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循环钻范文1
关键词：小循环 造浆 强抑制
南17区块施工的井，完钻的井深大都在1400-1600米左右，且密度在1.25g/cm3，定向点浅，基本上在600-800m之间，井斜在40°左右，井斜、位移较大，甲方对于井径的扩大率要求极其严格，在施工的过程中，严格制定出技术措施，尤其是钻井液性能的参数及处理剂的加量，同时配合工程技术措施，完成了该区块的施工任务。
1 钻井液施工中存在以下难点
1.1地层造浆严重
该区块完钻的层位在馆陶组，地层的造浆严重，岩性主要以蒙脱石为主，导致钻井液的粘度、切力控制难度大，易出现糊井眼的现象，且使用小循环的方式，基本上不存在井径扩大率的现象，容易出现起下钻遇阻、卡的现象。
1.2 循环罐有效容积小
以前的施工都在上部地层使用的是大循环钻进的方式，没有使用小循环钻进的经验，且施工的井队的循环罐的体积小，在一定程度上也是不利用处理钻井液，导致在处理的过程中，容易出现液面上涨过快的现象。
1.3 废弃钻井液难以回收
在施工的过程中，在处理钻井液及固井的过程中，多余的钻井液排放也是比较困难，无排放的地方，容易造成环境的污染。
2 钻井液技术对策
2.1加强钻井液的抑制性
使用抑制性强的钻井液体系，加大聚丙烯酰胺干粉的量，能够达到1%，处理剂主要以降低粘切、降滤失、调节钻井液流型为主。配制了20m3的胶液罐，每次可以配制100kgPAM，使聚合物的含量达到要求。
2.2 固控设备的配制
配制了四级固控设备，振动筛使用了120目的筛布，使用了80m3的大功率的离心机，除砂器使用的四个旋流器，要求在施工的过程中，固控设备和钻井液泵同步运转，在起下钻过程中，开启低压循环，使用除砂器、除泥器、离心机降低循环罐中钻井液的劣质固相。
2.3 储备罐的配制
针对该井队的循环罐小的问题，又添加了3个储备罐，使其有效容积可以达到100m3，在施工的过程中，针对出现的钻井液粘切高时，或在固井的过程中，可以储备多余的钻井液。
3 钻井液现场施工技术措施
3.1 一开钻井液施工
在一开前，使用好离心机及加入清水降低上口井钻井液的粘度、密度，在钻进的过程中，使用好固控设备，尤其是离心机的使用，保持钻井液的粘度在35-40S，密度在：1.10g/cm3，完钻后，大排量的循环干净后，搞好短起下钻，使用增粘剂配制粘度60S，封井下入表层套管。
3.2 二开钻井液施工
钻井液体系的配方：
4-6%膨润土+1%PAM+2%FTJN+1%铵盐+1%烧碱+5%原油+重晶石粉（根据情况）
在一开完钻后，开启低压进行循环，使用固控设备，加入清水降低循环罐中钻井液的劣质固相，使粘度
在二开施工中，充分利用好胶液罐，配制方法为：20m3清水+100kgPAM，在钻进的过程中，要求按照循环周的形式加入，干粉的加量能够达到0.5%以上，在直井段施工的过程中，保持钻井液性能密度：1.13g/cm3，粘度：35S。
该区块井由于定向点浅，二开直接下入动力钻具，在定向点前50米开始处理钻井液，加入2吨FTJN、1吨烧碱、1吨铵盐，处理完成后，钻井液的性能为：粘度：38S，密度：1.13g/cm3，中压失水：10ml，切力：2/5Pa。处理完成后，及时加入6吨原油，降低钻井液的摩擦系数。
在施工的过程中，存入储备罐的钻井液，可以按照循环周的形式加入，固控设备要求一直开启。该区块的井在1200米左右有浅气层，在1100米左右，再处理一次钻井液，加入2吨FTJN、1吨铵盐、1吨烧碱，使钻井液性能达到，粘度：40S，密度：1.14g/cm3，中压失水：5ml，切力：3/7Pa，。处理完成后，加入重晶石粉，提高密度至1.25g/cm3。
完钻后，保持钻井液性能为：粘度：45S，密度：1.25g/cm3，中压失水：5mL，切力：3/10Pa。根据施工的实际情况，如起下钻过程中，无遇阻现象时，可以搞好短起下钻后，直接电测，若出现起下钻遇阻的现象，可以换常规钻具结构通井后，进行电测。
该井在施工的过程中，由于使用的是小循环钻进，井眼的扩大率小，要求定期进行短起下钻作业，每钻进150-200米搞一次短起下钻，长短结合的方式，同时在钻具结构上增加了修壁器，提高钻井液泵的排量，确保井眼的畅通。
4 结论与建议
（1）通过南17区块11口井的施工，更好的总结出小循环钻井液技术，能够节约场地，有利于环保。
（2）能够有效的发挥固控设备的作用，使钻井液能够回收利用，节约钻井液成本。
（3）使井径扩大率变小，固井质量合格率高，完全满足甲方的施工要求。
（4）沉砂罐的设计在一定程度上还有些欠缺，在以后的施工中，还有待进一步的改进。
（5）过该区块的施工，电测成功率都在100%，且井下无复杂情况的发生，为以后施工的同类型井施工积累了经验。
参考文献
[1] 鄢捷年. 钻井液工艺学.北京：石油工业出版社，2000
循环钻范文2
关键词：冲击 反循环钻机 钻孔 应用
前言
冲击反循环钻机是一种将传统冲击钻进方法和反循环连续排碴技术结合在一起的钻孔桩施工设备。冲击反循环钻机在钻孔施工中广泛适用于各种复杂地质条件(土层、砂层、漂卵石层、岩石层)下铁路公路桥梁、港口、码头、高层建筑的各类桩施工，也可用于城市大口径污水井及野外深井的开挖钻进，特别在卵、砾石层和岩石中较其他类钻机有更高的钻进效率和成孔质量，而在市政桩基钻孔桩施工中更是具有便捷、实用、短、平、快的优势。
