循环钻范文

导语：怎么才干写好一篇循环钻，这就需求搜集收拾更多的资料和文献，欢迎阅览由好用生活网收拾的十篇范文，供你学习。

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Abstract： Based on the Beijing-Shanghai high-speed rail four standard seven work area， the paper analyzes geological conditions， mechanical equipment， and construction situation， trying to explore the pile foundation construction method of coordinating reverse circulation drilling rig and percussion drill.

要害词： 地质；钻机；桩基

Key words： geological condition；drill；pile foundation

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311,201302-0100-02

0 导言

京沪高铁四标七工区北起江苏省徐州市，南至安徽省宿州市杨庄乡苏湖村，全长12.96km。施工段为濉河特大桥DK700+030～DK712+990段，合计3210根桩基，均匀桩长45m左右。

1 工程地质条件

经过屡次勘测提醒，依据其岩土特征的差异，桥址区的地层可分为：I、第四系全新统,alQ4河流冲积相堆积的粉土、淤泥质黏土、黏土、粉质黏土、粉砂、细砂，持力层σ0=80～120Kpa；Ⅱ、上更新统,alQ3河流冲积相堆积的黏土、粉质黏土、粉土、粉砂、角砾土，持力层σ0=160～450Kpa；Ⅲ、白垩系,K砂岩，持力层σ0=300～500Kpa；IV、寒武系,∈灰岩、泥质灰岩、泥灰岩，持力层σ0=500～800Kpa。

从规划图纸核算2104根桩基进入白垩系,K砂岩、泥质砂岩、砂砾岩、含砾砂岩层，持力层σ0=300～500Kpa；部分桩基进入寒武系,∈灰岩层，持力层σ0=500～800Kpa。

2 机械设备

依据地质条件，选用机型设备有反循环钻机、冲击钻。

反循环钻机首要用于为持力层不大于500Kpa的桩基施工；冲击钻用于持力层大于500Kpa的桩基施工。

3 各种钻机施工状况

3.1 反循环钻机施工 反循环钻机为加压式钻机，在钻杆顶设加压设备，在未进入岩层时选用钻杆自身的分量进行钻进，在进入岩层后开端对钻杆加压进行钻进。反循环钻机选用膨润土制浆，泥浆比重为1.12左右，在进入黏土层后，反循环钻机自身能够造浆，在进入黏土层后可运用黏土造浆，泥浆比重操控在1.15左右。在施工时，反循环钻机在未进入岩层时进尺约每小时10m左右，在进入岩层后，反循环钻机进尺显着变慢，根本上每小时只能进尺10cm～20cm，甚至有12小时钻进30cm状况。入岩在1m～3m左右的桩基，反循环钻机需施工4～5天才干成孔。包括浇筑砼，反循环钻机成孔时刻根本上为5天左右。

3.2 冲击钻施工 冲击钻钻机为实心钻头，在粉土层及黏土层因为地质条件软，开孔比较空难，提钻不能太高，否则在钻头冲击下很简略构成塌孔，开孔3m后，因为地质条件原因，考虑到埋钻的或许，每次提钻操控20cm左右，操控进尺。只需在进入岩层后方能正常钻进。因而成孔所需时刻长，根本上包括浇筑砼每根桩基需5～7天左右的时刻。经过核算，入岩1m的岩层根本需求5天时刻成孔，入岩3m的岩层需求7天时刻才干成孔。因而，反循环钻机在对未入岩的桩基施工时成孔时刻段，在入岩后存在施工时刻长、机械磨损等问题；冲击钻在桩基施工时存在开孔困难，在粉土层及黏土层时刻长，简略构成埋钻危险等问题。

4 两种机械合作施工

考虑到每种钻机独自施工桩基存在的优缺陷，因而考虑两种机型归纳施工。选用反循环钻机施工钻进粉土层及黏土层，入岩后选用冲积钻机施工。以便进步机械运用率，节省施工时刻。

4.1 反循环施工 开钻时宜低挡慢速钻进，钻至护筒以下1米后再以正常速度钻进。运用反循环钻机钻孔，应将钻头提离孔底20厘米，待泥浆循环晓畅后方可开钻。

钻进进程中及时滤渣，一起常常留意地层的改变，在地层的改变处均应抓取渣样，判别地质的类型，记入记载表中，并与规划供给的地质剖面图相对照，钻渣样应编号保存，以便剖析备检。

依据地层状况及时调整泥浆功能，泥浆功能目标如下：

反循环钻机泥浆比重为1.01～1.15。

粘度：一般地层16～22s，松懈易坍地层19～28s。

含砂率：新制泥浆不大于4%。

胶体率：不小于95%。

PH值：大于6.5。

因为循环钻机在黏土层能运用孔内黏土造浆，泥浆比重操控在1.15左右能确保，根本上1～2天可钻至岩层。

钻机入岩后进尺显着变慢，当进尺每小时变为缺乏1m的时分，开端提钻。提钻后应及时使冲击钻就位，空孔的时刻不宜过长。

4.2 冲击钻施工 冲击钻机可带着实心钻头与空心钻头。实心钻头比较粗笨，而且冲击力大，会对桩内泥浆护壁构成影响，严峻的或许在冲击进程中呈现坍孔；空心钻头移动相对便利，而且相对实心钻头来讲冲击时对泥浆护壁影响小，对为持力层为500Kpa左右的岩层钻进根本与实心钻头相同，因而在挑选冲击钻机钻头时宜运用空心钻头。应选用整套冲击钻机设备，避免运用双筒卷扬机组成的简易钻具。为避免冲击振荡导致邻孔孔壁崩塌或影响邻孔已灌溉砼强度，应侍邻孔砼抗压强度抵达2.5MA后方可开钻。

