高。
3)提高灌筑桩的承载力。由于旋挖钻机的特殊成孔工艺，。它仅需要静压泥浆作护壁，所采用的泥浆一般用膨润土、火碱、纤维素等配置，在孔壁不形成厚的泥皮。此外由于钻头的多次上下往复，使孔壁粗糙、不易产生缩径。与传统的钻孔灌筑桩相比，旋挖钻孔灌筑桩的承载能力提高。旋挖钻机的结构特点及技术进步：
1)旋挖钻机的底盘。底盘可分为专用底盘、履带液压挖掘机底盘、履带起重机底盘、步履式底盘、汽车底盘等。履带专用底盘，结构紧凑、运输方便、外形美观、造价高。履带起重机底盘，工作装置采用附着型式，主臂分为可伸缩箱型结构和框架结构，可兼作旋挖钻机和履带式起重机，节约设备投资。步履式底盘，一般为三支点液压步履式行走支架，稳定性好，但移动运输不够方便、造价低，目前国内少数厂家采用。在80年代国外曾采用过汽车底盘，是以重型载重汽车底盘为基础，工作时放下支腿。目前国内外生产的旋挖钻机绝大多数应用的是专用底盘，只有少数应用的是挖掘机底盘或起重机底盘，这些底盘在设计上没有兼顾旋挖钻机施工特点，在稳定性方面存在着一定缺陷。
2)钻杆、钻具。钻杆是一个关键部件，分为内摩阻式外加压伸缩钻杆和自动内锁互扣式外加压伸缩钻杆。内摩阻式钻杆在软土层钻进效率高，锁扣式钻杆提高了动力头施予错杵并传到钻具的下压力，适于钻进硬岩层，对操作的要求也较高。为了提高作业效率，一台钻机大多配备两套钻杆。钻具有多种，目前有长螺旋和大直径短螺旋钻头、回转钻斗、捞砂斗、筒形钻斗、扩底钻头、岩心钻头等。
3)动力头。动力头有液压传动、电机传动、发动机传动，无论何种都具备低速钻进、反转高速甩土功能。目前大都采用液压驱动，有双变量液压马达、双速减速机驱动或低速大扭矩液压马达驱动。动力头的钻进速度一般都具有多档，适合在多种工况下作业。电机驱动一般采用特制的恒功率双速电机，力矩大、过载能力强。80年代在履带起重机上附着工作装置，单设一台发动机驱动，目前由于液压技术和底盘制造技术的进步，此种方式一般不多用了。
4)电子控制技术。90年代国外旋挖钻机的控制技术逐步实
现智能化，目前国外旋挖钻机普遍具备发动机和泵的电子控制系统，能指导主泵最佳输出，使液压负载与发动机转速相匹配，从而利用发动机的最大功率。发动机转速可在负荷较小或无负荷时实现自动控制，自动降低发动机转速，减少油耗、降低噪声和废气的排放量。桅杆垂直度自动调平系统能对桅杆进行实时监控，可实现手动和自动切换，在一定范围内自动调整角度，保证施工中桩孔的垂直度要求，提高施工质量。还具备回转倒土控制、钻孔深度测量及显示、车身工作状态动画显示及虚拟仪表显示、故障检测、报警及信息显示、整机启动前预先自动检测功能。
BG20旋挖钻机实例，其主要技术参数：1）最大钻孔直径：2m；2）最大钻孔深度：用4层摩擦钻杆可达58.8m；3）整机重量：72t；4）动力头最大扭矩：191KN˙m（在30MP时）；5）主卷扬最大有效拉力：170KN（在30MPa时），主卷扬最大名义拉力：212kN（在30MPa时）；6）钻桅最大高度：22. 835m。
常见的旋挖钻头有螺旋钻头、旋挖斗、筒式取芯钻头、扩底钻头、冲击钻头、冲抓锥钻头和液压抓斗9可根据地质情况选用钻头：1）黏土：选用单层底的旋挖钻斗，如果直径偏小可采用两瓣斗或带卸土板的钻斗。2）淤泥、黏性不强土层、砂土、胶结较差粒径较小的卵石层，可配用双层底的旋挖钻斗。3）硬胶泥：选用单进土口的（单双底皆可）旋挖钻斗，或斗齿直螺。4）冻土层：含冰量少的可用斗齿直形螺钻斗和旋挖钻斗，含冰量大的可用锥形螺旋钻头；螺旋钻头用于土层（除淤泥外）皆有效'但常在没有地下水的情况下使用，以免产生抽吸作用造成卡死。5）胶结好的卵砾石和强风化岩石：需要配备锥形螺旋钻头和双层底的旋挖钻斗（粒径较大的用单口，粒径小的用双口）。6）中风基岩：配备截齿筒式取心钻头、锥形螺旋钻头、双层底的旋挖钻斗，或者截齿直形螺旋钻头、双层底的旋挖钻斗。7）微风化基岩：配备牙轮筒式取心钻头、锥形螺旋钻头、双层底的旋挖钻斗，如果直径偏大，可采取分级钻进工艺。
三、钻机和泥浆泵主要型号及技术性能（见表7 -11.3～表7-11.5）
型号
钻机型式
钻孔直径/mm
钻孔深度1m
扭矩/kN．m
转速／(r／min)
功率/kW
总重量／t
ZKL- 400
长螺旋
400
12～18
3.7～4.85
63,81,116
30

