正循環(huán)鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工工藝

鉆孔灌注樁施工工藝鑿除樁頭鉆機(jī)成孔泥漿循環(huán)鋼筋籠制作監(jiān)理驗(yàn)收合格機(jī)具清理道碴填孔砼拌和及運(yùn)輸水下砼灌注二次清孔下導(dǎo)管監(jiān)理驗(yàn)收合格下鋼筋籠提鉆清孔監(jiān)理驗(yàn)收合格鉆機(jī)就位埋設(shè)護(hù)筒樁位放樣場(chǎng)地平整一、鉆孔灌注樁施工流程框圖：鑿除樁頭鉆機(jī)成孔泥漿循環(huán)鋼筋籠制作監(jiān)理驗(yàn)收合格機(jī)具清理道碴填孔砼拌和及運(yùn)輸水下砼灌注二次清孔下導(dǎo)管監(jiān)理驗(yàn)收合格下鋼筋籠提鉆清孔監(jiān)理驗(yàn)收合格鉆機(jī)就位埋設(shè)護(hù)筒樁位放樣場(chǎng)地平整搭設(shè)排架搭設(shè)排架泥漿外運(yùn)設(shè)備移位泥漿外運(yùn)設(shè)備移位泥漿處理泥漿處理

鉆孔樁施工采用反循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔，二次循環(huán)清孔，導(dǎo)管澆筑水下砼的施工方法。二、鉆孔準(zhǔn)備工作鉆孔灌注樁施工前準(zhǔn)備工作的主要內(nèi)容有：鉆機(jī)的選用，樁位測(cè)量放樣，場(chǎng)地準(zhǔn)備，工作平臺(tái)及護(hù)筒制作埋設(shè)等。1、鉆機(jī)選擇及設(shè)備檢驗(yàn)本工程設(shè)計(jì)孔徑為Φ100cm，樁長(zhǎng)在20m~25m，選用GPS150型鉆機(jī)。鉆頭形式采用燈籠式錐形鉆頭，鉆頭直徑滿足設(shè)計(jì)要求，采用三翼式鋃焊合金刀法，翼片成梨形，端部設(shè)導(dǎo)向小型鉆頭。砂石泵（反循環(huán)泵）泥漿泵、配套設(shè)備儀器、或鋼筋制作的探籠（檢測(cè)孔徑），砼的導(dǎo)管，必須做水密承壓試驗(yàn)，符合要求后方可投入使用2、鉆機(jī)工作場(chǎng)地平整：1）準(zhǔn)備泥漿池，按照1根樁體積產(chǎn)生3倍泥漿量修筑泥漿池，擬在堤壩外筑泥漿池一只，容積300~500m3，泥漿循環(huán)池一只40m2）粘土備料：以原土造漿護(hù)壁為主，以備粉砂層造漿不足，每根樁準(zhǔn)備一定量的優(yōu)質(zhì)粘土，以保證樁基施工過程中的成孔質(zhì)量。3）陸地樁施工直接對(duì)原土進(jìn)行整平后鋪設(shè)枕木；4）水上樁施工采用水上鉆孔支架平臺(tái)。水上鉆孔支架平臺(tái)采用φ20cm×8m的木樁，要求木樁打入土深度≥5m。盡量利用老橋拆除方案的水上支架作為砼運(yùn)輸和樁機(jī)進(jìn)場(chǎng)便道進(jìn)行搭設(shè)。搭設(shè)采用雙排木樁，分別位于橋樁左右各1.5m范圍。兩排木樁頂平行橋樁方向采用30×30cm方木相連，在方木上鋪設(shè)一層間距50cm的20×20cm方木，然后鋪設(shè)一層3cm3、護(hù)筒選擇埋設(shè)1）護(hù)筒制作：采用3-4mm的鋼板焊制而成（焊縫不可漏水），其內(nèi)徑比樁孔直徑大20-40cm；2）水上樁護(hù)筒埋設(shè)：經(jīng)施工測(cè)量人員定出水中樁位后,作好標(biāo)記。①本工程水中護(hù)筒采用大護(hù)筒套小護(hù)筒的方式,內(nèi)外護(hù)筒直徑內(nèi)徑比樁經(jīng)稍大，外護(hù)筒的內(nèi)經(jīng)要求比樁經(jīng)大50cm。