湛江海湾大桥桩基成孔困难的原因及解决措施
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着性、黏土与钻头的接触面积以及钻头的切割角度和钻机的转速。黏土黏着性越强、与钻头 接触面积越大以及钻头转速越小，则钻头片吸附现象越严重。在钻机参数一定的条件下，黏
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土的黏着性是主导因素。 黏土的黏着性受黏土矿物的离子交换能力、孔隙溶液的酸碱度、无机电解质浓度和阳离
子种类以及黏土的含水率大小的影响；如高交换能力的蒙脱石比交换能力相对低的高岭石的 黏着性高几倍[4]；另外，PH 值越小、电解质浓度越高、阳离子价越小，黏土的黏着性就越 大[5]。然而，湛江地区水溶液含盐量高，PH 值为 5.6，富含钾离子和镁离子。因而，湛江地 区黏土的黏着性很大。
2.4.2 黏土聚积阶段
4. 结语
通过前面的分析，得到以下几个主要结论。 （1）湛江地区桩基成孔过程中遇到的切割土体困难和钻头磨损严重问题，分别是由土体 强度很高、矿物成分中石英的富含造成的；通过适当的提高钻进功率和钻头的标准可以解决。 （2）“糊钻”现象主要是桥至区黏土细颗粒含量高和湛江特殊的水文环境造成的。通过加 快泥浆循环、调整钻头的切割角度以及提高钻头的转速，可以减少“糊钻”现象。另外，添加 适当的化学物质，改变电解质浓度、增大溶液 PH 值，也是一种切实可行的方法。 （3）泥浆的流动性差造成泥浆循环困难；通过提高泥浆护壁泥浆的质量，减少土体的崩 解、塌落,降低泥浆中黏土的含量，降低泥浆的流动性，可以加快泥浆的循环。
桩基共涉及各类桩 603 根，桩径从 1.5m～2.9m 不等，桩身最长达 104m,采用 QJ-250 回 转钻机成孔。在试桩施工及大桥整个桩基础施工过程中，均发现当钻进至亚黏土和黏土层时， 钻进成孔变得极为困难。具体表现为：①土体切割困难和钻进缓慢；②出现“糊钻”现象，导 致钻进过程需要频繁提钻、清理；③排渣口堵塞等泥浆循环困难；④钻头磨损严重。这些问 题的出现阻碍了工程进度，加大了施工难度，增加了工程成本。因此，合理地解释这些工工 程现象，并提出相应的解决方案，对于保证湛江海湾大桥的施工质量和工程进度是至关重要。
黏土聚积阶段是指黏土吸附钻头后，黏粒或黏团与钻头上的黏粒或黏团，靠黏粒间的黏
结力在钻头上堆积，影响钻机钻进的现象，该过程主要受颗粒间黏结力大小的影响。黏土的
黏结力是由颗粒间的许多吸引力产生的，可以分为水膜黏结力和分子黏结力。
（1）水膜黏结力 土粒水膜对相邻球形土粒的单位面积的黏结力公式[4]
f
=
2σ a⎜⎛1 + tan θ ⎟⎞
黏土 2.00 25.0 2.74 0.715 -0.06 19.3 18.9 68.2 18 63.2 0.124 14.47
表 2 给出了亚黏土和黏土的粒度分析结果。从表 2 可以看到：桥址区亚黏土和黏土的颗
粒粒径极细，以细粉粒和黏粒为主；其中黏粒组（粒径< 5µm）颗粒成分占近 50％，粉粒组
力，以及有机质等胶质在颗粒间产生的黏结力，影响因素有粒径大小、含水率以及胶质的类
别。库仑力与粒间颗粒距离的平方成反比、范德华力与粒间颗粒距离的 6～7 次方成反比。 因此，对被剥落黏土来说，此时库仑力和范德华力接近于零，分子黏结力以胶质对颗粒的黏
结力为主。
（3）黏结力与含水率的关系
黏结力
分
水
子
膜
黏
黏
表 3 湛江组（亚）黏土与一般（亚）黏土、岩体的强度指标对比
分类
一般地区
桥址区
岩体（V 级）*
C (kPa)
