反循環(huán)鉆孔灌注樁技術(shù)

反循環(huán)鉆成孔原理

反循環(huán)鉆成孔施工按沖洗液循環(huán)輸送方式、動(dòng)力來源和工作原理可分為氣舉反循環(huán)、泵吸反循環(huán)和噴射反循環(huán)等，氣舉反循環(huán)鉆進(jìn)又稱壓氣反循環(huán)鉆進(jìn)，其工作原理如下圖所示。將鉆桿置入注滿沖洗液的鉆孔內(nèi)，靠旋轉(zhuǎn)盤⑦的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)氣密式方形傳動(dòng)桿②和鉆頭⑤轉(zhuǎn)動(dòng)切削巖土，由鉆桿下端噴射嘴④噴出壓縮空氣，與被切削下來的土、砂等在鉆桿內(nèi)形成比水還輕的泥砂水氣混合物。由于鉆桿內(nèi)外壓力差和壓氣動(dòng)量的聯(lián)合作用，將泥砂水氣混合物與沖洗液一起上升，通過壓送軟管⑥排出至地面泥漿池或儲水槽中，土、砂、礫和巖屑等在泥漿池內(nèi)沉淀，沖洗液再流人孔內(nèi)。

反循環(huán)成孔施工準(zhǔn)備

1）平整場地：在鉆孔樁施工前，應(yīng)進(jìn)行場地平整，鉆機(jī)座不宜直接置于不堅(jiān)實(shí)的填土上，以免產(chǎn)生不均勻沉陷。修通旱地位置便道，為施工機(jī)具、材料運(yùn)送提供便利。

2）確定鉆孔樁位：按照基線控制網(wǎng)，用全站儀精確放出樁位，并且在現(xiàn)場做好明顯標(biāo)記。放好樁位后進(jìn)行現(xiàn)場交底，做十字護(hù)樁。

3）現(xiàn)場作業(yè)前，查明施工場地明、暗設(shè)置物(電線、地下電纜、管道、坑道等)的地點(diǎn)及走向，并采用明顯記號標(biāo)識，采用人工開挖探坑，找到管線的具體位置，并做好明顯的標(biāo)記。嚴(yán)禁在離電纜1m距離以內(nèi)作業(yè)。4)機(jī)具準(zhǔn)備：吊車、電焊機(jī)、泥漿泵、反循環(huán)鉆機(jī)、挖掘機(jī)等。

反循環(huán)鉆孔灌注樁工藝流程

注意：本施工流程依據(jù)某圍護(hù)工程案例為藍(lán)本敘述，僅供參考學(xué)習(xí)。

1）泥漿池的布置：

（1）嚴(yán)格按照泥漿池示意圖進(jìn)行開挖，采用半挖半填方式。       

（2）在泥漿池四周布置鋼管架支護(hù)，四周用密目網(wǎng)包裹。

2）泥漿的制備：

（1）根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)，本鉆孔樁采用膨潤土泥漿護(hù)壁。

（2）鉆孔施工時(shí)隨著孔深的增加向孔內(nèi)及時(shí)、連續(xù)地補(bǔ)漿，維持護(hù)筒內(nèi)應(yīng)有的水頭，防止孔壁坍塌。

（3）樁孔砼灌注時(shí)，孔內(nèi)溢出的泥漿引流至泥漿池內(nèi)，利用到下一基樁鉆孔護(hù)壁中。

（4）每根樁灌注完成后要及時(shí)的掏渣，將廢渣運(yùn)離施工現(xiàn)場。

3）埋設(shè)護(hù)筒：

（1）鉆孔前設(shè)置堅(jiān)固、不漏水的孔口護(hù)筒。護(hù)筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑20cm，還需滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求，高出施工地面0.5m。

（2）護(hù)筒埋置深度：護(hù)筒埋置深度為2m，且應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位2m以上。

（3）護(hù)筒位置應(yīng)埋設(shè)正確和穩(wěn)定，護(hù)筒與孔壁之間應(yīng)用粘土填實(shí)，護(hù)筒頂面中心與設(shè)計(jì)樁位偏差應(yīng)小于5cm，傾斜度應(yīng)小于1%。

