正(反)循环钻孔灌注桩工艺流程、质量控制要点及常见事故的预防和处理、操作规程.doc

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正（反）循环钻孔灌注桩工艺流程、操作要点、质量控制要点及常见事故的预防和处理、操作规程

正（反）循环钻孔灌注桩工艺流程、质量控制要点及常见事故的预防和处理、操作规程

1、工艺区别

1.1正循环钻机和反循环钻机,都是通过稳定液（泥浆）的循环进行保护钻井井壁和出渣的,即通过稳定液（泥浆）的循环,把钻孔里的钻渣带出来.它们在钻进成孔的工艺上是相同的,适用的地层也基本相同。

1.2正循环与反循环本质区别就是稳定液（泥浆））的循环方式不一样，正循环：

钻头喷浆，孔心排浆，正循环钻机的钻井液（泥浆）是由泥浆泵从泥浆池里抽到钻杆里,通过钻杆不断的输送到钻井里,然后从钻井井口自然的排出来,同时把钻渣带出到地面上来.由于它是靠稳定液（泥浆）的自然循环方式排渣,所以循环能力和排渣能力都比较弱,只能排出一部分钻渣,而且颗粒比较大的钻渣也不能排出来,钻井里残留的钻渣比较多,影响了钻进速度,钻具的磨损也比较大。

反循环：

钻头吸浆，孔心进浆，反循环钻机的稳定液（泥浆）的循环方式则正好相反,它的钻井液是用泥浆泵从钻井的井口（钻杆外面）向钻井里输送,再用压缩空气或泥浆泵,从钻杆的中间抽出来,所以循环能力和排渣能力都比较强,不但排渣比较干净,而且颗粒比较大的钻渣也能排出来,像鸡蛋大的钻渣都能排出来.所以更适合于在卵石层等颗粒比较大的地层中钻进成孔。

1.3正循环入岩不带冲击，钻进速度慢,成孔周期比反循环要长，施工噪音比反循环噪音小，对周围影响小。

冲击反循环破碎入岩工艺的破碎机理是利用冲击钻头对岩石进行较高频率的冲击,使岩石产生破碎,然后利用反循环排渣方式及时将破碎岩屑第一时间排出孔外。

冲击钻头由两根钢绳平衡连接,无论起、下钻都非常方便,大大缩短了辅助时间。

大大节约了入岩的时间。

1.4正循环回转钻,其成本低,成孔质量好,桩机自重轻,搬迁方便等优点较为适应;而在卵砾石、漂石、块石、基岩等复杂地层及旧基处理方面施工,使用冲击反循环钻进较为适应,因可加快施工周期,提高钻进效益,确保工程质量。

两者比较,正循环钻机排渣能力比较弱,但工艺比较简单,容易操作,正循环钻机的价格也比较便宜;反循环钻机排渣能力比较强,但工艺比较复杂,操作不当容易引起塌孔埋钻,而且反循环钻机的价格比较高.正循环钻机只要用一台泥浆泵,而反循环钻机则需要两台泥浆泵,或一台泥浆泵和一台空气压缩机。