ZKL- 600
长螺旋
600
12～18
12.07
39,54,71
55

ZKL- 800
长螺旋
800
12～18
14.55
21,27,39
55

ZUY1500
伸缩钻杆短螺旋
1500
42
11.3
O～195
95
8
冲抓钻机
冲抓
600～1200
50

718
16
3.5
QJ250
转盘式
2500
80～100
70
10, 25, 40
95
13
XF-3
转盘式
1500
50
40
12
40
7
ZJ150-1
转盘式
1500
70～100
3.58,5,7.3, 20
120, 86, 59, 22
a0
10
红星400
转盘式
650
400
13.2,5,3.46,2.48
22, 59, 86, 126
40
9.7
BDM-08
转盘式
1200
40—60
4.2～8.7
15～41
22
6
BDM-1
转盘式
1250
40～60
3.32～12.12
9～52
22
9.2
BDM-2
转盘式
1500
40～60
7～28
5～34
28
13
BDM-4
转盘式
3000
40～100
15～80
6～35
75
32
GPS-15
反循环回转钻
80～1500

18
13, 23, 42
30
15
Q2-200
反循环回转钻
40～1500

20,40,60
58.8
9.5
JH-300
反循环回转钻
1500～2000

20
8
40
3
ZKD150
动力头式
1500
100
16.23,9.33
89, 47
45
9
ZKH120
伸缩钻杆动力头
1200
32
20
16～160

BQ2400
长螺旋（步履底盘）
300～400
10
1.5
140
32
10
GZQ-800
潜水钻机
800
50
1.2
200
22
4.6．
Gzo-1250
潜水钻机
1250
50
4.75
45
22
7.5
Gzo-i500
潜水钻机
1500
50
5.75
39
22
7.5
KQ-1250
潜水钻机
450～1250
80
4.6
45
22

KQ-1500
潜水钻机
800～1500
80
6.87
38
22

表7 -11.4常用冲击钻机技术性能
钻机类型
卷筒负荷／kN
钻头最大质量八
冲程,1m
冲击频率／nun
电动机功率/kW
钻机重量／t
YKC22
20
1.3
0.35～1.0
40,45,50
20
6.85
YKC20
15
1．O
O.45～1.0
40, 45, 50
20
6.18
YKC20-2
12
1.0
0.3～0.76
56, 58

