反循环钻孔桩施工工法

武汉城市圈环线高速公路仙桃段

第一合同段

反循环钻孔桩施工工法

武汉城市圈环线高速公路仙桃段第一合同段中交一公局湖北仙洪项目经理部

2013年4月

反循环钻孔灌注桩施工工法

1 工艺原理

反循环：泥浆由泥浆池流入钻孔内，同钻渣混合。在真空泵抽吸力作用下，混合物进入钻头的进渣口，经过钻杆内腔，泥石泵和出浆控制阀排泄到沉淀池中净化，再供使用。由于钻杆内径较井孔直径小得多，故钻杆内泥水上升比正循环快4~5倍，在桥梁钻孔桩成孔中处于主导地位。

2 工艺特点

可利用地质部门常规地质钻机，可用于各种地质条件，各种大小孔径（300mm~2000mm）和深度（40m~100m），护壁效果好，成孔质量可靠；施工无噪音，无震动，无挤压；机具设备简单，操作方便，费用较低，成孔速度快，效率高，但用水量用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。

3 适用范围

适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、砂土、软质岩等土层应用。

4 施工机具设备

4.1 机械设备性能参数

4.2 测量仪器的配备

4.2.1 测量仪器

（1）J2经纬仪（2）SD3水准仪（3）50m钢卷尺

4.2.2 泥浆测试仪器

（1）波美仪（2）粘度仪（3）浮筒切力仪（4）PH试纸（5）含砂率仪（6）100ml量筒（7）滤纸

4.3 施工所需机械

（1）8寸反循环钻机机一台；

（2）砼搅拌和灌注设备；

（3）钢筋骨架加工机械； （4）造浆和清孔排水设备； （5）钢筋笼吊放机； （6）土方清理机械。

5 材料

5.1 砂宜选用含泥量不大于3—5%的中粗砂。

5.2 粗骨料可选用卵石或碎石，最大粒径应不大于30mm ，并不大于钢筋间最小间距的1/3。 5.3 泥浆制作材料

（1）膨润土

（2）粘土，塑性指数I p 大于17，小于0.005mm 的粘粒含量大于50%。

5.4 泥浆的性能指标 （1）比重r 为1.15—1.2 （2）粘度T 为大于18s （3）静切力θ为25（mg/cm 2） （4）含砂率n 为2% （5）酸碱度PH 为7—9 （6）胶体率 >98% （7）失水量 β小于30% 5.5 粘土的用量

计算公式 (t) 3

13

21

1r r r r r Vr q --==

式中：q ——每立方米泥浆所需的粘土重量（吨）；

V ———每立方米泥浆应需的粘土体积（立方米）

； 1r ———粘土的容重（吨/立方米）； 2r ——要求的泥浆容重（吨/立方米）；

(); 1312r V Vr r -+=

3r ——水的容重 3r =1吨/立方米；

1

1

12--=

r r V 1)1(1112+--+=r V Vr r 5.6 测量项目及要求

（1）全班工作日开始时，测定一次护筒顶面全套指标，以后钻进过程中，每隔2小时测定一次进浆口和出浆口的比重、含砂量、PH 值等指标。

（2）在停钻过程中，每天测一次护筒顶面的全套指标。

6 工艺流程及施工要点

6.1 工艺流程

6.2 施工准备

6.2.1 技术准备：

（1）桩基工程施工图及图纸绘审纪要

（2）施工场地和邻近区域内的地下管道、地下构筑物等的调查资料。

（3）水泥、砂石、钢筋等材料及其制品的质检报告

（4）主要施工机械及其配套设备的技术性能资料。

（5）桩基施工组织设计或施工方案。

6.2.2 施工场地准备

（1）打桩施工面的设置：打桩施工面应根据现场实际情况确定，应注意以下几点：

a）施工面距地下水位面应大于1.5m以上。

b）地下水位以上的松散杂填土层，因易跑浆、漏浆造成塌孔，最好予以清除，当清除后的场地标高距地下水位面高度太小时，可辅填一定厚度的垫层作打桩施工面，或先行降低水位后再进行打桩施工。

（2）施工前应做好场地平整工作，对于不利于施工机械运行的松软场地应进行坚实处理，施工面最好硬化，雨季施工应做好排水措施。

（3）对于和施工场地相邻的施工管线、通讯线路、石油、天然气管道等采取相应的隔离和保护措施。

6.2.3 施工测量网的设置

在施工场地设置井字形测量控制桩及水准点，控制点应设在不受桩基施工影响处，设明显标志及保护架，测量控制点应定期复核。

6.2.4 泥浆制备及循环系统的设置

由于钻孔护壁和清孔的需要，需制作一定数量的泥浆，同时为了施工场地的干燥，需进行泥浆制备及循环系统的合理规划。

施工场地设置储浆池一个，容积不小于6m 3 ，沉淀池两个，容积不小于10m 3，两个轮换使用，一个进浆沉淀，一个关闸清理，沉淀池进出口设闸门，沉淀池上口应高出造浆池0.5m 。

6.2.5 砼的搅拌及配比

（1）砼的搅拌采用集中搅拌，电子自动计量，目前采用商品混凝土。

（2）每立方米砂、石、水泥外加剂等用量现场标牌公布。 （3）按每根桩需要的灌注时间确定的砼的初凝时间，并按初凝时间性的控制标准确定缓凝剂的填加量。

6.2.6 电源准备

（1）总用电量按下列公式计算：

1.1cos 1.12211⨯⎪

⎪⎭

⎫

⎝⎛+⨯=∑∑P K P K P φ 式中：1.1①—系数

1.1②—照明用电系数

1P —电动机额定功率（kw ）

2P

—电焊机额定用量（kVA ）

1K —电动机要求系数，取0.6 2K —电焊机要求系数,取0.6

φcos —功率因素，取0.75