钻孔泥浆配比及性能试验要点.pdf

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1、建材世界２０１２年第３３卷第５期ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０６６．２０１２．０５．００４钻孔泥浆配比及性能试验要点杨明，田文，熊文林（湖北交通职业技术学院，武汉４３００７２）摘要：针对砼钻孔灌注桩工程中常见的泥浆作用、形成机理及粘土、化学处理剂配方，进行初步分析，并对泥浆功能的检验方法作简单阐述，指出检验泥浆性能的试验操作要点及改进建议。关键词：泥浆性能；钻进工艺；造浆配方；试验要点ＤｒｉｌｌｉｎｇＭｕｄＲａｔｉｏａｎｄＴｅｓｔＰｏｉｎｔｓＹＡＮＧＭｉｎｇ，ＴＩＡＮＷｅｎ，ＸＩＯＮＧＷｅｎ

2、ｌｉｎ（ＨｕｂｅｉＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｃａｓｔｉｎｐｌａｃｅｐｉｌｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆｔｈｅｃｏｍｍｏｎｍｕｄｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄｃｌａｙ，ｃｈｅｍｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔａｇｅｎｔｆｏｒｍｕｌａｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，

3、ａｎｄｔｅｓｔｋｅｙｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔｏｉｎｓｐｅｃｔｍｕｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｕｄｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｄｒｉｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ；ｍａｋｉｎｇｔｈｅｓｌｕｒｒｙｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ；ｍａｉｎｐｏｉｎｔ人们把泥浆比作钻进的血液，泥浆停止循环时，钻进工作就不能继续进行。随着泥浆技术水平的提高，人们对于泥浆的作用和意义的认识也逐步提高。泥浆的作用和地位更加突出，泥浆也更加受到普遍的重视。在钻孔灌注桩的施工中，无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥，泥浆质

4、量都是重要因素。泥浆质量差，其后果是：１）形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，易产生塌孔或缩颈。２）泥浆稠度大，比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差，厚度大，大大降低桩的侧摩阻力。３）稠浆在钢筋笼上沉积粘附，导致钢筋与砼握裹力降低。泥浆比重过大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流动半径，使砼骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。因此在施工中必须按规范要求严格控制泥浆的质量。１泥浆的作用１）泥浆有保护孔壁的作用在钻孔桩施工中，只要按规

5、定配制符合要求的泥浆，即使在细砂土的孔中，孔壁四周都应是相对光滑的。这是因为泥浆经过钻孔旋转搅动，在离心力的作用下，泥浆被甩落到孔周壁，形成３～５ｍｍ的护孔薄层，加之孔中水头作用，孔周壁土面基本得到封闭，土层中的地下水、承压水很难进入孔中。实践证明，较大比重的泥浆，护壁效果更佳，但也不是泥浆比重越大越好。２）泥浆的排渣作用所谓钻孔，就是钻头搅动土壤，使之松动，从外界输入泥浆把渣土稀释，形成浓泥浆，排出孔外。这里的关键就是注入孔中泥浆比重、稠度、含砂率应符合规范要求和实际情况，只有这样才能排出孔中钻渣。工程实例：某

6、高速公路分离式立交桥，１８～２０＃墩底部有３ｍ左右的砾石层，比较坚硬，进尺和排渣都很困难，一般的回旋冲击钻机很难钻下去，最后采用重型冲击锤，采用１．４～１．５ｇ／ｃｍ３比重的粘土泥浆，终于，收稿日期：２０１２０８０８．作者简介：杨明（１９５６），高级工程师，副教授．Ｅｍａｉｌ：４９９５３４４０２＠ｑｑ．ｃｏｍ１３建材世界２０１２年第３３卷第５期这一层钻渣悬浮出孔。一般情况下，在粘土层钻孔泥浆比重在１．０５～１．２ｇ／ｃｍ３之间。在粗砂层、砾砂层和砾石层，配比重１．３、１．４、１．５左右的泥浆效果较好。反之

7、，很难排出钻渣，还可能引起塌孔，严重影响钻进速度。３）泥浆的清孔作用清孔实际上是进行孔底排渣，但不同于正常钻孔排渣。清孔的目的是防止砂粒在孔中沉淀超过设计规定的厚度。首先要配制较好泥浆，由泥浆泵送入孔底，让孔中砂粒不断上浮出孔，并不断测试孔中泥浆含砂率，符合要求后，再测定比重和稠度是否达到规范要求。４）泥浆的冷却和冲洗钻头作用２泥浆常用配方泥浆配制一般由水、粘土（或膨润土）和化学处理添加剂按适当配合比配制而成，针对不同地层、不同钻掘工艺，配比思路不同。１）松散地层泥浆砼灌注桩工程中遇到较不利的和较多的情况为在砂层

8、、砾石、卵石以及破碎带地层中钻进，成孔的难度很大。这类地层称为机械松散性地层。由于颗粒间缺乏胶结，钻进时井壁很容易坍塌。解决思路：增加井壁颗粒间的胶结力，粘性较大的泥浆适当渗入井壁地层中，可以明显增强砂、砾之间的胶结力，以此使井壁的稳定性增强。提高泥浆粘度，主要通过使用高分散性泥浆（细分散性）、增加泥浆中的粘土含量、加入有机或无机增粘剂等措施来实现。在这种地层中钻进所采用