泥浆功能目标如下：

泥浆比重：不大于1.2

粘度：一般地层16～22s，松懈易坍地层19～28s。

含砂率：新制泥浆不大于4%。

胶体率：不小于95%。

PH值：大于6.5。

开钻后操控进尺，运用短冲程钻机，泥浆比重抵达1.15以上后，开端正常钻进。钻进进程中每隔50cm留取渣样。

经过核算，从岩层开端钻进，冲击钻机关于入岩1m的桩基需求1天时刻，关于入岩3m左右的桩基需求1～2天。

4.3 归纳比较 进过归纳比较，运用反循环钻机与冲击钻合作施工，在持力层为500Kpa的地质状况下，能够显着的缩短桩基成孔时刻，既能节省本钱，也能缩短工期。

5 留意事项

循环钻机与冲击钻机合作施工应留意以下事项：

5.1 泥浆比重：泥浆比重在粉土层与黏土层钻孔中起着无足轻重的作用。循环钻机的护筒一般为1.5m左右，护筒下埋深度一般为1m～1.2m。在粉土层中钻进进程中假如泥浆比重操控不妥很简略构成坍孔。因而泥浆比重调制应该在1.15左右且缓慢进尺。循环钻机换冲击钻后泥浆比重有必要进行调整，因为循环钻机在黏土层中钻进时能够运用黏土造浆，在冲击钻施工时尽或许确保泥浆比重在1.15以上，避免应振荡引起的坍孔。

5.2 黏土层钻进：对具有必定的流塑性，钻进时应怠慢钻进速度，检测泥浆比重，钻进时及时取样，待经过流塑层后方可正常钻进。

5.3 取样：在钻进进程中应及时取样，每隔2m取土样，在岩层改变处加密取样。以便了解地质资料，随时能够调整钻机进尺。

5.4 泥浆的排放：循环钻进与冲击钻都存在泥浆排放问题，泥浆池在开挖的时分尽或许开挖大些，主张开挖尺度12m×9m×2.5m。在循环钻机钻进进程中应及时将钻渣运出。

5.5 在冲击钻就位时应对钻头进行校对，钻头校对后方可开端钻进，避免在换钻机后对桩基笔直度构成影响。

参阅文献：

[1]王凤龙，王洪家.冲击反循环钻机与冲击钻机成孔比照剖析[J].北方交通，2012，,06.

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【要害词】桩；根底；施工；工艺

钻孔灌注桩因孔底沉渣和孔壁泥皮过厚往往导致承载力折减，构成上述质量通病的原因是该工艺采纳了高浓度、高密度泥浆介质,冲刷液施工的作用。为处理这个难题工程技能人员经过总结、探究，活跃研讨推行钻孔反循环制桩工艺。

泵吸反循环是经过砂石泵的抽吸作用，在钻杆内腔构成负压，在孔内液柱和大气压的作用下，孔壁与环状空间的冲刷液流向孔底，将钻头切削下来的钻渣带进钻杆内腔，再经过砂石泵排至地上堆积池内；堆积钻渣后，冲刷液流向孔内，构成反循环。反循环与正循环的本质区别在于沉渣的冲刷、上返流速存在巨大差异，反循环冲刷液带着钻渣后敏捷进入过水断面较小的钻杆内腔，能够取得比正循环高出数十倍的上返速度。

依据钻探水力学原理，冲刷液在钻孔内的上返速度Va的1.2-1.3倍，即Va=,1.2-1.3Vs。反循环钻进钻渣在钻杆内运动，是形态万千的钻渣群在有限的空间作悬浮运动，钻渣颗粒要占有必定液体断面，在这种特定条件下能够选用长春地质学院在利延哥尔公式根底上进行实验给出的公式核算颗粒悬浮速度Vs核算公式为：

Vs=3.1×k1×,ds×,rs-ra/,k2×r2的1/2次方

Vs-钻渣颗粒群悬浮速度,m/s

ds-颗粒群最大颗粒粒径,m

rs-钻渣颗粒的密度,kg/dm3

ra-冲刷液的密度,kg/dm3

k1-岩屑浓度系数；k1=0.9-1.1，浓度越大，k1越小；

k2-岩屑颗粒系数，k2=1-1.1，球形颗粒为1，越不规则，k2的值越大。

现在，泵吸反循环钻杆内径大多数为150mm，用上述公式核算可知，块状为120mm，rs为2.1kg/dm3，ra为1.05kg/dm3，悬浮速度为1.02m/s，依照Va=,1.2-1.3Vs核算，Va抵达1.33m/s 就能够把几许尺度小于钻杆内径的钻渣扫除。现在常用8BS砂石泵额外排量为180m3/h，满负荷时冲刷液上返流速能够抵达2.83m/s，能够看出该速度远大于钻渣上返所需流速1.33m/s的要求，因而进入钻杆内的钻渣能够被有用的抽吸上来。

而正循环钻进冲刷液带着钻渣后进入钻杆与孔壁构成的环闭空间后上返速度是很低的。试核算φ89mm钻杆与φ0.8m钻孔的环闭空间，断面积为0.495m2，当选用两台600型水泵并联送水，满排量时冲刷液的上返速度仅抵达0.04m/s，依据上述公式可见正循环钻进只需依托高浓度高密度泥浆来悬浮钻渣。

综上所述，反循环自身所具有的特色，给进步成孔功率、成桩质量和归纳经济效益等方面带来一系列的长处。

1.钻进速度与成桩功率有大幅度进步

钻头在作业时的最有利条件是被切开下来的岩土屑，当即能够从孔底带出并送到地上，这样能够削减二次破碎，不会下降功率以及钻头的磨损。冲刷液带着钻渣的才干正比例于介质的密度和其运动速度的平方，所以影响有用排渣的要素是冲刷液的上返速度。因为钻孔桩施工的土层多为松懈、颗粒差异又较大的土层，因而钻进速度的凹凸首要取决于排渣的速度。

正、反循环两种钻进速度的差异，跟着钻孔直径以及土层颗粒的增大而增大，一般来说关于地层和技能要求相同的状况，反循环施工速度为正循环的2倍左右。

反循环钻进进程便是清孔进程，不光节省了时刻一起又牢靠地确保孔底沉渣符合要求。机械钻进速度的进步和清孔时刻的缩短促进施工功率的进步、成桩周期缩短，有用地进步了劳动生产率。

