反循環(huán)鉆孔樁施工工法

1、武漢城市圈環(huán)線高速公路仙桃段第一合同段 鉆孔灌注樁施工工法武漢城市圈環(huán)線高速公路仙桃段第一合同段 反循環(huán)鉆孔樁施工工法武漢城市圈環(huán)線高速公路仙桃段第一合同段中交一公局湖北仙洪項目經理部2013年4月反循環(huán)鉆孔灌注樁施工工法1 工藝原理反循環(huán)：泥漿由泥漿池流入鉆孔內，同鉆渣混合。在真空泵抽吸力作用下，混合物進入鉆頭的進渣口，經過鉆桿內腔，泥石泵和出漿控制閥排泄到沉淀池中凈化，再供使用。由于鉆桿內徑較井孔直徑小得多，故鉆桿內泥水上升比正循環(huán)快45倍，在橋梁鉆孔樁成孔中處于主導地位。2 工藝特點可利用地質部門常規(guī)地質鉆機，可用于各種地質條件，各種大小孔徑（300mm2000mm）和深度（40m100

2、m），護壁效果好，成孔質量可靠；施工無噪音，無震動，無擠壓；機具設備簡單，操作方便，費用較低，成孔速度快，效率高，但用水量用水量大，泥漿排放量大，污染環(huán)境，擴孔率較難控制。3 適用范圍適用于地下水位較高的軟、硬土層，如淤泥、黏性土、砂土、軟質巖等土層應用。4 施工機具設備 4.1 機械設備性能參數(shù)HG-200型（8寸）鉆孔直徑3m鉆孔深度150m柴油發(fā)電機（功率）100KW主軸動力22KW泥漿泵動力37KW主軸轉速8轉/分通孔直徑2500mm主軸扭距42000N.m泥漿泵抽量420m3/h提升能力3000公斤(單繩)鋼絲繩規(guī)格16637鋼絲繩容量50m鉆桿雙頭絲扣羅紋連接2202m鉆塔高度6m

3、整機輪廓（長寬高）8m2.5m2.7m主機重量17.5T4.2 測量儀器的配備 4.2.1 測量儀器 （1）J2經緯儀 （2）SD3水準儀 （3）50m鋼卷尺 4.2.2 泥漿測試儀器（1）波美儀 （2）粘度儀 （3）浮筒切力儀 （4）PH試紙 （5）含砂率儀 （6）100ml量筒 （7）濾紙4.3 施工所需機械（1）8寸反循環(huán)鉆機機一臺；（2）砼攪拌和灌注設備；（3）鋼筋骨架加工機械；（4）造漿和清孔排水設備；（5）鋼筋籠吊放機； （6）土方清理機械。5 材料5.1 砂宜選用含泥量不大于35%的中粗砂。5.2 粗骨料可選用卵石或碎石，最大粒徑應不大于30mm，并不大于鋼筋間最小間距的1/3。

4、 5.3 泥漿制作材料（1）膨潤土（2）粘土，塑性指數(shù)Ip大于17，小于0.005mm的粘粒含量大于50%。5.4 泥漿的性能指標（1）比重r為1.151.2（2）粘度T 為大于18s（3）靜切力為25（mg/cm2）（4）含砂率n 為2%（5）酸堿度PH 為79（6）膠體率 98% （7）失水量 小于30%5.5 粘土的用量計算公式 式中：每立方米泥漿所需的粘土重量（噸）；每立方米泥漿應需的粘土體積（立方米）；粘土的容重（噸/立方米）；要求的泥漿容重（噸/立方米）； 水的容重 =1噸/立方米； 5.6 測量項目及要求（1）全班工作日開始時，測定一次護筒頂面全套指標，以后鉆進過程中，每隔2小時

5、測定一次進漿口和出漿口的比重、含砂量、PH值等指標。（2）在停鉆過程中，每天測一次護筒頂面的全套指標。6 工藝流程及施工要點6.1 工藝流程 6.2 施工準備6.2.1 技術準備：（1）樁基工程施工圖及圖紙繪審紀要（2）施工場地和鄰近區(qū)域內的地下管道、地下構筑物等的調查資料。（3）水泥、砂石、鋼筋等材料及其制品的質檢報告（4）主要施工機械及其配套設備的技術性能資料。（5）樁基施工組織設計或施工方案。6.2.2 施工場地準備（1）打樁施工面的設置：打樁施工面應根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定，應注意以下幾點：a）施工面距地下水位面應大于1.5m以上。b）地下水位以上的松散雜填土層，因易跑漿、漏漿造成塌孔，最