4）鉆機(jī)就位及鉆孔：

（1）鉆機(jī)就位前，應(yīng)對鉆孔各項(xiàng)準(zhǔn)備工作進(jìn)行檢查（尤其是垂直度）。鉆機(jī)安裝后的底座和頂端應(yīng)平穩(wěn)，在鉆進(jìn)過程中不應(yīng)產(chǎn)生位移或沉陷。就位完畢，施工隊(duì)協(xié)同安質(zhì)部和工程部對鉆機(jī)就位進(jìn)行自檢，并符合樁位平面位置。

（2）鉆孔前，按施工設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)、水文資料繪制地質(zhì)剖面圖，掛在鉆臺上。針對不同地質(zhì)層選用不同的鉆頭、鉆進(jìn)壓力、鉆進(jìn)速度及適當(dāng)?shù)哪酀{比重。

（3）鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行，填寫鉆孔施工記錄，交接班時(shí)應(yīng)交待鉆進(jìn)情況及下一班應(yīng)注意事項(xiàng)。應(yīng)經(jīng)常對鉆孔泥漿及鉆機(jī)對位進(jìn)行檢測，不符合要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)改正。

（4）鉆孔過程中應(yīng)觀察主機(jī)所在地面和支腳支承地面處的變化情況,發(fā)現(xiàn)沉降現(xiàn)象及時(shí)停機(jī)處理。因故停機(jī)時(shí)間較長時(shí)，應(yīng)將套管口保險(xiǎn)鉤掛牢。

（5）當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，用探孔器對孔深、孔徑和孔形等進(jìn)行檢查，確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后，立即填寫終孔檢查證，并經(jīng)駐地監(jiān)理工程師認(rèn)可，方可進(jìn)行孔底清理和灌注水下混凝土的準(zhǔn)備工作。

5）清孔：

（1）清孔的目的是使孔底沉碴、泥漿相對密度、泥漿中含鉆渣量等指標(biāo)符合規(guī)范要求。

（2）鉆至設(shè)計(jì)高程經(jīng)過檢查后，應(yīng)立即進(jìn)行清孔。澆筑水下混凝土前允許沉渣厚度應(yīng)不大于20cm。

（3）不得用加深孔底深度的方法代替清孔。

6）吊放鋼筋籠：

（1）鋼筋籠的制作：鋼筋籠在鋼筋加工場地進(jìn)行加工制作，鋼筋籠分三節(jié)制成，然后現(xiàn)場焊接。

（2）鋼筋籠的吊放：①吊放之前再次檢查鋼筋籠的制作是否符合設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。②鋼筋籠主筋采用搭接立焊，鋼筋籠分三節(jié)制成，用吊車分段吊入孔內(nèi)。③鋼筋籠慢慢吊起移至孔口，在操作人員的扶持下將正位后的鋼筋籠骨架慢慢吊入孔內(nèi)。在骨架入孔時(shí)，應(yīng)清除鋼筋骨架上的泥土和雜物，修復(fù)變形或移動(dòng)的箍筋，重焊或綁扎已開焊的焊點(diǎn)。鋼筋焊接時(shí)上下兩節(jié)鋼筋籠必須保證在同一豎直線上，這時(shí)主筋搭接采用單面焊，焊接長度大于25cm，在焊接前，用鋼筋扳手絞緊，點(diǎn)焊使兩主筋密貼，并焊立縫。最上端設(shè)兩根鋼筋籠定位筋，由測定的孔口標(biāo)高來計(jì)算定位筋長度，核對無誤后再焊接定位。在鋼筋籠的頂?shù)跞ο虏鍍筛�平行的鋼管，將整個(gè)籠體支托于護(hù)筒頂端兩側(cè)的枕木上，槽鋼橫放在枕木上，這樣可防止鋼筋受碰撞變位和落于孔中，也可以防止鋼筋籠上浮。④鋼筋籠吊裝要求及允許偏差：鋼筋籠在吊裝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)防孔壁坍塌，鋼筋籠入孔后應(yīng)準(zhǔn)確，牢固定位。接頭箍筋綁扎滿足設(shè)計(jì)和驗(yàn)標(biāo)要求；控制吊筋位置和長度來控制籠頂標(biāo)高和位置。