2.孔壁安稳、成孔质量好

反循环钻孔桩孔壁的安稳，首要是运用静水压力来平衡地层压力坚持孔壁的安稳。依据土力学核算以及许多实践证明，只需坚持孔壁任何深度处压力不小于0.2Mpa，即便是在粘聚力较差的流沙层，运用经过处理的泥浆,冲刷液也能够坚持钻孔不崩塌、不缩颈、不扩颈；反循环钻孔依据浇注混凝土记载时浇注深度与混凝土用量联系，很简略反算孔径。核算作用表明因为孔壁安稳，从上到下孔壁的直径都是在有用操控规划之内。这样就能够有用的避免缩颈、扩颈不良现象呈现并避免混凝土的糟蹋。

3.混凝土浇注质量得到有用确保

灌注混凝土是确保成桩质量的要害工序，“断桩”、“夹泥”、“堵管”等常见的灌注质量事端都与孔内混凝土上部压力过大有必定联系。孔内压力值与冲刷液的浓度、密度、粘度有直接的联系。正循环为了有用的排渣，选用的泥浆,冲刷液密度高、浓度大，必定构成孔内压力大，这样混凝土人导管排出的阻力增大，浇注困难；别的正循环钻孔进程中因冲刷液浓度高、密度大所构成的过厚泥皮与孔底沉渣，很难从孔中完全铲除，所以其间一部分在浇注进程中卷进冲刷液中愈加大混凝土抬升的阻力，这种阻力在灌注挨近结束时愈加显着,笔者查询此刻孔内排出的泥浆密度、浓度显着加大，流动缓慢，若处理不妥，很简略使挨近桩顶10m左右混凝土质量差、强度低，而该部分又是桩受力的要害方位。反循环成孔因为泥浆,冲刷液密度、浓度、粘度都较低，构成泥皮较薄和钻渣整理较为完全，因而灌注较为顺畅，桩顶泥浆少，桩身混凝土质量显着进步。

4.进步单桩承载力，下降工程造价

单桩承载力的巨细，取决于桩周土的摩阻力与桩底端承力，反循环钻孔进程中构成的泥皮较薄然后使摩阻力增大，桩底沉渣铲除较为完全，无脆弱层然后进步端承力。依据比照实验，一般反循环比正循环进步承载力10%-20%，因而单位承载力造价必定下降。

5.非运废浆量削减，施工本钱下降

依据定额，废浆排运费约占工程本钱8%-10%。反循环钻头切削的粘土土层成块状，随即被吸入钻杆内腔，也便是说钻渣来不及水化就被排出孔外，废浆量必定削减；另液、渣别离较为简略，这样施工本钱必定下降。

6.习惯性广

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要害词 气举反循环；瓦斯抽放井；水井；地热井

中图分类号TE24 文献标识码A 文章编号 1674-6708,201157-0150-02

1 气举反循环的开展史

20世纪60年代初期，我国地质、冶金等部分开端别离研发反循环钻机。煤炭部分20世纪70年代初期成功的选用了气举反循环进行煤矿竖井钻进。20世纪70年代到80年代初期，我国许多部分和单位都成功地运用气举反循环钻进工艺进行各种钻进。现在气举反循环钻探技能己在我国许多个省市推行，并面向国外商场，该技能最大钻井深度达3 002m，洗井井深为3 200m。气举反循环钻井己成为水井、地热井、瓦斯排放井、煤层气井施工的首要技能手段。

2 气举反循环设备及作业原理

2.1 气举反循环的设备

气举反循环设备包括：钻机、钻塔、空压机、双臂自动方钻杆、气水龙头,气盒子、双臂钻杆,风管、混合器、单臂钻杆、钻铤或加剧钻杆、钻头,一般运用专用的三牙轮钻头、振荡筛、接手等。

2.2 气举反循环的作业原理

气举反循环是用空压机将紧缩的空气经过供气管、气盒子、双臂自动方钻杆、双臂钻杆的环状空间送至钻具中的混合室，然后进入双臂钻杆内管内，使其与内管里的冲刷液及岩屑岩粉混合，构成了比重小于冲刷液的混合物，使钻杆内液柱压力下降，在钻杆表里构成压力差；在钻杆柱外侧冲刷液压力的作用下，钻杆内的混合物上升，经排渣管排出孔外送至振荡筛，振荡筛将岩屑岩粉别离出来，冲刷液从头流至孔内构成循环。

紧缩空气由混合室进入钻杆内，与冲刷液混合构成气泡，这种气泡在上升进程中因为外界压力逐步减小而持续胀大，其胀大功转化为动能，进步了混合液上升的速度。气举反循环一般下部钻具为单臂钻杆，上部为双臂钻杆。在混合室以下，钻杆内为固、液混合物，混合室以上为固、液、气混合物。

3 气举反循环的运用及作用

3.1 在瓦斯抽放井中的运用及作用

3.1.1 工程概略

辽宁省红菱煤矿施工的大口径瓦斯抽放井，要求施工方做到钻孔平直，孔底位移不能超越5m；套管与井壁之间的环空封固要好，避免上部含水层向井下漏水，确保井下安全。因为当地地层安稳不易崩塌，合适气举反循环钻进，且此钻井办法具有管路平直的长处，因而选用气举反循环钻井。

3.1.2 钻具组合及钻进参数

本次施工首要钻具组合为：一开选用φ445mm牙轮钻头、二开选用φ730mm牙轮钻头、φ178钻铤34.64m、φ203钻铤18.82m、φ127mm钻杆538.94m、SHB-127/62双臂钻杆96.33m、自动方钻杆11.75m、气水龙头、VF-4.5/25型空压机。

3.1.3 取得的作用

选用气举反循环钻井成功的完结了瓦斯抽放井工程。完井井径730mm，井深720m，井底偏移仅2.8m，满意规划要求；因为选用清水作为冲刷液，因而鄙人套管之前也不需求洗井，不只缩短了工期也下降了本钱。

3.2 在水井修井中的运用及作用

3.2.1 工程概略

天津市宁河北水源地的15眼水井完井后进行了大流量、大降深、长时刻的抽水实验，在抽水进程中有11眼水井呈现水量削减的状况，抽水实验结束后对15眼水井进行查验，剖析是因为垮塌、掉块、涌砂淤塞等所造成的。依据实践状况，结合各钻探工艺的长处，挑选气举反循环钻进技能进行修井。

