钻孔灌注桩正循环成孔施工工法.doc

钻孔灌注桩正循环成孔施工工法
1 施工工艺流程
采用正循环泥浆护壁成孔、二次循环清孔、导管浇筑水下混凝土成桩的施工方法，工艺流程图见下：

场地平整
钻孔灌注桩施工工艺流程图
桩位放样
埋设钢护筒
钻机就位
钻孔
成孔检验
清孔
监理工程师验孔
下钢筋笼
二次清孔
下导管
拨出钢护筒
灌注水下混凝土
桩顶测量
沉渣测量
成桩检测
混凝土养生
钢护筒制作
制备泥浆
泥浆外运
泥浆外运
钢筋骨架加工制作
试拼装检验导管
泥浆外运
砼搅拌运输

2 正循环钻孔灌注桩施工示意图
见下：
(a)埋设护筒；（b）安装钻机，钻进；(c)第一次清孔；(d)测定孔壁；(e)吊放钢筋笼；(f)插入导管；(g)第二次清孔；(h)灌注水下混凝土拔出导管；(i)拔出护筒
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i)
正循环钻孔灌注桩施工示意图

3 施工方法
1）施工准备
开工前，将地面硬化，设置两个沉淀池，为防止钻孔产生的废浆污染环境，沉淀池内套钢套箱。
2）测量定位
基准点必须浇筑混凝土固定牢靠，并做好保护装置。选用高精度经纬仪和钢卷尺测量，保证桩位的准确。从绝对标高点引入临时水准点，测出护筒口标高，并作好测量记录。
3）埋设护筒
护筒是保护孔口、隔离杂填土的必要措施，也是控制桩位、标高的基准点。因此，每个桩孔均必须埋设护筒。埋设深度必须能隔离杂填土层，护筒四周间隙用粘土回填并捣实，以确保护筒的稳定。
采用孔口护筒，保证钻机沿着钻位垂直方向顺利作业，同时储存泥浆，使其高出地下水位，保护桩孔顶部土层不致因钻杆反复上下升降、机身振动而导致坍孔。护筒按下列规定设置：
（1）护筒埋设要准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm。
（2）护筒用4~8mm钢板制作，其内径应大于钻头直径100mm，其上部开设1~2个溢浆孔。
（3）护筒的埋设深度：根据地质情况，按1.5m考虑，其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求，保证泥浆高出地面或水面400~600mm。
4）钻机就位
钻机就位时，转盘中心对准定位标志，校对水平，并校对天车中心、转盘中心与桩位中心（三心）成一直线。
5）成孔钻进
（1）钻进
采用正循环回转钻进方法，钻头选用三翼条形刮刀。钻杆安装导向钢丝绳，并在钻头上部带扶正器，以增加钻头在孔底回转的稳定性，使钻进平稳，孔壁完整，钻孔垂直。
钻进参数范围如下：
钻压：6～15KN
转速：40～124rpm
泵量：600～1200L/min
钻进中应根据地层情况，合理选择钻进参数，一般开钻宜轻压慢转，正常钻进时钻进速度控制在5m/h以内，终孔前的钻进速度放慢以便及时排出钻屑，减少孔底沉渣。
（2）护壁
钻孔形成自由面时，由于受地层覆盖土压力的作用，使自由面产生变形，泥浆使用得当可以抑制变形的产生，根据泥浆物理性能和不同的地层情况，选用不同的泥浆性能参数，来平衡地层的侧压力，以抑制孔壁的缩颈、坍塌。
泥浆性能参数指标控制范围如下：
漏斗粘度：18～25S
泥浆相对密度：1.05～1.25
含砂率：4%
泥浆性能参数一般选择原则是：易塌孔地层选用较大值，不易塌孔地层选用较小值。
6）清孔
清孔是钻孔灌注桩施工的一道重要工序，清孔质量的好坏直接影响水下混凝土浇筑、桩身质量与承载力的大小。为了保证清孔质量，采用两次循环清孔，在保证泥浆性能的同时，必须做到终孔后清孔一次和浇筑前清孔一次。第一次清孔利用成孔结束时不提钻慢转正循环清孔，调制性能好的泥浆替换孔内稠泥浆与钻屑。第二次清孔利用导管进行，并在第二次清孔后25min内及时注入第一斗混凝土。否则，需要重新测量沉渣或清孔。
7）钢筋笼
（1）选用具有质量保证书，并通过抽样复检合格的钢筋由专职钢筋工和持证电焊工上岗制作，并对钢筋搭焊质量抽样送检，抽检数量为每200～300个焊接头作一组试验。
钢筋笼在预制模中点焊成型，做到成型主筋直，误差小，箍筋圆顺，直观效果好。钢筋笼的制作偏差范围控制如下：主筋间距：10mm；箍筋间距：20mm；钢笼长度：100mm；钢笼直径：10mm；焊接长度：10d。
（2）钢筋笼保护层
为使钢筋笼主筋有一定的保护层，在钢筋笼上设置混凝土块。垫块采用水泥砂浆通过特制的模型制成，直径为100mm，厚度为50mm，中心穿一直径15mm的小孔，以便固定在钢筋笼的箍筋上，每隔2～4m设置一组垫块，每组垫块设置4块。
（3）钢筋笼入孔固定
根据设计笼顶标高与孔口标高，计算好钢筋笼的吊筋长度，吊筋采用二根直径20mm的钢筋固定在孔口机架底盘上，使钢筋笼准确的下入孔中位置。在水下混凝土浇筑过程中，当混凝土面上升至钢筋笼底部附近时，应放慢浇筑速度，以免钢筋笼随混凝土面上升而造成钢筋笼的上浮。
8）浇注水下混凝土、拨出导管
导管采用直径φ219mm×3.5mm×2.5mm无缝钢管，游轮丝扣连接，密封性好，刚性强，不易变形。在使用前必须检查丝扣的好坏和导管内是否有残物；使用后应将导管清洗干净，涂油保护丝扣并堆放整齐。
根据孔深配置导管长度，并按先后次序下入孔内，导管口距孔底控制在400～600mm范围内，当第二次清孔结束时，在25min内注入足够的初灌量，以满足初灌导管埋入深度超过2000mm之后，连续不断浇筑水下混凝土，导管埋深一般控制在2～6m的范围内，不允许少于1.50m和超过10m。现场随机对混凝土取料，每桩一组试块，按规定要求制作，隔日拆模后现场养护，定期送试验室做抗压强度试验。
导管法浇注水下砼施工示意图
1--浇桩孔 2--钢筋笼 3--水下砼浇注架 4—漏斗
5--导管 6--砼 7--桩孔内稀泥浆水 8—进料斗
9—储料斗 10—滑道

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4 施工要点
1）规划布置施工现场时，应首先考虑冲洗液循环、排水、清碴系统的安设，以保证循环作业时，冲洗液循环畅通，污水排放彻底，钻碴清除顺利。
2）应及时清除沉碴池内的废泥浆和钻碴，并将排出的钻碴及时运出现场，防止污染施工现场和周围环境。
3）正循环钻进时，合理调整和掌握钻进参数，不得随意提动孔内钻具。操作时应掌握升降机钢丝绳的松紧度，以减少钻杆、水龙头晃动。在钻进过程中，应根据不同地质条件，随时检查泥浆指标。
5 施工设备
SPJ-300型钻机25t汽车吊；
高压泥浆泵；
电焊机；
导管；
潜水泵；
水下砼灌注工具。