②定出樁位后先讓外護(hù)筒利用自身重力慢慢沉入淤泥中,待其穩(wěn)定后筒頂放置槽鋼，利用挖土機(jī)再將其重壓入河床底實(shí)土層內(nèi)不小于2m,外護(hù)筒采用雙向槽鋼焊接再與作業(yè)平臺(tái)連接固定。③把護(hù)筒內(nèi)水抽干，再次測(cè)量定位，做好標(biāo)記，安放內(nèi)護(hù)筒。校正滿足精度要求后，保證護(hù)筒的垂直度，并復(fù)測(cè)護(hù)筒頂標(biāo)高。④內(nèi)外護(hù)筒同樣采用電焊焊接連接固定。內(nèi)外護(hù)筒間隙用粘土填實(shí)，外護(hù)筒頂高出最高河水位0.8m以上,內(nèi)護(hù)筒低于外護(hù)筒0.3~0.5m。3）旱地的護(hù)筒①埋深不小于1.5m，且上口高出地面0.3m；在填浜部位的護(hù)筒，先開挖至淤泥層上部20-50cm處，然后用震動(dòng)錘將護(hù)筒震入淤泥，深度不小于2.0m，上口高出地面0.3m；②為防止鉆進(jìn)施工中護(hù)筒外圈返漿造成塌孔，護(hù)筒埋設(shè)位置應(yīng)準(zhǔn)確，其中心線與樁中心線的允許偏差不得大于2cm；③并應(yīng)保證護(hù)筒的垂直度和水平度，護(hù)筒的傾斜度不得大于1%；④護(hù)筒底部和四用粘土填實(shí)，固定；三、鉆孔施工1、鉆機(jī)就位1）樁機(jī)就位前，必須對(duì)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查：設(shè)備、人員的到位，配套設(shè)備的就位、各班組的交底等。2）鉆機(jī)和鉆塔要安裝穩(wěn)固，保證天車、主動(dòng)鉆桿、鉆頭、鋼護(hù)筒中心在一條直線上；偏差不大于5mm。3）鉆孔樁開始時(shí)，應(yīng)通過項(xiàng)目部人員參加與記錄的審查。2、樁機(jī)鉆進(jìn)及規(guī)程參數(shù)：1）根據(jù)樁孔鉆遇地層特點(diǎn)，選擇機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、泥漿反循環(huán)護(hù)璧，其為：轉(zhuǎn)數(shù)30-50r/min，泵量200~300m3/h以上。2）樁孔上部孔段鉆進(jìn)時(shí)輕壓慢轉(zhuǎn),控制導(dǎo)向、防止偏位和斜孔；在鉆錐入土后進(jìn)行正常進(jìn)鉆。3）剛開鉆時(shí)必須原位造漿0.5-1.0小時(shí)，以防止淺塌孔；然后根據(jù)土質(zhì)情況，確定造漿的部位、鉆進(jìn)速度。鉆孔過程中，應(yīng)根據(jù)成孔深度結(jié)合地質(zhì)剖面，確定所進(jìn)的土層；同時(shí)撈取渣樣進(jìn)行判別，及時(shí)調(diào)整泥漿指標(biāo)，并做好記錄。4）盡量減少樁孔超徑，在易縮徑的粘土層中，應(yīng)適當(dāng)增加掃孔次數(shù)，防止縮徑，應(yīng)加配重塊，采用大壓力,慢轉(zhuǎn)速鉆進(jìn),以提高鉆進(jìn)效率。5）鉆進(jìn)及泥漿制作：泥漿在鉆孔中的作用是：a、在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的懸浮液壓力，可防止坍孔；b、泥漿向孔外土層滲漏，在鉆進(jìn)過程中，由于鉆頭的活動(dòng)，孔壁表面形成一層膠泥，具有護(hù)壁作用，同時(shí)將孔內(nèi)外水流切斷，能穩(wěn)定孔內(nèi)水位；c、泥漿比重大，具有浮渣作用，利于鉆渣的排出。