一、工法特点
1、使用同步卷筒双绳提引冲击钻头，有利于坚硬地层的钻进，减少冲孔的扩孔率。
2、采用SBQ－60型潜水砂石泵，实现了泵举反循环连续排碴和超深孔的钻进。
3、作简便，适用地层广，尤其适于漂卵石和岩石层的钻进，成本低，钻孔效率高。
4、钻孔效率：土层、砂层0.5～2.0 m/h，漂卵石层：0.2～0.5 m/h，岩石层：0.1～0.3 m/h。
二、施工工艺
1、工艺流程(见图1)
2、施工准备。
（1） 陆地上钻孔，要把场地平整好，以便钻机安装和移位。水上钻孔，要搭设工作平台。场地布置应根据施工组织设计，合理安排泥浆池、沉淀池的位置，沉淀池的容积应满足2个孔以上排碴量的需要；根据地质情况准备一定数量的造浆粘土。
（2）桩位测量放线。准确测量桩位并做好标记。测好的桩位必须复测，误差控制在5mm以内。
（3）埋设护筒。护筒的作用主要是保持孔口稳定和定位，如在陆地上钻孔，护筒周围一定要夯实，如在水上钻孔，护筒下沉应有导向装置，严防护筒倾斜、漏水、变形。施工中一般采用挖坑法埋设。开挖前用十字交叉法将桩中心引至开挖区外，作4个标记点，保持到成孔后，埋设护筒时再将中心引回，使护筒中心与桩中心重合。
护筒周围土回填的好坏，对冲击钻孔非常重要，对于土质较差的孔口，可以在护筒下部灌注30cm的C20级混凝土，上部用红粘土夯填密实，以防冲击成孔时护筒底部塌孔。
（4）钻机就位和试机。
主机放在孔口边预定位置上，使钻机底盘前后中心线与桩位中心线重合，主机就位时，需在底盘下部垫8～9根枕木，并用水平仪将底盘调平。
（5）冲孔作业。
1)造浆、开孔。往护筒内填制浆粘土约0.5m，分别往护筒和泥浆池内注足水。开动钻机，使冲击钻头上下运动，将护筒粘土冲成泥浆，启动泥浆泵，循环泥浆，直至护筒内与泥浆池内泥浆浓度一致。开始正循环钻进，钻进时勤观察孔内浮出的钻碴，在石质地层中，如果从孔口浮出的钻碴粒径在5～8mm之间，表明泥浆浓度合适，如果浮出的钻碴粒径小又少，表明泥浆浓度不够，需往孔内添加粘土。加粘土时要停开泥浆泵，形成泥浆后再开泥浆泵。正循环钻进至泵吸反循环系统可以正常工作的时候开始反循环钻进。
2)反循环钻进。当潜水砂石泵潜入孔内泥浆后，若孔壁比较稳定，停止正循环钻进，泥浆循环约2min后停泵，解除排碴胶管与泥浆泵的连接，启动泵吸反循环系统，开动钻机，进行反循环钻进。钻进过程中，操作者要随着进尺快慢及时放主钢丝绳，放绳时应使钢丝绳在每次冲击过程中始终处于拉紧状态，既不能少放，也不能多放。放少了，钻头落不到孔底，打空锤，此时冲击梁上的缓冲弹簧在一次冲击中响两声，不仅不能获得进尺，反而会对钻机和钢丝绳造成极大的损害；放多了，钻头落到孔底后处于自由状态，可能向孔壁倾斜撞击孔壁，造成扩孔，再提升时，钻头突然受力，在这种突然的冲击作用下提升装置会降低寿命甚至损坏。
当排碴弯头下降到离孔口1m时，需要接换排碴管。此时，钻机停止冲击，泥浆继续循环约1～3min，待排碴管内钻碴排完后，停泵，拆除弯头与排碴管的联接螺栓，提升弯头至一定高度，将要接换的排碴管下端与原排碴管联接，上端与弯头联接。
反循环钻进时应及时补水，始终保持孔内水位高于地下水位或河水位2m左右。
冲击反循环钻进应针对不同的地层采用不同的泥浆比重，以保持孔壁的稳定。砂卵石地层泥浆比重为1.2左右，岩石层泥浆比重为1.05～1.15。
3)砂样的提取。提取砂样的目的是随时掌握地质的变化情况。一般每钻进0.5m提取砂样一次，从出碴口捞取砂样用清水冲洗干净，每次提取量为100g，编号保存，以便成孔时交接。
4)勤检查钻机、钻头是否偏移，防止出现斜孔。
（6）清孔。
1)桩深达到设计深度后，停止钻进，进行清孔，用较好的泥浆将孔内含有钻碴的泥浆置换出来，具体操作方法是：将钻头提离孔底0.5m，开启砂石泵，反循环清孔，清孔时间视孔径、孔深和钻碴含量而定，一般30m深、直径1.5m含砂卵石较多的孔，约需15min。孔内泥浆比重达到要求后，清孔结束。
2)清孔后准确测量孔深和孔底沉碴厚度，使之达到设计要求和规范规定标准。
（7）清孔之后的后续工序的施工程序及操作要点同一般钻孔桩施工方法，这里不赘述。在吊放钢筋笼、导管和灌注混凝土作业时可利用此钻机作为起吊设备。
三、冲击成孔注意事项
1、冲击钻机就位前，应对钻孔前的各项准备工作进行检查，包括主机机具设备的检查和维修，钻机就位后应平稳，不得产生位移和沉陷，开孔的孔位必须准确。
2、冲击钻头的钢丝绳同钢护筒中心位置偏差不得大于2cm，升降冲击钻头应平稳，不得碰撞护壁和孔壁。定期检查钻头中心与桩孔中心是否一致，发现偏差必须及时纠正。
3、防止塌孔，提高成孔质量。
1)钻孔作业必须连续，并作钻孔施工记录，经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不符合要求及时改正，注意补充新鲜的好泥浆，在整个施工过程中，泥浆的损失较小，水头始终保持在2m左右，有效防止了塌孔，埋钻头现象，确保了钻孔桩的成孔质量和成孔速度。
2)在表层土质量较差的情况下，加长护筒长度至6～7m，提高护壁的可靠性。
3)在易塌孔地层成孔时，及时向孔内添加粘土或火碱，保证泥浆的质量，增强护壁效果。
