江西地質(zhì)旋挖樁施工工藝及質(zhì)量保證措施

1、江西省地質(zhì)工程（集團(tuán)）公司 旋挖樁施工工藝及質(zhì)量保證措施 一、施工工藝 1、工藝原理 ：旋挖鉆機(jī)將整體自重置于可自動行走的履帶式底盤上，以自帶柴油發(fā)動機(jī)輸出動力來提供施工現(xiàn)場所需要的大功率電源，利用筒式鉆斗底部的斗齒，在液壓油缸的加壓下鉆進(jìn)，切削土體，并壓入容器內(nèi)，然后由鉆桿提出筒式鉆頭，至孔口后快速回轉(zhuǎn)倒土。護(hù)壁泥漿采用優(yōu)質(zhì)膨潤土、燒堿、纖維素等根據(jù)地質(zhì)情況按一定比例配置而成，并隨著旋挖鉆進(jìn)用泥漿泵持續(xù)注入孔內(nèi)，起到靜壓護(hù)壁作用，以保證水頭壓力，如此反復(fù)循環(huán)完成成孔作業(yè)。成孔達(dá)到設(shè)計深度和質(zhì)量要求后，安裝鋼筋籠和導(dǎo)管，灌注水下混凝土。工藝框圖如圖所示： 由流程圖可知，旋挖鉆孔灌注樁的特別之處

2、在于制備泥漿和補充泥漿，在鉆孔過程中，要制備符合性能指標(biāo)的泥漿，同時要 及時補充泥漿，以確保孔內(nèi)水頭壓力，防止塌孔。 2、施工操作要點 （1）樁位的測量放樣 采用全站儀坐標(biāo)法來進(jìn)行樁的中心位置放樣，放樣后四周設(shè)護(hù)樁并復(fù)測，誤差控制在5mm以內(nèi)。樁位用直徑10mm、長度35-40cm鋼筋打入地面30cm（四周填以水泥砂漿或混凝土來保護(hù)）作為樁的中心點，然后在樁位周圍做上標(biāo)記，既便于尋找又可防止機(jī)械移位時破壞樁點。 （2）埋設(shè)護(hù)筒 護(hù)筒的作用為固定樁位，引導(dǎo)鉆頭方向，隔離地面水流入孔內(nèi)，保證孔內(nèi)水位高出地下水位或施工水位，增加水頭高度，保護(hù)孔壁不坍塌，確保成孔質(zhì)量。 a、護(hù)筒的要求 護(hù)筒選用整體式

3、鋼制護(hù)筒，壁厚58mm，高度3m，內(nèi)徑180cm。為了增加護(hù)筒的剛度，防止周轉(zhuǎn)使用中的變形，在護(hù)筒的上口和中部的外側(cè)各焊一道加勁肋。由于整個鉆孔樁處于黃河高漫灘區(qū)，地下水位較高，故在施工前先用水平儀測出原地面標(biāo)高、地下水位的高度，在埋設(shè)護(hù)筒時，護(hù)筒的頂端均高出地下水位2.0m以上，以增加孔內(nèi)水頭壓力。 b、護(hù)筒的埋設(shè) 在埋設(shè)護(hù)筒前，首先對場地進(jìn)行平整，墊高、清除雜物。施工中，護(hù)筒的埋設(shè)采用旋挖鉆機(jī)靜壓法來完成。首先正確就位鉆機(jī)，使其機(jī)體垂直度、鉆桿垂直度和樁位鋼筋條三線合一，然后在鉆桿頂部帶好筒式鉆頭，在鉆頭的端部臨時連接一擴(kuò)孔器，使成孔直徑可達(dá) 165cm，深度略小于護(hù)筒的埋深，然后用吊車吊

4、起護(hù)筒并正確就位，用旋挖鉆桿將其垂直壓入土體中，從鉆頭連接擴(kuò)孔桿至鉆進(jìn)挖深到安放好護(hù)筒僅需15分鐘。護(hù)筒埋設(shè)后再將樁位中心通過四個控制護(hù)樁引回，使護(hù)筒中心與樁位中心重合，并在護(hù)筒上用紅油漆標(biāo)識護(hù)樁方向線位置。經(jīng)確認(rèn)護(hù)筒平面位置的偏差不大于50mm，傾斜度的偏差不大于1%，則將其四周用粘土填實，準(zhǔn)備下一道工序的施工。 （3）鉆孔 a、鉆機(jī)就位 旋挖鉆機(jī)底盤為伸縮式自動整平裝置，并在操作室內(nèi)有儀表準(zhǔn)確顯示電子讀數(shù)，當(dāng)鉆頭對準(zhǔn)樁位中心十字線時，各項數(shù)據(jù)即可鎖定，勿需再作調(diào)整。鉆機(jī)就位后鉆頭中心和樁中心應(yīng)對正準(zhǔn)確，誤差控制在2cm內(nèi)。 b、調(diào)制泥漿:根據(jù)地層情況，科學(xué)合理的選用泥漿，可以采用鉆孔樁的廢

5、棄泥漿，也可以采用粘土配置，如果地層復(fù)雜可以配置化學(xué)漿液。 c、泥漿循環(huán)系統(tǒng)的布置 根據(jù)現(xiàn)場實際情況，在每六排墩身中間場地設(shè)置一個造漿池和泥漿凈化、循環(huán)系統(tǒng)，具體布置如下圖所示： d、鉆進(jìn) 當(dāng)鉆機(jī)就位準(zhǔn)確，泥漿制備合格后即開始鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時每回次進(jìn)尺控制在60cm左右，剛開始要放慢旋挖速度，并注意放斗要穩(wěn),提斗要慢，特別是在孔口58m段旋挖過程中要注意通過控制盤來監(jiān)控垂直度,如有偏差及時進(jìn)行糾正，而且必須保證每挖一斗的同時及時向孔內(nèi)注漿，使孔內(nèi)水頭保持一定高度，以增加壓力，保證護(hù)壁的質(zhì)量。同時，做好整個過程中的鉆進(jìn)記錄，隨時根據(jù)不同地質(zhì)情況調(diào)整泥漿指標(biāo)和旋挖速度。在鉆孔過程中，根據(jù)不同的地質(zhì)情況