ϕ (°)
15~30 15~25
60~100 18~25
<100 <30
பைடு நூலகம்
表中：“*”GB50218-94，工程岩体分级标准，C.0.1
湛江组（亚）黏土的这种高强度，主要源于土体复杂的地质演化过程、特殊的沉积模式
和土粒间超强的黏结力，其中主要是分子黏结力，包括带正电的游离态氧化物与带负电的黏
土胶体相互吸引、土粒间利用带正电的边、胶与带负电的挤免的静电吸引，以及粒间胶体的
黏结力[1-2]。另外，湛江组（亚）黏土具有一定的遇水膨胀性[3]。在钻进过程中，由于黏土
遇水膨胀导致钻孔孔径缩小，也增大了钻机转动阻力。
2.4 “糊钻”原因分析
结
结
力
力
SL
PL
LL
含水率
图 1 黏结力与含水率的关系曲线[5]
SL 为缩限；PL 为塑限；LL 为液限
图 1 给出了随含水率变化，分子黏结力和水膜黏结力的变化曲线。钻头附近土体的含水
-3-
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率接近于天然含水率。此时，分子黏结力很小，黏结力以水膜黏结力为主。在粒径一定条件 下，要降低黏土的黏结性，只有通过减小水分的表面张力即减小结合水膜厚度实现，据此， 降低孔隙水中离子浓度，增大 PH 值可以有效的降低黏土的黏结性，减少黏土的聚积力。综 上分析，湛江大桥桩基钻孔过程中出现“糊钻”现象，主要是由黏土颗粒细和湛江特殊的水文 环境造成的。
含量为 30％左右。
亚黏土 黏土
>0.05 26% 25%
表 2 粒度分析结果
0.005～0.05 0.002～0.005
26%
18%
32%
23%
<0.002 30% 20%
2.3 切割土体困难原因分析
在岩石可钻性的评价体系中，岩石强度因素主要考虑钻进过程中岩石的内黏聚力抵抗外 力的能力。参照该思想，土体快剪强度指标 c 是土体钻进过程中的强度决定因素。表 3 给出 了一般地区和湛江组（亚）黏土的强度指标。从表 3 可以看出，与一般地区（亚）黏土层相 比，湛江组（亚）黏土的黏聚力指数 c 超过一般黏土的 3～4 倍，近似于软岩的强度，表明 切割该土层要求很高的输出功率。
1. 引言
一直以来，解决桩基钻孔施工过程中出现的问题，都是靠现场指挥人员的工程经验和操 作人员的熟练程度，从国内外的文献看，鲜有文献对土层中桩基钻孔出现的问题展开探讨。 目前一系列标准和规范都是根据岩层硬度和强度制定的，仅从这两个方面考虑，基本能够满 足岩石可钻性的要求，但是对土层来说，是远远不够，特别是具有特殊工程性质的土层，其 钻进过程相当复杂。对此类土层而言，钻孔不但要考虑土体硬度与强度，还要考虑土体剥离 后其特殊工程性质对进一步钻孔和泥浆循环的影响。湛江组（亚）黏土是一种典型的强度高、 含水量大和压缩性小的强结构性土[1-3]。鉴于湛江组（亚）黏土的特殊性，本文主要从湛江 组(亚)黏土自身性质的角度，分析了湛江海湾大桥桩基成孔困难的原因，并提出了相应的解 决措施，可为同类问题的解决提供借鉴。
2. 钻进困难成因分析
2.1 工程问题的提出
湛江海湾大桥起于湛江市坡头区，于平乐渡口上游 1.3km 处跨越麻斜海湾，终于湛江市 开发区乐山大道，全长 3981m，主桥为双塔双索面混合梁斜拉桥，火炬形主塔结构新颖美观， 构成湛江市的标志性工程。湛江海湾大桥的建成对加强粤西地区与珠江三角洲地区的经济联 系、改善城市规划和促进周边经济发展等都具有重要意义。
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湛江海湾大桥桩基成孔困难的原因及解决措施