3.2.2 钻具组合及钻进参数

本次施工首要钻具组合为：φ311mm牙轮钻头、φ178钻铤18m、φ159钻铤36m、φ89mm钻杆、SHB-127/70双臂钻杆90m~120m、φ108mm自动方钻杆、气水龙头、3LC-4.5/25型空压机。

3.2.3 取得的作用

与惯例的正循环钻进技能透扫十捞砂管捞砂办法比较，施工功率大幅度地进步，不只减小了工人的劳动强度，而且井内安全未呈现卡、埋事端，工期短；对水井的取水层无污染、阻塞，确保了水井的出水才干；水井透扫、捞砂后，各井又在取水层段下入了滤水管，经再次进行群井抽水实验，出水量超越了原单井出水量的总和，亦超越了第一次群井抽水实验的出水量。

4 气举反循环的长处

1气举反循环的冲刷液上返流速快，能带着大粒径的岩屑，削减了钻头重复作业，进步了钻进功率和钻头的运用寿命；

2与泵吸反循环和射流反循环比较，气举反循环可用于较深的钻孔；

3假如地层安稳不易垮塌，气举反循环能够直接用清水或地下水作为冲刷液，简化泥浆体系，大大下降了本钱，一起也抵达了洗井的作用；

4气举反循环钻进井眼平直，不易阻塞，上返的混合物不经任何作业机械，设备磨损小；

5气举反循环钻进时，冲刷液带着的岩屑岩粉从钻杆柱内上返到地表，欠好井壁触摸，岩屑岩粉不会进入可采层位，因而不会阻塞和污染可采层；

6气举反循环钻进成井质量好、辅佐时刻少、劳动强度低。

5 定论

气举反循环钻进开展较晚，因为气举反循环钻进功率高、孔底清洁、事端少、本钱低、成井质量好等长处，近些年来开展敏捷，并取得了很好的作用。 因为受淹没系数的约束，气举反循环还不能担任地表钻进，因而，在开孔阶段要选用其它钻井工艺。在实践生产中要结合实践状况，合理的挑选钻探工艺，在能抵达要求的根底上，能够挑选多种钻探工艺完井，不只进步作业功率，一起也能取得更大的经济效益。

参阅文献

[1]周金葵，李效新.钻井工程[M].北京：石油工业出版社，2007.

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要害词:气盒子;密封;主轴;耐磨套;反循环钻进

多工艺空气反循环钻进工艺以其钻进速度快、排渣便利洁净、能习惯不安稳和杂乱地层及节省本钱等长处，在钻探范畴遭到越来越多的喜爱。多工艺空气反循环钻进首要包括空气反循环钻进和气举反循环钻进，多工艺空气反循环钻进工艺的施行有必要经过双壁钻具来完结，双壁钻具首要由水龙头、气盒子、双壁钻杆、气水混合器及正反转化设备等组成。其间，气盒子是多工艺空气反循环钻进用双壁钻具体系的重要组成钻具，其运用作用在施工中也遭到越来越多的注重，改善气盒子结构，进步钻进功率火烧眉毛。

1气盒子的运用

多工艺空气反循环钻进中，紧缩空气经过气盒子进入双壁钻杆的环状空地，沿环状空地抵达孔底钻具，经过孔底钻具流向双壁钻杆内管中，并带着岩屑从内管上返至地上。气盒子是多工艺空气反循环22钻进重要衔接部件，承当了井下整套钻具的分量和钻进时的扭矩;一起，还为作为钻井介质的高压空气供给进入双壁钻具环隙的进气通道;此外，仍是内管上返钻渣的衔接通道。因为其时运用的气盒子大多存在着密封作用欠好，主轴简略发生磨损等问题，难以满意实践作业需求，因而，改善气盒子的结构来确保施工势在必行。

2气盒子改善后的结构

改善后的气盒子结构如下图1所示。气盒子空心结构的主轴旁边面设置有与外部进气孔相通的进气通道，另一端用于连通双壁钻杆的环状空地。内管坐落主轴内部，内管外壁和主轴内壁与所围成的环状空地构成进气通道，内管内部构成出料通道，用于排出钻井底部的废料。耐磨套设置在主轴的外侧，与主轴周向固定衔接，耐磨套内壁与主轴外圆密封衔接。气室设置在耐磨套的外侧，气室内侧的两头与耐磨套外圆两头经过密封圈别离密封衔接，气室的旁边面设置有与外部气源相通的进气孔，气室内侧沿周向设置有环形通道。密封圈轴向方向经过气封支管固定，气封支管上还设置有通气孔，能够确保外部气源经过气封支管、耐磨套进入主轴内壁和内管外壁之间的环形空间。新式气盒子什物相片见图2。

3改善后新式气盒子的特色

主轴的外轴内部和内管外壁构成进气通道，内管内部为出料通道，而且将内管置于外轴内部的一端与外轴内壁之间密封设备，结构简略，易于完结，增加了气盒子的实用性。运用对称设备的两个密封圈对主轴和耐磨套之间进行密封，而且将气封支管设备在两个密封圈之间，使气封支管对密封圈起到支撑作用，然后使两个密封圈不会发生偏移，确保杰出的密封作用，然后进步气盒子的牢靠性。第一个密封圈远离第二个密封圈的一侧由气室端盖进行轴向定位，第二个密封圈远离第一个密封圈的一侧由气室进行定位，两个密封圈均完结了双向的轴向定位，进步了密封圈定位的牢靠性。运用气室端盖子口将第一个密封圈远离第二个密封圈的一侧挤紧，因为气封支管在两个密封圈之间起到了支撑作用，且第二个密封圈远离第一个密封圈的一侧有气室对其进行支撑，使得两个密封圈轴向被紧缩，使两个密封圈径向与耐磨套之间触摸的更为严密，进步了密封作用。一起，经过调节气室端盖口压紧程度能够使两个密封圈即便在发生必定程度磨损后也能确保其密封作用，延长了气盒子的运用寿命。轴承座与气室经过毡圈密封，与耐磨套经过一个密封圈密封，与主轴经过一个O形圈密封，使轴承中的油不会进入气室中，坚持气室清洁，然后确保紧缩气体能够顺畅经过气室。设备时，先将耐磨套设备在主轴上，主轴上设备挡圈处凹槽的设置，为键供给了设备空间，使键对主轴和耐磨套进行周向固定，使得主轴和耐磨套可同步滚动。挡圈和耐磨套之间经过螺栓紧固衔接，运用弹性挡圈对键和耐磨套进行轴向定位，使得主轴和耐磨套滚动时，挡圈能够随主轴和耐磨套同步滚动，主轴和挡圈之间不会发生相对滚动和松脱，然后确保主轴和耐磨套滚动时的轴向定位作用。

