旋挖鉆機(jī)與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的泥漿性能

1、旋挖鉆機(jī)與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的泥漿性能對(duì)成孔質(zhì)量影響的對(duì)比分析通常造成鉆孔孔壁坍塌的原因有很多，歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：1、地層應(yīng)力作用。引起孔壁坍塌的應(yīng)力形式主要表現(xiàn)為擠壓破壞，在鉆進(jìn) 中，地層原來(lái)的應(yīng)力受到破壞，孔壁受擠壓力的作用產(chǎn)生徑向位移，當(dāng)孔內(nèi)液 柱壓力不足時(shí)即表現(xiàn)為孔壁坍塌。2、泥漿對(duì)孔壁穩(wěn)定性的影響。泥漿是鉆孔的血液，其質(zhì)量的好壞，對(duì)成孔 及孔壁的穩(wěn)定性起決定性作用。3、鉆進(jìn)工藝的選擇鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆進(jìn)速度、轉(zhuǎn)速、上下鉆提升速度等方面對(duì)成孔質(zhì)量都 具有一定的影響。通常旋挖鉆機(jī)所用的泥漿材料為優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土，它分為鈉質(zhì)膨潤(rùn)土和鈣質(zhì)膨 潤(rùn)土兩種。前者質(zhì)量較好，大量用于鉆孔泥漿制備，膨潤(rùn)土具有

2、相對(duì)密度低、 粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、穩(wěn)定性強(qiáng)、固壁能力高、鉆具回轉(zhuǎn)阻 力小、造漿能力大等優(yōu)點(diǎn)。我們根據(jù)工程實(shí)踐，淺談旋挖鉆機(jī)與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔的技術(shù)特點(diǎn)，討論泥漿 在不同鉆進(jìn)方法中所發(fā)揮的不同作用。不妥之處，敬請(qǐng)專家批評(píng)指正。（一）旋挖鉆孔設(shè)備之特點(diǎn)。目前，我國(guó)工程現(xiàn)場(chǎng)使用的旋挖鉆機(jī)，大多是引進(jìn)德國(guó)和意大利的產(chǎn)品。 如德國(guó)寶德公司的BG20、BG25。意大利土力公司的R-412HD、R-518、R-516 以及 R-622 等。旋挖鉆機(jī)與常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)相比，泥漿所發(fā)揮的作用有很大區(qū)別。旋挖鉆機(jī)的鉆桿為抽拉式與挖斗相連，在油缸的加壓下鉆進(jìn)，提升后回轉(zhuǎn) 倒土。旋挖鉆機(jī)鉆進(jìn)機(jī)理與傳統(tǒng)鉆機(jī)鉆進(jìn)

3、機(jī)理有著根本的區(qū)別，其徹底改變傳統(tǒng) 鉆進(jìn)工藝的改革鉆頭的改進(jìn)，它將傳統(tǒng)的梳齒鉆頭、滾刀鉆頭等改為筒式鉆 頭，將斗齒切削下的土直接裝進(jìn)筒式容器內(nèi)，然后又鉆桿提出，旋挖鉆機(jī)常用 的鉆頭有：L短螺旋鉆頭（見(jiàn)圖1）。它主要依靠螺旋葉片之間的空間，收集從孔底切 削下來(lái)的土體，這種鉆頭常用于地下水位以上的粘性土地層。挖泥鉆斗（見(jiàn)圖2）。這是常用的鉆頭，在鉆頭底部有二扇僅可向斗內(nèi)方 向打開(kāi)的合葉門(mén)。當(dāng)鉆頭鉆進(jìn)時(shí)，斗齒切削孔底土，經(jīng)合葉門(mén)將土壓入斗內(nèi)，當(dāng)四次進(jìn)尺完 成后提升鉆頭時(shí)斗內(nèi)的土在重力作用下將兩扇門(mén)關(guān)緊，阻止土掉入孔內(nèi)，這種 鉆頭一般適合粘性土的鉆進(jìn)。挖沙鉆頭，這種鉆頭與挖泥鉆頭基本一樣，只是底部為雙