因此在鉆孔過程中，孔內(nèi)應(yīng)保持一定稠度的泥漿，土質(zhì)為粉土和砂土一般比重以1.25～1.5為宜，在根據(jù)地質(zhì)資料分析，每根樁預(yù)備塑性指數(shù)在25以上的一定量粘土，以便造漿護(hù)壁；尤其是在孔口更要仔細(xì)護(hù)壁，以防孔口漏水而使孔內(nèi)失去水壓力。6）鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)隨時(shí)測(cè)定沉淀池泥漿性能，確保泥漿性能指標(biāo)，符合所鉆地層需要。3、清孔在孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，開始清孔，清孔分兩次進(jìn)行。1）第一次清孔第一次清孔時(shí)不得停鉆，已防泥漿堵住鉆頭孔。樁孔成孔后，應(yīng)進(jìn)行第一次清孔，清孔時(shí)應(yīng)將鉆具提離孔底0.3-0.5m，緩慢回轉(zhuǎn)，同時(shí)加大泵量，每隔十分鐘停泵一次，將鉆具提高3-5m，來回串動(dòng)幾次，再開泵清孔。第一次清孔采用正循環(huán)換漿法清孔。2、第二次清孔①鋼筋籠、導(dǎo)管下完后，用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔，二次清孔時(shí)間不小于30分鐘，測(cè)定孔底沉渣厚度低于設(shè)計(jì)要求值30cm方可停止清孔；否則繼續(xù)清孔。②第二次清孔時(shí)，注入漿比重為1.15,排出泥漿比重不大于1.20；第二次清孔后泥漿比重控制在1.05-1.2；粘度17—20s；含砂量<4%。③清孔結(jié)束后，30分鐘內(nèi)必須盡快灌漿。4、鋼筋籠的制作與吊放a鋼筋籠制作標(biāo)準(zhǔn)eq\o\ac(○,1)鋼筋籠制作前應(yīng)清除鋼筋表面污垢、銹蝕，鋼筋下料時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確控制下料長(zhǎng)度。發(fā)現(xiàn)彎曲、變形鋼筋要作調(diào)整處理，鋼筋頭部彎曲要調(diào)直，制作鋼筋籠時(shí)，應(yīng)用控制工具標(biāo)定主筋間距，以便在孔口搭焊時(shí)保持鋼筋籠的垂直度，為防止提升導(dǎo)管時(shí)，帶動(dòng)鋼筋籠，嚴(yán)禁彎曲或變形鋼筋籠下入孔內(nèi)。eq\o\ac(○,2)鋼筋籠采用環(huán)形模制作，制作場(chǎng)地保持平整。成型的鋼筋籠應(yīng)平臥堆放在平整干凈的地面上，堆放層數(shù)不應(yīng)超過2層。每節(jié)鋼筋籠上、下各設(shè)置一道鋼筋定位控制件，每道沿圓周布置3只。保護(hù)層厚度為50mm。eq\o\ac(○,3)鋼筋籠主筋連接采用單面焊接，焊縫長(zhǎng)度＞10d，主筋接頭間距＞45d，且同一截面接頭數(shù)≤50％。鋼筋籠焊接選用E5002焊條，焊縫寬度不應(yīng)小于0.7d，厚度不小于0.3d。焊接過程中，應(yīng)及時(shí)清渣，鋼筋籠兩端的加強(qiáng)箍與主筋應(yīng)全部點(diǎn)焊，必須焊接牢固，其余部分按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行焊接。b鋼筋籠的起吊、就位和對(duì)接eq\o\ac(○,1)鋼筋籠的安放標(biāo)高，可由護(hù)口管頂端處的標(biāo)高來計(jì)算，安放時(shí)必須保證樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)標(biāo)高，允許誤差為±100mm。