11鉆孔灌注樁反循環(huán)的施工工藝

1、鉆孔灌注樁反循環(huán)工藝探討、鉆孔樁反循環(huán)工藝的優(yōu)勢鉆孔灌注樁正循環(huán)施工往往因孔底沉渣和孔壁泥皮過厚往往導致承載力折減， 形成上述質(zhì)量通 病的原因是該工藝采取了高濃度、高密度泥漿介質(zhì)（沖洗液）施工的結(jié)果。為解決這個難題工程 技術(shù)人員經(jīng)過總結(jié)、探索，積極研究推廣鉆孔反循環(huán)制樁工藝。泵吸反循環(huán)是通過砂石泵的抽吸作用，在鉆桿內(nèi)腔形成負壓，在孔內(nèi)液柱和大氣壓的作用下， 孔壁與環(huán)狀空間的沖洗液流向孔底，將鉆頭切削下來的鉆渣帶進鉆桿內(nèi)腔，再經(jīng)過砂石泵排至地 面沉淀池內(nèi)；沉淀鉆渣后，沖洗液流向孔內(nèi)，形成反循環(huán)。反循環(huán)與正循環(huán)的本質(zhì)區(qū)別在于沉渣的沖洗、上返流速存在巨大差異，反循環(huán)沖洗液攜帶鉆渣后迅速進入過水斷面較

2、小的鉆桿內(nèi)腔， 可以獲得比正循環(huán)高出數(shù)十倍的上返速度。 正循環(huán)鉆進只有依靠高濃度高密度泥漿來懸浮鉆渣。反循環(huán)本身所具有的特點，可以給提高成孔效率、成樁質(zhì)量和綜合經(jīng)濟效益等方面帶來如下 一系列的好處 :1、鉆進速度與成樁效率有大幅度提高鉆頭在工作時的最有利條件是被切割下來的巖土屑，立即能夠從孔底帶出并送到地面，這樣 可以減少二次破碎，不會降低效率以及鉆頭的磨損。沖洗液攜帶鉆渣的能力正比例于介質(zhì)的密度 和其運動速度的平方，所以影響有效排渣的因素是沖洗液的上返速度。由于鉆孔樁施工的土層多為松散、顆粒差異又較大的土層，因此鉆進速度的高低主要取決于排渣的速度。2 倍左右。正、反循環(huán)兩種鉆進速度的差異，隨

3、著鉆孔直徑以及土層顆粒的增大而增大，一般來說對于 地層和技術(shù)要求相同的情況，反循環(huán)施工速度為正循環(huán)的反循環(huán)鉆進過程就是清孔過程，不但節(jié)省了時間同時又可靠地保證孔底沉渣符合要求。機械鉆進速度的提高和清孔時間的縮短促進施工效率的提高、成樁周期縮短，有效地提高了勞動生產(chǎn) 率。2、孔壁穩(wěn)定、成孔質(zhì)量好反循環(huán)鉆孔樁孔壁的穩(wěn)定，主要是利用靜水壓力來平衡地層壓力維持孔壁的穩(wěn)定。根據(jù)土力學計算以及大量實踐證明，只要保持孔壁任何深度處壓力不小于0.2 Mpa,即使是在粘聚力較差的流沙層，使用經(jīng)過處理的泥漿（沖洗液）也可以保持鉆孔不坍塌、不縮頸、不擴頸；反循環(huán)鉆孔 根據(jù)澆注混凝土記錄時澆注深度與混凝土用量關(guān)系，很

4、容易反算孔徑。計算結(jié)果表明由于孔壁穩(wěn)定，從上到下孔壁的直徑都是在有效控制范圍之內(nèi)。這樣就可以有效的防止縮頸、擴頸不良現(xiàn)象 出現(xiàn)并避免混凝土的浪費。3、混凝土澆注質(zhì)量得到有效保證灌注混凝土是保證成樁質(zhì)量的關(guān)鍵工序，“斷樁”、“夾泥”、“堵管”等常見的灌注質(zhì)量 事故都與孔內(nèi)混凝土上部壓力過大有一定關(guān)系?？變?nèi)壓力值與沖洗液的濃度、密度、粘度有直接 的關(guān)系。正循環(huán)為了有效的排渣，選用的泥漿（沖洗液）密度高、濃度大，勢必造成孔內(nèi)壓力大， 這樣混凝土人導管排出的阻力增大，澆注困難；另外正循環(huán)占孔過程中因沖洗液濃度高、密度大所形成的過厚泥皮與孔底沉渣，很難從孔中完全清除，所以其中一部分在澆注過程中卷入沖洗液

