冲击反循环钻孔法施工工艺

冲击反循环钻孔法施工工艺

(QB/ZTEJG─QLGY02─2008）

1 前言

随着国民经济的发展，铁路、公路的桥梁以及高层建筑的基础大多采用钻孔灌注桩基础，其成孔方法较多，而冲击钻孔法是常见的一种，因它能适应各种底层特别是冲击硬质岩层，优势明显。近年来，使用冲击反循环钻孔法成孔速度大有提高，因而在复杂地质中的钻孔灌注桩基础大多优先用冲击钻孔法来解决施工中的疑难问题。

2 工艺特点

⑴设备简单，操作方便。

⑵可以采用反循环冲击成孔提高效率。

⑶可以穿过漂石、卵石、砾石等底层。

⑷对处理复杂底层中的基础有显著的优点。

⑸它可直接投入黏土块入孔自行造浆。

3 适用范围

冲击钻孔法适用于孔径100～300cm，钻孔深度50m。冲击钻机适用于所有土层，采用实心锤钻进时，在漂、卵石和基岩中显得比其他方法优越。

4 机械性能及参数

常见冲击钻机技术性能见表1

表1 常见冲击钻机技术性能表

冲击钻孔系统设备由冲击钻头、三角立架、卷扬机组成。冲击钻机配有1～5t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。

5 钻孔施工

5.1 施工工艺流程

5.1.1 冲击钻孔施工工艺流程

冲击钻孔施工工艺流程如图1

5.1.2冲击反循环钻孔施工工艺流程

冲击反循环钻孔施工工艺流程如图2。

图1 冲击钻孔施工工艺流程图

图2 冲击反循环钻孔施工工艺流程

5.2 施工工艺步骤

5.2.1 施工准备

（1）平整场地（陆地）

平整场地应达到“三通一平”，以便钻机安装和移位:对于不利于

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。

根据施工图设计，合理选择和确定进出线路和钻孔顺序，制定场地布置方案。合理地安排泥浆池、沉淀池的容积应满足2个孔以上排渣量的需要。

（2）围堰筑岛（浅水）

对于浅水区域的桩基施工，可采用围堰筑岛方式施工，筑岛填料宜用黏土，岛面要有足够的施工场地，岛面标高应高出施工水位1.5～2.0m。

（3）平台施工（深水）

对于场地为深水时，可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定式平台，也可采用浮式施工平台。

（4）测量定位。

桩位放样后，应埋设好护桩，并做好测量交底，随时进行检查。

(5) 制作埋设护筒

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200～400mm。护筒顶部应高出地面250～350mm。护筒顶高程，采用反循环时应高出地下水位2.0m。

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，然后放入护筒，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。护筒填好后应复核校正，护筒中心与桩位中心应

重合，偏差不得大于50mm。

护筒的埋设深度;在黏土中不宜小于1m;在砂土中不宜小于

1.5m，并保持孔内泥浆液面高于地下水位1m以上。

⑹钻机就位安装。

钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，其下部要用方木垫平，塞牢。桅杆顶端用钢丝绳对称拉紧。为准确控制钻孔深度，应在机架上或机座上做出控制的标尺，以便在施工中进行观测，记录。冲击反循环钻孔采用液压起塔和液压履纵、横移位安装就位。

⑺泥浆制备及指标控制：

物理稳定性。静置相当时间其性质不变化，不因重力而沉淀。

化学稳定性。不因水泥、海水等异物混入而污染。

适当的比重。比重大对护臂、浮渣有利，但比重太大会使泵的能力不足也影响钻进进度。

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，同时也维持孔壁稳定。

形成薄而韧的泥皮，粘附于孔壁上，不透水，不坍塌。

不产生多余气泡。

表2 泥浆性能指标表

膨润土泥浆具有相对密度低、黏度好、含沙量小、拟皮薄、稳定性强、固必能力高、钻具冲击阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点，是钻孔施工的优质泥浆。其制备的主要材料是膨润土和水，外加剂有分散剂、增粘剂、防漏剂。

黏土泥浆的主要材料为：黏土，水，纯碱，外加剂（分散剂和增粘剂）

泥浆的配合比应视地质情况、施工机械等条件选定。选定配合比后，经过配制试验并修正后确定泥浆配合比。

5.2.2 钻进成孔

⑴开孔钻进的控制。

开孔时应扶正锤头用小冲程低锤密击。如表土为淤泥、松散细沙等软弱土层，可加黏土块夹小片石，反复冲击造壁，保证护筒的稳定，控制好桩位中心。

必须保证泥浆的供给，使孔内浆液稳定。冲击反循环钻进也应从正

循环开始，待泵吸反循环系统可以正常工作时反循环钻进。

⑵冲击（反循环）成孔工艺。

1）冲击钻孔法成孔工艺。

冲击钻孔法是利用电力起重力，带动卷扬机上的单根钢丝绳，通过桅杆上的导向轮提引钻头做上下冲击运动，形成瞬时冲击力破碎岩土，其钻渣由孔内泥浆承托上浮，待冲击一段时间后，提出钻头，在利用桅杆上的副绳提引抽渣筒入孔内捞渣，倾倒入泥浆槽内流入沉淀池内净化，再供使用，如此往复的成孔方法即为冲击钻孔法的施工工艺。

2）冲击反循环钻孔法成孔工艺。

从钻机同步卷筒引出来2根受力相等的正、反转钢丝绳，经冲击梁和桅杆的导向滑轮，提引冲击钻头，然后起动电动机，通过传功机构驱动冲击机构，拉动钢丝绳带动钻头做上下冲击运动，形成瞬间冲击力破碎岩土，同时在两根主钢丝绳之间放置由副卷扬机提引的排渣系统，排渣管的下端在钻头的中心管内，钻头做上下冲击运动时，排渣管除了随着钻孔进尺间歇下放外，一般保持不动，并在冲击的同时启动砂石泵连续排出钻渣，此种成孔方式即为冲击反循环钻孔法施工工艺。

①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，应立即回填片石至坍孔处上部0.3～0.5m，重新钻进。

②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，将大孤石击碎挤入孔壁。