余锐，洪宝宁，胡昕，范晓秋
河海大学岩土工程水利部重点实验室，南京 (210098)；
Email：yurui84@163.com
摘 要：针对湛江海湾大桥桩基成孔施工中出现的土体切割困难、钻头磨损严重、“糊钻”以 及泥浆循环困难等问题，本文从湛江组(亚)黏土自身性质的角度，分析了问题出现的原因， 并提出了相应的解决措施。研究表明：湛江组(亚)黏土的高抗剪强度导致了土体切割困难； 湛江组(亚)黏土的石英含量高是引起钻头磨损严重的本质原因；“糊钻”现象可分为黏土吸附 和黏土聚积两个不同的力学阶段；调整钻头角度及提高钻机转速能有效的解决“糊钻”问题； 提高泥浆护壁的泥浆性能可以减少泥浆中黏土的含量，从而加快泥浆的循环。 关键词：湛江黏土，成孔困难，成因，解决措施
亚黏土 黏土
表 4 X 射线衍射分析结果
高岭石(%)
伊利石(%)
63.5
14.6
72.5
18.6
石英(%) 21.9 8.9
表 4 给出了黏粒的矿物成分分析结果，从矿物分析试验可以看到，硬度极高的石英在亚 黏土中的含量很高；不难理解，在桥址区石英的高含量是钻头的磨损严重的根本原因。
2.7 钻进过程描述
-1-
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表 1 主要土层物理力学指标
名称
液性 塑性 密度 含水率 比重 孔隙比
指数 指数
快剪 φc
固结快剪 压缩 压缩 系数 模量
g.cm-3 %
/
/
/
/
° kPa /
/ MPa-1 MPa
亚黏土 2.11 17.8 2.72 0.522 -0.12 12.3 20.1 59.3 -0.12 12.3 0.123 13.33
（1）
⎝
2⎠
式中， a 为颗粒半径；θ 反映含水率的多少，含水率小则θ 小；σ 是水分的表面张力。
从式（1）可以看出，水膜黏结力与颗粒半径成反比关系，且随含水率的减小而增强，当含 水率很低时，又趋于零；但当孔隙 1/4 被填满时，水膜已聚合为一体,单位面积中黏结力将很 小。从表 2 可以看出，桥址区的亚黏土和黏土黏粒含量较高，黏土的水膜黏结力很大。 （2）分子黏结力 分子黏结力包括颗粒间通过范德华力、带负电荷的黏粒表面和正电荷的黏土边角之间的库仑
整个钻进过程的力学描述是：土体间的强黏结力导致切割土体困难－黏土由黏着力而吸 附于钻头－黏土由黏结力而聚积于钻头。
3. 处治措施
-4-
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通过对湛江海湾大桥桩基成孔困难原因的分析，不难发现，要解决这一系列的问题，可 采取以下几项措施：
(1)土体切割困难和钻头磨损严重问题，可通过提高钻进功率和钻头的标准解决； (2) 为避免“糊钻”现象，可在成孔过程中添加适当的化学物质中和溶液中的酸性或合理 设计钻机钻头的外形和大小，减小钻头与土体的接触面积、加大钻机转速，减小钻头的吸附 量； (3) 为避免泥浆循环困难，可提高泥浆护壁泥浆的质量以减小泥浆中黏土的含量和增加 循环水量以增大泥浆的流动性[7]。
另外，由于湛江组（亚）黏土具有一定的湿化崩解性，土体钻进过程中部分崩解，增加 了泥浆中黏土的含量。因此，通过提高泥浆护壁的质量来减少土体的崩解，可以改善泥浆的 循环。
2.6 钻头磨损严重原因分析
钻头磨损严重是土体碾磨系数大的表现。碾磨系数的大小随着坚硬矿物含量的增加、胶 结物质强度的降低而增大[6]。