YKC30

2.5
1, 0.8,0.7,0.5
40,45,50
40
11.15
GJD-1500

3
0.1～1．O
0～30
30
16
C230
30
2.5
0.5～1.0
40, 45, 50
40
13
C222
20
1.5
0.35～1.0
40, 45, 50
22
7
C220
20
1.3

40, 45, 50
20
6.18
C220-2
12
1.2

56,58
22
12.1
飞跃22
20
1.5
0.5～1.0
40, 45, 50
20
8
丰收120
15
1.O
O.65～0.75
40
10～14
1.3
冲击150
13
1.O
O.63 ～0.89
38
14
1.3
冲击250
25
1.0
0.52～0.68
38
22～28
主机2
简易冲击钻机
30～100
任选

9

门式汽动I型
100
10
1.2～1.6
12,;18
60
'13.5
门式汽动Ⅱ型
100
10
1.0～1.1
18, 20
60
29.7
表7 -11*5 泥浆泵主要型号及技术性能
名 称
型 号
泵流量／1113／h
扬程/m
动力/kW

2ihPW
43～108
18.5～39
22
4PW
108～180
27. 5～24.5
30
离心式污水泵

6PWL
200～450
30—23
55
8PWL
400～700
27. 5～21
75

3PN
54～101
26～15
22
4Pl\T
100～200
11～37
55
离心式泥浆泵

6PN
230～320
27～25
75
8PN
450～600
65--62
215
离心式衬胶泥浆泵
4PNJA
95～1.60
43—40
55
6PNJA
250～400
38～33
75

4PS
90～160
37～35.5
55
离心式泥砂泵
5PS
180～320
36～3a
75
6PS
320～500
29～26
115

BW-600/30
36
300
52
往复式泥浆泵
BW-850
51
200
40
BW-1200
72
250
75
7 -11-5施工准备
1．进行场地踏勘，对既有架空电线、地下电缆、给排水管道等设施，如果妨碍施工或对安全操作有影响，应采取清除、移位、保护等措施妥善处理。
2．平整场地，以便钻机安装和移位。对不利于施工机械运行的松散场地，应采取硬化、加固等措施。场地要采取有效的排水措施。
3．场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2个孔以上排渣量的需要。
4．收集工程地质资料，施工图审核意见、施工组织设计或方案，编制工艺施工组织设计和施工工艺设计。
5．水上钻孔作业，应搭设工作平台。准备一定数量的造浆黏土。
6．用全站仪等准确放样各桩位中心，用十字桩固定位置，用水准仪测量地面高程，确定钻孔深度；测好的桩位必须复测，误差控制在5mm以内。
7．确定科学合理的钻孔方法和设备，制备基桩检测管。参考表7 - 11.1。
8．架设电力线路。配备适合的变压器或柴油机。
9．组织钢材、水泥、砂石等材料进场、检验，取得各种原材料及其抽检试验报告、混凝土配合比设计报告以及有关资料。
10.编制作业指导书，操作规程和技术交底书，组织技术交底和技术培训。
7 -11-6工艺及质量控制流程钻孔灌筑桩施工工艺及质量控制流程见图7-11.6。
7 -11-7 工艺步序说明
一、制作、埋设护筒
(1)护筒一般用4～8mm厚的钢板加工制成，高度为1500～2000mm。钻孔桩的护筒内径应比钻头直径大100～150 mm；冲孔桩的护筒内径应比钻头直径大200～250mm。护筒的顶部应开设1～2个溢浆口，并高出地面250～350mm。护筒顶高程，采用反循环钻时顶部应高出地下水位2．Om;采用正循环钻时应高出地下水位1．O～1. 5cm，且高出地面0.3m。
(2)护筒有定位、保护孔口和维持水位高差等重要作用。所以护筒中心与桩位中心应重合，周边用黏土夯填密实。护筒位置要根据设计桩位，按纵横轴线中心埋设。埋设护筒的坑不要太大。坑挖好后，将坑底整平，然后放人护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周即用黏土回填，分层夯实，并随填随观察，防止填土时护筒位置偏移。护筒埋好后应复核校正，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于50mm。
(3)护筒的埋设深度：在黏性土中不宜小于1m;在砂土中不宜小于1. 5m，并在保持孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。
二、泥浆制备一
（一）灌筑桩钻孔施工中泥浆的作用 图7 -11.6钻孔灌筑桩施工工艺及质量控制流程圈
1.护壁作用，防渗、防水帷幕。以孔内高于地下水位的泥浆的侧压力平衡孔壁土压力和孔周水压力，抵抗孔周水渗入孔内，维持孔壁稳定。
2．悬浮土渣，携带土渣出桩孔。不使土渣沉入孔底造成钻孔困难、影响桩底沉渣厚度。
（二）泥浆必须具备的性质
1．物理稳定性，静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀。
2．化学稳定性，不因水泥、海水等异物混入而污染。
3．适当的比重。比重大对护壁、浮渣有利，但比重太大会使泵的能力不足，或妨碍混凝土灌筑。
4．良好的触变性。要求泥浆在流动时，阻力很小，以便泵送。当停止钻孔时，泥浆能很快凝聚成凝胶状，避免浆中砂粒迅速下沉；渗入孔内的泥浆又能很快凝聚成凝胶状，避免浆中砂粒迅速下沉；而渗入孔不的泥浆能快速固结，以维持孔壁稳定。
5．形成薄而韧的泥皮，黏附于孔壁上，不透水。
6．能够容易从沉淀池、旋转器中分离出来。
7．不产生过多气泡。
钻孔用泥浆性能指标见表7-11.6。