7）導(dǎo)管安裝：

（1）導(dǎo)管采用φ30鋼管，厚為10mm，每節(jié)2～3m,配1～2節(jié)1～1.5m，最底一節(jié)為4m的短管。鋼導(dǎo)管內(nèi)壁光滑、圓順，內(nèi)徑一致，接口嚴(yán)密。導(dǎo)管直徑與樁徑及混凝土澆筑速度相適應(yīng)。使用前進(jìn)行試拼和水密、承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，按自下而上順序編號和標(biāo)示尺度。導(dǎo)管組裝后軸線偏差，不超過鉆孔深的0.5% 并不大于10cm，試壓力為孔底靜水壓力的1.5倍。

（2）導(dǎo)管長度按孔深和工作平臺高度決定。漏斗底距鉆孔上口，大于一節(jié)中間導(dǎo)管長度。導(dǎo)管接頭法蘭盤加錐形活套，底節(jié)導(dǎo)管下端不得有法蘭盤。采用螺旋絲扣型接頭，設(shè)防松裝置。

（3）導(dǎo)管安裝后，其底部距孔底有30～50cm的空間。

8）二次清孔

澆筑水下混凝土前應(yīng)檢查沉渣厚度應(yīng)滿足：不大于20cm。泥漿指標(biāo)不大于1.1，含砂率不大于2%，黏度在17~20s。

9）灌注水下混凝土

（1）首批混凝土澆灌：打開漏斗閥門，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探測孔內(nèi)砼面高度，計(jì)算出導(dǎo)管內(nèi)埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。首次灌注混凝土為13m，如發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)大量進(jìn)水，表明出現(xiàn)灌注事故。

（2）水下混凝土澆灌：①樁基混凝土采用罐車運(yùn)輸配合導(dǎo)管灌注，灌注開始后，應(yīng)緊湊連續(xù)地進(jìn)行，嚴(yán)禁中途停工。在灌注過程中，應(yīng)注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時(shí)測量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除；導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)控制在2～6m。同時(shí)應(yīng)經(jīng)常測探孔內(nèi)混凝土面的位置，即時(shí)調(diào)整導(dǎo)管埋深。②導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。拆除導(dǎo)管動(dòng)作要快，時(shí)間一般不宜超過15min。要注意安全。已拆下的導(dǎo)管節(jié)要立即清洗干凈，堆放整齊。循環(huán)使用導(dǎo)管4～8次后應(yīng)重新進(jìn)行水密性試驗(yàn)。③在灌注過程中，當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿含有空氣時(shí)，后續(xù)混凝土要徐徐灌入，不可整漏斗地灌入漏斗和導(dǎo)管，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，擠出管節(jié)間的橡皮墊，而使導(dǎo)管漏水。④當(dāng)混凝土面升到鋼筋骨架下端時(shí)，為防鋼筋骨架被混凝土頂托上升，可采取以下措施：a、盡量縮短混凝土總的灌注時(shí)間，防止頂層混凝土進(jìn)入鋼筋骨架時(shí)混凝土的流動(dòng)性過小。b、當(dāng)混凝土面接近以及初進(jìn)入鋼筋骨架時(shí)，慢慢灌注混凝土，以減小混凝土從導(dǎo)管底口出來后向上的沖擊力。⑤在灌注將近結(jié)束時(shí),由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高減小,超壓力降低,而導(dǎo)管外的泥漿及所含渣土稠度增加,相對密度增大.如在這種情況下出現(xiàn)混凝土頂升困難時(shí),可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使灌注工作順利進(jìn)行。在拔出最后一段長導(dǎo)管時(shí)，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導(dǎo)管下形成泥心。

10）泥漿清理

鉆孔樁施工中，產(chǎn)生大量廢棄的泥漿，為了保護(hù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，這些廢棄泥漿運(yùn)往指定的廢棄泥漿的堆放場地，并做妥善處理。