eq\o\ac(○,2)鋼筋籠下放時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位中心，一般采用正、反旋轉(zhuǎn)慢慢地逐步下沉，防止碰撞，放至設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)立即固定。eq\o\ac(○,3)鋼筋籠安裝入孔時(shí)和上下節(jié)籠進(jìn)行對(duì)接施焊時(shí)，應(yīng)使鋼筋籠保持垂直狀態(tài)，對(duì)接鋼筋籠時(shí)應(yīng)兩邊對(duì)稱施焊。eq\o\ac(○,4)孔口對(duì)接鋼筋籠完畢后，需進(jìn)行中間驗(yàn)收，合格后方可繼續(xù)下級(jí)進(jìn)行下一節(jié)籠安裝。5、混凝土灌注混凝土灌注工藝混凝土灌注前、清孔完畢后，應(yīng)迅速安放混凝土漏斗與隔水橡皮球膽，并將導(dǎo)管提離孔底0.5m。首灌混凝土灌量必須保證能埋住導(dǎo)管0.8～1.3m。澆灌時(shí)應(yīng)先用0.3m3的1:1.5水泥砂漿打底。灌注開始后，要連續(xù)進(jìn)行并盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時(shí)間。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)砼不滿時(shí)，應(yīng)徐徐地灌注，防止在導(dǎo)管內(nèi)造成高壓氣囊。在灌注過程中要安排專人經(jīng)常探測(cè)井孔內(nèi)砼面位置，及時(shí)地調(diào)整導(dǎo)管埋深，并做好原始記錄，灌注過程中，導(dǎo)管埋入深度宜保持在2m-6m之間，最小埋入深度不得小于2m。澆灌混凝土?xí)r隨澆隨提，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土面或埋入過深，一次提拔不得超過4m如運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土發(fā)現(xiàn)離析和易性不符合要求時(shí)；應(yīng)再進(jìn)行拌制，以防堵塞導(dǎo)管。樁身實(shí)際澆注混凝土的數(shù)量不得小于樁身的計(jì)算體積的1.05倍，不應(yīng)超過計(jì)算值的1.2倍?；炷翝补嗤戤吅?，應(yīng)及時(shí)割斷吊筋，等地面以上混凝土初凝并提出護(hù)筒，清除孔口泥漿和混凝土殘漿?；炷翝补嘀袘?yīng)防止鋼筋籠上浮，在混凝土面接近鋼筋籠底端時(shí)灌注速度應(yīng)適當(dāng)放慢，當(dāng)混凝土進(jìn)入鋼筋籠底端1-2m后，可適當(dāng)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管提升要平穩(wěn)，避免出料沖擊過大或鉤帶鋼筋籠。灌注樁頂標(biāo)高時(shí)，應(yīng)預(yù)加一定高度，一般比設(shè)計(jì)高出0.8～1m，預(yù)加高度待砼強(qiáng)度達(dá)到5MPa每次灌注，必須按規(guī)定測(cè)坍落度二次，應(yīng)做好試塊二組，試塊應(yīng)標(biāo)明樁號(hào)、日期、并按標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。6、樁孔質(zhì)量的檢測(cè)：樁孔質(zhì)量參數(shù)包括：孔徑、孔深、鉆孔垂直度沉渣厚度。