4、严格按操作规程施工，交接班必须有交接记录。定期检查各部件运转情况，定期向各部位加注油，检查主电机是否过热，冲击时最大电流不超过150A。
5、因故停钻时，应将钻具提离孔底1～2m，以防埋钻，如长时间停钻，须将钻具提出孔外。突然停电时，可用人工操作提升卷筒，将钻头提离孔底。
6、下放潜水砂石泵电缆时，要根据进尺的快慢决定下放电缆的长度，防止电缆与钢丝绳绕在一起，每接一根排碴管，应将电缆和排碴管捆在一起。
7、冲孔过程中，如发现离合器运转有间歇或过热现象，说明离合器打滑，应停机调整。
8、经常检查钢丝绳磨损情况，如超过有关规定，及时更换。
9、在软弱土层钻孔时，注意孔口状况，出现塌方时，将钻机及时撤出，以免坠入孔中。
10、随时注意孔内有无异常情况，桅杆是否倾斜，各连接部位螺栓是否松动。
四、冲击反循环在冲孔孔过程中几个问题的探讨
1、泥浆的控制
泥浆好坏是成孔质量的重要保证之一。优质的泥浆可以使孔壁形成一层粘性好、密度大、渗透性差的泥皮，可防止孔内泥浆外渗，大大减缓孔内水头降低的速度，这也是使孔壁稳定的有效措施之一。
冲击反循环钻孔造浆可采取红粘土造浆，造浆方式为开钻前将红粘土直接填入孔内，加入水，利用钻头反复轻轻锤击，直至造成优质的泥浆，红粘土造浆简单、实用、快捷，如孔内渗浆，这种造浆方式可以及时补救。
2、冲击钻头
冲击钻孔直径宜小于2.5m，且钻孔深度不宜大于80m，超此范围后，采用冲击反循环钻机钻进成孔易出现诸多孔内问题，如掉钻、卡钻、断钢丝绳、钻进效率降低等。以直径2.5m冲击钻头为例，钻头自重在8吨左右，在冲击过程对钢丝绳的磨损、拉力非常大，冲击过程在一种自重状态下对钻头体冲击较严重，钻头宜经常检查。
在钻进过程，钻头的工艺选择也非常重要。冲击钻头多为锥体，锥体的角度根据地质情况选择，在砂层、粘土层，钻头锥体角度宜在50度～90度，同时增加冲击钻头的刀齿长度，提高钻进效率；在卵石层以及坚硬岩层中，钻头锥体角度宜在90度～120度，同时减小冲击钻头的刀齿长度，提高冲击钻头整体性和稳定性。
冲击过程是冲击破碎和反循环排渣过程，尽可能的扩大冲击钻头芯管直径，增加砂石泵的泵量，促进及时排渣，保持孔底干净。
冲击钻头冲程在0.1～1.3m，冲击频率在0～30次/分，进行冲击前先将钻头放至孔底，用主卷扬机将冲击钢丝绳调整到松紧合适的程度，将冲击机构拉到最下位置，将排渣管提高孔底0.3m左右，冲击过程随着钻孔深度增加，冲击机构对缓冲机构的冲击力会增加，钻头的冲击功不能完全作用于孔底，放绳时间调整在0.5～0.8s之间，保持钢丝绳调整在合适的松紧程度。
冲击钻孔过程极易出现吸钻、卡钻现象，在钻头体外圈加焊一些硬质钢合金、改变钻头体角度、控制出渣口位置等措施减少这些现象发生。
3、冲击钻机钢丝绳
在冲击钻孔过程中，除了经常性的常规检查以及必要的更换外，钢丝绳的选择也是非常重要。钢丝绳的种类很多，最常用的分为钢芯钢丝绳和麻芯钢丝绳，最好选用钢芯钢丝绳，且要经常检查和更换，提引钻头的两根钢丝绳一个应该是左旋钢丝绳，一个应该是右旋钢丝绳，一方面避免钢丝绳旋转搅绳，另一方面提高钢丝绳使用寿命，减少因钢丝绳问题导致的孔内事故。
4、易塌陷地层的钻进
采用冲击钻机钻进成孔在一些易塌陷地层补救有很明显的优势，在钻进前可以加入红粘土并掺合一些块状粒径的岩石、砖块、石子等，利用冲击并造浆挤密原地层，使原地层稳定。在已坍塌的钻孔施工中也可以采取此措施回填重新钻进的方法进行。
五、效益分析
循环钻范文3
关键词：钻孔灌注桩、质量控制、故障处理
一、施工准备
钻孔桩施工前，应平整场地，清除杂物，做好“三通一平”及场地规划。钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上，以免产生差异沉陷。开钻前，在桩位附近采用机械开挖泥浆池。泥浆池分为沉淀池和循环池两部分，并配套挖设适当长度的泥浆沟，以加快钻进过程钻渣沉淀。泥浆池挖好后，将粘土加水用制浆机具拌匀形成泥浆备用。
二、主要施工步骤
泥浆护壁施工法：平整场地泥浆制备埋设护筒铺设工作平台安装钻机并定位钻进成孔清孔并检查成孔质量下放钢筋笼灌注水下混凝土拔出护筒检查质量。
1、泥浆制备
泥浆制备根据施工机械、工艺及穿越土层情况进行配合比设计，宜选用高塑性黏土或膨润土。现场应设置泥浆池和泥浆收集设施，废弃的泥浆、渣应进行处理，不得污染环境。
2、钻孔
开钻前及钻进过程中经常测量校核桩位，保证桩基中心位置正确，根据地质情况及泥浆补给情况控制钻进速度，随时补充损耗、漏失的泥浆。泥浆护壁施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，及时调整泥浆指标，以防坍孔。应经常检测钻机平整度，固定钻（冲）机应牢靠，钻（冲）机主轴中线应与桩位中心处于同一直线上，及时纠正钻机偏斜或位移。及时、准确做好钻孔记录，并与图纸地质资料相对照，如不相符，应及时向施工技术员及监理工程师汇报。
钻孔达到设计深度后，采用检孔器对孔深、孔径、孔形和斜度进行检查，符合要求则应立即进行清孔。清孔目的是抽换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀物，尽量减少孔底沉淀层厚度。设计未要求时端承型桩的沉渣厚度不应大于100mm；摩擦性桩的沉渣厚度不应大于300mm。
