淺析正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工方法

淺析正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁施工方法

摘要：正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁以其適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單易操作已廣泛應(yīng)用于水利、公路、鐵路、港口、高層建筑等工程基礎(chǔ)中。但由于施工工藝環(huán)節(jié)較多，一環(huán)不慎，便可能發(fā)生質(zhì)量事故，給國(guó)家及企業(yè)造成較大損失。為此結(jié)合筆者參與施工的多處鉆孔樁的成功經(jīng)驗(yàn)，談一談?wù)h(huán)鉆孔灌注樁施工方法的要領(lǐng)。

關(guān)鍵詞：正循環(huán)、鉆孔樁、施工方注、施工技術(shù)。

1.正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁的施工原理及適應(yīng)范圍

正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔是用高壓泥漿通過(guò)鉆機(jī)的空心鉆桿，從鉆桿底部射出，同時(shí)鉆頭鉆進(jìn)，將土層攪松成為鉆渣，被泥漿包裹浮懸，隨著泥漿上升而溢出流到井外的泥漿溜槽，經(jīng)過(guò)沉淀池凈化，泥漿再循環(huán)使用。泥漿在不僅有固壁和潤(rùn)滑作用，還要升攜帶鉆渣上升外排，故對(duì)泥漿的質(zhì)量要求較高。

正循環(huán)回鉆適用于粘性土粉砂細(xì)中粗砂，含少量礫石、卵石循環(huán)鉆孔采用減壓鉆進(jìn)，即鉆機(jī)的主吊鉤始終承受部分鉆具的重力。孔底承受的鉆壓不超過(guò)鉆桿、鉆錐、壓塊重力之和的80％，以避免和減少斜孔、彎孔、擴(kuò)縮現(xiàn)象。

開(kāi)鉆時(shí)慢速推進(jìn)，待導(dǎo)向部位全部進(jìn)入土層后才全速鉆進(jìn)。

鉆孔一經(jīng)開(kāi)始，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不得中斷；及時(shí)如實(shí)填寫(xiě)施工原始記錄；嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度。

經(jīng)常對(duì)泥漿進(jìn)行試驗(yàn)，以確保泥漿符合要求，在地質(zhì)變化處，撈取渣樣，判明土層，記入表中，以便核對(duì)地質(zhì)剖面柱狀圖。

升降鉆錐時(shí)要平穩(wěn)，鉆錐提出孔口時(shí)應(yīng)防止碰撞護(hù)筒孔壁或鉤掛護(hù)筒底部，拆裝鉆桿要迅速。

鉆孔停機(jī)、提鉆、撈渣時(shí)應(yīng)保持孔內(nèi)具有規(guī)定的水位和泥漿稠度，以防坍孔。

終孔及清孔

當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)終孔標(biāo)高后，對(duì)孔深、孔徑、孔位和孔形進(jìn)行檢查，然后填寫(xiě)終孔檢查證。清孔要求：樁徑以內(nèi)的摩擦樁沉渣厚度不大于10cm；樁徑大于的沉渣厚度不大于15cm，端承樁無(wú)沉渣。清孔采用換漿法，即鉆孔完成后，提起鉆頭至距孔底約20cm，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，逐步把孔內(nèi)浮懸的鉆渣換出，在清孔排渣時(shí)，保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔。清孔后調(diào)整泥漿，使其相對(duì)密度：～；粘度：17～；含砂率：2％；膠體率：98％。

鋼筋

深孔鋼筋籠分節(jié)預(yù)制

。鋼筋籠的綁扎、焊接、安裝應(yīng)符合規(guī)范及招標(biāo)技術(shù)文件的規(guī)定和要求，同時(shí)還要做到：

鋼筋籠就位過(guò)程中，焊接時(shí)應(yīng)保證上下兩節(jié)都垂直，防止因焊接原因?qū)е落摻罨\中心偏位和下放困難。澆注砼之前，由測(cè)量隊(duì)用全站儀對(duì)鋼筋籠中心進(jìn)行定位，定位后鋼筋籠頂面要用有效的方法進(jìn)行固定，一般用四根鋼筋對(duì)稱焊在護(hù)筒上，以保證鋼筋籠頂面標(biāo)高和中心位置偏差在允許誤差范圍內(nèi)，并能防止砼澆注過(guò)程中鋼筋籠上升，還要防止鋼筋籠移動(dòng)和傾斜。

鋼筋籠應(yīng)事先安設(shè)控制鋼筋籠與孔壁凈距的隔離塊，隔離塊沿柱長(zhǎng)的間距為2m左右，交叉排列。

為了防止在下放鋼筋籠過(guò)程中，鋼筋籠碰撞孔壁，吊入鋼筋籠時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心豎直插入。

