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1、反循环钻孔灌注桩反循环钻孔灌注桩施工定义 : 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。应首先考虑冲洗液循环、排水、清渣系统的安设，施工工艺:(1) 规划布置施工现场时，以保
2、证反循环作业时，冲洗液循环通畅污水排放彻底，钻渣清除顺利。 (2) 及时清除循环池沉渣。(3) 钻头吸水断面应开敞、规整、流阻小，以利防止砖块、砾石等堆挤堵塞; 钻头体吸口端距钻头底端高度不宜大于 250mm; 钻头体吸水口直径宜略小于钻杆内径。(4) 钻进操作要点: ? 砂石泵起动后，应待反循环正常后，才能开动钻机慢速回转下放钻头至孔底。开始钻进时，应先轻压慢转至钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整加压力，以不造成钻头吸口堵水为限度。 ? 钻进时应认真仔细观察进尺情况和砂石泵的排水出渣情况; 排量减少或出水中含钻渣较多时，应控制给进速度，防止因循环液比重太大而中断反循环。?钻进参数应根据不同的
3、地层情况，桩径，并获得砂石泵的合理排量和钻机的经济钻速来加以选择和调整。 ?加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底80,100mm维持冲洗液循环1,2min ，以清洗孔底并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵加接钻杆。 ? 钻杆连接应拧紧上牢，防止螺栓、螺母、拧卸工具等掉入孔内。 ? 钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常情况，应立即将钻具提离孔底，控制泵量，保持冲洗液循环，吸除坍落物和涌砂，同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持水头压力以抑制继续涌砂和坍孔，恢复钻进后，控制泵排量示宜过大，避免吸坍孔壁。 ? 钻进达到要求孔深停钻时，应维持冲洗液正常循环，清洗吸除孔底沉渣至返出冲洗液的钻渣含量小于4%
4、为止。起钻时应注意操作轻稳，防止钻头拖刮孔壁，并向孔内补入适量冲洗液，稳定孔内水头高度。影响成桩质量的原因分析及预防措施:影响桩身质量的原因分析(1) 按照施工规范的规定，钻孔后要彻底清除孔底的淤泥，但在实际施工过程中，很难将淤泥彻底清除，于是在浇灌第一斗混凝土进行封底施工时，孔底沉积的淤泥必然混入混凝土中。由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的，先灌入的混凝土顶升于孔的上面，这样就容易出现桩上段强度较低的现象。 (2) 浇灌混凝土时，若导管插入混凝土之内过深，浇注速度又较快，则容易在孔体深部沉积较多的骨料，加上振捣过程所造成的混凝土的离析，也容易导致桩体上部强度较低的质量问题。 (3)
5、埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞引起质量问题。 (4) 孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。 (5) 钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致; 地面软弱或软硬不均匀 ; 土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形，以至造成成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。 (6) 清孔不干净或未进行二次清孔; 泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起; 钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底 ; 清孔后，待灌时间过
6、长，致使泥浆沉积，以至造成桩底沉渣量过多。桩身质量的保证措施(1) 工程施工前，应先做2 个以上的试验钻孔，通过检测钻孔的孔径、垂直度、孔壁稳定性和孔底沉淤等指标，用以核对所选设备、工艺方法是否符合技术要求。检测时，孔壁的稳定时间应 ?12h ，检测数目 ?2 个。对一些重要工程，可视情况相应增加测径数量。 (2) 护壁用的泥浆应满足护壁要求，液面需高于地下水位0.5m以上，有条件时，以高于地下水位 2m以上更好。若护壁的泥 浆胶体率低、砂率大，则不仅护壁性能差，而且因其容重较大，势必产生沉淀速度过快的问题。一般来讲，当在黏土或亚黏土中成孔时，可注入清水以原土造浆护壁，控制排碴泥浆的相对密度在
7、1.1,1.2 之间; 当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时， 应控制泥浆的相对密度在 1.1,1.3 之间;在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.3,1.5 之间。施工过程中，应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标，使浇注前孔底500mm以内泥浆的相对密度？1.25 ,含砂率？8%黏度？28Pa?s.对一 些直径1m的小直径桩，即使在泥浆停止循环期间，也要使孔内保持合理的泥浆液 面。 (3) 在混凝土灌注前的一段时间里，须保证孔壁的稳定性，不能有缩颈或孔壁塌落现象发生。为保证孔底沉渣厚度达到规范的技术要求(端承桩？50 mm摩擦端承桩及端承摩擦桩？100
8、mm摩才S桩？300 mm),以免影响桩的承载力，钻孔到设计 持力层以后，要对泥浆进行循环稀释来降低相对密度，以清除泥浆中悬浮的砂子、石渣。除此之外，还要使用真空泵通过管道伸向桩底吸走端部沉渣，要求严格时，在安放钢筋笼后、下放导管之前仍要进行吸渣处理。 (4) 吊放入孔的钢筋笼不得碰撞壁孔，不得有变形损坏。吊放后，先将钢筋笼在垂直位置上固定好，然后进行第二次清孔，检测孔底的淤泥厚度，符合规定后，于 0.5h 之内开始混凝土的灌注施工。 (5) 使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良
9、好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的 1/4 ，且应小于40mm为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为 0.6-1.0MPa ，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生。 (6) 钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，
10、控制导管埋深在1.5-2.0m 。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m 时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m,不宜大于5m和小于1簿严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进) 成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲行浇注，上浮现象即可消失。 (7孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混
11、凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。铁工 111 班 周超2013 年 4 月 1 星期一施工工艺流程图如下 :平整场地 施工准备桩位放样埋设护筒钻机就位钻孔孔深、桩径、垂直度检查钢筋笼制作验收与运输安装钢筋笼导管气密性检察安装导管 导管制作、长度配置一次浇筑量计算漏斗、隔水栓设置浇筑水下砼测量混凝土高度混凝土拌和运输钻机移、撤护筒开挖桩头凿除多余桩头检桩