6、，主要用了以下四種鉆頭：挖土鉆頭、挖砂鉆頭、筒鉆、螺旋鉆頭。其成孔性能如下： 、挖土鉆頭：是最常用的鉆頭，在鉆頭底部有兩扇僅可向斗內(nèi)方向打開的合葉門。當(dāng)鉆進(jìn)時，斗齒切削孔底土，經(jīng)合葉門將土壓入斗中，當(dāng)回次進(jìn)尺完成提升鉆頭時，斗內(nèi)的土在自重作用下將兩扇門關(guān)緊，防止土掉入孔內(nèi)。出孔口后，通過鉆桿上壓盤擠壓鉆頭上彈簧螺桿，使合葉門打開到出斗中土。 、挖砂鉆頭：用于鉆進(jìn)砂性土地層，也可用于孔底清渣。整體結(jié)構(gòu)與挖土鉆頭基本一樣，只是在底部為雙層，雙層底可以相對旋轉(zhuǎn)一個角度，實現(xiàn)進(jìn)土口的打開與關(guān)閉。鉆進(jìn)時進(jìn)土口為打開狀態(tài)；進(jìn)尺結(jié)束，鉆頭反向旋轉(zhuǎn)一個角度，進(jìn)土口關(guān)閉，鉆頭成完全密封狀態(tài)，將土取出。這主要是基

7、于砂性土無粘結(jié)力而設(shè)計。 、筒鉆：整體結(jié)構(gòu)與挖土鉆頭基本一樣，只是底部沒有封口。主要用于施工孔內(nèi)的兩層膠結(jié)巖層，該巖層整體性好，強度大，利用桶鉆的剪壓作用，破壞巖層的整體性，從而達(dá)到進(jìn)尺的目的。與螺旋鉆配合使用效果更佳。 、螺旋鉆頭：依靠螺旋葉片之間的空間收集從孔底切削的土體，主要用于鉆進(jìn)膠結(jié)層，由小及大，循序漸進(jìn)，達(dá)到破壞膠結(jié)層的整體性，從而達(dá)到進(jìn)尺的目的。與桶鉆配合使用效果更佳。另外，對于粘性土，特別適宜干法鉆進(jìn)。 棄渣外運與鉆進(jìn)同步進(jìn)行，每從孔內(nèi)出幾桶鉆渣，就用裝載機(jī)及時的外運至棄渣場，以減少現(xiàn)場施工干擾，減少棄渣對樁孔的壓力，確保施工現(xiàn)場的文明和質(zhì)量安全。 e、清孔、檢孔、成孔驗收 清

8、孔：根據(jù)鉆孔樁樁底的設(shè)計標(biāo)高和護(hù)筒頂標(biāo)高，計算出鉆孔深度，用測繩檢測孔深，到位后進(jìn)行清孔。清孔采用挖斗反復(fù)撈取沉渣，直到其厚度符合規(guī)范和設(shè)計要求，然后注入純度較高的化學(xué)泥漿，置換出孔內(nèi)的鉆孔泥漿，保證清孔后的各項指標(biāo)符合現(xiàn)場實際地質(zhì)情況的需要。 檢孔：主要檢查孔徑、孔的垂直度和孔深。用籠式檢孔器檢測。檢孔器用22的鋼筋加工制作，其外徑等于設(shè)計樁徑（150cm），長度為6m。檢測時，將檢孔器吊起，把測繩的零點系于檢孔器的頂端，使檢孔器的中心、孔的中心與起吊鋼絲繩的中心處于同一鉛垂線上，慢慢放入孔內(nèi)，通過測繩的刻度加上檢孔器6米的長度判斷其下放位置。如上下暢通無阻直到孔底，表明鉆孔樁成孔質(zhì)量合格，

9、如中途遇阻則表明在遇阻部位有縮徑或孔傾斜現(xiàn)象，則需重新下鉆頭處理。 成孔驗收：成孔達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，即可進(jìn)行下一到工序的施工。 （4）鋼筋籠的制作和安裝 a、鋼筋籠、聲測管的加工制作:鋼筋籠的加工和制作集中在鋼筋加工場進(jìn)行。鋼筋的主筋接頭采用對焊、單面焊接兩種焊接方法。在施工過程中，電焊工必須持證上崗。鋼筋籠的制作采用加勁筋成型法，具體方法是：制作時，按設(shè)計尺寸做好加勁筋（圓形箍圈），用石筆標(biāo)出主筋的位置，把主筋擺放在平整的工作平臺上，并用石筆標(biāo)出加勁筋的位置。焊接時，使加勁筋上任一主筋的標(biāo)記對準(zhǔn)主筋中部的加勁筋標(biāo)記，扶正加勁筋，并用木制直角板尺校正加勁筋和主筋的垂直度，然后點焊。在一根主筋上焊

10、好全部加勁筋后，人工轉(zhuǎn)動鋼筋骨架，將其余主筋逐根照上法焊好。然后吊起鋼筋籠放于支架上，套上盤條筋，按設(shè)計位置布好螺旋筋并綁扎于主筋上，再對整個鋼筋籠進(jìn)行加固焊接。 聲測管每根鉆孔樁設(shè)三根，呈等邊三角形布置，綁扎在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)，底部用鋼板焊接堵死以防漏水。隨鋼筋籠同時安裝，每吊放好一節(jié)鋼筋籠后，對檢測管內(nèi)充水，看其水位是否下落，以判斷檢測管的嚴(yán)密性，確保澆注混凝土?xí)r不漏漿。 b、鋼筋籠的運輸和吊裝 成型的鋼筋籠用專用平板車運至孔口。鋼筋籠的吊裝用16t（20t）吊車來完成，采用二點起吊的方法。第一吊點設(shè)在鋼筋籠頂部的加勁箍處，第二吊點設(shè)在骨架長度的中部偏下。起吊時，先起第一吊點，使骨架稍提起，再