基于上述分析，可将湛江海湾大桥桩基成孔的钻进过程描述如下：由于很强的胶结特征 和较高的石英含量，土体具有较高的抗剪强度和研磨系数，从而引起钻机钻进过程中切割土 体困难、钻进速度缓慢、钻头磨损严重。与此同时，由于黏土的强黏着力，黏土吸附于钻头 表面，减小了钻头的有效切割，降低了钻机的有效功率，进一步增加了钻进难度。随着钻机 的钻进，此时，黏土间的接触面积增大，黏土以单粒对单粒、单粒对黏团及黏团对黏团等方 式，靠黏土间的黏结力堆积于被包裹的钻头上，使得刀片上的黏土类似于“滚雪球”不断增大， 从而导致“糊钻”现象，必须频繁的提钻、清理，影响了回次进尺长度。另外，由于湛江组（亚） 黏土的低分散性和湛江地区特殊的水文环境（地下水中盐含量很高、电解质浓度大、PH 值 小），剥落的土体在桩孔中迅速絮凝，强度提高泥浆的流动性差，导致泥浆循环困难。
2.2 桥址地质条件
桥址区为第四季地层所覆盖，基岩埋深超过 250m 以上。在桩基钻孔地层中，主要以灰 白色～浅灰色的黏土为主、局部夹黄色～砖红斑状、稍湿、硬塑～坚硬状的黏土，标准贯入 试验 N63.5＝12～47 击，该土层黏性好，土质纯，硬塑～坚硬塑状，桥址区典型断面亚黏土 和黏土的主要物理力学指标参见表 1。
2.5 泥浆循环困难原因分析
泥浆的循环受泥浆的流动性影响；泥浆的流动性受到黏粒含量、黏粒形态、黏土分散度 [7]和絮凝强度等的制约。湛江组（亚）黏土黏粒含量高且具强带电性以及湛江地区地下水中 较高的含盐量，使被剥落的土体快速絮凝，泥浆产生一定的结构力[6]，泥浆流动性减弱，从 而引起不易搅拌、堵塞排渣口等影响泥浆循环的问题。所以，降低泥浆中黏土的含量和增加 循环水量可以增大泥浆的流动性，从而加快泥浆的循环。
从力学的角度分析，“糊钻”过程可以分为两个阶段。第一个阶段，钻头切割土体时，黏 土吸附于钻头上，即黏土吸附阶段。第二个阶段，黏土在钻头上堆积，即黏土聚积阶段。对 整个钻进过程而言，这两个阶段并不是时间上的先后，而是对于某个点却有先后承接的关系。
2.4.1 黏土吸附阶段 黏土吸附阶段是指钻头切割土体时，黏土吸附于钻头上。这个阶段主要取决于黏土的黏
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土的黏着性是主导因素。 黏土的黏着性受黏土矿物的离子交换能力、孔隙溶液的酸碱度、无机电解质浓度和阳离
子种类以及黏土的含水率大小的影响；如高交换能力的蒙脱石比交换能力相对低的高岭石的 黏着性高几倍[4]；另外，PH 值越小、电解质浓度越高、阳离子价越小，黏土的黏着性就越 大[5]。然而，湛江地区水溶液含盐量高，PH 值为 5.6，富含钾离子和镁离子。因而，湛江地 区黏土的黏着性很大。
2.4.2 黏土聚积阶段
4. 结语
通过前面的分析，得到以下几个主要结论。 （1）湛江地区桩基成孔过程中遇到的切割土体困难和钻头磨损严重问题，分别是由土体 强度很高、矿物成分中石英的富含造成的；通过适当的提高钻进功率和钻头的标准可以解决。 （2）“糊钻”现象主要是桥至区黏土细颗粒含量高和湛江特殊的水文环境造成的。通过加 快泥浆循环、调整钻头的切割角度以及提高钻头的转速，可以减少“糊钻”现象。另外，添加 适当的化学物质，改变电解质浓度、增大溶液 PH 值，也是一种切实可行的方法。 （3）泥浆的流动性差造成泥浆循环困难；通过提高泥浆护壁泥浆的质量，减少土体的崩 解、塌落,降低泥浆中黏土的含量，降低泥浆的流动性，可以加快泥浆的循环。
