反循环钻孔灌注桩
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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%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)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 mm、摩擦桩?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,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1m,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