6、好予以清除，當清除后的場地標高距地下水位面高度太小時，可輔填一定厚度的墊層作打樁施工面，或先行降低水位后再進行打樁施工。（2）施工前應做好場地平整工作，對于不利于施工機械運行的松軟場地應進行堅實處理，施工面最好硬化，雨季施工應做好排水措施。（3）對于和施工場地相鄰的施工管線、通訊線路、石油、天然氣管道等采取相應的隔離和保護措施。6.2.3 施工測量網的設置在施工場地設置井字形測量控制樁及水準點，控制點應設在不受樁基施工影響處，設明顯標志及保護架，測量控制點應定期復核。6.2.4 泥漿制備及循環(huán)系統(tǒng)的設置由于鉆孔護壁和清孔的需要，需制作一定數(shù)量的泥漿，同時為了施工場地的干燥，需進行泥漿制備及循環(huán)

7、系統(tǒng)的合理規(guī)劃。施工場地設置儲漿池一個，容積不小于6m3，沉淀池兩個，容積不小于10m3，兩個輪換使用，一個進漿沉淀，一個關閘清理，沉淀池進出口設閘門，沉淀池上口應高出造漿池0.5m。6.2.5 砼的攪拌及配比（1）砼的攪拌采用集中攪拌，電子自動計量，目前采用商品混凝土。（2）每立方米砂、石、水泥外加劑等用量現(xiàn)場標牌公布。（3）按每根樁需要的灌注時間確定的砼的初凝時間，并按初凝時間性的控制標準確定緩凝劑的填加量。6.2.6 電源準備（1）總用電量按下列公式計算：式中：1.1系數(shù)1.1照明用電系數(shù)電動機額定功率（kw）電焊機額定用量（kVA）電動機要求系數(shù)，取0.6電焊機要求系數(shù),取0.6功率因

8、素，取0.75（2）需配備臨時發(fā)電設備，以備突然停電時使用，以避免鉆孔和灌注時事故的發(fā)生。（3）根據(jù)施工總平面的布置，合理設置配電箱。6.2.7 鋼筋籠的制作（1）鋼筋籠的制作場地應選擇在運輸和就位都比較方便的場所，設置在鋼筋加工場內。（2）鋼筋進場后應按鋼筋的不同型號、不同直徑、不同長度分別進行堆放。（3）鋼筋骨架綁扎順序是：a）主筋調直，在調直平臺上進行；b）骨架成形，在骨架成形架上安放架立筋，按等間距將主筋布置好，用電弧焊將主筋與架立筋固定；c）將骨架抬至外箍筋流滾動焊接器上，按規(guī)定的間距纏繞箍筋，并用電弧焊將箍筋與主筋固定；（4）鋼筋籠分段制作，分段長度在9m左右，對于長樁采取一些輔助

9、措施后，也可定為12m；（5）主筋對接可采用對焊、搭接焊、幫條焊、機械連接，主筋對接在同一截面內的鋼筋接頭數(shù)不得多于主筋總數(shù)的50%，相鄰兩個接頭間的距離不小于主筋直徑的35倍，且不小于500mm。（6）鋼筋籠保護層：為確保樁砼保護層厚度，應在主筋外側設鋼筋定位器，按照設計圖紙設置定位筋，同一斷面上定位器4處，沿樁四周布置。（7）鋼筋籠的堆放：鋼筋籠堆放應考慮安裝順序、鋼筋籠變形和防止事故等因素，以堆放二層為宜。6.2.8 護筒的制作護筒的規(guī)格：短螺鉆機因鉆頭進出孔口的沖擊力較大，護筒內徑宜比孔徑大200mm，當?shù)叵滤惠^淺時，護筒長度4.5m為宜，步履式錐鍋鉆機、大鍋錐鉆機護筒內徑比孔徑大1

10、00mm，護筒長度4.0m。護筒用8mm的鋼板制作，在護筒的上、中、下各加一道加勁筋，頂端焊兩個吊環(huán)，一為起吊用，二為綁扎鋼筋籠吊桿，壓制鋼筋籠的上浮，護筒頂端同時正交刻四道槽，以便掛十字線，以備驗護筒、驗孔之用。6.3 施工要點6.3.1 護筒的埋設根據(jù)樁位點設置護筒，護筒用8mm厚鋼板制成，內徑比設計直徑大20cm。護筒頂面宜高出施工水位或地下水位2m，還應滿足孔內泥漿面的高度要求，在旱地或筑島時還應高出施工地面0.5m。護筒位置應埋設正確穩(wěn)定，護筒中心和樁位中心偏差不得大于50mm，傾斜度偏差不大于1%，護筒與坑壁之間應填粘土并夯實。循環(huán)鉆施工時采用下埋式，埋置護筒要求準確、穩(wěn)固，護筒周

