正循环回转钻孔灌注桩施工浅议

发表时间:2020/9/15   来源:《建筑实践》2020年12期   作者:于 雷
[导读] 正循环回转钻孔灌注桩以其适应性强、造价低、施工简单易操作已广泛应用于水利、公路等工程基础中
        于  雷
        肇东市水务局      黑龙江肇东市     151100
        摘要: 正循环回转钻孔灌注桩以其适应性强、造价低、施工简单易操作已广泛应用于水利、公路等工程基础中。但由于施工工艺环节较多,一环不慎,便可能发生质量事故,给国家造成较大损失。
关键词:正循环、钻孔桩、施工方注、施工技术。
        一、正循环回转钻孔灌注桩的施工原理及适应范围
        正循环回转钻孔是用高压泥浆通过钻机的空心钻杆,从钻杆底部射出,同时钻头钻进,将土层搅松成为钻渣,被泥浆包裹浮悬,随着泥浆上升而溢出流到井外的泥浆溜槽,经过沉淀池净化,泥浆再循环使用。泥浆在不仅有固壁和润滑作用,还要升携带钻渣上升外排,故对泥浆的质量要求较高。
正循环回钻适用于粘性土粉砂细中粗砂,含少量砾石、卵石(含泥量少于20%的土、软岩,孔径为80~250cm,孔深为30~100m,其优点是钻进与排渣同时连续进行,成孔速度较快,钻孔深度较大。
二、施工工艺
        2.1施工放样: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,埋设护桩进行保护。
        2.2护筒埋设: 护筒采用于5mm 厚钢板制作,直径大于孔径20~30cm。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。
2.3泥浆制作:? 泥浆采用自拌方法,控制指标应满足施工要求。 在钻孔中,泥浆顶面应始终高出孔外水位。为回收泥浆,减少环境污染,设置泥浆循环净化系统。
        2.4钻孔: 钻机就位后,对钻头中心和桩位中心校核无误后,方可开钻。钻孔时钻架必须稳固,钻头对准桩位中心,开钻前对钻机及其它机具进行检查,机具配套,水、电畅通。钻孔严格按规范和招标技术文件的规定和要求进行施工。
        2.5终孔及清孔:当钻孔达到设计终孔标高后,对孔深、孔径、孔位和孔形进行检查,然后填写终孔检查证。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。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%。


        三、钻孔施工易出现的问题及处理方法
        3.1钻孔过程中出现坍孔:其表征是孔内水位突然下降又回升,孔口冒细密水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等。坍孔一般是因为泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成。查明坍孔位置后进行处理,坍孔部位不深的时,可采取深埋护筒法,将护筒填土夯实,重新钻孔;坍孔严重时,应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填,如果无上述土类时可采用粘质土并掺入5%~8%的水泥砂浆,应等待数日后采取改善措施重钻。
        3.2钻孔偏斜、弯曲: 一般是因为地址松软不均匀、岩面倾斜、钻架位移、安装未平或遇探头石等原因造成。可在偏斜处钓住钻锤反复扫孔,使钻孔正直。偏斜严重的时,应回填粘质土到偏斜处顶面,待沉积密实后重新钻孔。
3.3扩孔缩孔:扩孔多系孔壁小坍塌或钻锤摆动过大造成。钻孔缩孔常因地层中含遇水能膨胀的软塑土或泥质页岩造成,一般采用失水率小的优质泥浆护壁;钻锤磨损大也能使孔径稍小,应随时检查,及时焊补钻锤。当缩孔已发生时,可用钻锤上下反复扫孔,扩大孔径。
3.4钻孔漏浆:一般采取护筒周围回填土夯实、增加护筒沉埋深度、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和粘度、倒入粘土使钻锤慢速转动、增加孔壁粘质土层厚度等措施。
3.5糊钻: 多出于正循环回钻钻进时,遇软塑粘质土层,泥浆相对密度和粘度过大,进尺快,钻碴量大,出浆口堵塞而造成。应改善泥浆性能,对钻碴进出口和排碴设备的尺寸进行检查,并控制适当进尺。若严重糊钻,应停钻提出钻锥,清除钻碴。
四、 砼灌注易出现的事故及预防与处理措施
        4.1导管漏水:主要原因:首批混凝土储量不够或导管底口距孔底间距过大,不能将导管底口下部封住,使水从导管底口涌入;导管接头不严,橡皮垫被高压气囊挤开,水进入;导管提升过猛,控制错误,使导管底口超出混凝土面,底口涌入泥水。处理方法:一是立即将导管提出,进行清孔重新下导管,重新灌注。二是应换新导管,使导管口插入混凝土中,用吸泥机将导管内的水和沉淀吸出,继续灌注混凝土,起先砼应增加水泥用量,以后的砼恢复正常配合比。
4.2卡管:主要是由于初灌时隔水栓卡管或坍落度过小,流动性差,夹有大骨料,砼离析或导管漏水引起。灌注过程中加强对导管的检查和砼各项指标的检查。
4.3埋管:主要原因是导管埋入混凝土过深,使导管内外砼已初凝、与混凝土产生的摩擦力过大,或提管过猛将导管拨断。预防方法是严格控制导管埋深不得超过6m,混凝土内加缓凝剂,加速混凝土灌注速度,提升导管不可过猛。
五、灌注桩出现问题后的补强措施
采用压入水泥浆补强。钻两个小孔,分别作出浆进浆口用。深度应达补强处以下1m。用高压水泵向孔内压入清水,使夹层泥渣从出浆孔被冲洗出来。压入水灰比为0.8的纯水泥浆,待出浆孔内有水泥浆冒出来之后,再用水灰比为0.5的浓水泥浆压入,浓浆压入时应使其充分扩散,当浓浆从出浆口冒出时停止压浆,用碎石将出浆口封住,并以麻袋堵实。最后用水灰比0.4的水泥浆压入,压力增大到0.7~0.8MPa时关闭进浆阀,稳压压浆20~25min,压浆补强工作结束。
六、.结束语
钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重,因此在施工中应加强施工管理,采取科学的施工方法和切实可行的实用方案。只有严格按照划范、规程操作,加强监督、检测,才能避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。对己出现问题的桩基,应掌握详尽而准确的现场资料,及时组织专家会诊,制定安全可靠又经济的处理方案。
作者简介:于雷(1966- ),男,黑龙江省肇东市人,助理工程师
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