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          反循環鉆孔灌注樁原理及施工工藝流程

          2020-06-09 15:43:09  

          所謂反循環,是指鉆機工作時,旋轉盤帶動鉆桿端部的鉆頭切削破碎孔內巖土,沖洗液從鉆桿與孔壁間的環狀間隙中流入孔底,冷卻鉆頭并攜帶被切削下來的巖土鉆渣,由鉆桿內腔返回地面,與此同時,沖洗液又返回孔內形成循環。由于鉆桿內腔較井孔直徑小得多,所以,鉆桿內泥水上升速度較正循環快得多。既是清水,也可將鉆渣帶至鉆桿頂端,流向泥漿沉淀池,泥漿凈化后再循環使用。

          反循環與正循環相比,反循環的鉆進速度快得多,所需泥漿量少,轉盤所消耗的功率少,清孔時間較快,采用特殊鉆頭可鉆挖巖石等優點。

          反循環鉆成孔原理_灌注樁施工,地源熱泵打井安裝,工程降水

          反循環鉆成孔施工按沖洗液循環輸送方式、動力來源和工作原理可分為氣舉反循環、泵吸反循環和噴射反循環等,氣舉反循環鉆進又稱壓氣反循環鉆進,其工作原理如下圖所示。將鉆桿置入注滿沖洗液的鉆孔內,靠旋轉盤⑦的轉動,帶動氣密式方形傳動桿②和鉆頭⑤轉動切削巖土,由鉆桿下端噴射嘴④噴出壓縮空氣,與被切削下來的土、砂等在鉆桿內形成比水還輕的泥砂水氣混合物。由于鉆桿內外壓力差和壓氣動量的聯合作用,將泥砂水氣混合物與沖洗液一起上升,通過壓送軟管⑥排出至地面泥漿池或儲水槽中,土、砂、礫和巖屑等在泥漿池內沉淀,沖洗液再流人孔內。

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          反循環成孔施工準備

          1)平整場地:在鉆孔樁施工前,應進行場地平整,鉆機座不宜直接置于不堅實的填土上,以免產生不均勻沉陷。修通旱地位置便道,為施工機具、材料運送提供便利。

          2)確定鉆孔樁位:按照基線控制網,用全站儀精確放出樁位,并且在現場做好明顯標記。放好樁位后進行現場交底,做十字護樁。

          3)現場作業前,查明施工場地明、暗設置物(電線、地下電纜、管道、坑道等)的地點及走向,并采用明顯記號標識,采用人工開挖探坑,找到管線的具體位置,并做好明顯的標記。嚴禁在離電纜1m距離以內作業。

          4)機具準備:吊車、電焊機、泥漿泵、反循環鉆機、挖掘機等。

          反循環鉆孔灌注樁工藝流程

          注意:本施工流程依據中鐵四局某圍護工程案例為藍本敘述,僅供參考學習。

          1)泥漿池的布置:

          (1)嚴格按照泥漿池示意圖進行開挖,采用半挖半填方式。

          (2)在泥漿池四周布置鋼管架支護,四周用密目網包裹。

          2)泥漿的制備:

          (1)根據現場土質,本鉆孔樁采用膨潤土泥漿護壁。

          (2)鉆孔施工時隨著孔深的增加向孔內及時、連續地補漿,維持護筒內應有的水頭,防止孔壁坍塌。

          (3)樁孔砼灌注時,孔內溢出的泥漿引流至泥漿池內,利用到下一基樁鉆孔護壁中。

          (4)每根樁灌注完成后要及時的掏渣,將廢渣運離施工現場。

          3)埋設護筒:

          (1)鉆孔前設置堅固、不漏水的孔口護筒。護筒內徑大于鉆頭直徑20cm,還需滿足孔內泥漿面的高度要求,高出施工地面0.5m。

          (2)護筒埋置深度:護筒埋置深度為2m,且應保持孔內泥漿面高出地下水位2m以上。

          (3)護筒位置應埋設正確和穩定,護筒與孔壁之間應用粘土填實,護筒頂面中心與設計樁位偏差應小于5cm,傾斜度應小于1%。

          4)鉆機就位及鉆孔:

          (1)鉆機就位前,應對鉆孔各項準備工作進行檢查(尤其是垂直度)。鉆機安裝后的底座和頂端應平穩,在鉆進中不應產生位移或沉陷。就位完畢,施工隊協同安質部和工程部對鉆機就位進行自檢,并符合樁位平面位置。

          (2)鉆孔前,按施工設計提供的地質、水文資料繪制地質剖面圖,掛在鉆臺上。針對不同地質層選用不同的鉆頭、鉆進壓力、鉆進速度及適當的泥漿比重。

          (3)鉆孔作業應分班連續進行,填寫鉆孔施工記錄,交接班時應交待鉆進情況及下一班應注意事項。應經常對鉆孔泥漿及鉆機對位進行檢測,不符合要求時,應及時改正。

          (4)鉆孔過程中應觀察主機所在地面和支腳支承地面處的變化情況,發現沉降現象及時停機處理。因故停機時間較長時,應將套管口保險鉤掛牢。

          (5)當鉆孔深度達到設計要求時,用探孔器對孔深、孔徑和孔形等進行檢查,確認滿足設計要求后,立即填寫終孔檢查證,并經駐地監理工程師認可,方可進行孔底清理和灌注水下混凝土的準備工作。

          5)清孔:

          (1)清孔的目的是使孔底沉碴、泥漿相對密度、泥漿中含鉆渣量等指標符合規范要求。

          (2)鉆至設計高程經過檢查后,應立即進行清孔。澆筑水下混凝土前允許沉渣厚度應不大于20cm。

          (3)不得用加深孔底深度的方法代替清孔。

          6)吊放鋼筋籠:

          (1)鋼筋籠的制作:鋼筋籠在鋼筋加工場地進行加工制作,鋼筋籠分三節制成,然后現場焊接。

          (2)鋼筋籠的吊放:

          ①吊放之前再次檢查鋼筋籠的制作是否符合設計和施工規范要求。

          ②鋼筋籠主筋采用搭接立焊,鋼筋籠分三節制成,用吊車分段吊入孔內。

          ③鋼筋籠慢慢吊起移至孔口,在操作人員的扶持下將正位后的鋼筋籠骨架慢慢吊入孔內。在骨架入孔時,應清除鋼筋骨架上的泥土和雜物,修復變形或移動的箍筋,重焊或綁扎已開焊的焊點。鋼筋焊接時上下兩節鋼筋籠必須保證在同一豎直線上,這時主筋搭接采用單面焊,焊接長度大于25cm,在焊接前,用鋼筋扳手絞緊,點焊使兩主筋密貼,并焊立縫。最上端設兩根鋼筋籠定位筋,由測定的孔口標高來計算定位筋長度,核對無誤后再焊接定位。在鋼筋籠的頂吊圈下插兩根平行的鋼管,將整個籠體支托于護筒頂端兩側的枕木上,槽鋼橫放在枕木上,這樣可防止鋼筋受碰撞變位和落于孔中,也可以防止鋼筋籠上浮。

          ④鋼筋籠吊裝要求及允許偏差:鋼筋籠在吊裝時,應嚴防孔壁坍塌,鋼筋籠入孔后應準確,牢固定位。接頭箍筋綁扎滿足設計和驗標要求;控制吊筋位置和長度來控制籠頂標高和位置。

          7)導管安裝:

          (1)導管采用φ30鋼管,厚為10mm,每節2~3m,配1~2節1~1.5m,最底一節為4m的短管。鋼導管內壁光滑、圓順,內徑一致,接口嚴密。導管直徑與樁徑及混凝土澆筑速度相適應。使用前進行試拼和水密、承壓和接頭抗拉試驗,按自下而上順序編號和標示尺度。導管組裝后軸線偏差,不超過鉆孔深的0.5%并不大于10cm,試壓力為孔底靜水壓力的1.5倍。

          (2)導管長度按孔深和工作平臺高度決定。漏斗底距鉆孔上口,大于一節中間導管長度。導管接頭法蘭盤加錐形活套,底節導管下端不得有法蘭盤。采用螺旋絲扣型接頭,設防松裝置。

          (3)導管安裝后,其底部距孔底有30~50cm的空間。

          8)二次清孔:

          澆筑水下混凝土前應檢查沉渣厚度應滿足:不大于20cm。泥漿指標不大于1.1,含砂率不大于2%,黏度在17~20s。

          9)灌注水下混凝土:

          (1)首批混凝土灌注:打開漏斗閥門,放下封底砼,首批砼灌入孔底后,立即探測孔內砼面高度,計算出導管內埋置深度,如符合要求,即可正常灌注。首次灌注混凝土為13m,如發現導管內大量進水,表明出現灌注事故。

          (2)水下混凝土澆灌:

          ①樁基混凝土采用罐車運輸配合導管灌注,灌注開始后,應緊湊連續地進行,嚴禁中途停工。在灌注過程中,應注意觀察管內混凝土下降和孔內水位升降情況,及時測量孔內混凝土面高度,正確指揮導管的提升和拆除;導管的埋置深度應控制在2~6m。同時應經常測探孔內混凝土面的位置,即時調整導管埋深。

          ②導管提升時應保持軸線豎直和位置居中,逐步提升。拆除導管動作要快,時間一般不宜超過15min。要注意安全。已拆下的管節要立即清洗干凈,堆放整齊。循環使用導管4~8次后應重新進行水密性試驗。

          ③在灌注過程中,當導管內混凝土不滿含有空氣時,后續混凝土要徐徐灌入,不可整斗地灌入漏斗和導管,以免在導管內形成高壓氣囊,擠出管節間的橡皮墊,而使導管漏水。

          ④當混凝土面升到鋼筋骨架下端時,為防鋼筋骨架被混凝土頂托上升,可采取以下措施:a、盡量縮短混凝土總的灌注時間,防止頂層混凝土進入鋼筋骨架時混凝土的流動性過小。b、當混凝土面接近和初進入鋼筋骨架時,慢慢灌注混凝土,以減小混凝土從導管底口出來后向上的沖擊力。

          ⑤在灌注將近結束時,由于導管內混凝土柱高減小,超壓力降低,而導管外的泥漿及所含渣土稠度增加,相對密度增大.如在這種情況下出現混凝土頂升困難時,可在孔內加水稀釋泥漿,并掏出部分沉淀土,使灌注工作順利進行。在拔出最后一段長導管時,拔管速度要慢,以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導管下形成泥心。

          10)泥漿清理

          鉆孔樁施工中,產生大量廢棄的泥漿,為了保護當地的環境,這些廢棄泥漿運往指定的廢棄泥漿的堆放場地,并做妥善處理。


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