十三讲 泥浆性能指标及成孔质量检测
泥浆性能指标
1、泥浆性能指标检测
（3）含砂率 仪器设备：含砂率计 操作步骤： 工地可用含砂率计(图3-7 )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，将仪器口塞紧摇动 lmin，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直 静放3min，仪器下端沉淀物的体积(由仪器 刻度上读出)乘2就是含砂率(有一种大型的含 砂率计，装900mL的，从刻度读出的数不 乘2即为含砂率)。
一、泥浆性能除了相对密度、含砂率、粘度这三大指标外 ，还有下列性能指标评价，根据工程环境需要也可以做相 应检测试验。（1）静切力；（2）胶体率；（3）失水率 和泥皮厚；（4）酸碱度。
二、检测标准：《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 （GB50202-2002）；《建筑桩基技术规范》（JGJ942008）；《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011 ），这些标准都对混凝土灌注桩泥浆性能做了要求。
易坍地层 1.20~1.45 19~28 8~4≥96 ≥96
一般地层 1.02~1.06 16~20 ≤4 反循环 易坍地层 1.06~1.10 18~28 ≤4
卵石土 1.10~1.15 20~35 ≤4
≥95 ≥95 ≥95
推钻冲抓 一般地层 1.10~1.20 18~24 ≤4 ≥95
冲击 易坍地层 1.20~1.40 22~30 ≤4 ≥95
1 任务导入 2 相关知识 3 操作活动 4 成绩评定 5 课后思考题 6 知识拓展
任务导入 某桥梁基层采用钻孔灌注桩，在灌注混凝土前需
要对桩内泥浆的性能进行检测。主要检测有泥浆 相对密度、含砂率、粘度这三大指标。
钻孔灌注桩调制的护壁泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当配合比
1、泥浆性能指标检测
某泥浆性能指标的测定方法
泥浆性能指标的测定方法1、相对密度泥浆的相对密度的测定施工现场一般是采用泥浆相对密度计来测定。
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，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。
2、粘度用工地标准漏斗粘度计测定。
用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆，通过虑网虑去大砂粒后，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。
校正方法：漏斗中注入700mL清水，流出500mL，所需时间应是15s，其偏差如超过+1s，测量泥浆时应校正。
3、含砂率施工现场用含砂率计测定含砂率，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，仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。
4、静切力工地用不锈钢泥浆切力计测定。
泥浆切力可用下式计算：θ＝(α-Fhr)/(Sh+F)式中：θ－泥浆切力，α－切力计重计F －切力计横断面面积r－泥浆的容重h－切力计沉入泥浆中的深度S－切力计横断面周长切力计用厚度0.7㎜不锈钢板卷制焊成，中空、不漏水，要求尺寸与制成后的重力符合要求。
切力计两边从底边向上刻划有尺度，精度至㎜。
泥浆筒用铝合金制成，要求不漏水，尺寸符合要求。
另外需设置2根圆棒。
量测时，先将1500mL泥浆搅匀后，倒入泥浆筒中。
将两根圆棒平行置于泥浆筒顶面中间，两棒间距约2㎝。
再将切力计慢慢竖直插于两棒之间沉放泥浆中，待其下沉稳定后，从切力计上读出沉入泥浆深度h，用相对密度计测出泥浆重度，带入公式，即可计算出该泥浆的初切力。
取出切力计，擦净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆，静止10min，再用切力计测算初的切力为终切力。
计算出的切力单位为N/c㎡。
5、失水率施工现场一般可以采用滤纸法测定，用一X12㎝×12㎝的滤纸，至于水平玻璃板上，中央画一直径3㎝的圆，将2mL的泥浆滴入圆圈内，30min后测量湿圆圈的平均半径，减去泥浆坍平后泥皮的平均半径，即失水率。
