市政工程：钻孔灌注桩基础施工技术——正反循环技术图示

钻孔方法和机具设备

1、定义

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。

2、分类

按成桩工艺，钻孔灌注桩可以分为：干作业法钻孔灌注桩、泥浆护壁法钻孔灌注桩、套管护壁法钻孔灌注桩。

钻孔灌注桩的施工设备主要有四种：冲击钻、冲抓钻、循环钻和旋挖钻。

1、冲击钻 利用冲击钻头进行冲击破碎形成桩孔，主要用于地质较硬、有岩石等较硬地层的钻孔施工。

在地基承载力较大的地质情况下，无法采用循环钻和旋挖钻时，可采用冲击钻。

优点：适应于各种地质，尤其可用于地基承载力较大的地质情况。

缺点：动力功率大耗电率高，移动不便，冲击振动有噪音影响周围环境。需设泥浆池、沉淀池。

目前国内主要有手动拉杆式和自动式2种。

1、手动拉杆式冲击钻：应用较为广泛的一种冲击钻。

依靠锤头的自身重量向下冲击岩层，然后由卷扬机通过钢丝绳提升锤头。

优点：对于坚硬地层，可以人工控制锤头的冲程，加大对地层的冲击力度，缩短成孔时间。

缺点：工作需要人工拉杆进行操作，增大了人力支出。

2、自动式冲击钻：近几年的手动式演化版，俗称磕头钻。

主要优点：移动方便，钻头可自动上下移动打钻，节省人力。

主要缺点：钻头冲程可调控范围过小，碰到坚硬地层不能用大冲程冲击岩层。

另一个缺点与其移动方便相反相成：轮胎易下陷

自动式冲击钻

十字钻头

3、冲抓钻机钻孔：用冲抓锥靠自重产生冲击力，切入土层或破碎土层，叶瓣抓土、弃土以形成钻孔。

4、循环钻：在泥浆护壁的条件下利用钻头旋转的力对地层进行旋转冲击从而形成桩孔。

循环钻根据泥浆的循环方式分为正循环和反循环2种。

循环钻在粘土、亚粘土、淤泥类土质和粉砂层地质施工中优势明显，施工速度仅次于旋挖钻，且施工成本比旋挖钻低。

现在又出现车载循环钻，移动方便快捷。但也需要配置泥浆池和沉淀池，容易造成施工场地脏、乱、差。

正循环钻机：泥浆由泥浆泵从泥浆池里抽到钻杆里,通过钻杆不断的输送到钻井里,然后从钻井井口自然的排出来,同时把钻渣带出到地面上来。

优点：护壁效果好，施工无振动无噪音无挤压。

缺点： 靠钻井液(泥浆)的自然循环方式排渣,所以循环能力和排渣能力都比较弱,只能排出一部分钻渣,而且颗粒比较大的钻渣也不能排出来,钻井里残留的钻渣比较多,影响了钻进速度,钻具的磨损也比较大.

正循环钻机

反循环钻机：泥浆是用泥浆泵从钻井的井口(钻杆外面)向钻井里输送,再用压缩空气或泥浆泵,从钻杆的中间抽出来。

优点：循环能力和排渣能力都比较强,不但排渣干净,而且颗粒比较大的钻渣也能排出来，使清孔时间大大短。且无噪音污染。

缺点：很难在比钻头吸渣孔大的卵石和漂石中钻进，水压和泥浆比重管理不当容易坍孔。

5、旋挖钻

一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。用钻机通过钻杆带动锥或钻头旋转切削土壤，用泥浆浮起并排出钻渣形成钻孔。

主要钻进工艺有三种：干式钻进、清水孔钻进和泥浆护壁钻进。

其主要特点为自带履带移动方便和成孔速度快，孔底干净。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，可以满足各类大型基础施工的要求。