【正文】 性失水量試驗濕脹性、粘度、（雜質含量）雜質含量、（濕脹性）、（粘度）形成泥皮的能力即使用同一產地的膨潤土也具有不同的性質，不同產地的膨潤土性質相差更大。膨潤土的細度對其質量影響很大，一般使用膨潤土的細度應達到200目?？墒褂米詠硭當嚢枘酀{，但如果使用含有大量鹽類（Ca2+、Na+、Mg2+等）的地下水、河水，或者使用性質不明的水時，宜事先進行拌合試驗。 外加劑為了使泥漿的性能適合于地下連續(xù)墻挖槽施工的要求，通常要在泥漿中加入適當?shù)耐饧觿?分散劑的作用（1）提高膨潤土顆粒的電位。（2）通過與有害離子的反應使其產生惰性。分散劑能置換吸附在膨潤土顆粒表面的有害離子，使顆粒又重新在泥漿中呈分散狀態(tài)。在泥漿受水泥污染時，它可與鈣離子起化學反應變成碳酸鈣，從而使鈣離子惰性化。當摻加濃度較小時，效果較好；濃度過大反而會降低效果。（2）木質素磺酸鹽類：一般采用鐵硼木質素磺酸鈉，它是以紙漿廢液為原料的特殊木質素磺酸鹽，呈黑褐色，易溶于水。（3）復合磷酸鹽類：常用的是六甲基磷酸鈉（Na6P6O18）和三聚磷酸鈉（Na5P3O10），它能置換有害離子，%～%。它易溶于水，但不溶于鹽水而且發(fā)生沉淀。對于防止鹽類污染泥漿，與磷酸鹽類和木質素類有相同效果，但對于防止水泥污染泥漿則不如磷酸鹽類。泥漿中摻加CMC，能起下列作用：（1）不論哪種膨潤土，%～%的CMC，都可提高泥漿的粘度和屈服值；（2）可以提高泥皮的形成能力，有利于維護孔壁的穩(wěn)定性；（3）可以包圍膨潤土顆粒，具有膠體保護作用，可防止水泥或鹽類污染泥漿。 防漏劑鉆孔時，如孔壁為透水性較大的砂或砂礫層，或由于泥漿粘度不夠、形成泥皮的能力較弱等因素，會出現(xiàn)泥漿漏失現(xiàn)象。 絮凝劑在泥漿中加入高分子絮凝劑，可通過其鏈節(jié)對粘土顆粒的吸附，使粘土顆粒貼接在一起，由細粒變?yōu)榇至?，最后引起顆粒的絮凝與聚沉。同時，高分子水解聚丙烯酰胺的分子鏈間易形成網(wǎng)狀結構以提高泥漿的粘度。聚丙烯酰胺是由許多丙烯酰單體經(jīng)過聚合反應合成的長鏈大分子聚合物（代號PAM），主要用作絮凝劑，并兼有改善泥漿流變性能，減少摩阻和防塌等效能。水解產物是聚丙烯酸鈉和聚丙烯酰胺的共聚物，水解度越大，表示聚丙烯酸鈉含量越大，水溶性也越好。4 泥漿的配制 泥漿配制的計算泥漿的總量等于孔內泥漿量、循環(huán)系統(tǒng)泥漿量、泥漿損失量和泥漿儲備量之和。 每1m3泥漿所需用水量式中：——降低泥漿密度時的加水量，m3； ——原有泥漿密度，t/m3； ——調整后的泥漿密度，t/m3； ——原有泥漿總體積，m3。此計算公式，只適用于水解度30%以下的，超過30%時，則需加大理論數(shù)值。水解聚丙烯酰胺的方法有高溫和常溫兩種。常溫水解法，是按PAM：NaOH：H2O=10：1：60配比混合，攪勻后，放置2～3d即成水解度為30%，濃度為1%的水解聚丙烯酰胺。由于多數(shù)情況是鉆機分散施工，因此采用分散配制的較多。如使用膨潤土造漿，必須進行預水化，把膨潤土粉用水浸泡1d（對鈣基土要用純堿水浸泡），然后攪拌配漿。由于清水或接近于清水的泥漿沒有穩(wěn)定孔壁的功能，所以應使泥漿靜置相當時間而不致產生性質變化。泥漿出現(xiàn)凝聚時，泥漿中呈懸浮膠體狀態(tài)的顆粒就要增大，失去形成泥皮的能力，而且與水分離產生沉淀。（3）合適的流動特性粘度、屈服值和凝膠強度等都是代表流體流動特性的一些指標。屈服值是流體在流動狀態(tài)下為保持流動所需要的力，即泥漿在流動狀態(tài)下固體顆粒之間吸引力的大小。