泥浆性能指标
1、泥浆性能指标检测
（3）含砂率 仪器设备：含砂率计 操作步骤： 工地可用含砂率计(图3-7 )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，将仪器口塞紧摇动 lmin，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直 静放3min，仪器下端沉淀物的体积(由仪器 刻度上读出)乘2就是含砂率(有一种大型的含 砂率计，内装900mL的，从刻度读出的数不 乘2即为含砂率)。
水提高水头(≧2m)维护孔壁； (4)若当地缺乏优良粘质土，远运膨润土亦很困难，调制不出合格泥浆时可掺
用添加剂改善泥浆性能。 (5)直径大于2.5m的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，泥浆的选择应根据
钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂 ，覆盖层较厚，护筒下沉不到岩层的情况下，宜使用丙烯酞胺即PHP泥浆， 此泥浆的特点是不分散、低固相、高粘度。
1、泥浆性能指标检测
（2）粘度ᵑ 仪器设备：粘度计 操作步骤：用工地标准漏斗粘度计测定，粘
度计如图3-5所示。用两端开口量杯分别量取 200mL和5OOmL泥浆，通过滤网滤去大砂粒 后，将泥浆700mL均注人漏斗，然后使泥浆 从漏头流出，流满5OOmL量杯所需时间(s)，即为所测泥浆的粘度。 校正方法：漏斗中注人700mL清水，流出5OOmL，所需时间应是 15s，其偏差如超过士1s,测量泥浆粘度时应校正。
序号
检测 项目
1 职业
2 修养
3
4
5
6 专业 7 能力
8
9
综合评价
任务
检测内容及要求
安全、纪律 文明、礼仪、行为习惯
工作态度 专业知识 试验步骤 实际操作 处理数据 协调分工
评价
泥浆性能指标
序号
检测 项目
1 职业
2 修养
3
4
5
6 专业 7 能力
8
9
综合评价
任务
检测内容及要求
安全、纪律 文明、礼仪、行为习惯
工作态度 专业知识 试验步骤 实际操作 处理数据 协调分工
评价
配分
学员 自评
10
5 5 15 15 25 15 10
学员 互评
教师 评分
得分
1、泥浆性能的三大指标是什么？ 2、三大性能指标分别怎么进行检测？
配制而成，应根据钻孔方法和地层情况采用不同的性能指标，具体指标可参
照表3-19选用。 泥浆性能指标
表3-19
钻孔方法 地层情况
相对 密度
泥浆性能指标
粘度 含砂率 胶体率 失水率
泥皮厚 静切力 酸碱度
(Pa.s) (%)
(%) (ml/30min) (mm/30min) （Pa） （pH）
一般地层 1.05~1.20 16~22 8~4 ≥96 正循环
1 任务导入 2 相关知识 3 操作活动 4 成绩评定 5 课后思考题 6 知识拓展
任务导入 某桥梁基层采用钻孔灌注桩，在灌注混凝土前需
要对桩内泥浆的性能进行检测。主要检测有泥浆 相对密度、含砂率、粘度这三大指标。
钻孔灌注桩调制的护壁泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当配合比
一、泥浆性能除了相对密度、含砂率、粘度这三大指标外 ，还有下列性能指标评价，根据工程环境需要也可以做相 应检测试验。（1）静切力；（2）胶体率；（3）失水率 和泥皮厚；（4）酸碱度。
二、检测标准：《建筑地基基础工程施工质量验收规范》 （GB50202-2002）；《建筑桩基技术规范》（JGJ942008）；《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011 ），这些标准都对混凝土灌注桩泥浆性能做了要求。
钻孔泥浆性能指标测定方法
钻孔泥浆性能指标测定方法（仪器：泥浆比重计三件套）1、相对密度可用泥浆相对密度计测定，其方法是将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并清洗从小孔中溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。
2、粘度可用标准漏斗粘度计测定，其测定方法是用两个开口杯分别量取200ml和500ml的泥浆，通过过滤网滤出砂粒后，将700ml 泥浆注入漏斗，然后使泥浆从漏斗中流出，流满500ml量杯所需的时间（s），即为所测泥浆的粘度。