11、與第二吊點同時起吊。待骨架離開地面一定高度后，第二吊點停止起吊，繼續(xù)提升第一吊點。隨著第一吊點不斷上升，慢慢的放松第二吊點，直到骨架同地面垂直，停止起吊。人工配合把鋼筋籠扶正后慢慢放入孔內(nèi)，同時解除第二吊點。鋼籠下放時嚴(yán)禁擺動碰撞孔壁。當(dāng)骨架下到鋼筋籠頂部的加勁箍處，用40鋼軌穿過加勁箍的下方，將骨架穩(wěn)定的支撐于孔口臨時平臺上，再按照上述方法起吊第二節(jié)鋼筋籠。軸線與第一節(jié)對準(zhǔn)后，進(jìn)行鋼筋接頭連接。以此類推，直到全籠完成。用4根20的鋼筋與鋼筋籠的主筋相焊接并與孔口型鋼連接固定后，通過預(yù)埋在護(hù)筒四周的四個護(hù)樁打一道十字線，鋼筋籠的4根定位鋼筋再打一道十字線，通過二道十字線對鋼筋籠進(jìn)行定位。二道十

12、字線的交叉點如果在同一鉛垂線上，則鋼筋籠位置居于鉆孔樁的中心。二個交叉點在水平面上的投影的最大誤差不大于20。定位合格后，通過護(hù)筒頂標(biāo)高，推算鋼筋籠入護(hù)筒深度并準(zhǔn)確安裝定位。 （5）導(dǎo)管安裝 a、導(dǎo)管的選用和檢查 導(dǎo)管采用直徑258mm、壁厚4mm的無縫鋼管，每節(jié)2.62m，底節(jié)4m，配2節(jié)1m，2節(jié)1.5m的短管，用以調(diào)節(jié)導(dǎo)管的長度及漏斗的高度。導(dǎo)管的連接采用絲扣式。并在二法蘭盤之間墊有4-5mm厚的橡膠止水墊圈。 在下導(dǎo)管前，首先檢查其是否損壞，密封圈、卡口是否完好，內(nèi)壁是否光滑圓順，接頭是否嚴(yán)密。再進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉實驗，以檢查導(dǎo)管的密封性能、接頭抗拉能力。具體實驗方法如下: 平整好

13、場地，每隔一米鋪設(shè)方木一根并找平。 在方木上安裝放置導(dǎo)管，每五根連成一體，上好前、后封蓋。 向拼裝好的導(dǎo)管內(nèi)灌入70的水，然后接好輸風(fēng)管，輸入計算好的風(fēng)壓力，經(jīng)計算為9個大氣壓（即 895kpa）。 具體計算過程如下： p1×hc-2×w 1混凝土的重度，取124kn/m3 hc導(dǎo)管內(nèi)砼最大高度，取hc40m（樁長的2/3） 2井孔內(nèi)泥漿的重度，取21.08kn/m3 hw井孔內(nèi)泥漿的深度，取hw60m。 p導(dǎo)管可能受到的最大壓力（kpa） 則： p24×40-1.08×60895.2kpa 化為大氣壓：p895.2×103/1.01×

14、;1058.9個大氣壓 將導(dǎo)管在恒壓下前后滾動，并持壓15min，觀察其接口處是否漏水、周身是否有變形，來驗證導(dǎo)管的密封性、承壓和抗拉性能。 b、導(dǎo)管長度的計算和吊放 以實際孔底標(biāo)高和孔口架之間的距離來配置需要導(dǎo)管長度，并欲留30-50cm的懸空高度。拼裝時要嚴(yán)格檢查導(dǎo)管內(nèi)壁和法蘭盤表面，確保干凈無雜物，變形和磨損嚴(yán)重的導(dǎo)管嚴(yán)禁使用，導(dǎo)管的吊放用吊機(jī)，要確保其居于孔的中心位置，下放速度要慢，防止卡掛鋼筋籠骨架。 (6）混凝土的灌注 a、混凝土的澆注過程 水下混凝土的灌注應(yīng)該在最短的時間內(nèi)完成。 導(dǎo)管下好后，根據(jù)孔內(nèi)泥漿指標(biāo)和沉淀層厚度進(jìn)行必要的二次清孔，確保混凝土澆注的順利進(jìn)行。首批混凝土的灌

15、注要滿足如下幾點要求： 首次封底砼方量需達(dá)到規(guī)范埋管要求，初灌斗根據(jù)這個要求加工。 封底后導(dǎo)管有1.0m以上的埋深，導(dǎo)管內(nèi)有一部分砼填充。 儲料斗的底部要設(shè)置一道隔水栓。 在灌注時，用汽車吊的主勾吊起儲料斗，與導(dǎo)管相連接，把隔水栓堵放在其底部，向斗內(nèi)注滿混凝土后，用吊機(jī)副勾鋼絲繩把隔水栓快速提出，使混凝土在很短的時間內(nèi)降落到孔底，完成封底工作，之后，應(yīng)連續(xù)、緊湊的進(jìn)行灌注，嚴(yán)禁中途停工。 在灌注混凝土的過程中，每灌注一盤后，及時用測繩檢測混凝土面的上升高度，計算出導(dǎo)管在混凝土中的埋深，一般情況下導(dǎo)管的埋深控制在2-6m，即拆導(dǎo)管前埋深不大于6m，拆導(dǎo)管后埋深不小于2m。每次拔管一根，每根導(dǎo)管的