表7 -11.6泥浆性能指标要求

泥浆性能指标要求
钻孔方法

地层情况
相对密度
黏度(s)
静切力
(MPa)
含砂率
(%)
胶体率
(%)
失水率
( mU30min)
酸碱度
（pH值）

黏性土
1. 05～1.20
16～22
1.0～2.5
<8～4
>90～95
<25
8～10
正循环回转冲击
砂土
碎石土
卵石
漂石

1. 2～1.45

19～28

3～5

<8—4

>90—95

<15

8～10

推钻
冲抓
黏性土
1. 1—1. 20
22～24
1～2.5
<4
>95
<30
8～11
砂土
碎石土
1.2～1.4
22～30
3～5
<4
>95
<20
8～11
反循环回转
黏性土
1. 02～1.06
16～20
1～2.5
<4
>95
<20
8～10
砂土
1. 06～1.10
19～28
l～2.5
<4
>95
<20
8～10
碎石土
1. 10～1.15
20～35
1～2.5
<4
>95
<20
8～10
测定方法
泥浆相对
密度计
漏斗黏度计
静切力计
含砂率计
量杯法率
失水量仪
pH试纸
注：①相对密度是泥浆密度与4℃纯水密度之比。②地下水位高或其流速大时指标取高限，反之取低限。③地质较好、孔径或孔深较小时指标取低限。
膨润土泥浆具有相对密度低、黏度好、含砂量小、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点，是钻孔施工的优质泥浆。
（三）制备泥浆的材料
1．泥浆的种类见表7-11.7，钻孔常用黏土泥浆与膨润土泥浆。
表7 -11.7泥浆种类
泥浆种类
主要材料
外加剂
膨润土泥浆
聚合物泥浆
CMC（钠羧甲基纤维素）泥浆
黏土泥浆
膨润土，水
聚合物，水
膨润土，CMC，水
黏土，水，纯碱，外加剂
分散剂，增黏剂，防漏剂
（加重剂）
分散剂
分散剂，增黏剂
2．对泥浆材料的要求
(1)黏土：粒径小于0.005mm颗粒含量大于so%，塑性指数大于25%～30%，含砂量小于6%,SiO2和Al2O3。之比为3～4以上，富含Na+、K+等亲水阳离子，水溶液呈碱性，Ca2+小于70mg/L，氯化物小于300mg/L。
(2)膨润土：主要有造浆率、失水量、含水量、筛余量、屈服值等指标，应符合有关标准。
(3)水：淡水。
(4)外加剂：见表7-11.8。
表7 -11.8常用外加剂
种 类
使用目的
常用物质

