旋挖钻机施工灌注桩基础的施工工艺Word下载.docx
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5、泥浆的制备
5.1、原料及配比
5.1.1、膨润土：
分为钠质和钙质两种。
钠质费用较高，钙质则较为适中。
膨润土泥浆具有相对密度低、粘度好、含砂量小、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。
一般用量为水的8%即8公斤膨润土可掺100公斤的水。
对于粘质土地层，可降低到3%—5%。
较差的膨润土用量为水的12%左右。
5.1.2、CMC：
全名为羧甲基纤维素,具有使地基土表面形成薄膜而使之强化和降低失水率的作用。
掺入量为膨润土的0.05%—0.1%。
5.1.3、FCL：
又称铁铬木质素磺酸盐，为分散剂，可改善混杂有土粉砂、砼及盐分等而使稳定液质的性能。
可使钻渣颗粒聚集而加速沉淀，既达到重复使用目的，又具有高质量性能。
掺量为膨润土的0.1%—0.3%。
5.1.4、碳酸钠：
又称碱粉或纯碱。
它的作用可使PH值增大，使粘土颗粒进行分散，粘粒表面负电荷增加，为粘土吸收外界的正离子提供了条件，可增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水率。
掺入量为孔中泥浆的0.1%—0.4%。
5.1.5、PHP:
它的作用是使泥浆中的钻渣成为不分散的絮凝状态，因而泥浆循环到井孔外泥浆池时易于被清除出去，从而使泥浆能保持不分散的低固相、低相对密度、低粘度的优良性能。
掺用量为泥浆液的0.003%。
5.1.6、孔内有渗漏时，应掺泥浆量的1—2%的锯木屑；
泥浆量1.7%的稻草末或水泥。
各种掺加剂宜先制成小剂量溶剂，按循环周期均匀加入并及时测定泥浆指标，防止掺加剂过量。
5.2、泥浆的制备
5.2.1、调查地质及施工条件
（1）、对地质柱状图的研究：
a、是否有坍塌层；
b、有无漏水层。
（2）、地下水的调查；
a、能否保证泥浆面高出地下水位2米以上；
b、了解承压水层潜流水和无水层及地下水流速成；
c、测定地下水盐分及钙离子的含量；
d、PH值测定。
5.2.2、泥浆材料的选择
（1）、水应为PH值为中性，钙离子浓度小于等于100PPm，否则要掺入分散剂。
（2）、膨润土由其产地不同而性能不同，应以经济适用为主。
易受阳离子感染时，宜选用钙土。
（3）、CMC的选定，根据地层决定,粘度越高防漏效果越好。
（4）、根据膨润土选定分散剂。
泥水分离的泥浆，选用能够减小泥浆凝胶强度及屈服值的分散剂。
（5）、防漏剂的选定：
一般认为防漏剂的粒径相当于漏浆层土砂粒径的10%—15%左右效果为最好。
5.2.3、泥浆粘度的选定
保持地层稳定的泥浆漏斗粘度（泥浆静止工法）
地基条件
泥浆性能
对策
泥浆粘度经验值（S）
烂泥地基
增大泥浆密度
高浓度膨润土浆
100以上
粘土层粉土层
低浓度泥浆
膨润土浓度4—6%
20—33
细砂—粗砂层
脱水量中等
膨润土浓度7—9%
32—38
砂砾层
浓度高CMC降脱水量
膨润土浓度8—10%
50—80
5.2.4、泥浆基本配合比的确定
（1）、膨润土及CMC的掺加浓度：
由地层决定粘度，推出膨润土及CMC的掺加浓度。
（2）、分散剂的浓度：
为使泥浆形成良好的泥皮而使用分散剂时,泥浆浓度的减小可用膨润土或CMC的掺加量调节。
（3）、防漏剂的浓度：
漏失规模
防漏剂的混合掺加浓度
小的漏失
棉花籽残渣粉未0.5—1.0%
中等漏失
碎核桃皮+棉花籽粉未1%
大的漏失
多种混合最大掺加浓度5%
若只有某一段漏浆可在进入该层后用粘土将该地层回填放置1—2小时后可重新钻孔。
5.2.5、泥浆配制试验和修正
泥浆是各种材料特性的综合产品，但它是否完全满足施工条件和地层情况，还要在基本配合比的基础上修正、调配,最后才能得到合适的施工配合比。
要对泥浆的各种特性逐项试验：
a、稳定性检验；
b、对泥皮形成性能的检验；
c、对泥浆流对性的检验；
d、对泥浆密度的检验。
5.2.6、制备泥浆的方法
（1）、搅拌机为高速回转式搅拌机，搅拌时间为10—15min。
膨润土遇水混合后3h就有很大溶胀性，经过1d达完全溶胀；
CMC应先用清水溶为1%—3%的溶液再掺入到泥浆里就会很容易混合在一起
5.2.7、制备泥浆的顺序：
水—膨润土—CMC—分散剂—其他外加剂，由于CMC会妨碍膨润土的溶胀，所以要在膨润土之后放入。
6、钻孔
钻机就位前，应对钻也前的各项准备工作进行检查，包括主要机具设备的检查和维修。
首先，使钻机按预定桩位就位，且使钻机停在硬实地面，调整桅杆偏差，保证桩位移，倾斜度不超标，并在成孔中间不定期检查调整。
由于旋挖钻机自身成孔工艺决定其造浆能力较差，故所用泥浆全部为提前12个小时预拌好的高级泥浆。