3、吊放钢筋笼
钢筋笼加工应符合设计要求。钢筋笼制作、运输和吊装过程中应采取适当的加固措施，防止变形，须注意在钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的垫块。钢筋笼起吊入孔一般采用吊机，无吊机亦可采用钻机钻架、灌注塔架。
吊放钢筋笼前，应对钢筋笼的钢筋直径、根数及笼的尺寸、制作及电焊质量按设计和规范要求进行检验，检验合格才能吊放，否则应进行整修或重做。吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁，就位后应采取加固措施固定钢筋笼的位置。
吊放钢筋笼时应注意不得碰撞孔壁，防止塌孔及将杂物带入孔内。钢筋笼分段吊装，焊接采用帮条焊，焊接质量应保证。钢筋笼逐段下放时应校正轴线位置，不得扭转变形。
4、水下混凝土灌注
灌注前首先必须保证搅拌机设备生产混凝土能力应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。混凝土浇筑前应对桩孔的直径、深度、垂直度、孔底沉渣厚度、以及钢筋笼下放的位置和固定进行检查，符合规范要求后方可浇灌混凝土，浇灌混凝土时要注意控制混凝土的配合比和坍落度。一般用导管灌注混凝土，内径为200～350mm，视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压合接头抗拉试验，主意严禁用压气试压。
首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度和填充导管底部的需要。首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。灌注过程中及时检测混凝土页面高度，控制导管拔管节奏，不得将导管拔出混凝土液面，当混凝土液面标高达到设计标高时继续灌注约0.8～1.0m，以便凿除浮浆后的桩顶混凝土能够达到设计强度。
三、施工中常见故障处理及预防
1、掉钻：对于钻孔桩，发生掉钻主要是由于操作人员对钻杆和钻头连接部位检查不周密，或拆装钻杆时不小心造成的；对于冲击钻，发生掉锤主要是因为冲程过大、钢丝绳断裂或卡锤造成。因此，掉钻事故应以预防为主，而预防掉钻主要应从加强操作人员的责任心抓起，严格按照操作规程操作，另外应备好打捞工具，以备万一发生掉钻时能尽快将钻头捞上来。
2、缩径：对于缩径，主要是由于钻锥或冲锤磨损过大后焊接不及时或因地层中遇有膨胀的软土、粘土泥岩造成的。前者应注意及时焊补钻锥，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁。已发生缩径时，应在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。
3、坍孔：仔细分析、查明原因和位置然后进行处理。坍孔不严重者，加大泥浆比重继续钻进，严重者回填重钻。出现流沙现象后，增加泥浆比重，提高孔内压力或粘土作成大块或泥砖投入，必要时投入小片石，用钻头冲击将小片石挤入流沙层，加强孔壁，堵住流沙。弯孔不严重时，重新调整钻机继续钻进；发生严重弯孔、梅花孔、探头石时，回填修补，必要时反复几次修孔，采用上下反复扫孔的方法，恢复孔径。发生卡钻时，不强提，以免掉钻或坍孔，查明原因和钻头位置，采用晃动大绳或钻头以及其他措施，使钻头松动后再提起。发生掉钻时，及时摸清情况，查明原因，采取有效措施，尽快处理。如钻头被埋住，首先清除泥浆，进行打捞。
4、斜孔、螺栓孔：斜孔和螺栓孔是由于钻机位置不正、钻杆不直、钻台中心和钻杆中心不在同一垂直线上造成的。预防的措施是：检查钻机的就位情况，确保钻杆垂直，钻机稳定。成孔过程中应注意检查桩孔情况，如发生不正常情况，则应分析其原因，制定相应对策。对已形成的斜孔，要用粘土回填稳定后重新施工。
5、断桩：这是最严重的事故，由于多种原因造成的灌注混凝土的失败、灌注过程中的停顿时间过长、混凝土中个别段强度达不到要求等，均会造成断桩。归纳起来，造成断桩的原因主要有混凝土堵管、导管拔不出、导管折断、首批混凝土量计算错误、灌注混凝土过程中塌孔、机械故障等。
断桩防治措施：控制混凝土质量，塌落度、和易性等要符合要求，灌注时间较长的大直径长桩混凝土配合比中宜掺加缓凝剂。准确计算首批混凝土所需的量，要能保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1.0m。根据已灌混凝土深度及导管埋深及时提升导管并拆下多余的导管。钢筋笼制作一般采用对焊，以保证焊口平顺，采用搭接焊时，要保证焊缝不要在钢筋笼内形成错台，以防钢筋笼卡主导管。严格对导管检漏和抗拉力试验，以防渗漏。机械设备要有备用，材料要准备充足，以保证混凝土能连续灌注。
灌注水下混凝土是一项技术性很强的工作，对成孔质量、护壁性能以及砼质量要求很高。施工中必须严格按操作规程进行，否则将有可能发生钢筋笼难以下放、导管与钢筋笼挂卡、导管埋入深度不够、导管拔不出来等事故而造成断桩。另外，混凝土拌合质量不匀和导管不在孔中心也有可能导致断桩。因此，断桩的预防措施除应经常检查导管及其连接情况外，加强施工人员的工作责任心同样是重要的方面。