eq\o\ac(○,1)孔深：鉆孔前先確定護(hù)筒的標(biāo)高，以此作為基點(diǎn)按設(shè)計(jì)要求的孔底標(biāo)高確定孔深，以鉆桿上的標(biāo)志為基準(zhǔn)，再用測(cè)繩和鋼尺測(cè)量孔深。eq\o\ac(○,2)用探孔籠（長(zhǎng)4-6m、直徑為設(shè)計(jì)孔徑、兩端錐形的鋼筋籠），檢測(cè)孔經(jīng)。eq\o\ac(○,3)樁基的質(zhì)量檢測(cè)由業(yè)主指定的單位進(jìn)行；eq\o\ac(○,4)沉渣厚度以第二次渣孔后測(cè)定量數(shù)確定。eq\o\ac(○,5)出現(xiàn)縮徑等應(yīng)進(jìn)行掃孔。eq\o\ac(○,6)根據(jù)業(yè)主或現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理的要求，必要時(shí)由專業(yè)人員，用井徑儀測(cè)定孔徑、鉆孔垂直度。灌注樁允許偏差項(xiàng)次檢查項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法1混凝土抗壓強(qiáng)度在合格范圍內(nèi)2樁位（mm）群樁100用經(jīng)緯儀檢查縱、橫方向排架樁503鉆孔傾斜度+1%用垂線測(cè)量計(jì)算4沉淀厚度摩擦樁不大于300mm開始灌注混凝土前用測(cè)繩測(cè)量支承樁300mm5鋼筋骨架底面高程（mm）±50查灌注前記錄7、鉆孔事故的預(yù)防及處理措施1）坍孔坍孔的表征是孔內(nèi)水位突然下降，孔口冒細(xì)密的水泡，出渣量顯著增加而不見進(jìn)尺，鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加等。（1）坍孔預(yù)防措施：鉆頭到達(dá)含泥砂層時(shí)，泥漿比重不小于1.5；粘度不小于19s；孔內(nèi)用高粘度泥漿反復(fù)進(jìn)行掃孔。（2）處理方法：施工中應(yīng)嚴(yán)格按要求操作，以防為主，一旦發(fā)生坍孔，應(yīng)找出坍孔原因，采取相應(yīng)措施。2）鉆孔偏斜鉆孔偏斜事故預(yù)防和處理方法：（1）安裝鉆機(jī)時(shí)要使轉(zhuǎn)盤、底座水平、起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護(hù)筒中心三者在一條豎直線上，并經(jīng)常檢查校正。（2）由于主動(dòng)鉆桿較長(zhǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上部擺動(dòng)過大。必須在鉆架上增設(shè)導(dǎo)向架，控制鉆桿上的提引水籠頭，使其沿導(dǎo)向架鉆進(jìn)。（3）鉆桿、接頭逐個(gè)檢查，及時(shí)調(diào)正。主動(dòng)鉆桿彎曲，要用千斤頂及時(shí)調(diào)直。（5）用測(cè)孔器查明鉆孔偏斜的位置和偏斜情況后，一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復(fù)掃孔，使鉆孔正直，偏斜嚴(yán)重時(shí)應(yīng)回填砂粘土到偏斜處，待沉積密實(shí)后再繼續(xù)鉆進(jìn)。3）落物掉鉆預(yù)防措施：（1）開鉆前應(yīng)清除孔內(nèi)落物，零星鐵件可用電磁鐵吸取，較大落物和鉆具，可用打撈工具打撈，然后在護(hù)筒口加蓋。（2）經(jīng)常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和連結(jié)裝置。