4结语

在现场施工运用中，新式气盒子运用作用反应很好，全体密封性牢靠，且不必替换主轴，只需视状况替换耐磨套和密封圈，节省了修理的时刻与本钱。改善后的新式气盒子结构已得到客户的认可，并取得国家实用新式专利，将逐步得到更广泛的运用。一起，密封质量更好、运用寿命更长的密封圈正在规划试制中，这种新式气盒子将愈加习惯商场的需求，现场施工也将更便利便利。

参阅文献:

［1］程林，满国祥，朱立强，等．风管式气举反循环钻具及其在大口径钻井施工中的运用［J］．探矿工程:岩土钻掘工程，2014，41(3):44－47．

［2］吴智中．钻井双壁钻具研发与运用［J］．石油钻探技能，2007，35(2):46－47．

［3］程林，任立坤，王家一，等．气举反循环工艺在钾盐井施工及发掘中的运用［J］．地质配备，2016，17(4):29－32．

［4］李美丽，王振志，李晓晖，等．正循环潜孔锤施行反循环钻进双壁钻具配套研发［J］．探矿工程(岩土钻掘工程)，2026，45(2):52－55．

［5］熊亮，张小连，熊菊秋，等．大口径工程井气举反循环钻进功率影响要素初探［J］．探矿工程(岩土钻掘工程)，2014(5):42－45，49．

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要害词：回旋钻孔灌注；工艺；处理办法

Abstract: With the development of highway bridges and high-rise buildings in the rapid development of our country, bored pile technology in China has also been considerable development, has accumulated rich experience in the construction, but the cyclotron under complicated geological conditions, drilling of bored pile and disease is still a problem, the Changchun City Yuanda pile experience in the construction of bridge engineering, measures to introduce the construction technology of cast-in-place bored pile cyclotron and underground hole collapse, for reference only.

Key words: cyclotron bored; technology; treatment measures

中图分类号：U445.4 献标识码：文章编号：2095-2104,20131-0020-02

工程概略

长春市远达大街跨长新路北三环路立交桥工程，桥梁全长781米，总宽度为26米，跨径为3×,4×30+2×20+,30+42+35+3×,3×30，下部结构为冲突灌注桩，共有232根，其间墩桩200根，桩径1.5米，桩长16―32米；台桩32根桩径1米桩长21米。

工程地质状况及机具的挑选

2.1桥址处首要地质状况：

因为该桥梁坐落城市市郊，人为和天然地质条件杂乱。依据开端钻探查询，地层根本状况为：第①―1层杂填土，第①―2层素填土，第②层粉质粘土，第③层有机质粉质粘土，第④层中粗沙，第⑤层泥岩全风化，第⑥层泥岩强风化，第⑦层泥岩中风化，第⑧层泥岩微风化。

2.2机具的挑选：

施工前对机具进行挑选，循环钻钻进速度快、成孔好、清孔洁净，但怕硬岩层及孤石、卵石；冲击钻适用广泛，但速度慢、成孔质量不高。因为本工程坐落伊通河堆积带，经地质钻探无硬岩层及孤石，结合考虑工期严重，所以挑选循环钻机。依据场所拆迁状况，出场钻机12台，一起进行施工。

3、循环钻钻孔桩施工工艺：

钻孔灌注桩的施工次序为：康复定线开端放样平坦场所安置泥浆池护筒埋设钻孔成孔检测清孔下钢筋笼下导管砼浇注破桩头成桩检测。

3.1康复定线：依据规划给出的水准点、导线点进行复测，确认精确数据。

3.2开端放样：依据规划供给的导线点,经导线复测闭合后及水准点用光电全站仪及水准仪定位，桥墩中线在桥轴线方向上的方位中差错不该大于±50mm，成排成列放样，放样后用钢尺校核。

3.3平坦场所：施工前先排水、筑路、铲除桩基方位的修建废物、杂草和淤泥，换填山皮土并刮平压实，使施工机具顺畅进出，能确保钻机在施工中平稳。

3.4护筒埋设：护筒埋设是重要一环，起到定位、导向，靠筒内水位和泥浆比重使孔内水压大于外部水压，避免塌孔，护筒内径比桩经大150mm，护筒高度宜高出地上0.3m或水面1.0―2.0m,护筒的埋设深度应依据规划要求或桩径及水文地质状况确认，一般状况埋置深度宜为2―4m，有冲刷影响的河槽，应沉入冲刷线以下不少于1.0―1.5m。本桥选用3m高护筒，壁厚4mm，选用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填粘质土有必要分层夯实，护筒顶高出地上0.3m，埋设时方位要精确，护筒要竖直。护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面答应差错50mm，竖直线歪斜不大于1％，护筒顶部焊加强筋和吊耳，开出水口，钻进进程中要常常查看是否发生偏移和下沉，并及时纠正。

3.5钻孔：分冲击钻和正反循环钻，应按规划资料制造的地质剖面图，选用恰当的钻孔和泥浆，远达大桥依据实践状况选用循环钻。

3.5.1泥浆的制造：为确保在风化泥岩层的成孔质量和终究能将孔底整理洁净，对泥浆的比重与粘度拟定了严厉的目标，经过10余次的泥浆配比实验，决议选用当地的黄粘土，泥浆配和比为 水：粘土：NaoH：CMC=1000：160：1.5：1.5。制造的泥浆比重为1.08―1.12；粘度19―22Pa.s；含砂率0.4％；PH值8―9，胶体率96％；静切力1.2；失水率15ml。泥浆的好坏是成孔质量的重要确保之一，因为装备了高质量的泥浆，在长时刻停钻的状况下，堆积物很少，此外，优质的泥浆可使孔壁构成一层粘性好、密度大渗透性差的泥皮，这层泥皮可避免孔内泥浆外渗，大大减缓孔内水头下降的速度，这也是使孔壁安稳的有用办法。