16、長度為2.62m，要遵循“勤拔少拔”的原則，不能通過增加導(dǎo)管埋深來每次拔兩根或兩根以上的方法來減少拔管次數(shù)。當(dāng)混凝土灌注到距樁頂設(shè)計標(biāo)高還有4.5m左右的距離時，現(xiàn)場技術(shù)人員及時的計算出還需要的混凝土數(shù)量，并通知拌和站按需要量拌制以減少浪費。為保證樁頂砼質(zhì)量，在施工中必須要求比樁頂設(shè)計標(biāo)高超灌100cm以上，同時用“掏筒”探測砼質(zhì)量，確認(rèn)合格后方可提出導(dǎo)管，結(jié)束混凝土的灌注工作。 b、混凝土首灌量的計算 vd2/4×（h1h2）d2/4×h1 v灌注首批混凝土所需數(shù)量（m3） d樁孔直徑（m），取d1.5m h1樁孔底至導(dǎo)管底端間距，取h10.3m h2導(dǎo)管初次埋置深度(m

17、)，取h21.0m d導(dǎo)管內(nèi)徑（m），取d0.3m h1樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度1.0m時，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外壓力所需的高度，按保守點取h130m， 二、質(zhì)量控制措施 1、提高成孔質(zhì)量、防止塌孔 在松散的雜填土層和流砂層成孔時，加大泥漿比重，增加粘度，以便形成較好的孔壁。 2、嚴(yán)格控制，保證樁孔垂直度 經(jīng)常安排專人檢查維修鉆機(jī)各部件，測定其垂直度與電子測試儀數(shù)據(jù)相符。用檢孔器對樁孔垂直度進(jìn)行復(fù)檢。 3、保證鋼筋籠和導(dǎo)管的垂直度，防止導(dǎo)管掛籠。 鋼筋籠焊接完成后，起吊一定高度，用3m靠尺檢查相接兩段籠的平直度。導(dǎo)管每根連接完成后，扶正中心，緩慢地下放入孔中，防止撞擊孔壁或?qū)Ч苄辈迦牖\中。

18、4、加強砼試件制作的合格性，確保混凝土的強度符合要求。 樁身砼的抗壓強度應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，每根樁做3-4組混凝土試件，并根據(jù)28天強度判定其質(zhì)量。 5、檢測手段 樁位偏移用直尺進(jìn)行測量。 樁的成孔深度用測繩測量。 樁的垂直度用檢孔器測量。 泥漿比重用比重計測定，泥漿稠度用漏斗粘度計測定，含砂量用含砂計量器測定，沉渣厚度用測繩來相對測定。 樁身完整性和樁基砼質(zhì)量采用探測器超聲波檢測。 八、安全控制措施 1、建立健全安全生產(chǎn)保證體系，設(shè)立專職安全員，全面落實安全生產(chǎn)制度和規(guī)程。 2、強安全生產(chǎn)教育和安全交底工作，進(jìn)入工地必須戴安全帽、穿工作服、防滑鞋、戴防護(hù)手套。 3、鉆機(jī)鉆進(jìn)時，孔口人員應(yīng)集中精力

19、，鉆具需要立懸或擺放時，必須牢固墊穩(wěn)，操縱崗位不得離人。 4、在危及人身安全設(shè)備旁設(shè)立醒目警示標(biāo)志，嚴(yán)禁人員靠近跨越。 5、非電工不準(zhǔn)隨意拆卸或修理電器設(shè)備，對過路電纜應(yīng)深埋或架空。 6、搬運鉆桿或抬導(dǎo)管、鋼筋籠應(yīng)由專人統(tǒng)一指揮。 7、成孔后的孔口要設(shè)蓋，成樁后的負(fù)孔要及時回填，防止人、物掉入孔中。 超深樁孔鉆進(jìn)工藝及技術(shù)措施從目前國內(nèi)的施工工藝現(xiàn)狀分析，超深樁一般是采用反循環(huán)工藝，至于采用氣舉反循環(huán)還是泵吸反循環(huán)或是其它反循環(huán)工藝，可根據(jù)地層情況及以往的施工經(jīng)驗計算確定。實踐證明，選擇了正確的反循環(huán)施工工藝后，但需要研究解決的技術(shù)問題還有很多，還需制定的技術(shù)措施有反循環(huán)系統(tǒng)基本參數(shù)計算選擇、

20、機(jī)具選型及配套改進(jìn)、泥漿的優(yōu)化配置、鉆進(jìn)參數(shù)研究選擇與控制、操作技術(shù)要求、事故預(yù)防與處理、清孔技術(shù)、砼灌注壓力消減處理等。（一）、反循環(huán)系統(tǒng)基本參數(shù)計算與選擇反循環(huán)鉆進(jìn)的反循環(huán)系統(tǒng)主要是反循環(huán)管路及泵組系統(tǒng)，基本參數(shù)包括：泥漿在鉆桿內(nèi)的上返速度、鉆桿內(nèi)徑、泵組的排量及吸程、鉆桿長度等。1 泥漿上返速度Va泥漿在鉆桿內(nèi)的上返速度Va，直接影響排渣效果和反循環(huán)系統(tǒng)的壓力損失。研究分析可知，淺孔和大直徑或超大直徑樁孔施工時，Va盡可能選擇大值，以有效提高鉆進(jìn)效率，但深孔特別是超深孔施工時，其主要矛盾是要控制反循環(huán)壓力總損失不能過大，否則會影響泥漿正常循環(huán)工作61。因此，在深孔施工時選擇Va大小原則是