2.工艺流程及操作要点

2.1工艺流程图：

护筒埋设

泥浆

钻机就位

钻进

抽碴清孔

成孔验收

下放钢筋笼

下放导管

二次清孔

水下砼灌注

拔出导管

拔出护筒

原材料检验

钢筋笼运输验收

钢筋笼制作

导管试拼试压

砼搅拌与运输

砼复检，作试件

测放桩位

原材料检验

砼配合比试验

2.2水路循环及泥浆净化图：

2.3施工要点

2.3.1泥浆的配比与制备

a、泥浆的配比

泥浆配比中所用材料作用：

水：

稳定液的主要成份；粘土、膨润土：

稳定液的主要材料；工业用碱：

调节泥浆PH值；重晶石：

增加相对密度；CMC：

增加粘性，增加泥皮强度；渗水防止剂：

防止渗水。

①粘土用量：

配制1m3泥浆按泥浆比重要求，所需粘土重量q（kg）为式中—粘土的比重；

—泥浆的比重；—水的比重。

②配浆水用量：

配制1m3泥浆所需水用量V（L）

③加重剂用量：

配制加重泥浆时，加重剂的重量W（kg）为：

式中—加重剂比重；—加重泥浆比重；—原浆的比重。

④降底泥浆比重所需含水量X（m2）式中—原浆体积；—原浆比重；—加水稀释后的泥浆比重；—水的比重。

b、泥浆制备

①现场设泥浆池（含回浆用沉淀池及泥浆储备池）一般为钻孔容积的1.5～2.0倍，要有较好的防渗能力。

在沉淀池的旁边设置渣土区，沉渣采用反铲清理后放在渣土区，保证泥浆的巡回空间和存储空间。

制务泥浆的的设备有两种，一是用泥浆搅拌机，一是有用水力搅拌器。

使用粘土粉造浆时最好用水力搅拌器；使用膨润土造浆时用泥浆搅拌机。

②护壁泥浆再生处理：

施工中采用重力沉降除渣法，即利用泥浆与土渣的相对密度差使土渣产生沉淀以排除土渣的方法。

现场设置回收泥浆池用作回收护壁泥浆使用，泥浆经沉淀净化后，输送到储浆池中，在储浆池中进一步处理（加入适量纯碱和CMC改善泥浆性能）经测试合格后重复使用。

2.3.2埋设护筒

根据桩位平面图中各桩的坐标，用全站仪准确地测放各桩的中心位置。

经复核无误后，根据桩定位点拉十字线钉放四个控制桩，以四个控制桩为基准埋设钢护筒，为了保护孔口防止坍塌，形成孔内水头和定位导向，护筒选用5㎜~10mm厚钢板卷制而成，高度2.0m，护筒内径为设计桩径+20～+40cm，护筒埋设平面位置偏差不大于5cm，倾斜程度不大于1%，护筒周围用粘土夯实，护筒埋设时顶端高出地面0.3m。

2.3.3钻孔定位

在桩位复核正确，护筒埋设符合要求，护筒、地坪标高已测定的基础上，钻机才能就位；桩机定位要准确、水平、垂直、稳固,钻机导杆中心线、回旋盘中心线、护筒中心线应保持在同一直线。

钻机就位后，要机座平整，机塔垂直，转盘（钻头）中心与护筒十字线中心对正，校核无误后，方可注入稳定液（泥浆）后，开钻进行钻孔。

2.3.4钻孔成孔

2.3.4.1开钻前对钻机及其它机具进行检查，机具配套，水、电畅通。

成孔前必须检查钻头直径、钻头磨损情况，施工过程对钻头磨损超标的及时更换；根据护筒标高、桩顶设计标高及桩长，计算出桩底标高，以便钻孔时加以控制。

成孔中，按试桩施工确定的参数进行施工，设专职记录员记录成孔过程的各种参数，如加钻杆、钻进深度、地质特征、机械设备损坏、障碍物等情况。

记录必须认真、及时、准确、清晰。

钻孔严格按规范和招标技术文件的规定和要求进行施工，同时应符合下列要求：

（a）开钻时慢速推进，待导向部位全部进入土层后才全速钻进。

（b）钻孔一经开始，应连续进行，不得中断；及时如实填写施工原始记录；严格执行交接班制度。

观察主机所在地面和支脚支承地面处的变化情况,发现沉降现象及时停机处理。

钻孔过程中，必须保持平整、稳固，不发生倾斜。

（c）经常对泥浆进行试验，以确保泥浆符合要求，在地质变化处，捞取渣样，判明土层，记入表中，以便核对地质剖面柱状图。

（d）升降钻锥时要平稳，钻锥提出孔口时应防止碰撞护筒孔壁或钩挂护筒底部，拆装钻杆要迅速。

（e）钻孔停机、提钻、捞渣时应保持孔内具有规定的水位和泥浆稠度，以防坍孔。

2.3.4.2成孔深度达到设计要求后，对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查，确认满足设计要求后，立即填写终孔检查证，并经驻地监理工程师认可，方可进行孔底清理和灌注水下混凝土的准备工作。

2.3.5清孔

2.3.5.1清孔要求：

桩径1.5m以内的摩擦桩沉渣厚度不大于10cm；桩径大于1.5m的沉渣厚度不大于15cm，端承桩无沉渣。

2.3.5.2清孔采用换浆法，即钻孔完成后，提起钻头至距孔底约20cm，继续旋转，逐步把孔内浮悬的钻渣换出，在清孔排渣时，保持孔内水头，防止坍孔。

清孔后调整泥浆，使其相对密度：

1.03～1.10；粘度：

17～20Pa.s；含砂率：

<2％；胶体率：

>98％。

若使用抽渣法或吸泥法时，应及时向孔内注入清水或新鲜泥浆，保持孔内水位，避免坍孔。

从清孔停止至混凝土开始浇灌，应控制在1.5-3h，一般不得超过4h，否则应重新清孔。

若不能及时灌注，必须在孔口设安全防护。

2.3.6钢筋笼制作、吊放

2.3.6.1深孔钢筋笼分节预制。

钢筋笼的绑扎、焊接、安装应符合规范及招标技术文件的规定和要求,钢材规格、材质、焊条型号符合设计和规范要求，进料要有材质单、合格证。

2.3.6.2钢筋笼就位过程中，焊接时应保证上下两节都垂直，防止因焊接原因导致钢筋笼中心偏位和下放困难。

浇注砼之前，由测量队用全站仪对钢筋笼中心进行定位，定位后钢筋笼顶面要用有效的方法进行固定，一般用四根钢筋对称焊在护筒上，以保证钢筋笼顶面标高和中心位置偏差在允许误差范围内，并能防止砼浇注过程中钢筋笼上升，还要防止钢筋笼移动和倾斜。

