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1、回旋钻机成孔施工工法1 前言回转钻成孔灌注桩，又称正、反循环成孔灌注桩，为国内最为常用和应用范围较广的成桩方法。2 工法特点其特点是：可用于多种地质条件，各种大小孔径（100cm250cm）和深度（40m100m） ，护壁效果好，成孔质量可靠；施工基本无噪音，无震动，无挤压；机具设备简单，操作方便，费用较低，但成孔速度慢，效率低，用水量用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。3 适用范围适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、砂土、软质岩等土层应用。4 工艺原理是用各种型号的正、反循环一般地质钻机在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔，灌注混凝土成桩。5 施工工艺和操作
2、要点5.1 测量放样在开工前应对桥梁中心位置桩，三角网基点桩、水准基点桩及其它测量资料进行核对、复测。若标志不足或不符合要求时应按公路桥涵施工技术规范中的有关要求重新补测，并将复测或补测结果报监理工程师认可。5.2 护筒加工与埋设考虑到护筒多次周转使用，一般选用 5mm 厚钢板；水中墩护筒需用振动夯打入，故选用 10mm 厚钢板。护筒顶面应高出施工平台 30cm 以上。5.3 钻机就位回旋钻钻机就位，钻机底盘下的地基人工夯实，每间隔 1m 放置一根方木，在方木上放置钻机底盘，确保钻机底盘水平，钻机就位后其用于吊装钻头的钢丝绳中心应与桩中心保持一致。修筑钻机及灌注工作平台，利用开挖泥浆池的土方填
3、土整平、夯实，加高 50cm，修成工作平台，平台要求稳固。水中墩采用沙袋围堰或搭设贝雷架施工平台。5.3.1 钻机就位前，铺垫方木，且不得与护筒相接触，保证钻机就位后不倾斜、不下沉。5.3.2 根据护筒上的四个保护点，用 2 条细线(基本无伸展性)相拉交汇，将钻头的钻尖对准细线交汇处，钻机初步就位，再将钻头徐徐下降，与护筒内的木桩桩位复核。5.3.3 用水平尺对钻机进行水平测量，保证钻机不倾斜。5.3.4 钻进过程中，随时检查是否偏位，检查方法是用水平尺检查钻杆是否垂直和转盘是否水平。5.3.5 若钻机偏位则用千斤顶调整钻机平台,待调平整后提起钻头重新扫孔（偏位检查要随时进行） 。5.4 泥浆
4、池的开挖、造浆、排渣5.4.1 泥浆池采用挖掘机开挖，人工整修，挖出的土用于钻机平台土方及便道填筑。根据本标段实际情况，考虑文明施工，泥浆池采用逐孔修建，泥浆池分沉淀池和净浆池，泥浆池的大小设置根据每孔基桩出渣量及泥浆量来布置的。因此，回旋钻机成孔的泥浆池要比冲击成孔的泥浆池大。5.4.2 泥浆调制调制泥浆的方法是：泥浆池中首批泥浆使用粘土造浆，泥浆比重应达到 1.151.20。钻孔过程中泥浆比重应根据地质情况调整见下表。5.4.3 要及时清理泥渣，保持钻进过程中泥浆循环畅通。5.4.4 施工现场要保持整洁而不乱，不得污水横流影响交通及施工。5.5、钻进5.5.1 开始前，应稍提钻杆，在护筒内
5、打浆，同时开动泥浆泵，进行泥浆循环，待泥浆均匀后方可钻进。对护筒脚进行护壁。5.5.2 刚开始钻进时，应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后方可正常钻进。5.5.3 钻进过程中对泥浆性能经常进行检验和试验。5.5.4 钻孔一旦开始，应连续进行，不得间断，视土质和钻进部位及时调整钻进速度和泥浆比重，如发生事故及时处理。5.5.5 接长钻杆时，应注意接头紧密，防止漏气、漏水和钻杆脱落。5.5.6 值班人员要经常观察地质变化，遇有不同于设计的地质情况应及时通知监理工程师等有关人员，进行取样、拍照等。5.5.7 钻孔达到设计标高时报监理工程师检查，严禁以超钻代替沉淀厚度。5.5.8 钻孔应视土质及