3.5.2循环钻钻孔留意事项

①    钻机就位前，应对钻孔前的各项预备作业进行查看，包括首要机具设备的查看和修理，钻机就位后，应平稳，不得发生位移和沉陷，开孔的孔位有必要精确。

②    冲锥的钢丝绳同钢护筒中心方位误差不大于2cm，升降锥头时要平稳，不得磕碰护壁和孔壁。

③    钻孔作业有必要接连，并作钻孔施工记载，常常对钻孔泥浆进行检测和实验，不符合要求的随时改正，留意弥补新拌的好泥浆，在整个施工进程中，泥浆的丢失较小，水头一直确保在2m左右，有用地避免了孔壁崩塌，埋钻头的现象发生，确保了钻孔桩的成孔质量和成孔速。

④    钻进进程中，每进5―8尺查看钻孔直径和竖直度，留意地层改变，在地层改变处抓取渣样，判明后记入记载表中并与地质剖面图核对。依据实践地层改变选用相应的钻进办法，在钻至强风化泥岩层时，钻进速度有必要怠慢，以确保成孔质量。

⑤    钻管内的泥渣和泥浆常常倒出，在钻孔排渣，提钻头除土或因故停钻时，应坚持孔内水头和要求的泥浆目标。

3.6成孔检测、清孔

3.6.1成孔检测：成孔检测一般包括孔的中心方位、歪斜度、钻孔底标高、深度、直径、护筒顶标高级。孔的中心方位应在±100mm规划内，孔径规划桩径，歪斜度小于1％，孔深不小于规划规则。

3.6.2清孔

①    只需成孔检测合格后才可清孔。清孔办法一般有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷发等。远达大桥选用换浆办法，选用清洁浆液循环导出泥沙。

②    清孔目标有孔内泥浆功能目标及堆积厚度，实践作业中一般只测泥浆比重1.03―1.1，堆积厚度30cm，即满意清孔规范。

③    钢筋笼安放至规划标高后，如泥浆目标及堆积厚度超出规范，应进行第2次清孔，直至抵达规范。不能用加深钻孔深度的办法替代清孔。

3.7钢筋笼的制造和安放

3.7.1钢筋笼的制造：为确保钢筋笼设备的笔直度和设备功率，工地采纳了平地全体胎膜长线法制造。每个钢筋笼在胎膜上一次成形，杜绝了后期衔接呈现问题的概率，但须在部分方位增设加强钢筋以确保全体刚度。全桥施工中未发生因钢筋笼曲折而插不到规划标高的现象。钢筋笼的制造除满意规划要求外，在骨架处设置操控维护层厚度的垫块，竖向间隔为2m，横向周围不少于4处，并在骨架顶端设吊环。制造后应赶快运用，如无法立刻运用的应做好防护办法避免长时刻放置发生的部分变形和锈蚀。

3.7.2钢筋笼的安放：整个桩选用全体钢筋笼。骨架下放时留意避免磕碰孔壁，放至孔内规划标高后将骨架吊环挂在孔口，并暂时与护筒口焊接结实。

3.8下导管、灌注机具的预备、砼的制造

3.8.1下导管：原达大桥选用φ300mm钢导管，运用行进行了水密、承压和接头抗拉等实验。吊装时导管应坐落井孔中心，并应在灌注砼行进行升降实验，应使方位居中，轴线顺直，稳步沉放，避免卡挂钢筋骨架和孔壁磕碰，导管下口到孔底的间隔一般操控在25―40cm之间。导管上口设置储料斗，储料斗口中盖钢扳，挂细钢丝，灌注时用吊车吊出。

3.8.2灌注机具的预备：本工程砼均选用产品砼，25t吊车1台；砼运输车3台,满意灌注桩在砼初凝时刻内完结；砼泵车1台；导管、储料斗；备用水泵以及吸泥机，高压射水管等设备。为坚持孔内水压和及时处理灌注毛病，备用发电机1台。

3.9灌注水下砼及应留意事项：

3.9.1灌注水下砼是钻孔桩施工的重要工序，有必要经过成孔质量检测和清孔检测,包括泥浆目标和堆积厚度检测等合格后，方可进行灌注作业，如堆积量超支，应再次清孔，但应留意孔壁的安稳，避免塌孔。灌注的时刻操控在初凝时刻内2.5h。

3.9.2第一批砼的数量有必要确保导管初度埋深2m和填充导管底部的需求。远达大桥因不同桩径，第一批砼数量各有不同，第一批砼搅拌物下落后，砼应接连灌注，在灌注进程中，导管的埋置深度宜操控在2―6m。

3.9.3砼搅拌物运至灌注地址时，应查看均匀性和坍落度等，如不符合要求，应当即返厂，不能运用。

3.9.4第一批砼灌入孔底后，当即测探孔内砼面高度，核算出导管内埋置深度，如符合要求即可正常灌注，如发现导管许多进水，体现呈现事端，按应急办法处理。

3.9.5灌注开端后，应紧凑、接连地进行，禁止半途罢工。在灌注进程中，要避免砼搅拌物从漏斗处掉入孔中，使泥浆内含有水泥而变稠凝聚，而使测深不精确。灌注进程中应留意查询管内砼下降和孔内水位升降状况，及时丈量孔内砼面高度，正确指挥导管的进步和撤除。

3.9.6导管进步时应坚持轴线竖直和方位居中，逐步进步，如导管法兰卡钢筋骨架，可移动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。

3.9.7当导管进步到法兰接头显露孔口以上有必定高度，可撤除1节和2节导管，,视每节导管和作业渠道距孔口高度而定。此刻，暂停灌注，先取走漏斗，从头卡牢井口的导管，然后松开导管的接头螺栓，一起将起吊导管用的钓钩挂上待拆的导管上端的吊环，待螺栓悉数撤除后，吊起待拆的导管，缓缓放在地上，然后将漏斗从头刺进井口导管内，校好方位，持续灌注。