凝膠強度是泥漿觸變性大小的標志，是流體自靜止狀態(tài)開始進入流動狀態(tài)所需要的力。上述代表流體流動特性的指標，如果數(shù)值大，則泥漿懸浮土渣的能力強，土渣不會沉淀，泥漿漏失亦少；但如果數(shù)值過大，則泥漿輸送時摩阻力大，增加泥漿處理的困難，亦影響混凝土的澆筑質量。如果泥漿質量惡化，則形成厚而脆的阻水性能差的泥皮。泥漿的比重大還會提高對土渣的懸浮能力。在鉆孔施工過程中，為檢驗泥漿的質量，使其具備以上的各種性質，對新制備的泥漿或循環(huán)泥漿都應利用專用儀器進行質量控制，控制指標如下： 泥漿比重泥漿比重是一項極為重要的指標，須嚴加控制。泥漿比重計由由泥漿杯和秤桿等組成。然后置于支架上，移動游碼，使杠桿呈水平狀態(tài)，讀出游碼左側所示刻度，即為泥漿的比重。 泥漿粘度施工現(xiàn)場常采用漏斗粘度計測定泥漿的粘度。該粘度計測得的是鉆井液對水的相對粘度。其方法是先往漏斗中注入700ml清水，而流出500ml的標準時間應為15s，如有誤差則通過下式進行修正：泥漿粘度=測得的泥漿粘度（s）15s/測得的清水粘度數(shù)（s） 泥漿的失水量和泥皮厚度泥漿在鉆孔內受壓力差的作用，泥漿中的部分水會滲入土層，這種現(xiàn)象叫泥漿失水，滲失水的數(shù)量叫失水量，一般用30min內在一定壓力作用下滲過一定面積的水量表示，單位為ml/30min。泥漿失水量小，泥皮薄而致密，有利于穩(wěn)定孔壁。測定時，將墊圈、金屬濾網(wǎng)、濾紙放入底盤，其上放上圓筒，然后在圓筒內裝入泥漿，將頂蓋用緊固螺旋密封后， （壓力要穩(wěn)定），然后測定從底盤流入量筒的水量（ml）和濾紙上的泥皮厚度（mm）。多數(shù)處理劑必須在一定的PH值下才能發(fā)揮很好的效用。 泥漿的膠體率和穩(wěn)定性泥漿的膠體率是其中固相（粘土）顆粒分散和水化程度以及保持懸浮狀態(tài)的粗略衡量。測量時將100ml泥漿置于有刻度的量筒內，靜止24h，觀察量筒內泥漿析出水的情況。進行上下比重差試驗時，對已靜置1h以上的泥漿，從其容器的上部1/3和下部1/3處各取出泥漿試樣，分別測定其比重，然后計算其差值。砂粒一般為非粘土礦物，采用含砂量儀來測定。第三節(jié) 成孔方法及施工機械的選擇1 成孔方法的選擇鉆孔灌注樁的成孔方法很多，應根據(jù)地層性質，樁孔直徑與深度等具體情況進行選擇。 干式回轉鉆進成孔螺旋鉆與鉆斗均屬于干式回轉鉆進的成孔方法，主要適用于地下水位以上的一般粘性土、填土、粉土、黃土及季節(jié)性凍土或膨脹土地層中施工，其中鉆斗可在地下水位下或泥漿（套管）護壁條件下鉆進較松散的軟弱土層；而長螺旋鉆進成孔，不適宜在地下水位以下的土層中施工，但若采用孔內壓漿法螺旋鉆進成樁技術可不受地下水位的限制，并可解決松散地層易坍塌、縮徑及孔底虛土過多等問題，提高單樁承載能力。故一般長螺旋鉆樁孔直徑為300～600mm，樁長不超過20m。孔深可超過35m。將孔內鉆具全部提出后，再將鋼筋籠及綁在鋼筋籠上的一至兩根直通孔底的高壓注漿管下入樁孔內。最后，通過注漿管多次高壓補漿，直至漿到達孔口并穩(wěn)定一定的時間為止。 正循環(huán)回轉鉆進成孔正循環(huán)回轉鉆進主要指刮刀鉆頭、滾刀鉆頭鉆進。因正循環(huán)排渣效率低，故施工的樁孔直徑不宜大于800mm。正循環(huán)鉆進必須保證足夠的沖洗液上返流速，才能實現(xiàn)正常排渣和順利鉆進。 反循環(huán)回轉鉆進成孔 反循環(huán)回轉鉆進根據(jù)采用鉆頭類型不同可用于填土層、砂土層、粘土層、砂層、卵礫石層及基巖等各類地層中的大直徑樁的成孔。反循環(huán)鉆進中因樁孔較淺，以泵吸反循環(huán)應用最為普遍。