吊入钢筋笼时，应对准钻孔中心竖直插入；砼导管和护筒拔出时，应防止钢筋笼上升。

2.3.6.3钢筋笼制作允许偏差：

主筋间距±10mm，箍筋间距±20mm，直径±10mm，长度±100mm。

2.2.6.4钢筋笼应事先安设控制钢筋笼与孔壁净距的隔离块，隔离块沿柱长的间距为2m左右，交叉排列；主筋保护层50mm，用钢筋耳控制，允许偏差±20mm，要确保钢筋笼居于钻孔中间；沿钢筋笼每隔2m放置一组，每组设置4个，按90°均匀安放，既可避免笼体碰撞孔壁，又可保证混凝土保护层均匀及钢筋笼在桩体内的位置正确。

2.3.6.5钢筋笼存放、运输、吊装时，要谨防变形。

2.3.6.6通长钢筋笼采用一次吊放。

钢筋笼起吊及运输过程中用一台履带吊和一台汽车吊六点起吊法起吊，应保证整体、平直起吊。

钢筋笼扶直过程中使用两台吊车，笼子吊离地面后，利用重心偏移原理，通过起吊钢丝绳在吊车钩上的滑运并稍加人力控制，实现扶直，起吊转化为垂直起吊，以便入孔。

用吊车吊放，入孔时应轻放慢放，人孔不得强行左右旋转，严禁高起猛落、碰撞和强压下放。

钢筋笼安装完毕以后，必须立即固定；笼子到位（孔底）时要复核笼顶标高。

2.3.7安装导管

2.3.7.1导管直径为φ250mm或φ300mm，导管直径、长度应与孔深配套；标准节长3m，调整长度0.5m、1.5m、2.0m各一节。

2..3.7.2安装前要进行水密、承压试验，保证它有良好的密封性。

试验水压为1Mpa，保证在浇注过程中不漏水，是否安放了“O”形密封圈并涂抹润滑油等；

下放导管时导管应位于孔口中央，丝扣要对正、扭紧，不得碰撞钢筋笼，导管全部下入孔内后，应放到孔底，以便核对导管长度及孔深，然后提起30～50cm。

2.3.7.3导管安装完成后，要对孔底沉淀物进行检测，如果沉淀物厚度超过设计和规范的要求，需进行二次清孔，直至达到规范要求后才可进行砼灌注。

2.3.8水下浇注混凝土

水下混凝土浇筑是最后一道关键性的工序，施工质量将严重影响灌注桩的质量，所以在施工中必须注意。

2.3.8.1水下砼配合比设计

　　拌制砼所用的材料应符合规范以及招标技术文件的规定和要求，同时水下砼应符合下列要求：

水泥标号为P.o.42.5，初凝时间不小于6小时。

粗骨料为级配良好的碎石，粗骨料最大料径小于4cm，且不大于导管直径的1/6，不大于钢筋笼最密净距的1/3。

含砂率宜为0.4～0.5之间。

塌落度为18～22cm。

当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300kg/m3。

水灰比应为0.5～0.6。

扩散度为34cm～45cm。

2.2.8.2砼灌注

砼在拌和站用强制式拌和机集中拌制，砼输送泵输送，为确保灌注桩的质量，必须做到：

（a）首次砼灌注前，应对首灌砼方量进行计算，配备足够大的料斗装满砼，以保证首次灌注封底成功。

首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要。

足以抵制钻孔内的泥浆侵入导管。

　　所需砼数量按公式计算。

　　式中：

　　V——灌注首批混凝土所需数量（m3）；

　　D——桩孔直径（m）；

　　H1——桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；

　　H2——导管初次埋置深度（m）；

　　d——导管内径（m）；

　　h1——桩孔内混凝土达到埋置深度H2时，导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即H1=/。

（b）首灌砼导管埋深不得小于1m，在砼浇筑过程中导管埋置深度为2～6米。

严禁导管提出砼面，设专职人员测量导管内外砼高差，确保灌注连续并填写水下砼灌注记录。

水下混凝土应连续浇筑，不得中途停止。

导管埋置深度最小不得小于2m，最大不得大于8m，超过8m容易造成钢筋笼上浮，堵管、埋管、挂钢筋笼等现象发生，造成质量事故；起拨导管时，应先测量混凝土面高度，根据导管埋