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【关键词】：钻孔灌注桩；反循环；水下混凝土
中图分类号：U443.15+4文献标识码： A 文章编号：
引言
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，形成上述质量通病的原因是该工艺采取了高浓度、高密度泥浆介质（冲洗液）施工的结果。为解决这个难题工程技术人员经过总结、探索，积极研究推广钻孔反循环制桩工艺。
一、反循环钻孔灌注桩施工工艺特点
通过泵吸、射流抽吸、充气送入压缩空气,使钻杆内腔形成负压或充气液柱产生压差,使经过钻杆与孔壁间的环状空间流向孔底的泥浆,携带钻头切削下来的钻屑,由钻杆内腔高速返回地面泥浆池。由于泥浆上返速度快,排渣能力强,对孔壁的冲刷作用小,在孔壁上形成的泥皮相对较薄,成孔质量好。主要适用于地下水位较高的软、硬土层,如淤泥、黏性土、砂土、软质岩等土层应用。
二、桩位放样
所有桩位用全站仪精确测定，在桩位精确打入标志物，沿桩位顺轴线方向摆放枕木和铁轨并固定，用垂直轴线和平行轴线方向的“＋”字交会法将桩位反映到枕木和铁轨上，钉上铁钉，标上油漆。成桩后确保边桩桩位允许偏差d/6且不大于100mm，中间桩桩位允许偏差d/4且不大于150mm。
三、护筒埋设
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,在地下水位以下的孔壁土再静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流沙现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头,增加孔内静水压力,能稳定孔壁、防止塌孔。护筒除起到这个作用外,同时还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用。
采用钢质护筒,对于旋转钻护筒直径比设计桩径大20cm,对于冲击钻护筒直径比设计桩径大40cm,长度不小于180cm。
护筒顶高出地下水位:1.5m～2.0m。
护筒顶高出原地面20cm～30cm。
护筒底部与土层相接处用粘土夯实,护筒外面与原土之间也要用粘土填满夯实,严防地表水顺该处渗入。
护筒接头处,要求内部无突出物,能耐拉压,不漏水。
护筒平面位置偏差不得大于5cm,倾斜度不得大于1%。
钻孔
根据场地地层特点选择使用两翼或三翼钻头。钻头直径均不小于设计和规范要求。制备的泥浆性能指标：密度1.05~1.15；粘度17~25s；含砂率＜6%；PH值7~9。钻进机就位后，采用水平尺校正钻机水平度及立轴垂直度，以便确保垂直度偏差≤1%。对上部地层采用小参数正循环及轻压慢转方法，控制钻速，而后逐步改用泵吸反循环工艺为主的成孔方法。第一个桩孔钻至持力层后，邀请了甲方、设计、勘测、监理等有关人员共同对桩孔持力层进行了确认。其余各施工桩孔钻至持力层后，均及时通知了甲方、监理等有关人员共同鉴定，认为符合要求后再按进入持力层深度要求将孔钻至设计标高。钻孔过程中，桩径允许偏差－0.1d且≤－50mm；垂直度允许偏差≤1%H。
五、第一次清孔
成孔后，进行第一次清孔。在终孔时停止钻具回转，将钻具提离孔底50~80cm，维持冲洗液的循环，采用反循环工艺，缓慢回转，同时加大泵量，每隔10min，将钻具提高2~3m，再缓慢回转到底，直至排出泥浆符合要求为止。同时，清孔时泵吸量进行了合理控制，以避免过大吸垮孔壁。
六、钢筋制作与安装
钢筋笼主筋接头采用双面搭接焊,每一截面上接头数量不超过50%,加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼的材料、加工、接头和安装,符合要求。钢筋骨架的保护层厚度可用同标号混凝土旋转垫块。设置密度按竖向每隔2m设一道,每一道沿圆周布置4个～6个。
钢筋笼制作完成后,骨架安装采用汽车吊,为保证骨架不变形,须用两点吊:第一吊点设在骨架的下部,第二吊点设在骨架长度的中点到三分点之间。起吊时先提第一吊点,使骨架稍稍提起,再与第二吊点同时起吊,待骨架离开地面后,第一吊点停止起吊,继续提升第二吊点。随着第二吊点不断提升,慢慢放松第一吊点,直到骨架同地面垂直,停止起吊。检查骨架是否顺直。骨架入孔时应慢慢下放,严禁摆动碰撞孔壁。将骨架临时支撑于护筒口,再起吊第二节骨架,使上下两节骨架位于同直线上进行焊接,焊接时应先焊顺桥方向的接头,最后一个接头焊好后,全部接头就可以下沉入孔,直至所有骨架安装完毕。并在孔口牢固定位,以免在灌注混凝土过程中发生浮笼现象。
钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为:主筋间距±10mm;箍筋间距±20mm;骨架外径±10mm;骨架倾斜度±0.5％;骨架保护层厚度±20mm;骨架中心平面位置20mm;骨架顶端高程±20mm;骨架底面高程±50mm。
七、导管的安装
导管采用直径300mm×3.5mm×3m无缝钢管,接口严密,密封性好。刚性强,不易变形。在使用前首先进行导管水密性检验,并检查密封垫好坏和导管内是否有残物,使用后将导管清洗干净,涂油保护螺栓并堆放整齐。