根据汾河特大桥的地质情况采用的配比为水、臌润土、碱：
CMC=1000：
100：
20：
8的比例，经搅浆桶搅拌一定的时间搅制而成，并随时根据地层情况做出适当的调整，泥浆性能指标能符合下列要求：
比重1.03-1.15，漏斗粘土18-22，含砂率小于3%-5%，胶体率大于98%。
随着施工的进展要及时对泥浆进行添制、净化，保证成孔、成桩的质量。
该泥浆具有相对密度低、粘度好、含砂量少、失水率小、泥皮簿、固壁能力强、稳定性好，钻具回转阻力小，钻进效率高的特点。
开始前先在护筒加入适量的泥浆以保证孔内水头压力，即浆面最少高出地下水位2m以上，随着钻进深度的增加及时补充泥浆，保证孔内水头压力，防止坍孔。
正常钻进过程中应注意以下事项：
6.1钻进时应根据土层情况掌握钻进速度：
（1）、一般在粘土层采用泥钻，每钻进尺在50cm左右。
2）、在松散砂砾、砂层采用砂钻，每钻进尺在40cm左右
（3）、在密实度较大的砂、卵石层宜先用岩石钻将密实的地层搅松，避免直接用泥钻、砂钻，损坏机具；
对于无水或水位较低的干孔部位，可采用螺旋钻成孔，可大大提高成孔效率，并可提高工效，然后将松散的砂、卵石用砂钻提出。
（4）、成孔中若遇见卵石层或松散层时应注意漏浆情况，必要时，可在漏浆部位回填粘土，堵漏或在泥浆中增加防漏剂，避免泥浆流失，引起坍孔事故。
（5）、因钻机结构及性能决定钻斗钻进时，钻斗要上下往复作业。
如果护壁泥浆管理不善就可能发生塌孔事故。
（6）、严格控制钻斗在孔内升降速度，因为如果快速地上下移动钻斗，那么水流将以较快速度由钻斗外侧和孔壁之间的空隙流过，导致冲涮孔壁，有时还会在上提钻斗时，在其下方产生负压，而导致孔壁坍塌，所以按孔径大小及土质情况来调整钻斗的升降速度。
6.2钻斗升降速度及空斗升降速度
桩径（mm）
钻斗升降速度（m/S）
桩径（mm）
空斗升降速度（m/S）
700
≤1.0
700
≤1.2
1200
≤0.7
1200
≤0.8
1300
≤0.6
1300
1500
1500
7、检孔
钻孔中，须用检孔器经常检孔。
检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的4—6倍。
每钻进10m，接近通过易缩孔土层（软土、软塑土层、低液限粘土等）或更换钻斗前都必须检孔。
不可用加重压冲击或强撞检孔器等方法检孔。
当检孔器不能沉到原来钻达的深度，或偏离大绳（拉紧时）的位置即偏移护筒中心时，应考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况，如不严重时可调整钻机位置或钻具继续钻孔；
如严重时可回填粘土重新钻进。
钻进达到设计标高经检验合格后即可终孔。
8、钢筋笼制安
汾河特大桥钢筋笼长度52m，重量约7T，节段之间为直螺纹套筒连接，钢筋笼在车间胎模上分节制造，并进行预拼编号，然后根据编号顺序调至孔内安装。
9、灌注水下砼
9.1、导管吊装前进行试拼，检查接口连接是否严密牢固，若接口胶垫有破损，更换后使用。
同时检查拼装后的垂直情况，根据桩孔的总长，确定导管的拼装长度。
使用前，进行过球、水密及承压试验，试验时的水压，大于井孔内水深至少1.5倍的压力。
吊装时，导管位于井孔中央，并在灌注前进行升降试验。
9.2、复测孔底标高，检查沉渣的厚度，判断是否达到设计要求及满足灌注要求。
满足要求后，方灌注砼。
9.3、在导管上端连接砼漏斗，其容量必须满足储存首批砼数量的要求。
开始灌注时，在漏斗下口设置砂袋，当漏斗箱内储足首批灌注的砼数量时，剪断吊住砂袋的铁丝，使砼猝然落下，迅速落至孔底并把导管裹住。
灌注砼时确保有足够的砼储备量，以保证桩基砼浇筑的连续性及桩基的施工质量。
9.4、砼的灌注连续进行，有短时间停歇时，经常起动导管，使混凝土保持足够的流动性。
灌注过程中边灌注边提升导管和边拆除上一节导管，使砼经常处于流动状态，尽可能缩短拆除导管的间隔时间。
当导管底埋置于混凝土的深度达3m左右，或导管中混凝土落不下去时，开始将导管提升。
提升速度不能过快，提升后导管的埋深不小于2m且不大于6m。
根据砼的浇筑情况和埋管深度逐节拆除导管。
提升导管要保持导管垂直及居中，不能倾斜以免牵动钢筋骨架。
9.5、为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上应加灌一定高度以便灌注结束后将此段砼清除，增加的高度为0.5m～1.0m。
10、结束语
汾河特大桥桩基础采用旋挖钻机施工，不但保证了成桩质量，并且为斜拉桥上部结构施工赢得了宝贵的时间（每根桩的成孔时间平均在42小时左右），取得了一定的经济效益，同时为以后同类型地质条件的桩基施工提供了宝贵的经验。
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