11、圍用粘土或石灰土分層夯實。護筒埋設后再將樁位中心通過四個控制護樁引回，使護筒中心與樁位中心重合，并在護筒上用紅油漆標識護樁方向線位置。護筒的埋設深度：旱地施工時，黏性土應不小于1m，砂類土應不小于2m。當表層土松軟，宜將護筒埋置到較堅硬密實的土層中至少0.5m。埋設護筒，應在護筒四周回填黏土并分層夯實?？捎缅N擊、加壓、振動等方法下沉護筒。6.3.2 鉆機就位在埋設好護筒和備足護壁泥漿后，利用一臺25T吊車配合人工將鉆機就位，立好鉆架，拉好纜風繩，并調整好起吊系統(tǒng)后，將鉆頭徐徐放進護筒內，然后安裝轉盤、鉆桿、水龍頭等。 6.3.3 鉆進成孔將鉆頭提高距離孔底2030cm，真空泵加足清水（不得使用

12、臟水），關閉控制閥使管路封閉，打開真空管路使氣水暢通，然后啟動真空泵產生負壓，待泥漿泵充滿水時關閉真空泵，立即啟動泥漿泵。當泥漿泵出口真空壓力達到0.2Mpa以上時，打開出水控制閥，把管路中的泥水混合物排到沉淀室，形成反循環(huán)，啟動鉆機慢速開始鉆進，直至成孔。清孔后提出鉆頭，由質量員和工程監(jiān)理進行孔徑、孔深、垂直度檢測，驗收合格后，移走鉆機，蓋好蓋板，進行下道工序施工。6.3.4 鉆孔出土的清理進過泥漿分離器和沉淀池沉淀的渣土，進過晾曬之后，由運渣車運送到指定地點堆放，等待處理，各項指標檢測合格之后，用于路基填筑，做到循環(huán)利用，保護環(huán)境。6.3.5 鋼筋籠的吊放（1）鋼筋籠的吊放要對準孔位、扶穩(wěn)

13、、緩慢，避免碰撞孔位，到位后立即固定。（2）多節(jié)鋼筋籠吊放時，應將鋼筋籠逐步接長后再放入孔內，利用先插入孔內的鋼筋籠上部架立筋將籠體固定在護筒上，利用吊裝機械將上節(jié)鋼筋籠臨時吊住進行兩節(jié)鋼筋籠的對接，鋼筋籠對接后要請質量員和工程監(jiān)理對連接質量檢查驗收，合格后再沉入孔內。（3）鋼筋籠的標高定位，可采用鎖定式吊桿。當灌注樁孔樁深度較大時，尤為必要，使用兩根長度略大于施工面至樁頂距離的12的工字鋼，在工字鋼下端焊若干定位環(huán)，間距5cm，在鋼筋籠頂端下到孔口時，按照孔口標高至樁頂標高的距離尺寸，確定要使用的定位環(huán)順序，將確定的定位環(huán)從主筋外側首道加勁筋下面插到主筋里側，再從內側向環(huán)內插入兩根同吊桿一樣

14、長的插肖，將吊桿鎖定，插肖上端與吊桿上端綁扎在一起，起吊吊桿，將鋼筋籠徐徐下放到位，然后將吊桿吊環(huán)與護筒綁扎在一起，將鋼筋籠固定，同時可防止灌注砼時鋼筋籠的上浮。6.3.6 導管的安放鋼筋籠吊入固定后，應逐步按下導管，導管的壁厚不宜小于3mm，直徑30mm，鉆孔深度大時，宜選用大直徑導管，以確保導管良好的通導性。導管直徑的制作偏差不應超過2mm，底管長度不宜小于4m。導管使用前進行拼裝打壓，以檢查導管是否有砂眼，試水壓力為1.3P，導管安放觸孔底后，上提300400mm。6.3.7 二次清孔當導管安裝完畢，灌注混凝土前應再次測量沉渣厚度，當沉渣厚度超標時，應進行二次清孔。二次清孔采用正循環(huán)壓漿