反循環(huán)鉆進不受孔徑限制，鉆孔直徑越大，越顯示出反循環(huán)排碴的優(yōu)越性。潛水鉆的主要設備包括潛水電鉆（孔底動力機驅動鉆頭回轉）及孔底排碴系統(tǒng)。 沖擊鉆進成孔沖擊鉆進是指鋼繩沖擊鉆進，主要適用于卵礫石層、漂礫石層、風化基巖及各類土層中成孔，尤其在含有較大卵石及漂礫層中可有效鉆進。當鉆大直徑鉆孔時，可分級成孔，～。當采用撈碴法沖擊鉆進工藝時，應使用高比重、高粘度泥漿護壁及浮碴，對于極松散破碎地層，可直接向孔內投入粘土球護壁。 沖抓錐鉆進成孔沖抓錐成孔是用具有沖擊動能的錐瓣直接抓取巖土掘進成孔的。～，孔深30m以內。 潛孔錘鉆進成孔潛孔錘鉆進即為沖擊回轉鉆進，這種方法可有效地鉆進堅硬基巖、大卵礫石層及漂石層等地層，其鉆進效率是其它鉆進方法無法相比的。目前，大直徑潛孔錘有單（鉆）頭與多（鉆）頭（捆綁式），貫通與非貫通等形式。2 施工機械的選擇各種鉆機有其各自的工作特點和使用范圍，因此鉆機的選擇往往是順利完成施工的重要環(huán)節(jié)。（1） 選擇鉆機類型時，必須根據(jù)施工場地的地質情況結合鉆機的適用能力而選型。（3） 一臺鉆機可配備有不同型式的鉆頭，而鉆頭的選擇應根據(jù)地質結構情況而選擇。（5） 鉆機的選擇要考慮其生產率應符合工程進度的要求，在保證工程質量和工作進度的前提下，生產率不宜過大。（6） 一個項目如要配備兩臺以上鉆機時，應盡可能統(tǒng)一其型號規(guī)格，便于管理。第三章 鉆進成孔第一節(jié) 反循環(huán)回轉鉆進在正循環(huán)回轉鉆進中，沖洗液的主要作用是排粉、護壁和冷卻。在不同密度泥漿中鉆屑的沉降速度vc隨其粒徑d的增加而增大，不同粒徑鉆屑所需的上返流速具有較大差別。但對于大直徑鉆孔，因鉆桿直徑不可能增加很多，因此，由于孔壁間隙很大，不能保證上返流速，排粉便成了問題。特別是靠近孔壁一定范圍內因沒有鉆桿攪動會更低。所以正循環(huán)法最好用于﹤φ800的孔鉆進，大直徑孔鉆進時應采用反循環(huán)法施工。反循環(huán)鉆進可以有多種分類方式。2 泵吸反循環(huán)和氣舉反循環(huán)鉆進 泵吸反循環(huán)鉆進 特點及適用范圍泵吸反循環(huán)是利用泵的抽吸作用形成反循環(huán)的一種方法。因此，一般采用砂石泵或射流泵，且泵的安裝位置應盡可能低，孔內液面盡可能高?？咨钤?0～70m以內鉆進效率較高， 系統(tǒng)組成泵吸反循環(huán)根據(jù)采用泵的不同可分為砂石泵泵吸反循環(huán)和射流泵泵吸反循環(huán)，通常所說的泵吸反循環(huán)一般指前者，后者叫射流（或噴射）反循環(huán)。它主要由砂石泵、泥漿泵或真空泵、鉆具及管路和各種閥門等組成。砂石泵的啟動常用的有兩種方式：一種是用泥漿泵注水啟動，另一種啟動方式是利用真空泵啟動。 泵吸反循環(huán)的參數(shù)選擇 鉆桿內流體的上返流速vr鉆桿內流體的上返流速vr大小說明流體攜帶鉆屑的能力強弱和排粉的及時程度。實踐證實，vr=～／s為宜，國外推薦vr=3～4m／s。鉆屑含量a是指鉆屑在上返流體中所占體積的百分比。在淺孔段、軟層鉆進時，a可高些，仍能獲得較高的鉆進效率，一般可控制在a=10％～15％；而在深孔段鉆進時，a應小些，以防鉆桿內、外液柱壓差過大或管路堵塞而中斷循環(huán),一般控制在a=1％～3％；一般地層,a可在5％～8％。當鉆進軟地層時，如進尺太快，巖屑含量過大，往往會發(fā)生鉆屑堵塞管路或卡死管路，循環(huán)中斷。因此，在軟地層或深孔段鉆進時，應適當控制鉆速。