中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号SWZQ-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 1 页 共22页1. 目的：指导钻孔人员进行长大钻孔桩施工作业2. 适用范围：适用于薛店特大桥连续连处长大钻孔桩施工作业3. 钻孔桩施工作业3.1 人员从事钻孔桩施工的人员必须经过培训合格后，持证上岗操作。3.2 机械3.2.1 钻孔机械采用可用于正反循环两种钻进工艺的转盘式工程钻机，每台钻机配备1台空气压缩机（17m3/h），2台4PNL泥浆泵。QJ250-1型钻机适用于孔径1.5m钻孔灌注桩。钻头采用双腰带型钻头，以适用不同的钻孔孔径。钻机主要技术参数表钻机类型项目技术参数QJ250-1型工程钻机钻孔直径（m）1.5钻孔深度（m）100转盘转速（r/min）026转盘扭矩（kNm）117.8排渣方式气举反循环主机功率（kW）95主机外形尺寸（m）5.94.89主机重量（t）（不含钻具）32螺杆空气压缩机主要技术参数表项目名称容积流量排气压力额定功率重量外形尺寸技术参数17m3/h0.7Mpa130kW2700kg3035190018603.2.2 泥浆制作及循环净化机具每个钻孔平台泥浆制备机具采用2台ZL800泥浆搅拌机和2个45m3的泥浆池，泥浆循环净化系统由半圆形泥浆循环槽、ZX-250型泥浆净化装置（2台）及泥浆沉淀处理器等组成。半圆形泥浆循环槽连接钢护筒之间用于泥浆循环。拟 制 审 核 批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号SWZQ-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 2页 共22页ZL800泥浆搅拌机置于泥浆池的上面，用于制拌泥浆。ZX-250型泥浆净化装置用于分离处理泥浆中大颗砂粒，净化泥浆。ZX-250型泥浆净化装置性能表处理能力（m/h3）250分离粒度等级（）0.074除砂效率(%)90总功率(kW)48重量(kg)3700外形尺寸(m)3.452.252.83.3 开钻前准备工作3.3.1 钻机就位前，应对主要机具及配套设备进行检修，合格后开始安装钻机及起吊系统，钻机底盘找平后在护筒顶部就位。开钻前用水平尺矫正转盘，保证水平，安装钻机的同时安装供电、供水、泥浆循环等管路。钻机安装就位后，应对相关的设备进行试运转，保证开钻后所有设备能正常使用。3.3.2 钻机安装的精度要求如下：底盘四个支点高差3mm，用水准仪检查；钻机水龙头中心与钻盘中心，误差1%，吊线检查；钻机顶部的起吊滑轮缘与转盘中心的连线垂直，钻盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻孔位置偏差不得大于2cm。3.4 泥浆制作3.4.1 原材料膨润土：用量为水的15%。增粘剂：采用羧甲基纤维素钠，具有使地基土表面形成薄膜而使之强化和降低失水率的作用，掺入量为水的0.0005%。分散剂：采用工业碳酸钠，具有提高泥浆的胶体率和稳定性、降低失水率的作用，掺入量为水的0.075%。氢氧化钠：采用工业烧碱，可改善混杂有土、粉砂、混凝土等而使稳定液变质的性能，可使钻渣颗粒聚集而加速沉淀，掺入量为水的0.125%。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号SWZQ-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 3 页 共22页加重剂：采用硫酸钡，用以增加泥浆的相对密度，适用于正循环钻孔桩，其掺加量为水的28%。3.4.2 泥浆配合比反循环钻孔桩用泥浆配合比（质量比）水膨润土分散剂增粘剂氢氧化钠10001500.750.051.25正循环钻孔桩用泥浆配合比（质量比）水膨润土分散剂增粘剂重晶石氢氧化钠10001500.750.052801.25以上各种掺加剂的用量，施工前先作试配，试验其配合液的各项性能指标是否符合要求。各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期加入，并及时测定泥浆指标，防止掺加剂过量。3.4.3 泥浆调制第一次制作泥浆时，泥浆在搅拌机中搅拌，搅拌时，先将定量的清水加入搅拌机，然后按慢慢地加进膨润土，再加增粘剂，再加分散剂，最后加氢氧化钠。由于增粘剂可能会影响膨润土的溶胀，所以要在膨润土之后放入。并开动机械搅拌，成浆后，打开出浆门将泥浆流入泥浆池内的储浆池中。泥浆的搅拌方法对膨润土的溶胀程度影响很大。搅拌不够充分，泥浆的粘度和失水量都会受到影响。泥浆搅拌完全均匀所需的时间根据搅拌机的搅拌能力、膨润土的质量以及加料方式不同而差异，原则上要根据搅拌试验的结果在现场决定搅拌时间。增粘剂、分散剂、氢氧化钠等预先在清水中溶化后使用。以后调制泥浆时根据现场实际情况，利用既有钻孔桩的钢护筒作搅拌池进行泥浆拌制，按以上顺序加入泥浆原材料，开机搅拌均匀后取样进行泥浆拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号SWZQ-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第4 页 共22页检测，检测合格后，将拌制完成的成品泥浆注入泥浆池中贮存。