5、 中更加大混凝土抬升的阻力，這種阻力在灌注臨近結(jié)束時更加明顯（此時孔內(nèi)排出的泥漿密度、濃度明顯加大，流淌緩慢），若處理不當，很容易使臨近樁頂10m左右混凝土質(zhì)量差、強度低, 而該部分又是樁受力的關(guān)鍵位置。反循環(huán)成孔由于泥漿（沖洗液）密度、濃度、粘度都較低，形 成泥皮較薄和占渣清理較為徹底，因此灌注較為順暢，樁頂泥漿少，樁身混凝土質(zhì)量明顯提高。4、提高單樁承載力，降低工程造價單樁承載力的大小，取決于樁周土的摩阻力與樁底端承力，反循環(huán)鉆孔過程中形成的泥皮較 薄從而使摩阻力增大，樁底沉渣清除較為徹底，無軟弱層從而提高端承力。根據(jù)對比試驗，一般 反循環(huán)比正循環(huán)提高承載力 10%-20%，因此單位承載力

6、造價必然降低。5、非運廢漿量減少，施工成本降低根據(jù)定額，廢漿排運費約占工程成本 8%-10%。反循環(huán)占頭切削的粘土土層成塊狀，隨即被吸入占桿內(nèi)腔，也就是說占渣來不及水化就被排出孔外，廢漿量勢必減少；另液、渣分離較為簡單， 這樣施工成本必然降低。6、適應(yīng)性廣反循環(huán)排渣的特點，使這種工藝方法對地層適應(yīng)性廣，可順利鉆進各種粘土、砂土、卵礫石 層以及基巖層，對于直徑 500-1800mml占孔樁施工都很適應(yīng)。因反循環(huán)工藝對班組操作工人要求較高， 實施起來有一定的難度， 筆者建議加強班組操作工人的培訓，加以推廣。當然反循環(huán)鉆進也有自身的缺點如水泵故障多、純鉆進時間較正循環(huán)短、超 徑卵石層鉆進困難以及循環(huán)

7、系統(tǒng)復(fù)雜等，但這些問題會隨著研究和應(yīng)用的深入逐步解決。、反循環(huán)鉆施工工藝反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機用于各種粘土、砂土、卵礫石層以及基巖層，對地層適應(yīng)性廣。鉆桿轉(zhuǎn)速要 考慮滿足碎巖土的扭矩需要，又要考慮鉆具的磨耗及孔壁穩(wěn)定等情況。鉆具強度一定時，鉆頭直 徑越大，轉(zhuǎn)速應(yīng)越慢。開鉆時，先使鉆頭降至距孔口 5cm左右啟動泥漿泵，待泥漿循環(huán)幾分鐘后，再啟動鉆機慢度回轉(zhuǎn)，同時慢慢降下鉆頭，孔口位置先低檔慢速鉆進，鉆至護筒下1m后，且孔口穩(wěn)定后逐漸增加 轉(zhuǎn)速正常鉆進。在鉆進過程中，孔內(nèi)水位宜高于護筒底腳0.5m以上或地下水位以上1.52.0m ;停鉆后，應(yīng)及時向孔內(nèi)補水， 保持一定的水頭高度。 應(yīng)經(jīng)常注意土層變化 ,