桩基共涉及各类桩 603 根，桩径从 1.5m～2.9m 不等，桩身最长达 104m,采用 QJ-250 回 转钻机成孔。在试桩施工及大桥整个桩基础施工过程中，均发现当钻进至亚黏土和黏土层时， 钻进成孔变得极为困难。具体表现为：①土体切割困难和钻进缓慢；②出现“糊钻”现象，导 致钻进过程需要频繁提钻、清理；③排渣口堵塞等泥浆循环困难；④钻头磨损严重。这些问 题的出现阻碍了工程进度，加大了施工难度，增加了工程成本。因此，合理地解释这些工工 程现象，并提出相应的解决方案，对于保证湛江海湾大桥的施工质量和工程进度是至关重要。
黏土聚积阶段是指黏土吸附钻头后，黏粒或黏团与钻头上的黏粒或黏团，靠黏粒间的黏
结力在钻头上堆积，影响钻机钻进的现象，该过程主要受颗粒间黏结力大小的影响。黏土的
黏结力是由颗粒间的许多吸引力产生的，可以分为水膜黏结力和分子黏结力。
（1）水膜黏结力 土粒水膜对相邻球形土粒的单位面积的黏结力公式[4]
f
=
2σ a⎜⎛1 + tan θ ⎟⎞
黏土 2.00 25.0 2.74 0.715 -0.06 19.3 18.9 68.2 18 63.2 0.124 14.47
表 2 给出了亚黏土和黏土的粒度分析结果。从表 2 可以看到：桥址区亚黏土和黏土的颗
粒粒径极细，以细粉粒和黏粒为主；其中黏粒组（粒径< 5µm）颗粒成分占近 50％，粉粒组
力，以及有机质等胶质在颗粒间产生的黏结力，影响因素有粒径大小、含水率以及胶质的类
别。库仑力与粒间颗粒距离的平方成反比、范德华力与粒间颗粒距离的 6～7 次方成反比。 因此，对被剥落黏土来说，此时库仑力和范德华力接近于零，分子黏结力以胶质对颗粒的黏
结力为主。
（3）黏结力与含水率的关系
黏结力
分
水
子
膜
黏
黏
表 3 湛江组（亚）黏土与一般（亚）黏土、岩体的强度指标对比
分类
一般地区
桥址区
岩体（V 级）*
C (kPa)
ϕ (°)
15~30 15~25
60~100 18~25
<100 <30
பைடு நூலகம்
表中：“*”GB50218-94，工程岩体分级标准，C.0.1
湛江组（亚）黏土的这种高强度，主要源于土体复杂的地质演化过程、特殊的沉积模式
和土粒间超强的黏结力，其中主要是分子黏结力，包括带正电的游离态氧化物与带负电的黏
土胶体相互吸引、土粒间利用带正电的边、胶与带负电的挤免的静电吸引，以及粒间胶体的
黏结力[1-2]。另外，湛江组（亚）黏土具有一定的遇水膨胀性[3]。在钻进过程中，由于黏土
遇水膨胀导致钻孔孔径缩小，也增大了钻机转动阻力。
2.4 “糊钻”原因分析
结
结
力
力
SL
PL
LL
含水率
图 1 黏结力与含水率的关系曲线[5]
SL 为缩限；PL 为塑限；LL 为液限
图 1 给出了随含水率变化，分子黏结力和水膜黏结力的变化曲线。钻头附近土体的含水
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率接近于天然含水率。此时，分子黏结力很小，黏结力以水膜黏结力为主。在粒径一定条件 下，要降低黏土的黏结性，只有通过减小水分的表面张力即减小结合水膜厚度实现，据此， 降低孔隙水中离子浓度，增大 PH 值可以有效的降低黏土的黏结性，减少黏土的聚积力。综 上分析，湛江大桥桩基钻孔过程中出现“糊钻”现象，主要是由黏土颗粒细和湛江特殊的水文 环境造成的。
含量为 30％左右。
亚黏土 黏土
>0.05 26% 25%
表 2 粒度分析结果
0.005～0.05 0.002～0.005
26%
18%
32%
23%
<0.002 30% 20%
2.3 切割土体困难原因分析
在岩石可钻性的评价体系中，岩石强度因素主要考虑钻进过程中岩石的内黏聚力抵抗外 力的能力。参照该思想，土体快剪强度指标 c 是土体钻进过程中的强度决定因素。表 3 给出 了一般地区和湛江组（亚）黏土的强度指标。从表 3 可以看出，与一般地区（亚）黏土层相 比，湛江组（亚）黏土的黏聚力指数 c 超过一般黏土的 3～4 倍，近似于软岩的强度，表明 切割该土层要求很高的输出功率。