导管采用一台吊车吊装.吊装前应根据孔深算出导管长度,下导管过程中要逐个记录导管顺序及每节长度对准孔位中心吊装。
八、第二次清孔
导管入孔后，再次测定孔底沉渣厚度超过规定时，应采用泵吸反循环工艺进行二次清孔。清孔时应逐渐稀释泥浆，其粘度控制在25~28s左右，清孔时间不少于10min。二次清孔结束后，用专用皮尺测量桩底沉渣，测定孔底沉渣≤5cm后方可停止清孔。二次清孔后要求30min内必须开始灌注混凝土，否则应重新清孔。
九、水下混凝土施工
开始灌注前，导管下端距孔底0.5-0.6m，把隔水塞用铁丝仅仅悬挂于导管内。先灌入一定质量的水泥砂浆（配合比为水泥：水：砂=1：0.5：1.5），再灌入设计要求的混凝土，初灌后检查混凝土面高度，保证埋管深度大于1.5米。混凝土均匀连续的注入导管，严禁中途停工，满足埋管深度要求并及时测量孔内混凝土面高度，适时拆卸倒灌，导管和埋置深度控制在2-7米。灌注过程中注意观察孔口返水情况，若出现返水偏小时，应检查原因及时处理，防止堵管事故发生。若发生堵管事故，则可以采取上下活动导管方法进行处理，要控制好高度，不得使导管埋深小于2m。灌注接近桩顶时，导管内外混凝土面高差减小，混凝土面上升困难，此时应控制到管内混凝土注入量，同时加密混凝土面高度测量次数，及时掌握灌注情况，为了保证桩头强度，混凝土超过设计标高50厘米.测量混凝土时，要从桩面对称的2个和4个位置测量混凝土面，最低处为混凝土面高度。测量时要及时、准确记录孔内混凝土量，混凝土面上升高度、导管拆除长度、导管埋深及孔内导管长度等数据，作为灌注桩水下混凝土灌注施工纪录的工程资料。此外，还应注意，混凝土要连续浇注,中断时间不超过30分钟。浇灌的桩顶标高应高出设计标高0.5m以上。泵送混凝土直接输送至工作面，施工中应保证场地清洁卫生,泥浆不可到处外溢,泥渣应及时清除。
结束语
总而言之，因反循环工艺对班组操作工人要求较高,实施起来有一定的难度,笔者建议加强班组操作工人的培训,再加以推广。当然反循环钻进也有自身的缺点如水泵故障多、纯钻进时间较正循环短、超径卵石层钻进困难以及循环系统复杂等,相信反循环工艺的不足之处会随着研究和应用的深入会逐步解决。
参考文献：
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【2】谷天本.蒋国盛.反循环钻孔灌注桩钻进技术探讨[J].山西建筑.2008
循环钻范文5
【关键词】正循环回旋钻；反循环回旋钻；钻孔灌注桩成孔；适应性
0 引言
我国在应用钻孔灌注桩对郑州黄河公路大桥完成直径220cm，孔深70m的摩擦桩施工中，使钻孔灌注桩的可施工桩径突破200cm大关，是国产回旋钻机向大口径发展的重要里程碑，1986年广东省九江大桥2*160独塔斜拉桥工程中又使用BDM-4型反循环钻机完成φ200-300嵌岩桩的施工，标志着我国应用循环钻机施工钻孔灌注桩的工艺日趋成熟。
1 正反循环钻机成孔的原理
灌注桩是一种极为有效，安全可靠的基础形式，它具有将上部结构荷载传递到深层稳定的土层中，大大减少基础沉降的优点，因此成为目前建设工程中使用较广泛的一种桩基。灌注桩的施工大多是在地下或水下完成，施工工序多，导致了质量控制难度大。反循环回旋钻相较于正循环回旋钻，在保持成孔速度快，噪音低，机身高度小，振动小，可成孔直径大，钻孔深度大等优点外，还具备泥浆质量要求低，清孔速度快，清孔效率高等特点，虽然也存在钻机结构复杂，造价偏高等缺点。
正循环：用高压将泥浆通过钻机的空心钻杆从钻杆底部射出，底部的钻头在回旋时，将土层搅松成钻渣，被泥浆浮悬，随着泥浆上升而溢出流到孔外的泥浆溜槽，经沉淀池净化，泥浆再循环使用，孔壁靠水头和泥浆保护，采用本法由于钻渣得靠泥浆浮悬才能上升携带排出孔外，故对泥浆的质量要求较高。
反循环：同正循环相反，泥浆由孔外流（注）入孔内，用真空泵或其他方式（如空气吸泥机等），将钻渣从钻杆中吸出，由于钻杆内径较孔径小得多，故钻杆内泥浆上升速度较正循环快很多，就是清水也可把钻渣带上钻杆顶端流向泥浆沉淀池，净化后泥浆可循环使用，本法的泥浆只起到辅助护壁作用，其质量要求较低，但如土层为易塌土层，则仍需用高质量泥浆。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，能携带较大的土渣。
2 正反循环回旋钻的优缺点
正循环回旋钻：钻进与排渣同时连续进行，故正循环回旋钻的成孔速度较快，钻孔深度较大，最大深度可达100米，缺点是需设置泥浆槽、沉淀池、储浆池等，施工场地占地面积较大，需要大量地水和原料，机具设备复杂，机械故障较多，最大的缺点是由于泥浆较稠，故孔壁的泥浆厚度常达5～7cm，大大降低了桩周摩擦力，因而正循环回旋钻机发展趋势比较缓慢。
反循环回旋钻：排除钻渣连续性好，速度较正循环快，功效较高，目前此类钻机最大嵌岩桩钻孔孔径可达250cm，普通土层钻孔直径可达300cm，深度可达80～120cm，钻进岩层的岩石强度可达180MPa左右，这类钻机排渣无需泥浆，在孔壁十分稳定的地层中甚至可以用清水，在孔壁不稳定的地层中，出于固壁的特殊需要，必须调制优质泥浆，但其造浆原材料的用量远远低于正循环，反循环回旋钻机的最大优点是孔壁保护膜较薄，不会太多影响桩的摩擦力，其缺点是扩孔率大于正循环回旋钻机，并且钻机结构较正循环钻机更为复杂，造价偏高，特别是钻孔直径达到300cm和孔深达到100m以上实造价会更高，尽管如此，目前反循环回旋钻在桥梁钻孔灌注桩成孔中仍处于主导地位。
