旋挖钻机与回转钻机的泥浆性能

旋挖钻机与回转钻机的泥浆性能

对成孔质量影响的对比分析

通常造成钻孔孔壁坍塌的原因有很多，归纳起来主要有以下几个方面：

1、地层应力作用。引起孔壁坍塌的应力形式主要表现为挤压破坏，在钻进中，地层原来的应力受到破坏，孔壁受挤压力的作用产生径向位移，当孔内液柱压力不足时即表现为孔壁坍塌。

2、泥浆对孔壁稳定性的影响。泥浆是钻孔的血液，其质量的好坏，对成孔及孔壁的稳定性起决定性作用。

3、钻进工艺的选择

钻机钻进过程中，钻进速度、转速、上下钻提升速度等方面对成孔质量都具有一定的影响。

通常旋挖钻机所用的泥浆材料为优质膨润土，它分为钠质膨润土和钙质膨润土两种。前者质量较好，大量用于钻孔泥浆制备，膨润土具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、造浆能力大等优点。

我们根据工程实践，浅谈旋挖钻机与回转钻机成孔的技术特点，讨论泥浆在不同钻进方法中所发挥的不同作用。不妥之处，敬请专家批评指正。

(一)旋挖钻孔设备之特点。

目前，我国工程现场使用的旋挖钻机，大多是引进德国和意大利的产品。如德国宝德公司的BG

20、BG25。意大利土力公司的R-412H

D、R-

518、R-516以及R-622等。

旋挖钻机与常规回转钻机相比，泥浆所发挥的作用有很大区别。

旋挖钻机的钻杆为抽拉式与挖斗相连，在油缸的加压下钻进，提升后回转倒土。

旋挖钻机钻进机理与传统钻机钻进机理有着根本的区别，其彻底改变传统钻进工艺的改革钻头的改进，它将传统的梳齿钻头、滚刀钻头等改为筒式钻头，将斗齿切削下的土直接装进筒式容器内，然后又钻杆提出，旋挖钻机常用的钻头有：

⒈短螺旋钻头（见图1）。它主要依靠螺旋叶片之间的空间，收集从孔底切削下来的土体，这种钻头常用于地下水位以上的粘性土地层。

⒉挖泥钻斗（见图2）。这是常用的钻头，在钻头底部有二扇仅可向斗内方向打开的合叶门。

当钻头钻进时，斗齿切削孔底土，经合叶门将土压入斗内，当四次进尺完成后提升钻头时斗内的土在重力作用下将两扇门关紧，阻止土掉入孔内，这种钻头一般适合粘性土的钻进。

⒊挖沙钻头，这种钻头与挖泥钻头基本一样，只是底部为双层底（见图3），两底可以相对回转一个角度，实现了进土口的打开与关闭，在钻进时，底部的进土口为开放状态。因此进尺结束后，见钻头反向旋转一个角度后，使进土口关闭，使口内的土完整的保存取出。这种钻头常用于沙性土地层的钻进，以及孔底的清渣工序等。

(二)旋挖钻孔灌注桩的技术特点。

同传统的钻孔灌注相比，旋挖钻孔灌注桩的施工工艺流程并无特别之处，基本是一致的，其不同之处就是改变了成孔工艺。由于成孔工艺的改进，旋挖钻机成孔表现出了许多与传统钻机成孔不同的技术特点。

⒈由于旋挖钻机成孔工艺，所采用的泥浆一般用膨润土、纯碱、纤维素等配制，在孔壁不形成厚的泥皮，此外钻头多次上下往返，是孔壁粗糙，旋挖成孔工艺是利用筒式钻斗底部的斗齿，切削土体，并压入同时容器内，然后由于钻杆提出筒式钻头，如此循环完成成孔作业，其中泥浆的主要功能是：

静压xx起护壁等作用。

回转钻机成孔工艺，无论是正循环还是反循环，都是利用钻头将土先切削后粉碎，利用循环的泥浆将钻渣携带出来，其泥浆主要作用是：

携带钻渣、平衡地层压力、保护xx及冷却

钻头等作用。

（三）施工中应注意的问题。

根据施工体会，我们认为，应注意如下问题，应保证最大程度的发挥旋挖钻孔灌注桩的技术经济优势。

⒈泥浆问题。

旋挖钻机成孔最主要的工作之一就是泥浆制备。由于旋挖钻孔的特殊工艺，其自造浆能力较差，当地层条件需要时，必须制备泥浆并及时补充孔内，保证孔壁的稳定。

泥浆问题应注意两个方面。一是泥浆指标，二是补浆的速度。制备泥浆的指标，一般控制比重

1.05~

1.15之间，粘度控制在17~20S，砂率控制在4%以内，常用的泥浆材料，一般使用优质澎润土加纯碱、聚丙稀配制或纤维素等。

泥浆的补充一般靠泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒底面以上为标准，否则将造成孔口塌陷，影响成孔质量。

回转钻机工作原理：

回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动，从而带动有钻头的钻杆转动，由钻头切削土体。根据泥浆循环方式不同，分为正循环钻机和反循环钻机。

正循环回转钻机成孔是由空心钻杆内部通入泥浆，从钻杆底部喷出，携带钻渣沿孔壁向上流动，由孔口将钻渣带出流入泥浆池，正循环钻机成孔如图—2所示。

反循环回转钻机成孔是泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后由泥浆泵在钻杆内形成真空，使之携带钻下的土渣由钻杆内腔返回地面而流向泥浆池。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，能携带较大的土渣。反循环钻机成孔工艺原理如图-3所示。

1、旋挖钻机与回转钻机各自成孔原理及泥浆作用的各自不同点；

2、规范上有关规定，有关图纸上关于泥浆的要求；

3、泥浆对成孔及桩身质量的影响；（平顶山、苏州、漯河工地）

4、泥浆性能对桩基承载力的影响；泥皮厚度的负面影响。

5、