1.适用范围
1.1 泥浆护壁成孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械不同分为:正循环钻孔灌注桩、反循环钻孔灌注桩、钻孔扩底灌注桩和冲击成孔灌注桩。其适用范围如下: 1) 正循环钻孔灌注桩适用于粘性土、砂土、强风化、中等到微风化岩石。可用于桩径小于1.5m、孔深一般≤50m场地。
2) 反循环钻孔灌注桩适用于粘性土、砂土、细粒碎石土及强风化、中等-微风化岩石,可用于桩径小于2.0m,孔深孔深一般≤60m的场地。
3) 钻孔扩底灌注桩适用于粘性土、砂土、细粒碎石土、全风化、强风化、中等风化岩石时,孔深一般≤40m。
4) 冲击成孔灌注桩适应于粘性土、砂土、碎石土和各种岩层。对厚砂层软塑~流塑状态的淤泥及淤泥质土应慎重使用。
2、施工准备
2.1 技术准备
1) 组织有关人员认真学习熟悉场地岩土工程勘察资料和工程设计文件,收集地下障碍物等资料。
2) 会同建设单位、监理单位、设计单位进行设计图纸会审。
3) 编制和报审施工组织设计或施工方案。
4) 向项目管理人员和施工人员进行工程施工质量技术交底和安全技术、环境保护、文明施工交底。
5) 进行建筑控制点、轴线测量和桩位施放。
2.2 现场准备
1) 平整施工场地,修筑临时施工道路,接通水源、接通电源及架设电线电缆。
2) 修筑施工及生活临时设施,修筑泥浆池、循环槽,钢筋加工场区。合理进行施工平面布置。
2.3 机械设备准备
根据场地岩土层情况和设计要求,合理选择施工机械设备。泥浆护壁成孔灌注桩施工的机械设备可参考表1准备。
泥浆护壁成孔灌注桩施工的机械设备 表1
序号 | 设备名称 | 用途 |
1 | 回转钻机 | 钻进成孔 |
2 | 冲击钻机 | 冲击成孔 |
3 | 砂石泵 | 泵吸反循环 |
4 | 泥浆泵 | 正循环 |
5 | 双腰合金钻头 | 钻孔 |
接6 | 扩底钻头 | 扩底 |
7 | 冲击钻头 | 冲孔 |
8 | 电焊机 | 制作钢筋笼 |
9 | 气焊机 | 维修设备 |
10 | 钢筋切割机 | 制作钢筋笼 |
11 | 护筒 | 定位、保护孔口 |
12 | 导管 | 灌注混凝土 |
13 | 储料斗、灌注斗 | 灌注混凝土 |
14 | 泥浆比重计 | 检测泥浆质量 |
15 | 坍落度仪 | 检测混凝土坍落度 |
16 | 气泡垫试块模 | 做混凝土试块 |
17 | 水准仪 | 测量标高 |
18 | 经纬仪 | 施放轴线、桩位、控制点 |
19 | 孔径检测仪 | 测孔径 |
| | |
20 | 孔深检测器具 | 检测孔深 |
21 | 泥浆、废渣运输车 | 泥浆、废渣外运 |
| | |
2.4 材料准备
1) 作好钢筋、水泥、砂、石备料计划,并按计划进场。当使用商品混凝土时,应向供应商提出所需混凝土的强度、坍落度、供货到现场的时间和数量等要求。
2) 所需原材料应送检,并经质量检验合格。
3) 在有较厚的砂、碎石土等原土不能造浆的场地施工时,应备足粘土或膨润土。
3.施工工艺
3.1泥浆护壁成孔灌注桩施工流程
泥浆护壁成孔灌注桩的施工流程见图1。
图1 泥浆护壁成孔灌注桩施工流程图
3.2 埋设护筒
3.2.1 护筒一般用4~8mm厚的钢板卷制而成,其内径应大于钻头直径150mm。护筒的顶部应开设溢浆口,并高出地面≥200mm。