砼導(dǎo)管和護(hù)筒拔出時(shí)，應(yīng)防止鋼筋籠上升。

鋼筋籠底面高程的允許誤差±50mm。

導(dǎo)管安裝

導(dǎo)管直徑為φ250，安裝前要進(jìn)行水密、承壓試驗(yàn)，保證在澆注過(guò)程中不漏水，吊裝就位時(shí)導(dǎo)管應(yīng)位于孔口中央，導(dǎo)管下口至孔底一般為40cm。導(dǎo)管安裝完成后，要對(duì)孔底沉淀物進(jìn)行檢測(cè)，如果沉淀物厚度超過(guò)設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，需進(jìn)行二次清孔，直至達(dá)到規(guī)范要求后才可進(jìn)行砼灌注。

水下砼灌注

水下砼配合比設(shè)計(jì)

拌制砼所用的材料應(yīng)符合規(guī)范以及招標(biāo)技術(shù)文件的規(guī)定和要求，同時(shí)水下砼應(yīng)符合下列要求：

水泥標(biāo)號(hào)為，初凝時(shí)間不小于6小時(shí)。粗骨料為級(jí)配良好的碎石，粗骨料最大料徑小于4cm，且不大于導(dǎo)管直徑的1/6，不大于鋼筋籠最密凈距的1/3。含砂率宜為～之間。塌落度為18～20cm。水泥用量不小于350kg/m3，當(dāng)摻有適宜數(shù)量的減水緩凝劑或粉煤灰時(shí)，可不少于300kg/m3。水灰比應(yīng)為～。

砼灌注

砼在拌和站用強(qiáng)制式拌和機(jī)集中拌制，砼輸送泵輸送，為確保灌注樁的質(zhì)量，必須做到：

首次砼灌注前，應(yīng)對(duì)首灌砼方量進(jìn)行計(jì)算，配備足夠大的料斗裝滿砼，以保證首次灌注封底成功。首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度(≥)和填充導(dǎo)管底部的需要

所需砼數(shù)量按公式計(jì)算。

式中：

V——灌注首批混凝土所需數(shù)量(m3)；

D——樁孔直徑(m)；

H1——樁孔底至導(dǎo)管底端間距，一般為；

H2——導(dǎo)管初次埋置深度(m)；

d——導(dǎo)管內(nèi)徑(m)；

h1——樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)壓力所需的高度(m)，即H1=/。

首灌砼導(dǎo)管埋深不得小于1m，在砼澆筑過(guò)程中導(dǎo)管埋置深度為2～6米。

砼面接近鋼筋骨架時(shí)，導(dǎo)管保持稍大埋深，放慢灌注速度，減少砼的沖擊力。砼面進(jìn)入鋼筋骨架4m以上后，適當(dāng)提升導(dǎo)管，使鋼筋骨架在導(dǎo)管下口有2m以上的埋深后，方可恢復(fù)正常的灌注速度。

澆注砼時(shí)溢出的泥漿應(yīng)引流至適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)以防污染。砼應(yīng)連續(xù)澆注，直至澆注頂面高出設(shè)計(jì)標(biāo)高不小于80cm。砼在終凝7d后才能鑿除樁頭，并應(yīng)保持鑿除后砼面的平整、清潔，不應(yīng)有泥及其它雜物。

3.鉆孔施工易出現(xiàn)的問(wèn)題及處理方法

鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)坍孔

其表征是孔內(nèi)水位突然下降又回升，孔口冒細(xì)密水泡，出渣量顯著增加而不見(jiàn)進(jìn)尺，鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加等。坍孔一般是因?yàn)槟酀{性能不符合要求、孔內(nèi)水頭未能保證、機(jī)具碰撞孔壁等原因造成。查明坍孔位置后進(jìn)行處理，坍孔部位不深的時(shí)，可采取深埋護(hù)筒法，將護(hù)筒填土夯實(shí)，重新鉆孔；坍孔嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)立即將鉆孔全部用砂類土或礫石土回填，如果無(wú)上述土類時(shí)可采用粘質(zhì)土并摻入5%～8%的水泥砂漿，應(yīng)等待數(shù)日后采取改善措施重鉆。

鉆孔偏斜、彎曲

一般是因?yàn)榈刂匪绍洸痪鶆颉r面傾斜、鉆架位移、安裝未平或遇探頭石等原因造成?？稍谄碧庒炞°@錘反復(fù)掃孔，使鉆孔正直。偏斜嚴(yán)重的時(shí)，應(yīng)回填粘質(zhì)土到偏斜處頂面，待沉積密實(shí)后重新鉆孔。

擴(kuò)孔縮孔

擴(kuò)孔多系孔壁小坍塌或鉆錘擺動(dòng)過(guò)大造成。鉆孔縮孔常因地層中含遇水能膨脹的軟塑土或泥質(zhì)頁(yè)巖造成，一般采用

失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁；鉆錘磨損大也能使孔徑稍小，應(yīng)隨時(shí)檢查，及時(shí)焊補(bǔ)鉆錘。當(dāng)縮孔已發(fā)生時(shí)，可用鉆錘上下反復(fù)掃孔，擴(kuò)大孔徑。