4、層底（見(jiàn)圖 3），兩底可以相對(duì)回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)土口的打開(kāi)與關(guān)閉，在鉆進(jìn)時(shí)，底 部的進(jìn)土口為開(kāi)放狀態(tài)。因此進(jìn)尺結(jié)束后，見(jiàn)鉆頭反向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度后，使進(jìn) 土口關(guān)閉，使口內(nèi)的土完整的保存取出。這種鉆頭常用于沙性土地層的鉆進(jìn)， 以及孔底的清渣工序等。（二）旋挖鉆孔灌注樁的技術(shù)特點(diǎn)。同傳統(tǒng)的鉆孔灌注相比，旋挖鉆孔灌注樁的施工工藝流程并無(wú)特別之處， 基本是一致的，其不同之處就是改變了成孔工藝。由于成孔工藝的改進(jìn)，旋挖 鉆機(jī)成孔表現(xiàn)出了許多與傳統(tǒng)鉆機(jī)成孔不同的技術(shù)特點(diǎn)。L由于旋挖鉆機(jī)成孔工藝，所采用的泥漿一般用膨潤(rùn)土、純堿、纖維素等 配制，在孔壁不形成厚的泥皮，此外鉆頭多次上下往返，是孔壁粗糙，旋挖成

5、孔工藝是利用筒式鉆斗底部的斗齒，切削土體，并壓入同時(shí)容器內(nèi)，然后由于 鉆桿提出筒式鉆頭，如此循環(huán)完成成孔作業(yè)，其中泥漿的主要功能是：靜壓xx起護(hù)壁等作用?；剞D(zhuǎn)鉆機(jī)成孔工藝，無(wú)論是正循環(huán)還是反循環(huán)，都是利用鉆頭將土先切削 后粉碎，利用循環(huán)的泥漿將鉆渣攜帶出來(lái)，其泥漿主要作用是：攜帶鉆渣、平衡地層壓力、保護(hù)xx及冷卻鉆頭等作用。（三）施工中應(yīng)注意的問(wèn)題。根據(jù)施工體會(huì)，我們認(rèn)為，應(yīng)注意如下問(wèn)題，應(yīng)保證最大程度的發(fā)揮旋挖 鉆孔灌注樁的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。泥漿問(wèn)題。旋挖鉆機(jī)成孔最主要的工作之一就是泥漿制備。由于旋挖鉆孔的特殊工 藝，其自造漿能力較差，當(dāng)?shù)貙訔l件需要時(shí)，必須制備泥漿并及時(shí)補(bǔ)充孔內(nèi)， 保證孔壁的穩(wěn)

6、定。泥漿問(wèn)題應(yīng)注意兩個(gè)方面。一是泥漿指標(biāo)，二是補(bǔ)漿的速度。制備泥漿的 指標(biāo)，一般控制比重1.051.15之間，粘度控制在1720S，砂率控制在4%以內(nèi)，常用的泥漿材料，一 般使用優(yōu)質(zhì)澎潤(rùn)土加純堿、聚丙稀配制或纖維素等。泥漿的補(bǔ)充一般靠泵送方式，其速度以保證液面始終在護(hù)筒底面以上為標(biāo) 準(zhǔn)，否則將造成孔口塌陷，影響成孔質(zhì)量。回轉(zhuǎn)鉆機(jī)工作原理：回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是由動(dòng)力裝置帶動(dòng)鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)有鉆頭的鉆桿轉(zhuǎn) 動(dòng)，由鉆頭切削土體。根據(jù)泥漿循環(huán)方式不同，分為正循環(huán)鉆機(jī)和反循環(huán)鉆 機(jī)。正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔是由空心鉆桿內(nèi)部通入泥漿，從鉆桿底部噴出，攜帶 鉆渣沿孔壁向上流動(dòng)，由孔口將鉆渣帶出流入泥漿池，正循環(huán)鉆機(jī)成孔如圖一2 所示。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔是泥漿由鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔，然后由 泥漿泵在鉆桿內(nèi)形成真空，使之?dāng)y帶鉆下的土渣由鉆桿內(nèi)腔返回地面而流向泥 漿池。反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高，能攜帶較大的土渣。反循環(huán)鉆機(jī)成 孔工藝原理如圖-3所示。1、旋挖鉆機(jī)與回