反循環(huán)鉆孔灌注樁

反循環(huán)鉆孔灌注樁施工定義：所謂反循環(huán)，是指鉆機(jī)工作時(shí)，旋轉(zhuǎn)盤帶動鉆桿端部的鉆頭切削破碎孔內(nèi)巖土，沖洗液從鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙中流入孔底，冷卻鉆頭并攜帶被切削下來的巖土鉆渣，由鉆桿內(nèi)腔返回地面，與此同時(shí)，沖洗液又返回孔內(nèi)形成循環(huán)。由于鉆桿內(nèi)腔較井孔直徑小得多，因此，鉆桿內(nèi)泥水上升速度較正循環(huán)快得多。既是清水，也可將鉆渣帶至鉆桿頂端，流向泥漿沉淀池，泥漿凈化后再循環(huán)使用。反循環(huán)與正循環(huán)相比，反循環(huán)的鉆進(jìn)速度快得多，所需泥漿量少，轉(zhuǎn)盤所消耗的功率少，清孔時(shí)間較快，采用特殊鉆頭可鉆挖巖石等優(yōu)點(diǎn)。施工工藝：(1)規(guī)劃布置施工現(xiàn)場時(shí)，應(yīng)首先考慮沖洗液循環(huán)、排水、清渣系統(tǒng)的安設(shè)，以確保反循環(huán)作業(yè)時(shí)，沖洗液循環(huán)暢通污水排放徹底，鉆渣去除順利。(2)及時(shí)去除循環(huán)池沉渣。(3)鉆頭吸水?dāng)嗝鎽?yīng)開敞、規(guī)整、流阻小，以利避免磚塊、礫石等堆擠堵塞；鉆頭體吸口端距鉆頭底端高度不適宜不不大于250mm；鉆頭體吸水口直徑宜略不大于鉆桿內(nèi)徑。(4)鉆進(jìn)操作要點(diǎn)：①砂石泵起動后，應(yīng)待反循環(huán)正常后，才干開動鉆機(jī)慢速回轉(zhuǎn)下放鉆頭至孔底。開始鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)先輕壓慢轉(zhuǎn)至鉆頭正常工作后，逐步加大轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)加壓力，以不造成鉆頭吸口堵水為程度。②鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)認(rèn)真認(rèn)真觀察進(jìn)尺狀況和砂石泵的排水出渣狀況；排量減少或出水中含鉆渣較多時(shí)，應(yīng)控制給進(jìn)速度，避免因循環(huán)液比重太大而中斷反循環(huán)。③鉆進(jìn)參數(shù)應(yīng)根據(jù)不同的地層狀況，樁徑，并獲得砂石泵的合理排量和鉆機(jī)的經(jīng)濟(jì)鉆速來加以選擇和調(diào)節(jié)。④加接鉆桿時(shí)，應(yīng)先停止鉆進(jìn)，將鉆具提離孔底80～100mm，維持沖洗液循環(huán)1～2min，以清洗孔底并將管道內(nèi)的鉆渣攜出排凈，然后停泵加接鉆桿。⑤鉆桿連接應(yīng)擰緊上牢，避免螺栓、螺母、擰卸工具等掉入孔內(nèi)。⑥鉆進(jìn)時(shí)如孔內(nèi)出現(xiàn)坍孔、涌砂等異常狀況，應(yīng)立刻將鉆具提離孔底，控制泵量，保持沖洗液循環(huán)，吸除坍落物和涌砂，同時(shí)向孔內(nèi)輸送性能符合規(guī)定的泥漿，保持水頭壓力以克制繼續(xù)涌砂和坍孔，恢復(fù)鉆進(jìn)后，控制泵排量示宜過大，避免吸坍孔壁。⑦鉆進(jìn)達(dá)成規(guī)定孔深停鉆時(shí)，應(yīng)維持沖洗液正常循環(huán)，清洗吸除孔底沉渣至返出沖洗液的鉆渣含量不大于4%為止。起鉆時(shí)應(yīng)注意操作輕穩(wěn)，避免鉆頭拖刮孔壁，并向孔內(nèi)補(bǔ)入適量沖洗液，穩(wěn)定孔內(nèi)水頭高度。影響成樁質(zhì)量的因素分析及防止方法：影響樁身質(zhì)量的因素分析（1）按照施工規(guī)范的規(guī)定，鉆孔后要徹底去除孔底的淤泥，但在實(shí)際施工過程中，很難將淤泥徹底去除，于是在澆灌第一斗混凝土進(jìn)行封底施工時(shí)，孔底沉積的淤泥必然混入混凝土中。由于用導(dǎo)管灌注的水下混凝土是從下往上頂升的，先灌入的混凝土頂升于孔的上面，這樣就容易出現(xiàn)樁上段強(qiáng)度較低的現(xiàn)象。（2）澆灌混凝土?xí)r，若導(dǎo)管插入混凝土之內(nèi)過深，澆注速度又較快，則容易在孔體深部沉積較多的骨料，加上振搗過程所造成的混凝土的離析，也容易造成樁體上部強(qiáng)度較低的質(zhì)量問題。（3）埋設(shè)護(hù)筒的周邊土不密實(shí)，或護(hù)筒水位差太大，或鉆頭起落時(shí)碰撞引發(fā)質(zhì)量問題。（4）孔壁坍陷的重要因素是土質(zhì)松散，泥漿護(hù)壁不好，護(hù)筒周邊未用粘土緊密填封以及護(hù)筒內(nèi)水位不高。鉆進(jìn)速度過快、空鉆時(shí)間過長、成孔后待灌時(shí)間過長和灌注時(shí)間過長也會引發(fā)孔壁坍陷。（5）鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差，作業(yè)時(shí)鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致；地面軟弱或軟硬不均勻；土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形，以至造成成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。（6）清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔；泥漿比重過小或泥漿注入量局限性而難于將沉渣浮起；鋼筋籠吊放過程中，未對準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時(shí)間過長，致使泥漿沉積，以至造成樁底沉渣量過多。樁身質(zhì)量的確保方法（1）工程施工前，應(yīng)先做2個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)鉆孔，通過檢測鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定性和孔底沉淤等指標(biāo)，用以核對所選設(shè)備、工藝辦法與否符合技術(shù)規(guī)定。檢測時(shí)，孔壁的穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)≮12h，檢測數(shù)目≮2個(gè)。