砂石泵的排量為Q（m3／h），那么滿足一定鉆屑含量a的鉆速v為即： （31）鉆屑粒徑是指鉆屑的最大粒徑，其大小應與流體上返的通道大小相匹配，以防其在上返過程中被擠夾卡死。鉆孔直徑愈大，選用鉆桿的內徑也應愈大，這樣可以減少上升流體的沿程阻力，增加鉆進深度，提高鉆進效率。鉆桿內流體的上返流速vr和鉆桿內徑d選定后，便可據(jù)此按下式選擇或校核砂石泵的排量。 氣舉反循環(huán)鉆進 特點及適用范圍氣舉反循環(huán)也叫壓氣反循環(huán)。其基本工作原理是將壓縮空氣通過供氣管路送至孔內氣水混合室，并使空氣與鉆桿的泥水混合并膨脹，從而形成密度小于管外液體的摻氣混合液柱。使鉆桿內的摻氣水流挾帶著鉆屑，沿鉆桿中空流出到沉淀池中。氣舉反循環(huán)在剛開孔一定孔深范圍內形不成反循環(huán)。氣舉反循環(huán)適用的臨界孔深理論值為7m。因此，在生產中，一般在孔深20～25m以后才采用氣舉反循環(huán)。主要包括同心式供氣、并列式供氣、懸掛式風管供氣等。vr愈高，排粉能力愈強。故一般控制在3～4m／s。一般孔徑愈大，所選用的鉆桿內徑應越大。沉沒系數(shù)m也叫沉沒比，它為混合室埋入水中的深度H與自混合室算起的揚程高度H + h之比，即 （33）式中：m一一沉沒比； H—一混合室埋入水中深度，m； h—一孔內水位至鵝頸管高度，m。根據(jù)氣舉反循環(huán)原理，H大，鉆桿內、外液柱壓差增大，反循環(huán)效率提高，快速增加。規(guī)范要求在m＞。鵝頸管距孔口的高度一般不應大于7m。 空氣壓縮機的風壓p與混合器的最大埋深、孔內沖洗液密度及管路壓力損失等有關。一般取△p =～。 另外，風量的確定還應考慮在雙壁鉆桿間隙的流速應不大于20～30m／s，以免產生過大的管路阻力損失。 尾管長度尾管長度Lw愈小，管內液樁壓力愈小，形成的壓差愈大，排渣效率愈高。亦即，Lw與混合室的埋深和空壓機的壓力有關。但以Lw≤4H為宜，一般Lw=（2～3）H。泵吸反循環(huán)鉆進隨孔深增加其鉆進效率降低，因此，適合于淺孔鉆進，最好為50～70m以內的鉆孔；而泵舉反循環(huán)由于靠揚程驅動循環(huán)，所以適用于更深一些的孔，多用于潛孔鉆機；氣舉反循環(huán)則相反，孔淺時（20～25m內）形不成反循環(huán)或效率很低，隨孔深增加鉆進效率提高（如空壓機能滿足要求），故適合于深孔鉆進，一般大于70m的孔應采用氣舉反循環(huán)鉆進 鉆頭的結構特點及類型 鉆頭的結構特點反循環(huán)鉆進的鉆頭既是破碎地層的主要工具，也是反循環(huán)的吸渣口。鉆進松軟、塑性地層采用硬質合金刮刀鉆頭；鉆進卵礫石層、基巖采用滾刀鉆頭。但為了便于吸渣，吸渣口設在中心的鉆頭底面應為錐形，即孔底形成一個中心凹下的錐體，以便鉆屑向中心集中；不設在中心的吸渣口，一般位于鉆頭半徑的中間位置，鉆頭底面為平底形。因此刮刀鉆頭應布置成耙齒或梳齒狀，尤其鉆進粘性土層時。 刮刀鉆頭常用的刮刀鉆頭是錐形三翼和四翼鉆頭。鉆頭中心管底部設有一個超前的錐形兩翼小鉆頭，并有較大的吸渣口。這類鉆頭結構簡單，回轉穩(wěn)定，聚渣效果好，適用于鉆進土層、砂層、砂土層及含少量小礫石的松軟層等，是目前大直徑工程孔鉆進使用最廣泛的鉆頭。該類鉆頭采用了4個翼片，通常采用雙腰帶或單腰帶式，增加了鉆頭的剛性、耐磨性和鉆進時的導向性和穩(wěn)定性。鉆進時，為增大鉆頭壓力，可在鉆頭上面加重塊，這樣還可起到穩(wěn)定鉆頭和保持鉆孔垂直度的作用。（1）刀盤刀盤是固定滾刀的底盤或鉆頭體，一般由厚鋼板制成。在刀盤的側面一般焊有導正筒或護板，導正筒和護板均起穩(wěn)定和導正鉆頭作用。在刀盤上還應設置適合正循環(huán)或反循環(huán)