正反循環(huán)鉆孔灌注樁施工技術(shù)小結(jié)

正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆鉆孔灌注樁施工一、正循環(huán)鉆孔灌注樁施工工藝正循環(huán)鉆孔灌注樁的施工大體包括場地平整、設(shè)備及材料就緒、鉆孔作業(yè)、成孔報(bào)驗(yàn)、灌注混凝土四個(gè)步驟，詳細(xì)施工工藝流程見圖一。確定樁位、埋設(shè)護(hù)筒確定樁位、埋設(shè)護(hù)筒鉆機(jī)就位、校正制備泥漿、鉆孔成孔檢查清孔設(shè)備準(zhǔn)備一清及檢查鋼筋籠制備安裝鋼筋籠二清及檢查灌注混凝土鑿除樁頭樁基檢測砼灌注記錄安放導(dǎo)管現(xiàn)場砼試驗(yàn)導(dǎo)管試拼檢驗(yàn)檢測儀器準(zhǔn)備場地平整圖一正循環(huán)鉆孔灌注樁施工工藝流程1、場地平整首開工程所在地為農(nóng)田區(qū)，土質(zhì)松軟，含砂量大。對樁基礎(chǔ)位置大略確定后，清除雜物，清除軟土，筑島換填；平整夯實(shí)，修筑便道，搭設(shè)牢固的工作平臺(tái)，為擺放鉆機(jī)、運(yùn)輸砼、吊裝鋼筋籠、安裝導(dǎo)管等工作提供場所。2、護(hù)筒埋設(shè)施工現(xiàn)場表層土松軟、含砂量大，護(hù)筒埋深至少2.5m，頂面高出地面50cm，底部與四周用粘土分層夯實(shí)，護(hù)筒中心線與樁中心線重合，平面誤差控制在50mm以內(nèi)，傾斜度不大于1%，保證護(hù)筒穩(wěn)定。3、鉆機(jī)就位鉆機(jī)擺放平穩(wěn)，底座處用枕木支墊，就位后對機(jī)具及機(jī)座穩(wěn)固性進(jìn)行全面檢查，保證鉆進(jìn)中鉆機(jī)不產(chǎn)生位移和沉降。4、泥漿制備開挖泥漿池，選用膨潤土配制優(yōu)質(zhì)泥漿。泥漿性能指標(biāo)嚴(yán)格按要求控制：比重1.1～1.3，粘度19s～28s，含砂率不大于4%，膠體率不小于95%，PH值大于6.5。施工過程中要留意孔內(nèi)泥漿狀況，及時(shí)補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)泥漿，以保證孔內(nèi)泥漿頂面標(biāo)高始終高于地下水位1.5～2.0m。5、鉆孔開鉆時(shí)慢速鉆進(jìn)，待導(dǎo)鉆頭全部進(jìn)入地層后，方可加速鉆進(jìn)。整個(gè)過程采用減壓鉆孔，孔底承受的鉆壓不超過鉆具重力之和（扣除浮力）的80%。每鉆進(jìn)3～5m，檢查一次泥漿性能指標(biāo)和成孔質(zhì)量，填寫好鉆孔記錄，并在地層變化處取樣，以便調(diào)整泥漿指標(biāo)，遇地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)發(fā)生差異及時(shí)報(bào)請?jiān)O(shè)計(jì)及監(jiān)理單位，研究處理措施后繼續(xù)施工。因故停機(jī)時(shí)，應(yīng)保證孔內(nèi)具有規(guī)定的水位和所需的泥漿比重及粘度，且將鉆頭提出孔外，以防塌孔或掉鉆頭。6、第一清孔成樁后，對成孔質(zhì)量進(jìn)行檢查。檢查鉆孔深度、孔徑、垂直度是否達(dá)到要求。合格后，用換漿法清孔，即將鉆頭提高至孔底約30cm空鉆帶動(dòng)孔底沉渣，泵入新泥漿，使鉆渣在孔內(nèi)旋浮上升至孔口流入沉淀池，循環(huán)工作，直至泥漿達(dá)到相關(guān)指標(biāo)。7、第二清孔安放鋼筋籠及導(dǎo)管時(shí)，停鉆時(shí)間較長，孔底會(huì)產(chǎn)生新的沉渣，故應(yīng)進(jìn)行二次清孔。其方法與一清相似，從導(dǎo)管內(nèi)壓入泥漿，帶動(dòng)孔底沉渣流入沉淀池進(jìn)行清孔，直至泥漿各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到表一要求時(shí)為止。項(xiàng)目合格指標(biāo)稠度17～20s沉渣厚度≤20cm含砂率≤2.0%泥漿比重1.03～1.1表一二清泥漿合格指標(biāo)8、灌注混凝土水下混凝土的灌注要迅速，并不得超過首灌砼的初凝時(shí)間。導(dǎo)管使用前應(yīng)做水密承壓和接頭抗拉實(shí)驗(yàn)。水密實(shí)驗(yàn)的水壓不小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不小于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注砼時(shí)最大內(nèi)壓力P的1.3倍。