分散剂
1．防水泥、盐分对泥浆的污染
2．污染后的泥浆再生
3．增强防坍作用
4．提高泥水分离性
Na6 P6O18
Na6 P3010，Na2C03
NaHC03，木质索，腐植酸

种 类
使用目的
常用物质

增黏剂
1．防孔壁坍塌
9．提高钻孔效率
3．对受水泥、盐分污染的泥浆有保护膨润
土的凝胶作用

CMC（钠羧甲基纤维素）
加重剂
增加泥浆比重，提高孔壁稳定性
重晶石、铁砂、铜矿石、方铅矿粉末
防漏剂
防止泥浆漏入土中
锯末，稻草，水泥，核桃皮粉末
盐水泥浆剂
在盐水中湿胀并提高黏度

防腐剂
防止CMC等有机外加剂在夏季变质
硫化钠
3．泥浆基本配合比
泥浆配比应视地质情况、施工机械等条件，选定基本配合比后，经过配制试验并修正后确定泥浆配合比。表7-11.9是泥浆配合比实例，供选择基本配合比时参考。
地质情况
膨润土(%)
CMC(%)
分散剂(%)
其 他
黏性土
砂
砂砾
6～8
6～8
6～12
0～0.02
0～0.05
0.05～0.1
0～0.5
0～0.5
0～0.5