1. 引言
一直以来，解决桩基钻孔施工过程中出现的问题，都是靠现场指挥人员的工程经验和操 作人员的熟练程度，从国内外的文献看，鲜有文献对土层中桩基钻孔出现的问题展开探讨。 目前一系列标准和规范都是根据岩层硬度和强度制定的，仅从这两个方面考虑，基本能够满 足岩石可钻性的要求，但是对土层来说，是远远不够，特别是具有特殊工程性质的土层，其 钻进过程相当复杂。对此类土层而言，钻孔不但要考虑土体硬度与强度，还要考虑土体剥离 后其特殊工程性质对进一步钻孔和泥浆循环的影响。湛江组（亚）黏土是一种典型的强度高、 含水量大和压缩性小的强结构性土[1-3]。鉴于湛江组（亚）黏土的特殊性，本文主要从湛江 组(亚)黏土自身性质的角度，分析了湛江海湾大桥桩基成孔困难的原因，并提出了相应的解 决措施，可为同类问题的解决提供借鉴。
2. 钻进困难成因分析
2.1 工程问题的提出
湛江海湾大桥起于湛江市坡头区，于平乐渡口上游 1.3km 处跨越麻斜海湾，终于湛江市 开发区乐山大道，全长 3981m，主桥为双塔双索面混合梁斜拉桥，火炬形主塔结构新颖美观， 构成湛江市的标志性工程。湛江海湾大桥的建成对加强粤西地区与珠江三角洲地区的经济联 系、改善城市规划和促进周边经济发展等都具有重要意义。
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湛江海湾大桥桩基成孔困难的原因及解决措施
余锐，洪宝宁，胡昕，范晓秋
河海大学岩土工程水利部重点实验室，南京 (210098)；
Email：yurui84@163.com
摘 要：针对湛江海湾大桥桩基成孔施工中出现的土体切割困难、钻头磨损严重、“糊钻”以 及泥浆循环困难等问题，本文从湛江组(亚)黏土自身性质的角度，分析了问题出现的原因， 并提出了相应的解决措施。研究表明：湛江组(亚)黏土的高抗剪强度导致了土体切割困难； 湛江组(亚)黏土的石英含量高是引起钻头磨损严重的本质原因；“糊钻”现象可分为黏土吸附 和黏土聚积两个不同的力学阶段；调整钻头角度及提高钻机转速能有效的解决“糊钻”问题； 提高泥浆护壁的泥浆性能可以减少泥浆中黏土的含量，从而加快泥浆的循环。 关键词：湛江黏土，成孔困难，成因，解决措施
亚黏土 黏土
表 4 X 射线衍射分析结果
高岭石(%)
伊利石(%)
63.5
14.6
72.5
18.6
石英(%) 21.9 8.9
表 4 给出了黏粒的矿物成分分析结果，从矿物分析试验可以看到，硬度极高的石英在亚 黏土中的含量很高；不难理解，在桥址区石英的高含量是钻头的磨损严重的根本原因。
2.7 钻进过程描述
-1-
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表 1 主要土层物理力学指标
名称
液性 塑性 密度 含水率 比重 孔隙比
指数 指数
快剪 φc
固结快剪 压缩 压缩 系数 模量
g.cm-3 %
/
/
/
/
° kPa /
/ MPa-1 MPa
亚黏土 2.11 17.8 2.72 0.522 -0.12 12.3 20.1 59.3 -0.12 12.3 0.123 13.33
（1）
⎝
2⎠
式中， a 为颗粒半径；θ 反映含水率的多少，含水率小则θ 小；σ 是水分的表面张力。