P值(單位kPa)按下式計(jì)算：P=γcHc－γwHw式中：γc－砼的容重(取24kN/m3)；Hc－導(dǎo)管內(nèi)樁的最大高度(m)，以導(dǎo)管的全長或預(yù)計(jì)的最大高度計(jì)；γw－孔內(nèi)泥漿的容重（kN/m3）；Hw－孔內(nèi)泥漿的深度(m)。本工程首個(gè)樁基礎(chǔ)的樁號(hào)為410-1#樁基，樁徑1.0m，設(shè)計(jì)樁長為45.5m，成孔孔深為48.5m，灌樁前安放導(dǎo)管長度為48m。故P的值為：P=24×48－68×11=404(kPa)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。導(dǎo)管接頭用法蘭盤螺栓聯(lián)接，墊橡膠圈密封防水，管頂端接放砼漏斗。首批灌砼數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首埋深度（≥1.0m）的要求。所需砼量可參考下式：式中：V－灌注首批砼所需數(shù)量(m3)；D－樁孔直徑(m)；H1－樁孔底至導(dǎo)管底端間距；H2－導(dǎo)管初次埋置深度(m)；d－導(dǎo)管內(nèi)徑(m)；h1－樁孔內(nèi)砼達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)砼柱平衡導(dǎo)管外壓力所需的高度(m)，即h1=Hwγw/γc。h1=11×68/24=31.17(m)V=3.14×(1/2)2×(0.5+1)+3.14×(0.25/2)2/4×31.17=1.56(m3)由上式，在灌注首批砼時(shí)，本樁基礎(chǔ)采用2m3容量的漏斗。灌注時(shí)采用堵口鋼板堵住漏斗口，待漏斗內(nèi)備夠足量砼后提拔鋼板放砼沖孔。灌注過程中，應(yīng)關(guān)注孔內(nèi)砼面的標(biāo)高，當(dāng)砼頂面距鋼筋籠骨架底部1m時(shí)，為防止鋼筋籠上浮，應(yīng)降低灌注速度，當(dāng)砼面距孔底4m以上時(shí)，提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底口高于鋼筋籠骨架底部2m以上，可恢復(fù)正常灌注速度；及時(shí)測孔內(nèi)砼面標(biāo)高，調(diào)整導(dǎo)管埋深，一般導(dǎo)管埋深宜控制在2m～6m。為保證樁頭砼強(qiáng)度，灌注砼面標(biāo)高宜比設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高高出0.5m～1.0m。多余部分在基坑開挖后鑿除。二|、反循環(huán)鉆孔灌注樁施工：(1)規(guī)劃布置施工現(xiàn)場時(shí)，應(yīng)首先考慮沖洗液循環(huán)、排水、清渣系統(tǒng)的安設(shè)，以保證反循環(huán)作業(yè)時(shí)，沖洗液循環(huán)通暢污水排放徹底，鉆渣清除順利。(2)及時(shí)清除循環(huán)池沉渣。(3)鉆頭吸水?dāng)嗝鎽?yīng)開敞、規(guī)整、流阻小，以利防止磚塊、礫石等堆擠堵塞；鉆頭體吸口端距鉆頭底端高度不宜大于250mm；鉆頭體吸水口直徑宜略小于鉆桿內(nèi)徑。(4)鉆進(jìn)操作要點(diǎn)：①砂石泵起動(dòng)后，應(yīng)待反循環(huán)正常后，才能開動(dòng)鉆機(jī)慢速回轉(zhuǎn)下放鉆頭至孔底。開始鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)先輕壓慢轉(zhuǎn)至鉆頭正常工作后，逐漸加大轉(zhuǎn)速，調(diào)整加壓力，以不造成鉆頭吸口堵水為限度。②鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)觀察進(jìn)尺情況和砂石泵的排水出渣情況；排量減少或出水中含鉆渣較多時(shí)，應(yīng)控制給進(jìn)速度，防止因循環(huán)液比重太大而中斷反循環(huán)。③鉆進(jìn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)不同的地層情況，樁徑，并獲得砂石泵的合理排量和鉆機(jī)的經(jīng)濟(jì)鉆速來加以選擇和調(diào)整。