3.4.4 调制泥浆的膨润土用量计算调制泥浆前必须先备足膨润土，其数量可按下述公式和原则计算： （1）式中：每m3泥浆所需的膨润土质量，kg；每m3泥浆所需的膨润土体积，m3；膨润土的密度，kg/m3；要求的泥浆密度，kg/m3；水的密度，=1103kg/m3。假设膨润土密度为2.2103kg/m3，要求泥浆相对密度为1.2，则制造1m3泥浆需或的膨润土和1-0.17=0.83m3的水，亦即每1kg膨润土可制泥浆1/0.37=2.7L。一个钻孔需要的总膨润土量，应考虑泥浆充满钻孔和泥浆槽、沉淀池，还要考虑钻孔的孔径扩大、井孔壁、泥浆槽等处的渗漏，还要考虑泥浆经多次循环使用后，其性能指标变坏须换掉等情况。一般按井孔体积（考虑扩孔数量）计算的膨润土量再增加6%左右。3.4.5 泥浆的性能指标泥浆的主要性能指标有：相对密度、粘度、含砂率、胶体率、失水率、泥皮厚、静切力、酸碱度，泥浆的性能指标如下表。施工时对相对密度、粘度和胶体率定时进行试验，其它指标根据监理工程师要求，予以抽检。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号SWZQ-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 5 页 共22页泥浆的性能指标要求表钻孔方法泥浆的性能指标相对密度粘度（s）含砂率(%)胶体率(%)失水率(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(pa)酸碱度PH正循环1.201.45192849615235911反循环1.061.10182849520312.5911不同地质情况下泥浆性能指标见下表泥浆指标选择参考数据表地层编号地质情况泥浆指标相对密度（g/cm3）粘度（s）胶体率（%）失水率（ml/30min）含砂率（%）泥皮厚（mm/30min）静切力（Pa）酸碱度（pH）亚砂土1.201.45192896154235911淤泥质亚粘土1.201.351928961542359111粘土1.061.10182895204312.59112亚粘土1.061.10182895204312.59113细砂1.201.45182895204312.59112粘土、亚粘土1.061.10182895204312.5911泥浆的主要性能指标及测定方法 相对密度泥浆的相对密度是泥浆与4时同体积水的质量之比。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，其失水量亦加大，孔壁上的泥皮也增厚，这就增加了泥浆原料的消耗，而且也给清孔和灌注混凝土造成困难。另外，泥浆相对密度的加大，意味着泥浆中固体颗粒含量加大，对钻具产生较大的磨损，降低了钻进速度。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号SWZQ-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 6 页 共22页泥浆相对密度采用泥浆相对密度计测定：将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态（即水平泡位于中央），读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。泥浆相对密度要根据适当地层作相应的调整。 粘度粘度是液体或混合液体运动时，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、阻隔渗漏有利，对悬浮携带钻渣的能力强，对正循环回转钻进有利。但粘度过大，则易“糊钻”，影响泥泵的正常工作和钻进速度。粘度过小，钻渣不易悬浮，泥皮薄，对防止翻砂、渗漏不利。泥浆粘度采用工地标准漏斗计测定：用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700mL均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流500mL量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。 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分离的程度，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，故正循环钻进的泥浆需要较高的胶体率。泥浆胶体率测定方法可将100mL泥浆倒入100mL的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后，量杯上部泥浆可能澄清为水，测量时其体积如为5mL，则胶体率为100-5=95，即95%。 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。含砂率测定方法采用含砂率计测定：量测时把调好的泥浆50mL倒进含砂率计，然后再倒进清水，使总体积为500mL，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀的体积（由仪器刻度上读出）乘2就是含砂率。拟 制审 核批 准/日 期中铁四局石武客专三分部作业指导书文件编号SWZQ-4-3-11版 号第一版标题：回旋钻桩基础作业指导书页 码第 7页 共22页 静切力静切力是静止的泥浆，受外力开始流动所需的最小的力。它表示泥浆结构的强度，以1cm2面积上的泥浆颗粒结构所需的力表示。泥浆的静切力要适当：太大则流动阻