防漏剂
（四）泥浆的净化与再生
按钻孔方法和地质情况，一般需采用泥浆悬浮钻渣和护壁，因施工中水泥、土粒等混入及泥浆渗入孔壁等原因使泥浆性能改变，以及为了回收泥浆原料和减少环境污染，可使用机械、物理、化学等方法使泥浆净化与再生，可在现场设置泥浆池、沉淀池等泥浆循环净化系统。泥浆池、沉淀池的池面高程应比护筒低0.5～lm，以利泥浆回流畅顺，位置布局要合理，不得妨碍吊机和钻机行走。泥浆池的容量为每桩孔的排渣量，沉淀池的容量应为每桩孔排渣量的1.5倍～2倍。应有专人清除沟槽沉淀物，多余的泥浆要及时排出坑槽，保证不淤塞，维护泥浆沟（槽）、沉淀池、泥浆池的工作性能。
三、钻孔钻进
（一）基本工作
1．钻孔作业要求
(1)钻孔就位前，应对钻孔的各项准备工作进行检查，包括场地与钻机坐落处的平整和加固，主要机具的检查与安装；
(2)须及时填写施工记录表，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项；
(3)钻机底座和顶端要平稳，在钻进和运行中不应产生位移和沉陷。回转钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩位中心三者应在同一铅垂线上，偏差不超过2cm;
(4)钻孔作业应分班连续进行，经常对钻孔泥浆性能指标进行检验，不符合要求时要及时调整；
(5)每班检查孔体偏斜情况，及时采取纠偏措施。
2．钻具和钻头可按下列规定选用
(1)在一般黏性土、淤泥、淤泥质土以及砂土中，宜采用笼式钻头。
(2)在砂卵石层、强风化层中，可用镶焊硬质合金刀头的笼式钻头。
(3)遇孤石或旧基础结构时，可用带硬质合金刀的筒式钻头。
(4)在硬岩中，可用牙轮钻头。
(5)冲孔式钻孔一般采用十字形冲击钻头。冲击钻头分冲孔钻头、冲岩钻头、修孔钻头、扩孔钻头e钻头的直径与设计桩径相比，冲孔钻头、冲岩钻头小50～80mm；修孔钻头大10～20mm；扩孔钻头大60～100mm。冲击钻头必须设置打捞环。
3.钻孔时，应根据土层类别、孔径大小、钻孔速度及供浆量来确定相应的钻进速度
(1)在淤泥和淤泥质土层中，应根据泥浆补给情况，严格控制钻进速度，一般不宜大于1m/min；在松散砂层中，钻进速度不宜超过3m/h。
(2)在硬土层中或在岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。
（二）冲抓钻孔法
采用冲抓钻机，施工时使三脚立架固定滑轮，绕过滑轮的钢丝绳下端吊着由三块钢锥片组成的锥头，锥头张开的最大外围尺寸与桩孔直径相同。锥头对准桩孔中心。放开制动，锥头在自重作用下下落，打入孔底土层中，卷扬机提升拉索使锥头合龙，砂土被封闭在锥体内提出。锥体提出孔口后，在井口放置一块钢盖板，将手推车或其他运输工具放到钢板上接受渣土。只需打开锥头控制栓，锥头自行张开，渣土排出。
注意事项：应小冲程稳而准的开孔，待锥具全部进入护筒后，再松锥进行正常冲抓。提锥应缓慢，冲击高度一般为1.0～2.5m。
（三）冲击钻进法
1.采用冲击钻机a使用卷扬机起吊锥头时，卷扬机钢丝绳通过三脚立架上端的滑轮与锥头连接，放开卷扬机，锥头自然下落，锥头的冲击作用使岩土破碎，部分被挤入孔壁。泥浆将渣土悬浮排出孔外，同时平衡部分孔壁土压力和水压力，保持孔壁稳定。锥体一般为圆柱形，用钢材制成，锥头呈“十”字形，利于破碎岩石。土质地层可先用60～80cm的细锥头钻进，然后再用大锥买扩孔至设计孔径。卷扬机可以人工操作，也可以选用自动操作设备。
2．冲击钻孔作业要求
(1)开孔时应低锤密击。如表土为淤泥、松散细砂等软弱土层，可加黏土块夹小片右，反复冲击造孔壁，保证护筒的稳定。
(2)必须保证泥浆的供给，使孔内浆液稳定。
(3)在各种不同的土层和岩层中钻进时，可按表7-11.10的施工要点进行。
适用土层
施工要点
效 果
在护简刃脚下2m以内
小冲程1m左右，泥浆比重1.2～1.5．软弱层投入黏土块夹小片石
造成坚实孔壁
黏土或粉质黏土层
中小冲程1～2m，泵入清水或稀泥浆，经常清除钻头上的泥块
提高钻进效率
粉砂或中粗砂层
中冲程1～3m，泥浆比重1.2～1.5，投入黏土块，勤冲勤掏渣
反复冲击，造成坚实孔壁，防止坍孔
砂卵石层
中、高冲程2～3m，泥浆比重1.3～1.5投入黏土块，勤掏渣
提高钻进效率
基岩
高冲程3～4m，泥浆比重1.3左右，勤掏渣
加大冲击能量，提高钻进效率
软弱土层或塌孔回填重钻
小冲程反复冲击，加黏土块夹小块石，泥浆比重1.3～1.5
造成坚实孔壁
(4) YKC反复式冲孔桩机的特点是冲程较固定，冲击频率高，也应参照表7 - 11.10要求施工，如需提高冲击能量，也可调节冲程或改换不同形式和重量的冲击钻头。
(5)开始钻基岩时应低锤密击或间断冲击，以免偏斜。如发现钻孔偏斜，应立即回填片石至偏孔处上部0.3～0.5m，重新钻进。
(6)遇弧石时可适当抛填硬度相似的片石，采用重锤冲击，或中低冲程交替冲击。将大弧石击碎挤入孔壁。
(7)必须准确控制松绳长度，避免打空锤。一般不宜用高冲程，以免扰动孔壁，引起坍孔、扩孔或卡钻事故。
(8)应经常检查钢丝绳的磨损情况，卡扣松紧程度