3、静切力可用浮筒切力计测定，其测定方法是将约500ml泥浆搅拌均匀后，立即倒入切力计中，将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆接触时，轻轻放下，当它自由下降到静止不动时，即静切力与浮筒重力平衡时，读出浮筒上泥浆面所对的刻度，即为泥浆的初切力。
取出切力筒，擦净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆后，静止10min，用上述方法量测所得为泥浆的终切力。
4、含砂率可用含砂率计测定，其测定方法是将调好的泥浆50ml 倒进含砂率计，然后再倒清水，将仪器口塞紧摇动1min，使泥浆与水混和均匀，再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。
5、胶体率的测定方法是将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，测量其体积如为Lml，则胶体率为（100-L）％。
6、失水率（ml/30min）的测定方法是用一张12cm×12cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的园圈，30min后，测量湿园圈的平均直径减去泥浆坍平的直径（mm），即为失水率。
在滤纸上量出的泥浆皮的厚度即为泥皮厚度。
7、酸碱度的测定方法是取一条PH试纸放在泥浆面上，0.5s后拿出来与标准颜色相比，即可读出酸碱度值。
8、在钻孔施工中，泥浆可采用泥浆取样盒取样，其取样方法是用双绳控制取样盒的深度和阀门开关，当一绳将取样盒下吊到孔中取样部位时，另一绳提升，关闭阀门，上提取样盒出孔口，即完成取样。
泥浆性能指标试验
泥浆性能指标试验
一、泥浆比重试验：
1．试验仪器：泥浆比重计
2．试验方法：将要测定的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，再置于支架上，移动游码，使杠杆水平，读出游码左侧的刻度即为泥浆的相对密度。
图-1为国内常用NB-1型泥浆比重计：
NB-1型泥浆比重计
NB-1
1
2
斗中加满
正）
图-2
1
2
摇振。
待砂子沉淀后，读出砂子的百分含量。
将仪器清洗并擦干，收入箱内。
图-3为NA-1型泥浆含砂量计。
四、泥浆胶体率试验：
1．试验仪器：带刻度量杯
2．试验方法：泥浆的胶体率是泥浆中粘土水化分散程度及其悬浮状态稳定性的简易且有效的衡量。
将100mL泥浆倒入有刻度的量筒中，静置24h，观察泥浆析出水分的情况。
如上部析水5mL，则表明泥浆胶体率为95%。
一般要求泥浆的胶体率在96%以上。
五、泥浆失水率和泥皮厚度试验：
仅供个人学习参考
可采用教材推荐滤纸试验方法。
此外也可采用专门试验仪器测定，如NS-1型气压泥浆式失水量测定器（图-4）适用于现场或实验室测量泥浆失水量，一定体积的泥浆在规定空气压力下流出的滤液量即为失水量。
图-4NS-1型气压泥浆式失水量测定器图-5ZNS型泥浆失水量测定仪ZNS型泥浆失水量测定仪(图-5)
该仪器使用于测量钻孔泥浆（在定压力作用下，以一定过滤面积条件下和在一定时间内）的静失水量，同时也可测量钻井泥浆失水后所形成的泥饼厚度。
六、泥浆酸碱度试验：
采用PH试纸测定。
仅供个人学习参考。
泥浆性能指标
≤25 ≤15 ≤20 ≤20 ≤20 ≤20 ≤20
≤2
1.0~2.5 8~10
≤2
3~5 8~10
≤3
1~2.5 8~10
≤3
1~2.5 8~10
≤3
1~2.5 8~10
≤3
1~2.5意:
(1)地下水位高或其流速大时，指标取高限，反之取低限； (2)地质状态较好，孔径或孔深较小的取低限，反之取高限； (3)在不易坍塌的粘质土层中，使用推钻、冲抓、反循环回转钻进时，可用清
序号
检测 项目
1 职业
2 修养
3
4
5
6 专业 7 能力
8
9
综合评价
任务
检测内容及要求
安全、纪律 文明、礼仪、行为习惯
工作态度 专业知识 试验步骤 实际操作 处理数据 协调分工
评价
配分
学员 自评
10
5 5 15 15 25 15 10
学员 互评
教师 评分
得分
1、泥浆性能的三大指标是什么？ 2、三大性能指标分别怎么进行检测？
水提高水头(≧2m)维护孔壁； (4)若当地缺乏优良粘质土，远运膨润土亦很困难，调制不出合格泥浆时可掺
用添加剂改善泥浆性能。 (5)直径大于2.5m的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高，泥浆的选择应根据
钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂 ，覆盖层较厚，护筒下沉不到岩层的情况下，宜使用丙烯酞胺即PHP泥浆， 此泥浆的特点是不分散、低固相、高粘度。
1 任务导入 2 相关知识 3 操作活动 4 成绩评定 5 课后思考题 6 知识拓展
任务导入 某桥梁基层采用钻孔灌注桩，在灌注混凝土前需
泥浆性能指标的测定方法
泥浆性能指标的测定方法1、相对密度泥浆的相对密度的测定施工现场一般是采用泥浆相对密度计来测定。
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，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。
2、粘度用工地标准漏斗粘度计测定。
用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆，通过虑网虑去大砂粒后，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。
校正方法：漏斗中注入700mL清水，流出500mL，所需时间应是15s，其偏差如超过+1s，测量泥浆时应校正。
3、含砂率施工现场用含砂率计测定含砂率，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，仪器下端沉淀物的体积乘2就是含砂率。
4、静切力工地用不锈钢泥浆切力计测定。
泥浆切力可用下式计算：θ＝(α-Fhr)/(Sh+F)式中：θ－泥浆切力，α－切力计重计F －切力计横断面面积r－泥浆的容重h－切力计沉入泥浆中的深度S－切力计横断面周长切力计用厚度0.7㎜不锈钢板卷制焊成，中空、不漏水，要求尺寸与制成后的重力符合要求。
切力计两边从底边向上刻划有尺度，精度至㎜。
泥浆筒用铝合金制成，要求不漏水，尺寸符合要求。
另外需设置2根圆棒。
量测时，先将1500mL泥浆搅匀后，倒入泥浆筒中。
将两根圆棒平行置于泥浆筒顶面中间，两棒间距约2㎝。
再将切力计慢慢竖直插于两棒之间沉放泥浆中，待其下沉稳定后，从切力计上读出沉入泥浆深度h，用相对密度计测出泥浆重度，带入公式，即可计算出该泥浆的初切力。
取出切力计，擦净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆，静止10min，再用切力计测算初的切力为终切力。
计算出的切力单位为N/c㎡。
5、失水率施工现场一般可以采用滤纸法测定，用一张12㎝×12㎝的滤纸，至于水平玻璃板上，中央画一直径3㎝的圆，将2mL的泥浆滴入圆圈内，30min后测量湿圆圈的平均半径，减去泥浆坍平后泥皮的平均半径，即失水率。
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泥浆粘度计
（3）静切力 工地可用浮筒切力计测定。
ZQL 型泥浆切力计
1007 泥浆静切力计
量测时，先将约500mL泥浆搅匀后，立即倒入切力计中，将切
力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆接触时，轻轻放下，当它自由 下降到静止不动时，即静切力与浮筒重力平衡时，读出浮筒上泥 浆面所对的刻度，即为泥浆的初切力。取出切力筒，擦净粘着的 泥浆，用棒搅动筒内泥浆后，静止10min，用上述方法量测，所得 即为泥浆的终切力。它们的单位均为Pa，此切力计如买不到可自 制。
含砂率计
（5）胶体率(％)
胶体率是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。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％。 （6）失水率(mL/30min) 用—张 12cm×l2cm 的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直 径 3cm 的圆，将 2mL 的泥浆滴入圆圈内，30min 后，测量湿圆
灌注桩，通常以泥浆进行护壁，为湿作业施工。成孔后孔中充满
泥浆而无法目测或入下到孔内进行检查，孔壁的形状、垂直度和 沉淀土厚度等只能通过仪器进行检测。 下面主要介绍湿作业灌注桩成孔质量检查的主要内容及其相 应的方法。
1、桩位偏差检查
基桩施工前应按设计桩位平面图落放桩的中心位置，施工
结束后应检查中心位置的偏差，并应将其偏差绘制在桩位竣工
ZQL 型泥浆切力计
1007 泥浆静切力计
测量泥浆切力时，可用下式表示：