21、：在能有效排除較大顆粒鉆渣的前提下，盡可能減小Va的值。實踐和研究認(rèn)為當(dāng)泥漿的上返速度是鉆渣的懸浮速度1.21.3倍時即可有效排出鉆渣，根據(jù)我司多年的施工經(jīng)驗，深孔時Va=1.31.4 m/s，施工效果良好。2鉆桿內(nèi)徑d 通常為了提高排渣能力，有效排出大顆粒鉆渣、提高鉆進(jìn)效率、減少壓力損失，鉆桿內(nèi)徑應(yīng)盡可能大。但鉆桿內(nèi)徑大，又要保證泥漿上返速度Va，則泵量亦要加大，要選擇大型號的泵組，這既會增加施工成本，在樁徑較小的樁孔施工時，泥漿上流速度大而沖刷孔壁，對孔壁穩(wěn)定不利。在深孔施工時，為了減小壓力損失，宜選擇鉆桿內(nèi)徑大一些的為好。3泵組的排量Q和吸程根據(jù)計算要求泥漿上返速度大于1.3m/s，為了

22、提高深孔鉆進(jìn)效率，宜選擇吸程盡可能大的泵組。4鉆桿長度在鉆進(jìn)過程中，特別是加接鉆桿后反循環(huán)系統(tǒng)開始啟動時，壓力最低點是下圖中的T點處，為了使該處的泥漿的壓力不小于泥漿汽化壓力，反循環(huán)鉆桿不宜過長。但過短，加接鉆桿時間長，不利于提高綜合鉆進(jìn)效率。因此，在下圖中，當(dāng)H一定時，應(yīng)盡量增大H1，即增大鉆桿的長度H，盡量壓縮H2和H3。（二）、機(jī)具選型及改進(jìn)配套1鉆機(jī)選型對高難度建筑鉆孔樁工程鉆機(jī)至少有三點要求：（1）鉆機(jī)的體積和重量不能太大，要適宜城市樁位密集的場地施工，移動方便，鉆機(jī)的制造質(zhì)量好、性質(zhì)穩(wěn)定、售后服務(wù)能力強并及時。（2）鉆機(jī)的扭矩和提升能力要大。因在超深孔段既要鉆進(jìn)堅硬殘留體及卵石層，

23、又要鉆進(jìn)中風(fēng)化基巖，孔底需加壓鉆進(jìn)，所以要求鉆機(jī)的扭矩和提升能力大。經(jīng)計算，鉆機(jī)扭矩要求達(dá)到120 kN·m，鉆機(jī)的提升能力500 kN，才比較合適。（3）鉆機(jī)的穩(wěn)定性要好根據(jù)上述三點要求及我司以往工程實例，我司擬采用30A型鉆機(jī)或我司生產(chǎn)的JDZ-2.5V型鉆機(jī)。 2由于目前國內(nèi)生產(chǎn)的鉆機(jī)，對超深孔的施工，還存在一定的缺陷，因此需要對機(jī)具進(jìn)行改進(jìn)配套（1）全面加固鉆機(jī)，增加動力功率、提高鉆機(jī)扭矩，采用滑撬式底座。（2）科學(xué)加工配制鉆桿，保證鉆桿有足夠的強度和剛度。對不同孔深施工階段配制不同規(guī)格的鉆桿，增加鉆桿連接的可靠性和密封性，保證鉆桿能達(dá)到“有的放矢”的要求。（3）改進(jìn)泵組的技

24、術(shù)性能和工作穩(wěn)定性。工程實施證明，上述鉆機(jī)選型和改進(jìn)配套非常重要，使用效果很好。3、鉆頭設(shè)計要點（1）合理安排切削具破巖量, 使不同切削層的破巖量大致相等, 以保證鉆頭切削具壽命相當(dāng)；（2）切削具的布置應(yīng)使切削具在鉆頭上的位置均衡, 同時還要注意避免發(fā)生諧振；（3）相鄰切削層上的切削具應(yīng)有部分重疊的切削量, 避免在相鄰兩層切削具之間出現(xiàn)巖墻損壞滾刀；（4）邊切削具與相鄰切削具的重疊量相應(yīng)加大；鉆頭采用反循環(huán)排渣, 可及時將巖渣排出, 避免重復(fù)破碎。吸渣口的位置設(shè)置對于及時排渣有著重要的影響, 鉆頭的吸渣口位置一般設(shè)在一邊半徑的中心點位置, 當(dāng)鉆頭回轉(zhuǎn)時,巖屑進(jìn)入吸渣口的距離比進(jìn)入設(shè)在中心位置時

25、要短。吸渣口的高度也應(yīng)合理選取, 當(dāng)吸渣口位置偏在一邊時, 吸渣口高度應(yīng)盡量加大, 使其靠近孔底巖屑位置。增大靠近孔底的液流速度也可提高排渣效果, 在鉆頭底部加一些護(hù)罩可以減小孔底與鉆頭體下部之間的距離, 從而增大孔底液流速度,提高排渣效果。（三）、 技術(shù)難度的研究與攻關(guān)該工程由于地層極復(fù)雜，僅鉆進(jìn)施工中就出現(xiàn)了一系列技術(shù)難題：如深層堅硬殘留體和中風(fēng)化基巖碎巖方法及鉆頭選擇和研制問題；強風(fēng)化和全風(fēng)化地層中夾有厚薄不均堅硬殘留體后形成軟硬互層地層的鉆進(jìn)問題；卵石層的鉆進(jìn)問題；超深孔鉆進(jìn)和擴(kuò)徑問題、垂直度保證問題、護(hù)壁和泥漿處理問題、孔底全斷面清渣問題、砼灌注的壓力消減問題等。（四）、鉆進(jìn)工藝參數(shù)