3.2.2 护筒用挖埋的方法埋置,挖埋时,护筒与坑壁之间用粘性土填实,护筒中心应与桩位中心应重合,偏差不得大于50mm,护筒埋置深度在粘性土中不宜小于1.00m,在砂土中不宜小于1.50m。
3.3 泥浆制备
3.3.1 根据场地情况合理规划布置泥浆池、沉淀池、循环槽等泥浆循环系统。泥浆池的容积为钻孔容积的1.2~1.5倍,一般不宜小于8m3。沉淀池一般设2个,可串联使用,每个沉淀
池体积不宜小于6m镀铬添加剂3,循环槽应能保证冲洗液正常循环而不外溢。
3.3.2 在粘性土层中成孔的泥浆,可在原土注入清水造浆。在砂土中成孔的泥浆,应先在泥浆池中投入高塑性粘土或膨润土造浆。
3.3.3 以原土造浆的循环泥浆比重应控制在1.1~1.3;以高塑性粘土或膨润土造浆的循环泥浆比重在砂土层中控制在1.2~1.3,在砂卵石层或容易塌孔的土层应加大至1.3~1.5,泥浆的控制指标:粘度18~22S;含砂率不大于8%;胶体率不小于90%。
3.4 成孔
3.4.1 正循环钻进成孔
1) 钻机安装时,转盘中心、提升滑轮、立轴钻杆和护筒中心重合,其偏差不得大于20mm,钻机安装应平稳牢固。
2) 钻进时,在护筒内存放一定数量的泥浆或粘土球并开泵注浆循环,钻具下入孔内后要低档慢速轻压,钻头全部进入土层后逐渐增加速度和加大压力钻进。
3) 正常钻进时,应根据地层岩性合理调整和掌握钻压、钻速、泵量等钻进参数,在粘性土中宜用中等速度、中等压力、大泵量钻进,在砂土中宜用低速、轻压、大泵量钻进,在碎石土中宜用低档慢速,控制进尺、加大泥浆比重和增加泵量的方法钻进。
4) 加钻杆时,应先将钻具稍提离孔底,待冲洗液循环3~5min后再拧卸加接钻杆。钻进过程中若发生孔斜、缩径、塌孔或护筒周围冒浆等情况时应停止钻进,经采取有效措施后方可施工。
5) 清孔采用正循环换浆方法,一般分两次清孔,第一次清孔在钻进至设计深度后,使钻头慢速空转不进尺,不断循环换浆。清孔后在粘性土中的孔底附近泥浆比重控制在1.1左右,在砂土、碎石土中孔底附近泥浆比重控制在1.15~1.25。第二次清孔在安装导管后,利用导管输送循环泥浆。清孔后孔底泥浆的含砂率应≤8%,粘度核桃夹子≤28S,泥浆比重<1.25。灌注混凝土之前孔底沉渣厚度应符合下列规定:端承桩≤50㎜,摩擦端承桩、端承摩擦桩≤100㎜,摩擦桩≤300㎜。
3.4.2 反循环钻进成孔
1) 开钻前要合理规划布置好泥浆池、沉淀池和循环槽,以保证反循环作业时,冲洗液循环通畅,泥浆排放彻底,钻渣清除顺利。
2) 泵吸反循环钻进成孔应遵守以下操作要领:
①笛膜胶 为保持孔壁稳定,孔内水位应高出地下水位2.0m。控制冲孔液沿孔壁下流的速度不超过10m/min。合理控制起下钻速度。
② 据不同地质条件合理选用钻头。一般要求钻头的吸水口断面开敞、流阻小、防止堵塞,钻头吸口距钻头底端不宜大于250软件自动化测试技术㎜;前导钻头直径比中心钻杆直径大160~200㎜,超前距离为200㎜。
③ 泵吸反循环钻进参数可参考以下数值选择:
钻杆内流体上返速度:2.5~3.5m/s。
钻杆内径:不宜小于100㎜。建议钻孔直径与钻杆直径之比在10左右为好。
砂石泵流量按下列公式计算:
式中:——砂石泵的排量(m3/s)
——岩屑在上升流体中的含量(一般取5~8%)
D——钻孔直径(m)
——钻杆内径(m)
——钻杆内流体上升速度(m/s)