3.9.8撤除导管动作要快，时刻一般不宜超越15分钟，要避免螺栓、橡胶垫和东西等掉入孔中，并留意安全。已拆下的管节要当即冲刷洁净，堆积规整。

3.9.9在灌注进程中，当导管内砼不满含有空气时，后续砼要缓缓灌入，不行整斗地灌入漏斗和导管，避免在导管内构成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。

3.9.10当砼面升到钢筋骨架下端时，为避免钢筋骨架被砼顶托上升，可采纳以下办法：尽量缩短砼总的灌注时刻，避免顶层砼进入钢筋骨架时，砼的流动性过小。当砼面挨近和初进入钢筋骨架时,1m左右，应坚持较深埋管，并缓缓灌入，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力，当孔内砼面进入钢筋骨架底口4m以上时，恰当进步导管，削减导管埋置深度,不得小于1m，以增加骨架在导管底口以下的埋置深度，然后增加砼对钢筋骨架的握裹力。导管进步到高于骨架底部2m以上，即可康复灌注速度。

3.9.11在灌注进程中，应避免污染环境。

3.9.12为确保桩顶质量，在桩顶规划标高以上灌必定高度，可按孔深，成孔办法，清孔办法查定。本桥依据实践状况确认为1m。

3.9.13处于地上及桩顶以上的井口全体式钢性护筒，应在灌注完后当即拔出，处于地上以下护筒，需待砼抗压强度抵达5Mpa后方可撤除。

3.9.14在灌注将近结束时，因为导管内砼柱高度减小，超压力下降，而导管处的泥浆及所含渣土稠度增加，比重增大，如呈现砼顶升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分堆积物，使灌注顺畅进行。在拔出最终一段长导管时，拔管速度要慢，以避免桩顶堆积的泥浆挤入导管，构成泥心。

3.9.15在灌桩时，每根桩应做3组试块，施工单位二组，监理一组，强度测验后，如不合格，要及时提出陈述弥补处理。

3.9.16有关砼灌注状况，各灌注时刻，砼面的深度，导管埋深，导管撤除及发生的异常现象应由专人进行记载。

3.10破桩头：由人工或汽镐、电镐进行，直至规划高程,包括刺进承台部分，要坚持钢筋的完好，桩顶根本平坦、洁净。

3.11成桩检测：

砼强度抵达70％后可做桩基无破损检测，用基桩动测仪和手提电脑，传感器用橡皮泥粘在桩顶,破桩头后桩顶整理洁净，用大锤在桩顶砸5下，在电脑中显现声波图象，如振幅呈现异常，阐明有问题，需求经过专业检测部分鉴定是否可用。

4、病害处理

4.1特别地质病害：鄙人行第23―26号桩位处原规划为泥岩，实践开挖后发现该处自地上向下6米均为修建废物，而且地下水深度仅0.5米；后经看望查询此处原为水塘，旧城改造时填平建房。因而原规划3米护桶无法打入，而且在修建废物中简略呈现塌孔，无法确保施工质量。其时进行了2种计划的比较：

①顶进φ2.0m水泥砼管，经过修建废物层，直至泥岩层,在其间进行钻孔桩施工。

②将桩位处修建废物挖除并降水，换填黄粘土，压实沉降后正常钻孔。

最终考虑以下几条要素：

①计划工期比较宽松；

②顶进水泥砼管需求专业施工部队；

③现场排水便利，当地土源足够。

经过经济和技能剖析，决议选用计划②。施工计划为在已探明地质不良桩位处，以泥岩最低点向外3米设作业面，然后放1:1.5坡，其意图为避免坡面塌方；因为现场发掘机最大发掘深度为3.5米，所以在距地上3米处设宽3米的作业渠道。并运用四台6寸污水泵24小时不间断抽水。

4.2桩身夹泥病害：16-3桩在成桩检测时发现在2m处有桩身夹泥病害。随后项目部组织技能专家现场剖析成因，提出两条处理计划：

①将缺陷桩凿除再从头浇注；

②选用高压喷发注浆法。

经过对现场实践状况的剖析，因为断桩方位较浅，现场场所开阔，故选用计划①。

篇6

要害词： 市政桥梁 桩基施工 反循环钻成孔 常见问题 处理办法

1 前 言

近年来，跟着我国公路建设规划的进一步扩展，市政桥梁取得了史无前例的开展，其施工技能也有较大的进步，其间桩基施工尤为显着。桥梁桩基多选用钻孔灌注桩施工，且以反循环钻进成孔较为常见，这种施工技能能较长处理钻进速度，且排渣接连性好，它还具有最大的长处是孔壁护膜可较薄，但不削弱桩基的冲突力。自己于2005~2006年期间所掌管施工的顺德苏岗大桥工程正是成功地运用了这一施工技能，其桩根底便是以反循环钻进成孔。本文首要对市政桥梁桩基施工中运用反循环钻成孔办法的施工特色、要害、长处、缺陷、适用规划、常见问题与处理办法进行了剖析，以供同仁参阅。

2 反循环钻成孔的施工技能

2.1工程概略

苏岗大桥工程是一座桥长428.8m，宽18.63m的大桥,桩根底φ1000、φ1500钻孔灌注桩，共132根，有用长度45~65m，桩端持力层为进入中风化岩层1.5D；桩基地质条件是：上覆为砂、砂砾、亚粘土等堆积层，下伏为花岗岩石。

2.2反循环钻成孔灌注桩适用规划及根本原理

反循环钻成孔适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土、砂砾等地层;当进入软岩时可选用圆锥式钻头;当进入硬岩时可选用滚轮式钻头。反循环钻成孔不适用于自重湿陷性黄土层,也不宜用于无地下水的地层。关于大卵砾石层、大抛石层和大孤石层,反循环钻进功率反而很低。

反循环钻成孔施工法是在桩顶处设置护筒(其直径比桩径大15%左右),护筒内水位要高出天然地下水位2m以上,坚持孔壁静水压力在0.02MPa以上,以维护孔壁不崩塌,省去切削套管。钻机作业时,旋转盘带动钻杆端部的钻头切削破碎岩土;钻进冲刷液从钻杆与孔壁间的环状空间中流入孔底,冷却钻头,并带着岩土钻渣,混合液在负压作用下从钻杆内腔上升到地上溢进堆积池后回来泥浆池中净化,净化后的冲刷液又回来孔内构成循环。