26、選擇及操作技術(shù)要點反循環(huán)鉆進(jìn)工藝參數(shù)包括鉆壓、轉(zhuǎn)速和泵組排量，實質(zhì)上在深孔施工中，鉆機(jī)的扭矩大小是個相當(dāng)重要的指標(biāo)。鉆進(jìn)過程中合理的鉆進(jìn)工藝參數(shù)和正確的操作技術(shù)，對于實現(xiàn)泵吸法的正常鉆進(jìn)和提高鉆進(jìn)速度是非常重要的。不同的孔深、不同的孔徑和不同的地層，其鉆進(jìn)工藝參數(shù)和操作技術(shù)要點差異很大，特別是鉆進(jìn)過程中實現(xiàn)鉆進(jìn)工藝參數(shù)間的有機(jī)匹配是相當(dāng)關(guān)健的。由于種種原因，目前國產(chǎn)反循環(huán)鉆機(jī)均沒有鉆壓表和泵組排量表，掌握鉆進(jìn)參數(shù)全憑經(jīng)驗，經(jīng)驗不足則難以優(yōu)化鉆進(jìn)。甚至無法正常鉆進(jìn)。為此，必須首先掌握實際的鉆進(jìn)工藝參數(shù)值的大小，再進(jìn)行參數(shù)之間的優(yōu)化匹配，達(dá)到好的鉆進(jìn)效果。1鉆進(jìn)工藝參數(shù)檢測（1）轉(zhuǎn)速：鉆機(jī)為轉(zhuǎn)盤式

27、機(jī)械傳動，鉆進(jìn)時采用什么檔位即知道實際轉(zhuǎn)速。（2）鉆壓：通過測量鋼絲繩的拉力來間接測量鉆壓和大鉤拉力，經(jīng)計算得出實際孔底的鉆壓值，（3）扭矩：通過測量鉆機(jī)的電流表計算鉆機(jī)的輸入功率（功率消耗大?。?，在電傳達(dá)的情況下，輸入功率扭矩和轉(zhuǎn)速之向有一定的函數(shù)關(guān)系，如下式： 式中：M鉆機(jī)扭矩（kN·m）； N鉆進(jìn)輸入功率（W） n鉆機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）U電壓（V）； I鉆機(jī)電流表電流（A）。從上可以得出，在電壓穩(wěn)定的情況下，一定的轉(zhuǎn)速時，電流越大，鉆機(jī)輸出的功率大，鉆機(jī)的扭矩亦大，表明孔底的阻力大，鉆具阻力過大，極易誘發(fā)孔內(nèi)鉆進(jìn)事故，須引起高度的重視。（4）泵組排量：實際排量可用流量計或現(xiàn)場采

28、用容積法測定。2鉆進(jìn)工藝參數(shù)優(yōu)化選擇及操作技術(shù)要點根據(jù)優(yōu)化鉆進(jìn)原理，各鉆進(jìn)工藝參數(shù)均存在著各自的最優(yōu)值，但實際上各鉆進(jìn)參數(shù)之間又是相互密切聯(lián)系和互相影響的。在不同的地層和鉆進(jìn)條件下，這些參數(shù)間的互相影響的程度也不同，影響鉆進(jìn)速度起主要作用的鉆進(jìn)工藝參數(shù)也不同，優(yōu)化選擇鉆進(jìn)工藝參數(shù)，就是要抓住起主要作用的工藝參數(shù)。優(yōu)化配置其它參數(shù)，以達(dá)到綜合鉆進(jìn)效率最好的目的。在超深孔復(fù)雜地層鉆進(jìn)時，選擇鉆機(jī)工藝參數(shù)和操作鉆進(jìn)時應(yīng)特別注意和重視以下四點：（1）泵組的排量不宜過小，當(dāng)小于額定排量80%時，必須立即將鉆具提離孔底，以免因鉆渣不能及時排出而造成埋鉆事。（2）要密切注意鉆機(jī)電流值的變化，電流過大，可能是

29、孔底阻力過大，導(dǎo)致扭矩過大，要注意減小鉆壓，以免發(fā)生扭斷鉆具等孔內(nèi)事故。（3）鉆進(jìn)卵石層、強風(fēng)化基巖時，當(dāng)泵組的排渣量大于切削量時，增加鉆壓或轉(zhuǎn)速，或同時增加鉆壓和轉(zhuǎn)速，均能提高鉆進(jìn)速度。（4）在堅硬殘留體或中風(fēng)化基巖中鉆進(jìn)時，泵組的排渣能力已不是突出矛盾，必須以鉆機(jī)是否提供足夠的功率和鉆具強度能否承受為度。（五）、 事故預(yù)防與處理措施深孔鉆進(jìn)時，預(yù)防孔內(nèi)事故是非常重要的，常見的事故主要有下述幾種，需特別引起重視和預(yù)防。（1）預(yù)防孔斜。鉆機(jī)安裝要水平，經(jīng)常檢查校正，鉆具具有良好的導(dǎo)正性，鉆進(jìn)時以孔底配重加壓實現(xiàn)減壓鉆進(jìn)法，鉆遇殘留體時，必須控制鉆進(jìn)速度、加強鉆孔垂直度監(jiān)控，出現(xiàn)孔斜征兆時必須及

30、時糾正。（2）泵組不能正常啟動。解決辦法是采取維護(hù)好泥漿性能等措施。（3）垮孔、泥漿漏失和鉆孔擴(kuò)徑嚴(yán)重。本工程由于鉆孔的長徑比特別大、鉆孔深、上部基本為砂層和卵石層，鉆孔擴(kuò)徑嚴(yán)重。其主要原因是孔壁不穩(wěn)定而垮孔和鉆進(jìn)時間長，鉆桿甩打孔造成孔徑擴(kuò)大。預(yù)防辦法是用好泥漿，加強鉆桿整體剛度，深孔鉆進(jìn)時必須采用我司研制加工的保證鉆孔垂直度的專門器具。（4）鉆桿斷裂、鉆具脫落。主要由于鉆進(jìn)難度大、鉆具壓力大、孔壁殘留體掉入孔底，引起卡鉆，鉆機(jī)扭矩急劇增大，造成鉆桿被扭斷及疲勞斷裂或鉆具脫落。主要措施的是對鉆桿、鉆具進(jìn)行處理，以增加鉆桿鉆具的牢固性，使用時經(jīng)常及時檢查鉆桿和鉆具的磨損和損耗情況，不合格的必須

