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旋挖钻机操作 反循环的钻孔灌注桩技术

所谓反循环,是指钻机工作时,旋转盘带动钻杆端部的钻头切削破碎孔内岩土,冲洗液从钻杆与孔壁间的环状间隙中流入孔底,冷却钻头并携带被切削下来的岩土钻渣,由钻杆内腔返回地面,与此同时,冲洗液又返回孔内形成循环。由于钻杆内腔较井孔直径小得多,所以,钻杆内泥水上升速度较正循环快得多。既是清水,也可将钻渣带至钻杆顶端,流向泥浆沉淀池,泥浆净化后再循环使用。

反循环与正循环相比,反循环的钻进速度快得多,所需泥浆量少,转盘所消耗的功率少,清孔时间较快,采用特殊钻头可钻挖岩石等优点。

(1)平整场地:在钻孔桩施工前,应进行场地平整,钻机座不宜直接置于不坚实的填土上,以免产生不均匀沉陷。修通旱地位置便道,为施工机具、材料运送提供便利。

(2)确定钻孔桩位:按照基线控制网,用全站仪精确放出桩位,并且在现场做好明显标记。放好桩位后进行现场交底,做十字护桩。

(3)现场作业前,查明施工场地明、暗设置物(电线、地下电缆、管道、坑道等)的地点及走向,并采用明显记号标识,采用人工开挖探坑,找到管线的具体位置,并做好明显的标记。严禁在离电缆1m距离以内作业。

(4)机具准备:吊车、电焊机、泥浆泵、反循环钻机、挖掘机等。

反循环钻孔灌注桩工艺流程

注意:本施工流程依据中铁四局某围护工程案例为蓝本叙述,仅供参考学习。

(一)泥浆池的布置:

(1)严格按照泥浆池示意图进行开挖,采用半挖半填方式。

(2)在泥浆池四周布置钢管架支护,四周用密目网包裹。

(二)泥浆的制备:

(1)根据现场土质,本钻孔桩采用膨润土泥浆护壁。

(2)钻孔施工时随着孔深的增加向孔内及时、连续地补浆,维持护筒内应有的水头,防止孔壁坍塌。

(3)桩孔砼灌注时,孔内溢出的泥浆引流至泥浆池内,利用到下一基桩钻孔护壁中。

(4)每根桩灌注完成后要及时的掏渣,将废渣运离施工现场。

(三)埋设护筒:

(1)钻孔前设置坚固、不漏水的孔口护筒。护筒内径大于钻头直径20cm,还需满足孔内泥浆面的高度要求,高出施工地面0.5m。

(2)护筒埋置深度:护筒埋置深度为2m,且应保持孔内泥浆面高出地下水位2m以上。

(3)护筒位置应埋设正确和稳定,护筒与孔壁之间应用粘土填实,护筒顶面中心与设计桩位偏差应小于5cm,倾斜度应小于1%。

(四)钻机就位及钻孔:

(1)钻机就位前,应对钻孔各项准备工作进行检查(尤其是垂直度)。钻机安装后的底座和顶端应平稳,在钻进中不应产生位移或沉陷。就位完毕,施工队协同安质部和工程部对钻机就位进行自检,并符合桩位平面位置。

(2)钻孔前,按施工设计提供的地质、水文资料绘制地质剖面图,挂在钻台上。针对不同地质层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。

(3)钻孔作业应分班连续进行,填写钻孔施工记录,交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆及钻机对位进行检测,不符合要求时,应及时改正。

(4)钻孔过程中应观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。因故停机时间较长时,应将套管口保险钩挂牢。

(5)当钻孔深度达到设计要求时,用探孔器对孔深、孔径和孔形等进行检查,确认满足设计要求后,立即填写终孔检查证,并经驻地监理工程师认可,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。

(五)清孔:

(1)清孔的目的是使孔底沉碴、泥浆相对密度、泥浆中含钻渣量等指标符合规范要求。

(2)钻至设计高程经过检查后,应立即进行清孔。浇筑水下混凝土前允许沉渣厚度应不大于20cm。

(3)不得用加深孔底深度的方法代替清孔。

(六)吊放钢筋笼:

(1)钢筋笼的制作:钢筋笼在钢筋加工场地进行加工制作,钢筋笼分三节制成,然后现场焊接。

(2)钢筋笼的吊放:

①吊放之前再次检查钢筋笼的制作是否符合设计和施工规范要求。

②钢筋笼主筋采用搭接立焊,钢筋笼分三节制成,用吊车分段吊入孔内。

③钢筋笼慢慢吊起移至孔口,在操作人员的扶持下将正位后的钢筋笼骨架慢慢吊入孔内。在骨架入孔时,应清除钢筋骨架上的泥土和杂物,修复变形或移动的箍筋,重焊或绑扎已开焊的焊点。钢筋焊接时上下两节钢筋笼必须保证在同一竖直线上,这时主筋搭接采用单面焊,焊接长度大于25cm,在焊接前,用钢筋扳手绞紧,点焊使两主筋密贴,并焊立缝。最上端设两根钢筋笼定位筋,由测定的孔口标高来计算定位筋长度,核对无误后再焊接定位。在钢筋笼的顶吊圈下插两根平行的钢管,将整个笼体支托于护筒顶端两侧的枕木上,槽钢横放在枕木上,这样可防止钢筋受碰撞变位和落于孔中,也可以防止钢筋笼上浮。

④钢筋笼吊装要求及允许偏差:钢筋笼在吊装时,应严防孔壁坍塌,钢筋笼入孔后应准确,牢固定位。接头箍筋绑扎满足设计和验标要求;控制吊筋位置和长度来控制笼顶标高和位置。

(七)导管安装:

(1)导管采用φ30钢管,厚为10mm,每节2~3m,配1~2节1~1.5m,最底一节为4m的短管。钢导管内壁光滑、圆顺,内径一致,接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼和水密、承压和接头抗拉试验,按自下而上顺序编号和标示尺度。导管组装后轴线偏差,不超过钻孔深的0.5%并不大于10cm,试压力为孔底静水压力的1.5倍。

(2)导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距钻孔上口,大于一节中间导管长度。导管接头法兰盘加锥形活套,底节导管下端不得有法兰盘。采用螺旋丝扣型接头,设防松装置。

(3)导管安装后,其底部距孔底有30~50cm的空间。

(八)二次清孔:

浇筑水下混凝土前应检查沉渣厚度应满足:不大于20cm。泥浆指标不大于1.1,含砂率不大于2%,黏度在17~20s。

(九)灌注水下混凝土:

(1)首批混凝土灌注:打开漏斗阀门,放下封底砼,首批砼灌入孔底后,立即探测孔内砼面高度,计算出导管内埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。首次灌注混凝土为13m,如发现导管内大量进水,表明出现灌注事故。

(2)水下混凝土浇灌:

①桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注,灌注开始后,应紧凑连续地进行,严禁中途停工。在灌注过程中,应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除;导管的埋置深度应控制在2~6m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置,即时调整导管埋深。

②导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。拆除导管动作要快,时间一般不宜超过15min。要注意安全。已拆下的管节要立即清洗干净,堆放整齐。循环使用导管4~8次后应重新进行水密性试验。

③在灌注过程中,当导管内混凝土不满含有空气时,后续混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和导管,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡皮垫,而使导管漏水。

④当混凝土面升到钢筋骨架下端时,为防钢筋骨架被混凝土顶托上升,可采取以下措施:a、尽量缩短混凝土总的灌注时间,防止顶层混凝土进入钢筋骨架时混凝土的流动性过小。b、当混凝土面接近和初进入钢筋骨架时,慢慢灌注混凝土,以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。

⑤在灌注将近结束时,由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低,而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大.如在这种情况下出现混凝土顶升困难时,可在孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。

(十)泥浆清理:

钻孔桩施工中,产生大量废弃的泥浆,为了保护当地的环境,这些废弃泥浆运往指定的废弃泥浆的堆放场地,并做妥善处理。