（3）為便于打撈落入孔內(nèi)的鉆頭，可在鉆頭上預(yù)先焊上打撈環(huán)，或在鉆頭上圍捆幾圈鋼絲繩等。處理方法：掉鉆后應(yīng)及時(shí)摸清情況，若鉆錐被沉淀物或坍孔土石埋住應(yīng)首先清孔，使打撈工具能接觸鉆頭。4）糊鉆在軟塑粘土層回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，因進(jìn)尺快，鉆渣量大，預(yù)防處理辦法：首先應(yīng)對(duì)鉆桿內(nèi)徑大小進(jìn)行計(jì)算決定。還應(yīng)控制進(jìn)尺，加強(qiáng)泥漿循環(huán)。若已嚴(yán)重糊鉆，應(yīng)將鉆錐提出孔口，清除鉆頭殘?jiān)?）擴(kuò)孔和縮孔擴(kuò)孔是孔壁坍塌而造成的結(jié)果，若只孔內(nèi)局部發(fā)生坍塌而擴(kuò)孔，鉆孔仍能達(dá)到設(shè)計(jì)深度則不必處理，只是混凝土灌注量大大增加，若因擴(kuò)孔后繼續(xù)坍塌影響鉆進(jìn)，應(yīng)按坍孔事故處理。（1）縮孔預(yù)防措施：利用水頭壓力壓住淤泥，保證孔內(nèi)水頭高出地下水位（水上為水面）1.5m，以防孔壁淤泥向孔內(nèi)擴(kuò)展，造成縮徑；鉆頭在易縮孔的地層進(jìn)行反復(fù)掃孔。（2）縮孔原因有二種：一種是鉆頭焊補(bǔ)不及時(shí)，嚴(yán)重磨耗的鉆頭往往鉆出較設(shè)計(jì)孔徑稍小的孔。另一種是由于地層中有軟塑土（俗稱橡皮土），遇水膨脹后使孔徑縮小。可采用上下反復(fù)掃孔的方法以擴(kuò)大孔徑。6）鉆桿折斷折斷原因：（1）用地質(zhì)或水文地質(zhì)鉆探小孔徑鉆孔的鉆桿來作橋梁大孔徑鉆孔樁用，其強(qiáng)度、剛度太小，容易折斷。（2）鉆進(jìn)中選用的轉(zhuǎn)速不當(dāng)，使鉆桿扭轉(zhuǎn)或彎曲折斷。（3）鉆桿使用過久，連接處有操作或接頭磨損過甚。（4）地層堅(jiān)硬，進(jìn)尺太快，超負(fù)荷引起。預(yù)防和處理：（2）不使用彎曲嚴(yán)重的鉆桿，要求連接處絲扣完好，以螺套連接的鉆桿接頭，要有防止反轉(zhuǎn)松脫的固鎖設(shè)施。（3）應(yīng)控制進(jìn)尺，遇有堅(jiān)硬、復(fù)雜地層要仔細(xì)操作。（4）經(jīng)常檢查鉆具各部分的磨損情況，損壞要及時(shí)更換。（5）如已發(fā)生鉆桿折斷事故，可按前述打撈方法將掉落鉆桿打撈上來。并檢查原因，換用新或大鉆桿繼續(xù)鉆進(jìn)。7）鉆孔漏漿在透水性強(qiáng)或有地下水流動(dòng)的地層中，稀泥漿會(huì)向孔外漏失，護(hù)筒埋設(shè)太淺，回填土不密實(shí)或護(hù)筒接縫不嚴(yán)密，會(huì)在護(hù)筒刃腳或接縫處漏漿，也可能由于水頭過高使孔壁滲漿。為防止漏漿，可加稠泥漿或倒入粘土慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，在有護(hù)筒防護(hù)范圍內(nèi)，接縫處漏漿，可由潛水工用棉絮堵塞，封閉接縫。8、質(zhì)量保證措施eq\o\ac(○,1)每道工序均請(qǐng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后再進(jìn)行下道工序施工。eq\o\ac(○,2)確保鉆孔垂直，鉆頭帶導(dǎo)向，孔底減壓鉆進(jìn)。eq\o\ac(○,3)開鉆前預(yù)先配制好優(yōu)質(zhì)泥漿，用粘土或膨脹土為原料，控制比重在1.3～1.4之間。遇夾砂土層時(shí)，為防縮頸，把優(yōu)質(zhì)泥漿注入孔內(nèi)。eq\o\ac(○,4