31、及時更換，同時要嚴(yán)格控制鉆進(jìn)參數(shù)，防止卡鉆、埋鉆等事故的發(fā)生。四、樁孔的質(zhì)量要求及保證措施樁孔質(zhì)量主要包括孔徑、孔深、孔底沉渣和垂直度等，其影響因素有地質(zhì)地層條件、鉆進(jìn)工藝、泥漿性能、清孔方法等。對于超深樁，成孔質(zhì)量除達(dá)到常規(guī)（規(guī)范）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求外，對樁的垂直度、清孔和孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)應(yīng)有更高的要求，以確保深長鋼筋籠和灌注導(dǎo)管安裝到位。（一）垂直度要求及保證措施1.垂直度要求規(guī)范要求不大于1%，從施工的角度，即使設(shè)計要求不大于1%，我們也要求不大于0.5%，因垂直度過大，很可能造成鋼筋籠下放不到位，導(dǎo)致起拔鋼筋籠、重新掃孔糾斜，費工費時、增加成本費用。2.保證垂直度的措施在鉆孔施工過程中進(jìn)行控

32、制。開鉆前，配備專門的鉆孔垂直度控制設(shè)備器具，校準(zhǔn)鉆機(jī)水平，檢查鉆桿接頭的緊密性和鉆桿垂直度；鉆進(jìn)過程中，根據(jù)不同地層采用不同鉆速和鉆壓參數(shù)，垂直度達(dá)不到要求，不得下道工序作業(yè)。（二）清孔和泥漿性能指標(biāo)要求及保證措施泥漿在樁孔施工中，起護(hù)壁堵漏、保護(hù)孔壁穩(wěn)定、懸浮或攜帶鉆渣作用。其主要性能指標(biāo)包括含砂率、密度和粘度等。泥漿性能好壞對孔底沉渣厚度、砼灌注質(zhì)量起決定作用。因此，在鉆孔成孔后，必須進(jìn)行清孔，清除孔底沉渣和孔壁泥皮，調(diào)整泥漿性能，確保水下砼灌注暢通。1泥漿性能指標(biāo)（1）含砂率小于5%，密度1.061.12 kg/m3，粘度1824s，孔底沉渣厚度小于等于30mm。（2）應(yīng)對孔底泥漿進(jìn)行

33、取樣檢測，其指標(biāo)控制在：含砂率小于6%，密度1.101.20 kg/m3，粘度1824 s。2保證措施（1）采用反循環(huán)清孔方法，即在終孔后，停止進(jìn)尺，上返孔內(nèi)尚未返出孔內(nèi)的鉆渣。不得采用正循環(huán)等其它方法清孔。（2）清孔時間，由于超深樁孔內(nèi)泥漿量大，循環(huán)線路長，可根據(jù)實際情況經(jīng)過檢測確定。五、鋼筋籠制作安放要求及保證措施 對于超深樁，因鋼筋籠長、節(jié)數(shù)多、重量大，要求鋼筋籠制作牢固，單節(jié)籠垂直度高，吊裝設(shè)備必須安全可靠，孔內(nèi)安裝連接時間加快，以保證鋼筋籠安裝質(zhì)量，縮短成孔至砼灌注時間。（一） 鋼筋籠制作要求及保證措施1.鋼筋籠制作要求（1）鋼筋原材料規(guī)格、型號、性能指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計要求。鋼筋籠制作應(yīng)

34、考慮吊裝設(shè)備起吊高度，根據(jù)樁籠總長計算分段制作。鋼筋籠制作應(yīng)在鋼筋圈制作平臺上進(jìn)行，采用十字交叉法，將支承架按23m的間距擺放在同一水平面上，各支架應(yīng)互相平行，圓心應(yīng)位于同一水平線上。制作時，先將主筋按設(shè)計間距焊接在加強筋上，然后按規(guī)定的螺距套入螺旋筋，采用綁扎或點焊固定。（2）鋼筋籠直徑、主筋間距、箍筋或螺旋筋螺距等必須符合規(guī)范要求，主筋與加強筋焊接應(yīng)牢固可靠，以防鋼筋籠吊裝時，因焊接不牢導(dǎo)致主筋與加強筋脫落，鋼筋籠散架事故發(fā)生。2.保證措施（1）鋼筋籠制作人員應(yīng)選擇具有一定技術(shù)素質(zhì)的熟練工，經(jīng)培訓(xùn)合格并持證上崗，未持證不得上崗。（2）制作完成的每節(jié)鋼筋籠，應(yīng)對其直徑、主筋間距、箍筋或螺旋筋

35、螺距、焊接質(zhì)量及垂直度進(jìn)行檢查，驗收合格后，將每根樁的鋼筋籠按上下節(jié)連接順序編號標(biāo)識，然后擺放在平整的地面上，嚴(yán)禁迭加堆放，并采取防雨、防潮措施，以防鋼筋籠銹蝕。（3）鋼筋籠場外運輸時，可用平板車直接運輸。施工現(xiàn)場采用人工抬運時，抬杠應(yīng)在籠加強筋處的籠中心偏上位置插入，各抬杠受力要均勻。禁止用鋼絲繩直接拖、拉或人工滾動的方式運送鋼筋籠，以防止鋼筋籠變形彎曲。（二）鋼筋籠安放要求及保證措施1.安放要求（1）鋼筋籠安裝前應(yīng)根據(jù)鋼筋籠總重量對吊裝設(shè)備掛鉤和鋼絲繩的承載能力進(jìn)行驗算，以確保吊放安全，防止掛鉤或鋼絲繩斷落事故發(fā)生。鋼筋籠吊放時，一般用2個吊點吊放，吊點位置應(yīng)恰當(dāng)，并采取措施對吊點予以加強