8、對不同的土層采用不同的鉆速、 鉆壓、 泥漿比重和泥漿量。在砂土、軟土等容易坍孔的土層宜采用低檔慢速鉆進，同時提高孔內(nèi)水頭， 加大泥漿比重。正常鉆進時，合理控制鉆進參數(shù)，起、落鉆頭速度宜均勻，不得過猛或驟然變速，轉(zhuǎn)速的控制對成孔及后期水下混凝土澆筑有其重要的影響，進尺速度過快，孔壁難以形成一定厚度的泥漿 護壁層，易形成塌孔等事故的發(fā)生；進尺速度過慢，可能形成擴孔，影響整個分項工程施工速度， 亦不可取。因此在鉆孔過程中，針對地質(zhì)具體情況來確定鉆進速度，以確保成孔質(zhì)量。鉆進時不 得隨意提動孔內(nèi)鉆具，操作時掌握好鉆具鋼絲繩的松緊度，并注意減少晃動。出土不得堆積在鉆孔周圍。因故停鉆時，孔口應(yīng)加護蓋。有鉆

9、桿的鉆機，應(yīng)將鉆頭提離孔底5m以上，其他鉆機鉆頭提出孔外。鉆孔應(yīng)一次成孔，不得中途停頓。鉆孔達到設(shè)計深度后，應(yīng)對 孔位、孔徑、孔深和孔形等進行檢查，孔位偏差應(yīng)滿足設(shè)計要求。1 ）施工準備(1)資料準備開工前應(yīng)具備場地工程的地質(zhì)資料和必要的水文地質(zhì)資料，樁基工程施工圖及圖紙會審紀要。施工現(xiàn)場環(huán)境和鄰近區(qū)域內(nèi)的地上地下管線（高壓線、管道、電纜） 、地下構(gòu)筑物、危險建筑等的調(diào)查資料，確保不影響現(xiàn)場的施鉆工作。 主要施工機械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能資料，所需材料的檢驗和配合比試驗，對所需的材 料必需做材料的試驗，試驗室根據(jù)所用的原材料作好混凝土的配合比試驗。 具有可操作性的樁基工程的施工組織設(shè)計或施工方

10、案和有關(guān)施工工藝的試驗參考資料。 工程地質(zhì)資料作好全面的施工準備，施工前對工程的地質(zhì)情況進行必要的研究，對鉆孔過程中可能會遇到 的問題及突發(fā)事件采取針對性的措施及應(yīng)急處理方案。(2) 場地的布置 平整場地鉆機就位前對場地要平整夯實 , 保證場地有一定硬度以免沉陷。 施工便道合理布置施工便道，保證反循環(huán)鉆機及其它的施工機械安全就位，方便鉆渣并及時外運。 合理布置臨時用水、用電設(shè)施及泥漿、排渣等其它設(shè)施，全面滿足施工工作的要求。(3) 施工機械設(shè)備 反循環(huán)鉆機、泥漿泵(排污) 、混凝土攪拌運輸車、 運漿車(泥漿外運 )、吊車、電焊機、導管、護筒等。(4) 測量放線采用全站儀精確定位樁孔的位置， 根

11、據(jù)樁定位點拉十字線釘放四個控制樁 , 以四個控制護樁為 基準控制護筒的埋設(shè)位置和鉆機的準確就位。護樁要做好保護工作，防止施工過程中擾動。(5) 鉆機就位 鉆機就位時，要事先檢查鉆機的性能狀態(tài)是否良好。保證鉆機工作正常。通過測設(shè)的樁位準確確定鉆機的位置，并保證鉆機穩(wěn)定，通過手動粗略調(diào)平以保證鉆桿基本 豎直后 , 即可利用自動控制系統(tǒng)調(diào)整鉆桿保持豎直狀態(tài)。2) 護筒就位護筒采用鋼護筒，由厚8mm勺鋼板卷制焊接而成，護筒頂部加焊寬度10cm的鋼板箍，防止護筒變形。護筒單節(jié)長度2m在陸上用單節(jié)護筒，在湖中或水塘里護筒深入淤泥底不小于2m護筒埋入后，通過靠在護筒上的精確水平儀調(diào)整護筒的垂直位置。 護筒頂

