冲击钻与施工工艺及步骤

冲击钻施工工艺及步骤

1、 分类：（1）实心锥：由冲击装置（底盘、支架及钢绳等）、卷 扬

机和冲击锥组成。上下往返冲击，将土石劈裂、劈碎，通过泥浆将 钻渣悬浮排出。（2）空心锥：主要区别是钻头为空心。

2、 适用范围：

类型 适用土层

孔深（m 孔径（cm ）

说明 实心锥 粘性土、砂类土、砾石、

卵石、漂石、较软岩石 50 80~200 泥浆悬浮钻 渣及护壁

空心锥

粘性土、砂类土、砾石、 松散卵石

50

60~150

泥浆悬浮钻 渣及护壁

、优缺点

优点:适用地层和土质广，可以说是无坚不摧。但在钻普通土时 进度较慢，空心锥比实心锥进度快，在遇到坚硬层时宜使用实心锥。 二、 准备工作

土层类别 普通十

坚硬土

砂砾土

砂夹卵石

较软岩石

坚石

台班进度

7~9 2~6 1~2 0.5~1.5 0.7~1.3 0.3~0.6

冲击钻机分类：

1•冲击式钻机，配备有钻架及起吊、冲击全套设备。如图:

底盘

冲击钻机正平面

概要

钢丝绳

钻 锥

支 架

卷扬机

冲击钻机立面图

国产的冲击钻机主要是CZ型，有CZ-30、CZ-28、CZ-22、CZ —20、CZ- 20—2 等，另外还有YKC- 31、YKC- 30、YKC- 22、YKC —20等规格。除CZ-20—2外，均非自行。

国产冲击钻机的近期产品规格及性能列表

详细介绍：1、冲锥由锥身、刃脚和转向装置三部分组成。如下图。钻身提供冲锥所必须的重力和冲击动能；刃脚位于冲锥的底部，为直接冲击、破碎土、石的部件；转向装置舍于锥顶，和起吊钢丝绳联结，是使冲击锥能冲击成圆孔的关键部件。

转向装置的工作原理：钻进时，借吊起冲锥的钢丝绳在悬重作用下，顺钢丝捻扭的相反方向转动，带动冲锥转动一个角。与冲锥下落置于孔底，钢丝绳松弛后不受力后，又因钢丝绳的弹性，带动转向装置扭转过来。当再提起冲锥时，它又沿上述方向转动一个角度，这样就能冲成完整的圆桩孔。

2、场地准备

施工场地应按以下不同情况进行整理；

a）场地为旱地时，应平整场地清除杂物，换锄软土，夯大密实。

b）场地为陡坡时，可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。

c）场地为浅水时，宜采用筑岛方法。

d）场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台。

护筒的作用及注意事项

护筒有固定桩位，引导钻头（锥）方向，隔离地面水免其流入井孔，保护

孔口不坍塌，并保证孔内水位高出地下水或施工水位一定高度，形成静水压力，以保护孔壁免于坍塌等作用。

冲击锥筒径宜比桩径大30~40cm。

护筒顶高度要求：护筒顶端的泥浆溢出口底边，当地质良好、不易塌孔时，宜高出地下水1.0 米~1.5 米；当地质不良、容易塌孔时，应高出地下水位1.5~2.0 米。其余情况一般都在1.5~2.0 米。在旱地施工时还应该高出地面0.3 米。

护筒埋置深度：旱地或浅水区，对于粘性土不小于1.0~1.5 米，对于砂类土应将护筒周围0.5 没~1.0 米范围内土挖除，夯填粘质土至护筒底0.5 米以下。

护筒的埋设与沉入

护筒埋设工作是钻孔灌注桩施工的开始，护筒平面与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密、不透水，对成孔、成桩的质量都有重大影响。埋设时，护筒中心轴线应对正测量标定的桩位中心，其偏差不得大于5 厘米，并应该严格保持护筒的竖直位置。

当地下水位在地面以下超过1 米，可采用挖埋法。

在砂类土、沙砾等河床埋护筒时，先在桩位处挖出比护筒外径大0.8~1 米的圆坑。然后在坑底填筑50 厘米左右厚的粘土分层夯实，以备安设护筒。

在粘性土中挖埋时，坑的直径与上述相同，坑底应整平；然后通过定位的

控制桩放样，把钻孔的中心位置标于坑底；再把护筒吊放进

坑内，找出护筒的圆心位置用十字线定在护筒顶部或底部，然后移动护筒，使护筒中心与钻孔中心位置重合。

若河床为很松散的细砂地层挖坑不易成形，可采用双护筒。若河床为含水量很大的粉土质砂或软土地层，应将自护筒底部

50 厘米以上至表层的原土全部挖除，换填好土。若护筒底部50 厘米以下有很厚这样土层，则宜使用长护筒。

泥浆的各项事宜

泥浆的作用和性能要求

泥浆由水、粘土和添加剂组成，在钻孔中，由于泥浆相对密度大于水的相对密度，故护筒内同样高的水头，泥浆的静水压力比水大。由于静水压力的作用，泥浆可作用在井孔壁形成一层泥皮，阻隔孔内水外渗流，保护孔壁免于坍塌。

此外，泥浆还起悬浮钻渣的作用，使钻进正常进行。

主要性能指标

相对密度

泥浆的相对密度是泥浆与4°C时同体积水的质量比。泥浆的相对密度增大时，在钻孔中对孔壁的侧压力也相应增大，孔壁也越趋稳定，悬浮携带钻渣的能力也越大。然而相对密度过大的泥浆，其失水率也加大，孔壁上的泥皮也增厚，就增加了泥浆的原材料消耗而且会给清孔和灌注混凝土造成困难。

粘度

粘度是液体或混合物运动时，各分子或颗粒之间产生的内摩擦力。粘度大的泥浆，产生的孔壁泥皮厚，对防止翻砂、隔阻渗漏有利，对悬浮携带钻渣的能力强，但粘度过大，则容易糊钻，影响泥浆泵的正常工作，增加泥浆净化的困难，进而影响钻进速度。粘度过小，钻渣不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏

不利。

含砂率

含砂率是泥浆内所含的砂和粘土颗粒的体积百分比。泥浆含砂率

大时，会降低粘度，增加沉淀，容易磨损泥浆泵和水管摇头、钻渣等钻具；停钻时易造成埋钻、卡钻事故。

胶体率

胶体率是泥浆静止后其中呈悬浮状态的粘土颗粒与水的分离程

度以百分比表示，胶体率高的泥浆，粘土颗粒不易沉淀，悬浮钻渣的能力高，否则反之。冲孔钻机需要较高的胶体率。

泥浆性能指标选择