36、，以保證鋼筋籠起吊時不致變形，吊放入孔時，對準(zhǔn)鉆孔中心緩慢下放至設(shè)計標(biāo)高。（2）鋼筋籠安放位置主要是控制鋼筋籠中心與樁孔中心偏差和鋼筋籠頂標(biāo)高偏差。鋼筋籠吊放安裝時，應(yīng)按設(shè)計要求設(shè)置保護(hù)層，保護(hù)層厚度為50 mm，允許偏差±20 mm，一般沿鉆孔豎向每隔2 m左右設(shè)一道，每道沿圓周對稱地設(shè)置4塊，以確保鋼筋籠中心與鉆孔中心重合。當(dāng)鋼筋籠全部入孔，檢查并控制籠頂標(biāo)高，誤差不超過30 cm，符合要求后，將主筋點焊于孔口護(hù)筒上或用鐵絲牢固綁扎于孔口，以便使鋼筋籠定位，防止鋼筋籠因自重下落或灌注混凝土?xí)r往上串動。當(dāng)樁頂標(biāo)高離孔口距離較大時，必須在主筋上焊接24根吊筋，吊筋上部與護(hù)筒口點焊固定

37、。2.連接方法選擇鉆孔樁鋼筋籠連接常用的方法有焊接連接、套筒擠壓和螺紋套筒連接，超深孔由于鋼筋籠長、節(jié)數(shù)多，如采用常規(guī)電弧焊連接，焊接時間長，而樁孔從終孔到混凝土灌注孔內(nèi)停待時間長，為確?？妆诜€(wěn)定，防止鉆孔縮徑、坍塌發(fā)生，一般采用螺紋套筒法連接鋼筋籠， 六、砼灌注質(zhì)量要求及技術(shù)措施（一）砼灌注質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求混凝土強度必須符合設(shè)計要求，灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷，灌注過程中避免斷樁或夾泥，灌注混凝土應(yīng)密實，不得有空洞、空隙避免砼離晰情況發(fā)生。（二）導(dǎo)管的選擇及要求導(dǎo)管是灌注水下混凝土的重要工具，對導(dǎo)管的基本要求是，通過混凝土的能力滿足施工需要，連接要直，接頭處密封可靠，不漏水、不漏氣，有足夠強度和

38、剛度。1.導(dǎo)管的選擇配套2.導(dǎo)管檢測試驗對于超深樁，由于孔深、灌注導(dǎo)管長，混凝土灌注時導(dǎo)管受混凝土下落的沖壓力大，為避免導(dǎo)管出現(xiàn)爆管壓裂脫落，要求導(dǎo)管體具有足夠的強度和剛度，接頭之間采用雙螺紋方扣快速接頭連接，連接要牢固可靠。導(dǎo)管安裝前，應(yīng)對規(guī)格、拼接構(gòu)造、垂直度進(jìn)行檢查，并做拼接、過球、水密、承壓以及接頭抗拉試驗。 3.導(dǎo)管安裝要求導(dǎo)管安裝時，接頭處放置密封圈，確保接頭密封不漏水、不漏氣。吊放時，導(dǎo)管位置居中，軸線順直，緩慢沉放，防止卡掛鋼筋籠和碰撞孔壁。安裝完畢，準(zhǔn)確丈量導(dǎo)管總長度，使導(dǎo)管底口與孔底距離保持在0.5 m左右。 （三）砼質(zhì)量要求及保證措施砼的主要性能指標(biāo)包括砼的強度，初凝時間

39、，和易性（坍落度）和容重，它是決定灌注質(zhì)量的關(guān)鍵因素。1.砼質(zhì)量要求（1）強度必須滿足設(shè)計要求；（2）初凝時間是根據(jù)施工熟練程度確定；（3）坍落度要求1822 cm；（4）容量大于2324 kg/m3，灌注時不得有砼晰情況。2.保證措施（1）采用商品砼，必須按要法求進(jìn)行配合設(shè)計，其原材料水泥標(biāo)號、強度、安定性、凝結(jié)時間等性能指標(biāo)以及骨料級配、強度等應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）每車砼灌注前應(yīng)檢測其坍落度，應(yīng)具有良好的流動性和和易性，不符合要求不允許灌注。（3）砼車必須連續(xù)到達(dá)。（4）按規(guī)范要求取樣做試塊進(jìn)行試驗（四） 砼灌注工藝參數(shù)選擇確定及保證措施1.初灌量及導(dǎo)管初埋深要求開始灌注時，要確保灌入的第一混凝土能達(dá)到要求的埋管高度，以保證導(dǎo)管底部的隔水。初灌混凝土量通過計算確定，混凝土初灌量（V）計算公式：V= 1/4D2(he+h)+ 1/4d2h1 2.砼灌注中的導(dǎo)管埋深要求根據(jù)施工經(jīng)驗總結(jié)，確定導(dǎo)管埋深要求。導(dǎo)管的埋深大小對灌注質(zhì)量影響很大，埋深過小，往往會使管外混凝土面上的浮漿沉渣夾裹卷入管內(nèi)形成夾層，埋深過大，則導(dǎo)管底口的起壓力減小，管內(nèi)混凝土不易流出，容易產(chǎn)生堵管。實際施工中，應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)泥漿性能、砼坍落度、初凝時間等影響因素，合理控制導(dǎo)管的埋入深度，以保證混凝土灌注質(zhì)量。3.灌注砼面檢測及導(dǎo)管埋深