6、钻进部位调整钻进速度。开始钻进及护筒刃脚部位或砂层，应低档慢速钻进。钻进过程中，要确保泥浆有 1.5m2m 的水头高度，泥浆如有损失、漏失，应及时补充，并采取堵漏措施。5.5.9 在土层变化处应检查竖直度，记入钻孔记录。操作人员必须认真贯彻执行岗位责任制，随时填写钻孔施工记录，交接班时应详细交待本班钻进情况及下一班需注意的事项。严禁事后补填或制造钻孔记录。5.5.10钻进时，为减少扩孔、弯孔和斜孔，应采用减压法钻进，禁止全压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和的 80%，以使钻杆维持垂直状态，使钻头平稳回转。5.5.11 钻进过程中，要防止扳手、管钳
7、等金属工具或其它异物掉入孔内，损坏钻头。5.5.12 钻进过程中，升降钻头时要平稳，不得碰撞护筒或孔壁。强调：成孔后提起钻头停 2 小时，清钻渣。泥浆池中泥浆比重达到 1.15 以上时，开始钻进，初钻时应减压低行程慢速钻进，以防钻头偏位。在钻进过程中，应时刻关注桩位处的地层地质变化，做好施工记录。5.6 清孔5.6.1 终孔验收合格后立即进行一次清孔。对正循环回旋钻机成孔，终孔后，停止进尺，稍提钻锥离孔底 10cm20c 空转，并保持泥浆正常循环，以中速将较纯泥浆压入，把孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。用反循环回旋钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，利用钻机的反循环系统的泥石泵持续吸渣，使孔底钻扎渣清
8、除干净。5.6.2 清孔时务必注意始终保持孔内水头高度，提管时避免碰撞孔壁。清孔后，泥浆指标应满足：相对密度 1.031.10 ；粘度：1720Pas ；含砂率：2% ；胶体率：98% 。沉淀厚度应满足：符合设计要求，当设计无要求时，不大于 500mm。5.6.3 清孔后用检孔器测量孔径，孔深，孔径不小于设计值，报经监理工程师审批。5.6.4 在吊入钢筋骨架后，灌注水下砼之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超规，则应进行二次清孔，直至符合要求。5.6.5 二次清孔可采用 16cm 洗井管（空压机气举反循环） 。5.6.6 砂层地质情况下，用气举反循环法清孔时易坍孔，务必引起高度重
9、视。5.6.7 不得用加深孔底深度的方法代替清孔。5.6.8 检孔器要求结实且不易变形，检孔器的外径为钻孔桩钢筋笼直径加 100mm(不得大于钻头直径)，长度为外径的 4-6 倍，用检孔器测量孔径、倾斜度等。5.7 钢筋笼骨架的制作与安装5.7.1 钢筋的加工5.7.1.1 钢筋骨架可以在钢筋加工场加工，然后再运输到施工现场；也可以下好料，将半成品直接在施工现场焊接，加工成骨架。5.7.1.2 内撑筋上标出主筋焊接的位置，将其竖立在铺设好的钢筋骨架制作平台上，然后对称焊接主筋，若主筋上有焊接接头要将接头错开布置。5.7.1.3 骨架上按设计间距标识出外箍筋应绑扎的位置，绑扎时要求位置准确，每个
10、接点都要用扎丝扎住。注意两端要留出搭接部分。5.7.1.4骨架顶端焊接吊装鼻，将声测管绑于骨架内侧的大致部位。为防止钢筋笼偏位和确保桩基质量，落钢筋笼前应：在每节钢筋笼上按设计要求每隔一定距离设置导向鼻。5.7.2 钢筋骨架或钢筋半成品的保管、运输5.7.2.1 做好的钢筋骨架、或半成品要按入孔顺序或者分类存放在平台上，分别挂上标识牌。(如 60#墩 1#桩的最下面一节钢筋骨架挂上“60-1-1”的牌子。依次类推，自下而上编号存放。并有必要的防雨措施。)5.7.2.1 施工过程中要谨防钢筋笼生锈。钢筋笼连接可以采用套筒连接，极大地节省了钢筋笼安装时间，保证对接质量和成孔到灌注的时间保证。5.7
11、.3 钢筋骨架的下落入孔5.7.3.1 钢筋笼骨架的接长一般采用搭接焊法，注意搭接（接头要错开）要满足规范的要求，焊条、焊缝、焊接方式也要经监理工程师批准。5.7.3.2 声测管的对接采用套管法，焊接密实且不能焊透，严禁泥浆进入管内。5.7.3.3 焊接完毕后，按设计间距绑扎外箍筋，要求同钢筋骨架制作时一样。5.7.3.4 骨架全部入孔后，要调整骨架平面位置，使其中心与桩位重合；调整骨架立面位置，使其顶面标高符合设计要求（可利用骨架顶面与护筒顶高差来控制） 。5.7.4 灌注5.7.4.1 混凝土的运输时间和距离应尽量缩短，以迅速、不间断为原则，防止在运输中产生离析。灌注前混凝土坍落度的损失不