从式（1）可以看出，水膜黏结力与颗粒半径成反比关系，且随含水率的减小而增强，当含 水率很低时，又趋于零；但当孔隙 1/4 被填满时，水膜已聚合为一体,单位面积中黏结力将很 小。从表 2 可以看出，桥址区的亚黏土和黏土黏粒含量较高，黏土的水膜黏结力很大。 （2）分子黏结力 分子黏结力包括颗粒间通过范德华力、带负电荷的黏粒表面和正电荷的黏土边角之间的库仑
整个钻进过程的力学描述是：土体间的强黏结力导致切割土体困难－黏土由黏着力而吸 附于钻头－黏土由黏结力而聚积于钻头。
3. 处治措施
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通过对湛江海湾大桥桩基成孔困难原因的分析，不难发现，要解决这一系列的问题，可 采取以下几项措施：
(1)土体切割困难和钻头磨损严重问题，可通过提高钻进功率和钻头的标准解决； (2) 为避免“糊钻”现象，可在成孔过程中添加适当的化学物质中和溶液中的酸性或合理 设计钻机钻头的外形和大小，减小钻头与土体的接触面积、加大钻机转速，减小钻头的吸附 量； (3) 为避免泥浆循环困难，可提高泥浆护壁泥浆的质量以减小泥浆中黏土的含量和增加 循环水量以增大泥浆的流动性[7]。
另外，由于湛江组（亚）黏土具有一定的湿化崩解性，土体钻进过程中部分崩解，增加 了泥浆中黏土的含量。因此，通过提高泥浆护壁的质量来减少土体的崩解，可以改善泥浆的 循环。
2.6 钻头磨损严重原因分析
钻头磨损严重是土体碾磨系数大的表现。碾磨系数的大小随着坚硬矿物含量的增加、胶 结物质强度的降低而增大[6]。
基于上述分析，可将湛江海湾大桥桩基成孔的钻进过程描述如下：由于很强的胶结特征 和较高的石英含量，土体具有较高的抗剪强度和研磨系数，从而引起钻机钻进过程中切割土 体困难、钻进速度缓慢、钻头磨损严重。与此同时，由于黏土的强黏着力，黏土吸附于钻头 表面，减小了钻头的有效切割，降低了钻机的有效功率，进一步增加了钻进难度。随着钻机 的钻进，此时，黏土间的接触面积增大，黏土以单粒对单粒、单粒对黏团及黏团对黏团等方 式，靠黏土间的黏结力堆积于被包裹的钻头上，使得刀片上的黏土类似于“滚雪球”不断增大， 从而导致“糊钻”现象，必须频繁的提钻、清理，影响了回次进尺长度。另外，由于湛江组（亚） 黏土的低分散性和湛江地区特殊的水文环境（地下水中盐含量很高、电解质浓度大、PH 值 小），剥落的土体在桩孔中迅速絮凝，强度提高泥浆的流动性差，导致泥浆循环困难。
2.2 桥址地质条件
桥址区为第四季地层所覆盖，基岩埋深超过 250m 以上。在桩基钻孔地层中，主要以灰 白色～浅灰色的黏土为主、局部夹黄色～砖红斑状、稍湿、硬塑～坚硬状的黏土，标准贯入 试验 N63.5＝12～47 击，该土层黏性好，土质纯，硬塑～坚硬塑状，桥址区典型断面亚黏土 和黏土的主要物理力学指标参见表 1。
2.5 泥浆循环困难原因分析
泥浆的循环受泥浆的流动性影响；泥浆的流动性受到黏粒含量、黏粒形态、黏土分散度 [7]和絮凝强度等的制约。湛江组（亚）黏土黏粒含量高且具强带电性以及湛江地区地下水中 较高的含盐量，使被剥落的土体快速絮凝，泥浆产生一定的结构力[6]，泥浆流动性减弱，从 而引起不易搅拌、堵塞排渣口等影响泥浆循环的问题。所以，降低泥浆中黏土的含量和增加 循环水量可以增大泥浆的流动性，从而加快泥浆的循环。
从力学的角度分析，“糊钻”过程可以分为两个阶段。第一个阶段，钻头切割土体时，黏 土吸附于钻头上，即黏土吸附阶段。第二个阶段，黏土在钻头上堆积，即黏土聚积阶段。对 整个钻进过程而言，这两个阶段并不是时间上的先后，而是对于某个点却有先后承接的关系。
2.4.1 黏土吸附阶段 黏土吸附阶段是指钻头切割土体时，黏土吸附于钻头上。这个阶段主要取决于黏土的黏