12、一般高于原地面 0.3 m,以便鉆頭定位及保護樁孔。3) 泥漿制備調(diào)配泥漿太稀，容易造成孔壁坍塌，調(diào)配泥漿太稠，使扭矩加大，鉆頭下落困難，要根據(jù)工 地現(xiàn)場地層情況調(diào)配稀稠合適的泥漿。根據(jù)地質(zhì)情況，護壁泥漿選用膨潤土、纖維素和純堿配制，以提高泥漿性能指標，對孔壁進 行有效的保護和封閉，防止坍孔。采用旋挖鉆機鉆孔時泥漿的性能指標一般應(yīng)為：入孔泥漿比重為1.051.15 。黏度：一般地層1622s,松散易坍地層1928s。含砂率：新制泥漿不大于 4%。膠體率：不小于95%PH值：應(yīng)大于6.5。膨潤土造漿配合比(單位：kg)原料名稱淡水膨潤土CMC純堿FCIPHP加重劑配合比100840.004 0.

13、0080.1 0.40.10.30.003試驗確定造漿后應(yīng)試驗全部性能指標，鉆孔過程中應(yīng)隨時檢驗?zāi)酀{比重和含砂率，并填寫泥漿試驗記錄表，并隨時注意地質(zhì)變化，根據(jù)地質(zhì)情況的變化隨時調(diào)整泥漿的性能指標，保證泥漿的各項指 標符合規(guī)范要求。鉆孔施工時隨著孔深的增加向孔內(nèi)及時、連續(xù)地補漿，維持護筒內(nèi)應(yīng)有的水頭，防止孔壁坍 塌。樁孔砼灌注時，孔內(nèi)溢出的泥漿引流至泥漿池內(nèi)，利用于下一基樁鉆孔護壁中。4) 鉆孔施工(1) 反循環(huán)鉆機的設(shè)置及調(diào)整首先將反循環(huán)鉆機移到鉆孔作業(yè)所在位置，精確定位并固定，并保證其豎直度，保證起吊滑輪, 轉(zhuǎn)盤中心與樁基中心在同一鉛垂線上，誤差小于2厘米。(2) 鉆孔作業(yè) 、鉆孔時先將鉆

14、頭放入護筒之中，對準樁基中心，先制備泥漿，接通泵吸反循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)空車 試運轉(zhuǎn)20分鐘確認無異常后，方可開始鉆進。 、在鉆進時，應(yīng)有統(tǒng)一的指揮人員，不允許多人指揮。 、每次接妥鉆桿鉆具放入水中后，應(yīng)將鉆頭提升距孔底2030cm,以防堵塞吸渣口。 、根據(jù)不同的地質(zhì)條件、不同土層，掌握卷揚機鋼絲繩的松緊，選擇適當?shù)霓D(zhuǎn)速和扭矩，以便達到最佳的鉆進效果。 、變速箱換檔時，先停機、掛檔后才能開機。 、當?shù)谝还?jié)鉆桿鉆完時，先停止轉(zhuǎn)動，使反循環(huán)系統(tǒng)延續(xù)工作至孔底沉渣排洗后再換接鉆桿, 并予擰緊，以防漏氣、漏水。拆卸鉆桿時要嚴防鉆頭脫落，鉆桿接頭要擰緊，以防脫扣。 、密切注意水龍頭工作情況，若發(fā)現(xiàn)漏氣、漏渣，應(yīng)立即更換密封圈。 、隨時檢查鋼絲繩的完好情況，斷絲若超過規(guī)定時，禁止使用，必須更換新品。 、嚴禁在鉆機運轉(zhuǎn)過程中進行修理和潤滑。 、起落鉆頭要平穩(wěn)，避免撞擊孔壁。鉆盤上嚴禁放置物品，以免旋轉(zhuǎn)中拋出傷人。(3) 地質(zhì)情況記錄地質(zhì)情況記錄按相應(yīng)的地質(zhì)的相關(guān)的表記錄； 反循環(huán)鉆機鉆進施工時及時填寫 鉆孔記錄表， 主要填寫內(nèi)容為：工作項目，鉆進深度，鉆進速度及孔底標高； 鉆孔記錄表由專人負責填寫，交接班時應(yīng)有交接記錄；根據(jù)鉆機鉆孔鉆進速度的變化和土層取樣認真做好地質(zhì)情況記錄，繪制 孔樁地質(zhì)剖面圖，每處孔樁必須備有土層地質(zhì)