15、法即可取得很好的效果，將泥漿高壓管和導管連接，開啟漿泵進行泥漿循環(huán)，當孔底沉渣厚度小于規(guī)定指標后，再進行一段時間的泥漿循環(huán)，以置換泥漿，降低泥漿比重，當空口反上來的泥漿比重小于1.10、含砂率小于2%后可澆注砼。6.3.8 水下砼的灌注清孔完畢后，由導管上部塞入隔水栓，塞入深度以臨近水為準，當儲料斗內的砼儲量滿足剪栓后首次灌注時，即保證導管底端能埋入砼中不小于1.0m時，即可剪栓和開啟料倉門。隨著不斷的灌注，孔內砼面的上升，隨時提升和拆卸導管，導管底端必須保證埋入管外的砼面以下26m。為了保證砼連續(xù)灌注，導管不脫離砼面，且有一定的埋置深度，要求詳細計算砼灌注料斗、儲料斗及導管的體積，并根據(jù)不同

16、的成樁孔徑，以此推算每次上拔的高度，避免和禁止導管脫離砼面和砼灌注的中斷。第一次砼的灌注量必須滿足底端能埋入砼中1.0m的要求。第二次砼的灌注量（即以后各次）必須滿足導管底端能埋入26m的要求，任何情況下得少于2m的要求。第一次（以后各次）的提管，保證導管底端至少埋入砼面以下2m以上，不得產生斷樁，在任何情況下，導管的埋深不得大于6m。為消除沉渣影響，保證樁頂灌注質量，砼的灌注應比樁頂控制標高高出80100cm.灌注過程中,應有專人測量導管埋深及管內外砼面的高差，填寫砼灌注記錄。水下砼必須連續(xù)灌注施工，每根樁的澆注時間按初盤砼的初凝時間控制，對澆注過程中的一切故障均應記錄備案。7 施工質量控制

17、要點（1）加強原材料試驗工作，嚴格執(zhí)行各種材料的檢驗制度，不合格材料嚴禁進場和使用，水泥、鋼材均應有出廠證明和試驗資料，砼要做配比試驗，嚴禁套用配合比。（2）鋼筋籠成形綁扎點焊引弧不得在主筋上進行。（3）護筒的埋設、泥漿的制備、鉆孔的清孔要有專人負責，嚴禁縮頸、夾層、歪斜等質量通病。（4）鉆機因故停止鉆孔時，應設專人值班補漿，防止塌孔事故。（5）鉆孔成孔后要及時灌注，不得過夜，以免造成縮徑和塌孔。（6）測繩要定期用鋼尺校驗，當更換測繩、搭接測繩或其它不明情況發(fā)生時，要隨時用鋼尺檢驗。（7）砼灌注時，要防止鋼筋籠上浮，必須對鋼筋籠采取足夠的壓制力，同時在砼灌注到鋼筋籠位置時，要勤拔導管，使導管埋

18、深保持在26m。減少因砼上升時的磨擦力。（8）砼灌注完畢，開始初凝，即割斷鋼筋籠掛環(huán)，使鋼筋骨架不影響砼的收縮，及鋼筋與砼的粘結力。（9）灌注導管使用后要及時用水清洗，管壁要經常檢查，隨時清除砂眼、接口變形等隱患，破損的膠墊和連接螺栓要及時更換。（10）停滯時間較長的砼應進行坍落度檢測，不合格的嚴禁灌入。（11）每個臺班做兩次塌落度試驗，并檢測砂石含水量、調整水灰比和塌落度。（12）每澆注50m3混凝土必須有一組試件，小于50 m3的樁，每根樁必須有一組試件。（13）做好測量控制，保護好測量控制點，經常進行復測。（14）認真做好施工記錄和各項原始記錄管理，做到完工資料齊全，并及時整理歸檔，成孔

19、記錄和灌注記錄應做到一樁一表。8 施工勞動組織（1）護筒埋設：工人23人（2）反循環(huán)鉆機：司機1人，指揮兼記錄1人，鉆桿安裝2人，清渣工2人（3）砼灌注：司機1人，孔口導管安裝3人，雜工6人，測量記錄1人（4）砼攪拌：司機1人，上料4人，計量1人（5）輔助工：泥漿制作1人，泵工1人，其它工種如電工、修理工、測量工酌情考慮。以上勞動組織為一班施工人員，如兩班制則乘以2。9 應注意的安全事項及具體措施（1）貫徹安全第一、預防為主的安全工作方針，加強安全教育，嚴格執(zhí)行安全生產制度和操作規(guī)程，做好安全交底。（2）建全安全管理組織，各級管理組織設立專職質量安全員和兼職安全員，對安全關鍵部位進行經常性檢查。（3）大直徑灌注樁井口設安全蓋，防止掉物和塌孔。（4）加強機械維護、檢修、保養(yǎng)，機電設備由專人操作。（5）嚴格用電管理，施工現(xiàn)場的一切電源電路的安裝和拆除，必須由持證電工操作，電器必須嚴格接地、接零和漏電保護器，場地電纜應