二者噪音都较小，机身高度中等，振动小，成孔速度快。
3 适合地质条件
正循环回旋钻：黏性土，粉砂，细中粗砂，含少量砾石、卵石（含量少于20%）的土、软岩。
反循环回旋钻：黏性土，砂类土，含少量砾石、卵石（含量少于20%，粒径小于钻杆内径2/3）的土。
4 正反循环钻机钻进成孔
4.1 开孔钻进的控制
对正循环，应稍提钻杆，启动泥浆泵和转盘使之空转一段时间，使泥浆由泥浆泵从泥浆池输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口在护筒出进行造浆，待泥浆均匀后以低档速进行钻进，钻至护筒脚下1m后，再按正常速度钻进。钻进过程中必须保持钻孔的垂直，并保证孔内水位高于地下水位。
对反循环，先将钻头提高距孔底约20cm，将真空泵加足清水，然后启动真空泵，抽出管路内的气体，待泥浆泵充满水时，关闭真空泵，启动泥浆泵，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环后，启动钻机，慢速开始钻进。待一节钻杆钻完时，停钻沉淀，关闭泥浆泵，接长钻杆钻进。
4.2 正反循环钻机钻进过程的差别
正循环钻进时，进尺适当控制，在护筒刃脚处，低档慢速钻进，使刃脚处有坚硬的泥皮扩壁。钻至刃脚下1m后，再按土质以正常速度钻进。黏土中钻进，由于泥浆黏性大，钻锥受阻力也大，易糊钻，选用尖底钻锥、中等钻速、大泵量、稀泥浆；砂土或软土层钻进时，易坍孔，选用平底钻锥、控制进尺、轻压、低档慢速、大泵量、稠密泥浆；在轻亚黏土或亚黏土夹卵、泥石层中钻进时，因土层太硬，会产生钻锥跳动、钻机运转困难、钻杆摆动幅度加大和钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏，采用低档慢速、优质泥浆、大泵量、两级钻进的方法钻进。待终孔后检查钻孔直径和竖直度，用探笼吊入孔内，圆笼中心与钻孔中心一致，如上下各处均无挂碍，则钻孔直径和倾斜度符合要求。
对于反循环回旋钻，在硬黏土中钻进时，用一档钻进，放松起吊钢丝绳，自由进尺。在普通黏土、砂黏土中钻进时，用二、三档钻进，自由进尺，以免陷没钻头或抽吸钻渣的速度跟不上。遇地下水丰富、易坍孔的粉砂土用低档慢速钻进，减少钻进对粉砂土的搅动，同时加大泥浆比重和提高水头，以加强护壁防止坍孔。钻进中，稍提钻杆以减压钻进，使钻锥回转平稳，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。
正反循环回旋钻机开钻前应调制足够数量的泥浆，钻进过程中如泥浆有损耗、漏失，应迅速补充。并按时检查泥浆指标。每钻进2m或底层变化处应在泥浆中捞取钻渣样品，查明土层类别并记录，以便与设计资料核对。
5 清孔方式
5.1 正循环钻机清孔
当使用正循环回旋钻机钻进时，终孔后，易采用换浆法清孔。停止钻进，稍提钻锥离孔底10～20cm空转，并保持泥浆正常循环，以中速压入比重为1.03～1.10的较纯泥浆，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出，使清孔后泥浆的含砂率降到2%以下，黏度为17～20s，相对密度为1.03～1.10，且孔底沉淀土厚度不大于设计规定的数值，即可停止清孔。根据钻孔直径和深度，换浆时间约为4～8h。这种清孔方式不需另加机具。且孔内仍为泥浆护壁，不易坍孔。缺点是清孔不彻底，混凝土质量较难保证，而且清孔时间太长。
5.2 反循环钻机清孔
当使用反循环回旋钻机钻进时，终孔后，易采用抽浆法清孔。可在成孔后停止钻进，利用反循环系统中的泥石泵持续吸渣5～15min左右，使孔底钻渣清楚干净。这种清孔方式在反循环钻机成孔施工中使用同样不需要另加机具，清孔较彻底，但孔壁易坍塌的土层在使用抽浆法时，操作要注意，防止坍孔。
6 结语
总而言之，钻孔灌注桩基础日益成为软弱地基上工业建筑、高层楼宇、桥梁码头及重型仓储等工程经常采用的一种深基础形式，其成孔的方法很多，正、反循环回旋钻成孔法由于施工噪音小，对土层扰动小，振动力小，成孔速度快，因此在钻孔灌注桩施工中得到了广泛的应用，同时受到施工单位的高度重视。
参考文献：
循环钻范文6
关键词：市政桥梁；桩基施工；反循环钻成孔
随着时代的发展和社会经济的进步，我国公路建设规模越来越大，市政桥梁也取得了不错的成果，施工技术日趋成熟。在桥梁桩基施工中通常采用的都是钻孔灌注桩方法，并且最为常见的就是反循环钻成孔技术，这种施工技术具有一系列的优点，比如较好的钻进速度、较好的排渣连续性、较薄的孔壁护膜等等，这样可以有效的保持桩基的摩擦力。
1 工程概况
本市政桥梁工程的主桥有着500米长，宽在30米左右，高在10米左右；而引桥的长度则有950米，宽在8米左右，高度是5米；中桥的长度是70米，宽是11米，高度在12米左右；桩基础采用的钻孔灌注桩，一共使用了121根，有效长度在50米；桩基的地质条件是下面的是花岗岩石，上面的是砂、砂砾以及亚麻土等等。
2 反循环钻成孔技术适用范围及原理概述