④加接鉆桿時(shí)，應(yīng)先停止鉆進(jìn)，將鉆具提離孔底80～100mm，維持沖洗液循環(huán)1～2min，以清洗孔底并將管道內(nèi)的鉆渣攜出排凈，然后停泵加接鉆桿。⑤鉆桿連接應(yīng)擰緊上牢，防止螺栓、螺母、擰卸工具等掉入孔內(nèi)。⑥鉆進(jìn)時(shí)如孔內(nèi)出現(xiàn)坍孔、涌砂等異常情況，應(yīng)立即將鉆具提離孔底，控制泵量，保持沖洗液循環(huán)，吸除坍落物和涌砂，同時(shí)向孔內(nèi)輸送性能符合要求的泥漿，保持水頭壓力以抑制繼續(xù)涌砂和坍孔，恢復(fù)鉆進(jìn)后，控制泵排量示宜過大，避免吸坍孔壁。⑦鉆進(jìn)達(dá)到要求孔深停鉆時(shí)，應(yīng)維持沖洗液正常循環(huán)，清洗吸除孔底沉渣至返出沖洗液的鉆渣含量小于4%為止。起鉆時(shí)應(yīng)注意操作輕穩(wěn)，防止鉆頭拖刮孔壁，并向孔內(nèi)補(bǔ)入適量沖洗液，穩(wěn)定孔內(nèi)水頭高度。三、鉆孔灌注樁常見事故處理1、坍孔發(fā)生坍孔后，應(yīng)立即查明坍孔處位置，分析地質(zhì)情況，然后采取相應(yīng)措施。若坍孔發(fā)生在護(hù)筒底處，可立即拆除護(hù)筒，回填鉆孔。采用加長護(hù)筒，重新埋設(shè)護(hù)筒至坍孔位置以下后再鉆進(jìn)，護(hù)筒外圍回填夯實(shí)。若坍孔位置較深，則用測深錘和實(shí)際地質(zhì)情況分析坍孔程度，若不嚴(yán)重，則可加大泥漿比重，繼續(xù)鉆進(jìn)；若較為嚴(yán)重，則應(yīng)立即用砂或小礫石加粘土回填至坍孔以上位置或回填至地面標(biāo)高，暫停一段時(shí)間，使回填土沉積密實(shí)，水位穩(wěn)定后，重新鉆進(jìn)。2、斜孔和彎孔應(yīng)及時(shí)調(diào)整進(jìn)鉆速度，泥漿稠度，并上下掃孔使鉆機(jī)逐漸正位。彎孔較嚴(yán)重時(shí)，可提起鉆頭在彎孔處上下反復(fù)掃孔，使鉆孔垂直。3、鋼筋籠上浮用重物強(qiáng)行將鋼筋籠下壓，將粘結(jié)層破壞掉后繼續(xù)澆注混凝土。如果不湊效，則提起鋼筋籠，將孔內(nèi)已灌的混凝土抽吸出后，放籠至原位置，再進(jìn)行二次灌注混凝土。4、導(dǎo)管進(jìn)水要防止該事故的發(fā)生，需確保灌進(jìn)孔內(nèi)的混凝土能把導(dǎo)管埋住。澆注過程中，認(rèn)真測量導(dǎo)管埋深，杜絕測深錯(cuò)誤。發(fā)生該事故后，應(yīng)將導(dǎo)管接長，插進(jìn)孔內(nèi)混凝土中合理深度后，抽吸出孔內(nèi)的泥漿及部分砼漿，然后繼續(xù)沖灌混凝土。5、埋管、堵管嚴(yán)格控制導(dǎo)管的埋深，一般不超過6m。遇到埋管時(shí)，可用千斤頂試拔，如果仍拔不出，在砼初凝前另下一根導(dǎo)管，按照導(dǎo)管進(jìn)水的處理方法進(jìn)行處理。若發(fā)生堵管事故，可視其嚴(yán)重程度，采取如下處理措施：提伸抖動(dòng)導(dǎo)管，試圖將管內(nèi)混凝土抖落；若不湊效，則用長鋼管、鋼筋插到導(dǎo)管內(nèi)搗動(dòng)混凝土。假如管內(nèi)的混凝土搗不下去，或者用振搗棒振動(dòng)混凝土也無濟(jì)于事，那么應(yīng)在混凝土初凝之前，將孔內(nèi)的導(dǎo)管連同管內(nèi)混凝土一節(jié)節(jié)拆除清理，然后重新吊裝導(dǎo)管，灌注混凝土，等首批大方量混凝土下去時(shí)，出現(xiàn)了泛漿現(xiàn)象，混凝土下去時(shí)也有下壓聲響時(shí)，說明灌注情況良好。否則，就重新再將導(dǎo)管連其管內(nèi)混凝土一節(jié)節(jié)拆除，等到孔內(nèi)的水抽干，散落在孔底的松散混凝土清除后，才能接樁，重新安裝導(dǎo)管，用振搗棒輔助振搗，重新灌注混凝土。6、斷樁在灌注混凝土開始不久出現(xiàn)該問題的話，可參照導(dǎo)管進(jìn)水的情況處理。若在灌注過程中導(dǎo)管進(jìn)水或其他故障的話，可將導(dǎo)管拔出，修理好后，堵塞管底以隔水，重新插入導(dǎo)管至已灌埋深不小于2m，將導(dǎo)管內(nèi)的水和表層稀松的混凝土吸出后重新灌注。7、混凝土標(biāo)高不夠可用加高護(hù)筒的方法，經(jīng)過抽水、除渣，再澆注混凝土。四、小結(jié)正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔方法因其設(shè)備簡單，操作方便，易于掌握，