對某些重要工程，可視狀況對應(yīng)增加測徑數(shù)量。（2）護(hù)壁用的泥漿應(yīng)滿足護(hù)壁規(guī)定，液面需高于地下水位0.5m以上，有條件時(shí)，以高于地下水位2m以上更加好。若護(hù)壁的泥漿膠體率低、砂率大，則不僅護(hù)壁性能差，并且因其容重較大，勢必產(chǎn)生沉淀速度過快的問題。普通來講，當(dāng)在黏土或亞黏土中成孔時(shí)，可注入清水以原土造漿護(hù)壁，控制排碴泥漿的相對密度在1.1～1.2之間；當(dāng)在砂性土質(zhì)或較厚的夾砂層中成孔時(shí)，應(yīng)控制泥漿的相對密度在1.1～1.3之間；在砂夾卵石或容易坍孔的土層中成孔時(shí)，應(yīng)控制泥漿的相對密度在1.3～1.5之間。施工過程中，應(yīng)經(jīng)常測定泥漿的相對密度、黏度、含砂率和膠體率等指標(biāo)，使?jié)沧⑶翱椎?00mm以內(nèi)泥漿的相對密度≯1.25，含砂率≯8%，黏度≯28Pa·s.對某些直徑<1m的小直徑樁，即使在泥漿停止循環(huán)期間，也要使孔內(nèi)保持合理的泥漿液面。（3）在混凝土灌注前的一段時(shí)間里，須確保孔壁的穩(wěn)定性，不能有縮頸或孔壁塌落現(xiàn)象發(fā)生。為確?？椎壮猎穸冗_(dá)成規(guī)范的技術(shù)規(guī)定（端承樁≤50mm、摩擦端承樁及端承摩擦樁≤100mm、摩擦樁≤300mm），以免影響樁的承載力，鉆孔到設(shè)計(jì)持力層后來，要對泥漿進(jìn)行循環(huán)稀釋來減少相對密度，以去除泥漿中懸浮的砂子、石渣。除此之外，還要使用真空泵通過管道伸向樁底吸走端部沉渣，規(guī)定嚴(yán)格時(shí)，在安放鋼筋籠后、下放導(dǎo)管之前仍要進(jìn)行吸渣解決。（4）吊放入孔的鋼筋籠不得碰撞壁孔，不得有變形損壞。吊放后，先將鋼筋籠在垂直位置上固定好，然后進(jìn)行第二次清孔，檢測孔底的淤泥厚度，符合規(guī)定后，于0.5h之內(nèi)開始混凝土的灌注施工。（5）使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配，同時(shí)含有良好的隔水性能，確保順利排出。在混凝土灌注時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須含有良好的和易性，配合比應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)室擬定，坍落度宜為18-22cm，粗骨料的最大粒徑不得不不大于導(dǎo)管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4，且應(yīng)不大于40mm。為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑。應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性，導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓，試水壓力為0.6-1.0MPa，以避免導(dǎo)管進(jìn)水。在混凝土澆筑過程中，混凝土應(yīng)緩緩倒入漏斗的導(dǎo)管，避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞。在施工過程中，應(yīng)時(shí)刻監(jiān)控機(jī)械設(shè)備，確保機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常，避免機(jī)械事故的發(fā)生。（6）鋼筋籠初始位置應(yīng)定位精確，并與孔口固定牢固。加緊混凝土灌注速度，縮短灌注時(shí)間，或摻外加劑，避免混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動性變小，混凝土靠近籠時(shí)，控制導(dǎo)管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土過程中，應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端2-3m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度普通宜保持在2-4m，不適宜不不大于5m和不大于1m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠上浮時(shí)，應(yīng)立刻停止灌注混凝土，并精確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高，提高導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上出現(xiàn)象即可消失。（7）成孔后，必須認(rèn)真清孔，普通是采用沖洗液清孔，沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣狀況而定，沖孔后要及時(shí)灌注混凝土，避免孔底沉渣超出規(guī)范規(guī)定。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測量，精確算出全孔及初次混凝土灌注量?；炷翝沧⑦^程中，應(yīng)隨時(shí)控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深，提高導(dǎo)管要精確可靠，并嚴(yán)格恪守操作規(guī)程。嚴(yán)格擬定混凝土的配合比，混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動性，坍落度損失應(yīng)滿足灌注規(guī)定。在地下水活動較大的地段，事先要用套管或水泥進(jìn)行解決，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入，規(guī)定灌注過程持續(xù)、快速，準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土過程中應(yīng)避免停電、停水。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應(yīng)根據(jù)初次混凝土灌入量的多少而定，嚴(yán)防斷裂。確保導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高