鉆孔漏漿

一般采取護(hù)筒周圍回填土夯實(shí)、增加護(hù)筒沉埋深度、適當(dāng)減小護(hù)筒內(nèi)水頭高度、增加泥漿相對(duì)密度和粘度、倒入粘土使鉆錘慢速轉(zhuǎn)動(dòng)、增加孔壁粘質(zhì)土層厚度等措施。

糊鉆

多出于正循環(huán)回鉆鉆進(jìn)時(shí)，遇軟塑粘質(zhì)土層，泥漿相對(duì)密度和粘度過(guò)大，進(jìn)尺快，鉆碴量大，出漿口堵塞而造成。應(yīng)改善泥漿性能，對(duì)鉆碴進(jìn)出口和排碴設(shè)備的尺寸進(jìn)行檢查，并控制適當(dāng)進(jìn)尺。若嚴(yán)重糊鉆，應(yīng)停鉆提出鉆錐，清除鉆碴。

4.砼灌注易出現(xiàn)的事故及預(yù)防與處理措施

灌注水下混凝土是成樁的關(guān)鍵工序，灌注過(guò)程中應(yīng)明確分工，密切配合，統(tǒng)一指揮，做到快速連續(xù)施工，防止發(fā)生質(zhì)量事故，若出現(xiàn)質(zhì)量事故時(shí)，應(yīng)分析原因，采取合理的技術(shù)措施，及時(shí)設(shè)法補(bǔ)救，以期盡量減小經(jīng)濟(jì)損失。

導(dǎo)管漏水

主要原因：首批混凝土儲(chǔ)量不夠或?qū)Ч艿卓诰嗫椎组g距過(guò)大，不能將導(dǎo)管底口下部封住，使水從導(dǎo)管底口涌入；導(dǎo)管接頭不嚴(yán)，橡皮墊被高壓氣囊擠開(kāi)，水進(jìn)入；導(dǎo)管提升過(guò)猛，控制錯(cuò)誤，使導(dǎo)管底口超出混凝土面，底口涌入泥水。

處理方法：是第一種情況，立即將導(dǎo)管提出，進(jìn)行清孔重新下導(dǎo)管，重新灌注。若是第二、三種情況，應(yīng)換新導(dǎo)管，使導(dǎo)管口插入混凝土中，用吸泥機(jī)將導(dǎo)管內(nèi)的水和沉淀吸出，繼續(xù)灌注混凝土，起先砼應(yīng)增加水泥用量，以后的砼恢復(fù)正常配合比。

卡管

主要是由于初灌時(shí)隔水栓卡管或坍落度過(guò)小，流動(dòng)性差，夾有大骨料，砼離析或?qū)Ч苈┧?。灌注過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)導(dǎo)管的檢查和砼各項(xiàng)指標(biāo)的檢查。

埋管

主要原因是導(dǎo)管埋入混凝土過(guò)深，使導(dǎo)管內(nèi)外砼已初凝、與混凝土產(chǎn)生的摩擦力過(guò)大，或提管過(guò)猛將導(dǎo)管撥斷。

預(yù)防方法是嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深不得超過(guò)6m，混凝土內(nèi)加緩凝劑，加速混凝土灌注速度，提升導(dǎo)管不可過(guò)猛。

5.灌注樁出現(xiàn)問(wèn)題后的補(bǔ)強(qiáng)措施

灌注樁檢測(cè)后若發(fā)現(xiàn)有夾層斷樁、混凝土離析、空洞等事故時(shí)，經(jīng)設(shè)計(jì)代表和監(jiān)理工程師同意后可以進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

采用壓入水泥漿補(bǔ)強(qiáng)。鉆兩個(gè)小孔，分別作出漿進(jìn)漿口用。深度應(yīng)達(dá)補(bǔ)強(qiáng)處以下1m。用高壓水泵向孔內(nèi)壓入清水，使夾層泥渣從出漿孔被沖洗出來(lái)。壓入水灰比為的純水泥漿，待出漿孔內(nèi)有水泥漿冒出來(lái)之后，再用水灰比為的濃水泥漿壓入，濃漿壓入時(shí)應(yīng)使其充分?jǐn)U散，當(dāng)濃漿從出漿口冒出時(shí)停止壓漿，用碎石將出漿口封住，并以麻袋堵實(shí)。最后用水灰比的水泥漿壓入，壓力增大到～時(shí)關(guān)閉進(jìn)漿閥，穩(wěn)壓壓漿20～25min，壓漿補(bǔ)強(qiáng)工作結(jié)束。

6.結(jié)束語(yǔ)

鉆孔灌注樁質(zhì)量事故引發(fā)的后果相當(dāng)嚴(yán)重，因此在施工中應(yīng)加強(qiáng)施工管理,采取科學(xué)的施工方法和切實(shí)可行