12、得超过 2cm，如有离析或坍落度损失过大现象就要进行再次搅拌。运输的延续时间不应超过下表的限制。在混凝土运输过程中应避免倒换运输工具或漏浆，尽量减少颠簸和日晒。5.7.4.2 混凝土拌和物运输时间限制:气温（） 运输时间 (min)20-30 6010-19 755-9 905.7.4.3 灌注水下混凝土是钻孔桩施工的重要工序，应特别注意，钻孔应经成孔质量检验合格后方可开始灌注工作。砼灌注时间不得长于首批砼的初凝时间，可以从以下几个方面加以控制：a.水泥初凝时间不得大于 2.5h；b. 砼配合比中掺入缓凝剂，延长砼的初凝时间。缓凝时间一般控制在 8 个小时以上；c.必须保证砼的供应，并合理安排
13、砼搅拌运输车；d.施工现场应合理安排，保证连续进行砼的灌注工作；e.砼的拌和、运输、灌注应注意时间的要求；。5.7.4.4 灌注前应将灌注机具如储料斗、溜槽、漏斗提前准备好，并搭好拌和车便桥（安全平稳） 。5.7.4.5 灌注前，对孔底沉淀层厚度应进行测定。5.7.4.6 导管吊放时，应使位置居于孔中，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋架和碰撞孔壁。5.7.4.7 水下砼的水灰比以 0.5-0.6 为宜，坍落度 180-200mm，且有良好的和易性，并通过试验掺入适量缓凝剂。砼拌和车运抵现场后，坍落度检查合格后,再进行浇灌。5.7.4.8 灌注首批砼时，导管下口至孔底的距离控制在 2540cm，
14、且使导管埋深不小于1m（导管顶部的贮料斗容量要满足此要求） ，为此，施工前要仔细计算贮料斗容积。5.7.4.9 剪球后，灌注应紧凑、连续进行，严禁中途停工，连续下落的混凝土能满足将导管埋入混凝土一定深度的需要。将首批混凝土灌入孔底后，立即测探孔内混凝土面高度，计算出导管埋置深度，一般宜控制在 2-6m 范围内。拔管前需仔细探测混凝土面深度，严防拔脱导管。5.7.4.10 灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结致使探测不准确，同时应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。5.7.4.11 拆除
15、导管动作要快，要防止螺栓、橡胶垫和工具等掉入孔中，要注意安全，已拆下的管节要立即清洗干净、堆放整齐。5.7.4.12 在灌注过程中，当导管内混凝土不满含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入，不可整斗地灌入导管，以免导管内形成高压气囊，挤出管节间的橡皮垫，而使导管漏水。5.7.4.13 为减少以后凿除桩头的工作量，可在灌注结束后，混凝土凝结前，用人工挖除多余的一段桩头砼。但应保留 10-20cm，以待随后修凿接浇墩柱（最终凿除面在立柱钢筋底面以下） 。5.7.4.14 在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小，超压力下降，而导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。如在这种情况下出现混凝土顶升
16、困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行，在拔出最后一节导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。5.7.4.15 砼面检测锤重应不少于 4kg，且应沿桩周及中心检查 3 个以上点位。5.7.4.16 待砼全部灌注完成后，应及时挖出桩头并拔出钢护筒，清理场地。5.7.4.17 有关混凝土灌注情况，灌注时间、混凝土面深度、导管埋置深度、导管拆除以及发生的异常现象，应指定专人进行记录。5.7.5 导管的连接5.7.5.1 导管是灌注水下混凝土的重要工具，导管接头为卡口式双保险装置，(内径 325mm，壁厚 10mm，分节长度为 1-2-3m 不等)。5.7.5.2 导管在使用前和使用一个时期后，除应对其规格、质量和拼接结构进行认真的检查外，还需闭水试验（水密、承压、接头抗拉） ，合格后方能使用。水密试验时的水压应不小于井孔水深 1.3 倍的压力；进行承压试验时的水压不应小于导管壁可能承受的最大压力 Pmax。Pmax=1.3(c hcmax-w