2.3施工程序

设置护筒设备反循环钻机钻进,直至桩端持力层测定孔底沉渣并进行第1次处理孔底沉渣移走反循环钻机测定孔壁刺进钢筋笼刺进导管第2次处理孔底沉渣水下灌注混凝土,边灌边拔导管。混凝土悉数灌注结束后,拔出导管和护筒, 成桩。

2.4施工特色

(1)反循环施工法是在静水压力下进行钻孔作业的, 故护筒的埋设是反循环施作业业中的要害之一。

(2)要使反循环施工法在无套管状况下不坍孔,有必要具有5个条件:①确保孔壁周围的静水压力在0.02MPa以上,护筒内的水位要高出地下水位2m以上。②泥浆造壁。在钻进中,孔内泥浆一面循环,一面临孔壁构成1层泥浆膜。泥浆的作用是将钻孔内不同土层中的空地渗填密实,使孔内漏水削减到最低极限;坚持孔内有必定水压以安稳孔壁;推迟砂粒等悬浮颗粒的沉降,易于处理沉渣。③坚持必定的泥浆比重。在粘土和粉土层中钻进时泥浆比重取1.02～1.04;在砂和砂砾等简略坍孔的土层中钻进时,有必要使泥浆比重坚持在1.05～1.08。④钻进时坚持孔内缓慢的泥浆流速。⑤坚持恰当的钻进速度。钻进速度同桩径、钻深、土质、钻头的品种与钻速及扬水才干有关。在砂和砂砾层中钻进需考虑泥膜构成所需的时刻;在粘性土中钻进则需考虑泥浆泵的才干并需避免泥浆浓度的增加。

(3)反循环钻机的主体可在与旋转盘脱离30m处进行操作,这使得反循环法的运用愈加便利。

(4)钻进时钻头不需每次上下排弃钻渣,只需在钻头上部逐节接长钻杆(每节长度一般为3m),就能够进行深层钻进,与其它的桩成孔法比较,越深越有利。

2.5施工要害

(1)规划施工现场时,应首要考虑冲刷液循环、排水、清渣体系的组织,以确保反循环作业时,冲刷液循环晓畅,污水排放完全,钻渣铲除顺畅。

(2)在粘性小的土层中钻进时,为确保要求的粘度、比重,可在泥浆中掺入MC(羧甲基纤维素钠盐)、膨润土等资料; 成孔时,因为地下水稀释等使泥浆比重减小时, 亦可增加膨润土等资料。

(3)为使冲刷液净化,清水钻进时,钻渣可在堆积池内经过重力堆积后予以铲除;在泥浆钻进时,宜运用多级振荡筛、旋流除砂器或其它除渣设备等进行机械除砂清渣。

(4)钻头吸水断面应开敞、规整,削减流阻,以防碎砖块、卵砾石等堆挤阻塞;钻头体吸口端距钻头底端高度不宜大于250mm;钻头体吸水口直径宜略小于钻杆内径;碎砖、卵砾石等的尺度不得大于钻杆内径的4/5。

(5)关于泵吸反循环钻进办法,起动离心泵,待反循环正常后,才干开动钻机慢速反转下放钻头至孔底。开端钻进时,应先轻压慢转,待钻头正常作业后,逐步加大转速,调整压力,并使钻头吸口不发生堵水。

(6)气举反循环钻进办法钻进时,为了确保不堵吸渣口,应事先开空压机送风吸泥, 然后开动动力头,渐渐进给;停钻时,要先中止钻进,然后中止动力头,最终停风。

(7)第1次孔底沉渣处理：终孔时中止钻具反转,将钻头提离孔底500～800mm,坚持约1个孔容积量的冲刷液循环,并向孔中注入含砂量小于4%的新泥浆或清水,令钻头在原地空转数十分钟,直至抵达清孔要求停止。坚持反循环的时刻,视孔底沉渣厚度、桩孔容积巨细而定。

(8)第2次孔底沉渣处理：在灌注混凝土之行进行第2次沉渣处理,一般选用一般导管的空气升液排渣法或空吸泵的反循环办法。

2.6反循环钻成孔灌注桩优缺陷

(1)长处: ①振荡小,噪声低;②可施工超大直径(4.0m以上)、超大深度(100m以上)的桩;③用天然泥浆即可维护孔壁;④几乎在各种土层和岩层中均可施工,选用特别钻头可切削岩石;⑤可进行水上施工;⑥可在地下水位下厚细砂层(厚度5m以上)中钻进;⑦钻进速度较快。

(2)缺陷：①很难在比钻头吸渣口径大的卵石层或漂石中钻进;②土层中有压力较高的承压水或地下水流时,成孔较困难;假如水压头和泥浆比重等办理不妥,会引起坍孔;③切削出来的土砂中水分多,弃土困难;④废泥水处理量大;⑤暂时架起的规划大。

2.7常遇问题与处理办法

反循环钻成孔灌注桩施工中常遇问题有: 真空泵或灌注泵起动进程中的问题、在某些岩土层中进尺缓慢、钻头掉落、转台不能旋转、孔壁崩塌、桩端持力层松动及笔直精度不良等。处理办法：①及时替换或补焊钻头，并向桩孔中回填片石，在钻进面先用小冲程钻进，然后逐步加大到正常冲程，转入正常钻孔;②在岩洞顶板施钻时应先用小冲程开孔，并留意旋转钻头，岩洞开口后，要及时抛填片石和粘土块填筑，逐步进入正常钻孔；③穿越岩洞时应改用小冲程钻进，避免击垮岩洞顶板，并预备好迁延设备，系好滑车钢丝绳，做好钻机撤离预备。

3 施作业用

运用反循环钻成孔施工办法, 孔底无沉渣，成孔作用好，成孔进展快，苏岗大桥桩基工程施工进展比原计划提早22天完结，有用下降了工程造价。

4 结 语

总归, 市政桥梁桩基选用反循环钻进成孔，这种施工技能能较长处理钻进速度，且排渣接连性好，它还