（4）含砂率
工地可用含砂率计测定。量测时，把调好的泥浆50mL倒进含 砂率计，然后再倒进清水，将仪器口塞紧摇动 lmin，使泥浆与水 混合均匀。再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀物的体积(由仪 器刻度上读出)乘2就是含砂率(有一种大型的含砂率计，内装 900mL的，从刻度读出的数不乘2即为含砂率)。
泥浆性能指标及成孔质量检测
混凝土钻孔灌注桩是桥梁及建筑结构物常用的基桩的荷载传递到深层稳定的土层上去，从而大大减少基础沉降和建筑
物的不均匀沉降，实践也证明它的确是一种极为有效、安全可靠的基础形式。但 是，灌注桩的成桩过程是在桩位处的地面下或水下完成，施工工序多，质量控制 难度大，稍有不慎极易产生断桩等严重缺陷。据统计国内外钻孔灌注桩的事故率 高达 5％～10％。因此，灌注桩的质量检测就显得格外重要。 灌注桩的质量检测内容主要有孔形检测、沉渣厚度检测及桩身质量检测等。
NB-1 型泥浆比重计
若工地无以上仪器，可用—口杯先称其质量设为 m1，再装
满清水称其质量 m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥 浆，称其质量设为 m3，则：
（2）粘度
用工地标准漏斗粘度计测定，粘度计如图所示。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，然后使泥浆从漏头流出，流满500mL量杯所 需时间(s)，即为所测泥浆的粘度。
专用球形孔径仪、伞形孔径仪和声波孔壁测定仪等测定。
伞形孔径仪
其由测头、放大器和记录仪三部分组成。测头为机械式的，测 头放入测孔之前，四条测腿合拢并用弹簧锁定，测头放入孔内到达
孔底时，四条测腿立即自动张开。当测头往上提升时，由于弹簧力
作用，腿端部紧贴孔壁，随着孔壁凹凸不平状态相应张开或收拢， 带动密封筒内的活塞杆上下移动，使四组串联滑动电阻来回滑动， 将电阻变化转化为电压变化，经信号放大并记录，即可自动绘出孔 壁形状而测出孔径尺寸。
项目一：泥浆性能指标和成孔质量检测
一、钻孔灌注桩用泥浆性能指标检测
1、泥浆性能要求
钻孔灌注桩调制的护壁泥浆 一般由水、粘土(或膨润土)和添
加剂按适当配合比配制而成，应
根据钻孔方法和地层情况采用不 同的性能指标，具体指标可参照 表下表选用。
泥浆性能指标要求
2、泥浆性能指标检测
（1）相对密度 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 。
平面图中，检测时可采用经纬仪对纵、横方向进行量测。 桩孔中心位置的偏差要求，对于群桩不得大于100mm，单排 桩不得大于 50mm。当桩群中设置有斜桩时，应以水平面的偏差 值计算。
2、孔径检查
能否保证基桩的承载能力，桩径是极为关键的因素。要保证桩
径满足设计要求，必须检验桩的孔径不小于设计桩径。桩孔径可用
3、桩倾斜度检查
在灌注桩的施工过程中，能否确保基桩的垂直度，是衡量基桩
圈的平均直径减去泥浆摊平的直径(min)，即为失水率。在滤纸上
量出泥浆皮的厚度(mm)即为泥皮厚度。泥皮愈平坦、愈薄则泥浆 质量愈高，一般不宜厚于 2~3mm。
（7）酸碱度
即酸和碱的强度简称，也有简称为酸碱值的。pH 值是常用的 酸碱标度之一。pH 值等于 7 时为中性，大于 7时为碱性，小于 7 时为酸性。工地测量 pH 值方法，可取一条 pH 试纸放在泥浆 面上，0.5s后拿出来与标准颜色相比，即可读出 pH 值。也可用 pH 酸碱计，将其探针插入泥浆，直接读出 pH 值。
3、泥浆的调制 制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使在搅拌中易于成浆，缩短
搅拌时间，提高泥浆质量。制浆有机械搅拌、人工搅拌两种方法
。 人工搅拌：使先将粘土加入水放入制浆池内浸透，然后人工搅 拌。 用正、反循环回转钻进时，由于要求的泥浆质量高，一般是 采用井孔外制浆，然后循环使用。
4、调制泥浆的粘土用量计算 在粘性土中钻孔，事先只需调制不多的泥浆，以后可在钻进
过程中利用地层粘土造浆补浆。
在砂类土、砂砾或卵石中钻孔，事先须备足粘土，其数量可按下 述公式和原则计算：
成孔质量检测
桥梁工程中常用的灌注桩施工方式主要有钻孔、冲击成孔、
冲抓成孔和人工挖孔等。
人工挖孔为干作业施工，成孔后孔壁的形状、孔深、垂直度、 孔底沉淀厚度以及钢筋笼的安放位置等均可通过目测或入下到孔 内进行检查，成孔质量较易控制。钻孔、冲击成孔或冲抓成孔等