在通常情况下，地层是填土、淤泥、粘土、粉土以及砂土和砂砾等情况下都可以采用反循环钻成孔的技术；如果是软岩的情况下，那么钻头就可以采用圆锥式的；如果是硬岩的情况，那么钻头就可以采用滚轮式的；如果是自重湿陷性的黄土层，或者是没有地下水的地层，通常情况下是不宜采用反循环钻成孔技术的。并且，在大卵砾石层、大弧石层以及大抛石层中，也是不宜采用反循环钻进成孔技术的，因为这些地质会严重影响到钻进的效率。
反循环钻成孔技术的施工方法主要是将护筒设置在桩顶处，护筒的直径要大于桩径，护筒内的水位也应该比自然地下水位至少高出2米，同时，孔壁净水压力不能小于0.02兆帕，只有这样，孔壁才不会出现坍塌等情况。当钻机开始运转后，钻杆端部的钻头会随着旋转盘的转动而工作，将破碎的岩土进行切削，然后钻孔与孔壁之间的环状空间中就会流入冲洗液，然后流入孔底，对钻头进行冷却，并且还会携带一些钻土，在负压的作用之下，钻杆内腔的混合液就会升到地面的泥浆池中，进行净化，这些得到净化的冲洗液又回到了孔内，这样反复工作，就形成了循环。
3 施工顺序
在市政桥梁桩基施工中应用反循环钻成孔技术，有着特定的步骤和顺序，通常情况下是设置护筒、将反循环钻进进行正确的安装，钻进到桩端的持力层，然后在对孔底沉渣进行测定的基础上，对孔底沉渣进行第一次的清理；将反循环钻机移走之后，就可以对孔壁进行测定，然后正确的插入导管和钢筋笼，这时候就可以对孔底沉渣进行第二次的清理，然后将混凝土灌注在水下，在灌注的同时，还需要将导管拔出；完成了混凝土的灌注工作之后，就可以将导管和护筒，成桩。
4 施工特点
反循环施工作业中非常关键的一个环节就是埋设护筒，这是因为反循环钻成孔施工技术的作业是在静水压力下进行的。
要想保证在没有套管的情况下，应用反循环钻成孔技术也不会出现坍孔等问题，那么就需要满足这几个条件，第一是孔壁周围的静水压力不能够小于0.02兆帕，护筒内的水位相较于地下水位，至少需要高出两米；二是在泥浆造壁方面，在钻进的过程中，孔内泥浆在不断循环的基础上，还会在孔壁上形成泥浆膜。泥浆可以填密实钻孔内不同土层之间的空隙，从而在很大程度上减少孔内的漏水情况；并且对于孔壁的稳定和孔内水压的稳定也有着很大的帮助；它还可以对悬浮颗粒的沉降发生延缓的作用，在沉渣的处理方面也更加的方便。三是需要保证泥浆的比重是合理的，在通常情况下，如果钻进粘土和粉土层时，采用的是1.02到1.04之间的泥浆比重，那么钻进砂或砂砾等土层中时，就需要将1.05到1.08作为泥浆的比重，这是因为砂土层容易出现坍孔等现象。四是在钻进的时候，要对孔内缓慢的泥浆流速进行保持。五是保持适当的钻进速度，不能太快，也不能太慢。钻进速度会受到很多因素的影响，比如钻深、桩径、土质以及钻头的种类等等。并且，在钻进砂或者砂砾层的时候，还需要将形成泥膜所需的时间充分的纳入考虑的范围，如果钻进的是粘性土，那么就需要将泥浆泵的能力充分的纳入考虑的范围；需要特别注意的是，在钻进的时候，要对泥浆的浓度进行严格的控制。与旋转盘离开30米处也可以进行反循环钻机的操作，这样就可以更加方便的应用反循环钻成孔技术。
5 施工要点
在对施工现场进行规划的时候，需要合理的安排冲洗液循环、排水以及清渣等系统，只有这样，在反循环施工中，才可以通常的循环冲洗液，同时在彻底排放污水的基础上，保证能够顺利的清除钻渣。
如果钻进的土层有着很小的粘性，那么就需要将一些必要的材料添加在泥浆中，从而保证粘度能够达到相应的要求，比如MC或者膨润土。在成孔的时候，有些情况也是可以添加膨润土的，比如稀释地下水减小了泥浆比重等。
为了达到净化清洗液的目的，在钻进清水的时候，在沉淀池中，通过重力沉淀的作用可以有效的清除钻渣；如果钻进的是泥浆，那么在除砂清渣的时候，就需要采用一些必要的机械装置，比如多级振动筛和旋流除砂器等等。
要保证有着开敞和规整的钻头吸水断面，这样可以在减少流阻的基础上，防止一些杂物堵塞水口的情况，比如砖块、卵石等等。要保证钻头体吸口端与钻头底端高度在250毫米以内；钻杆内径应该大于钻头体吸水口的直径；钻杆内径还需要大于碎砖和卵石等的尺寸。
如果采用的钻进方式是泵吸反循环，那么对离心泵启动之后，需要等到反循环正常之后，才能够进行接下来的操作步骤。在刚开始钻进的时候，应该按照轻和慢的原则，等到钻头工作恢复正常之后，就可以对转速逐渐的加大，同时对压力进行必要的调整，以免出现堵水的现象。如果钻进时选用的方式是气举反循环，那么就需要在动力头开动之前，将空压机开开，进行必要的送风吸泥工作，这样就可以保证洗渣口不会出现堵塞等情况；在停钻的时候，首先需要对钻进进行停止，然后是动力头，最后才是停风。
6 反循环钻成孔技术的优点和缺点
优点：这种技术有着较低的噪声和较小的振动，施工的桩可以有很大的直径，很大的深度；孔壁的保护可以采用天然的泥浆；施工的范围很广，几乎所有的土层和岩层中都可以应用这项技术，并且如果遇到了岩石，可以采用特殊的钻头；如果施工是在水上，也可以采用这种技术；有着较快的钻进速度等等。
缺点：如果卵石层或者漂石大于钻头吸渣口的直径，那么就很难钻进；如果有地下水路存在土层中，或者土层的承压水有着较高的压力，那么就很难进行成孔；并且如果水压头和泥浆的比重不是十分的科学，就会发生坍孔的问题。切削出来的土砂中往往含有较多的水分，这样就很难进行弃土的工作；在处理废泥水时，需要比较大的工作量。
7 结语
在市政桥梁桩基施工中应用反循环钻成孔技术，具有一系列的优势，因此就需要大力的推广。
参考文献
