反循环钻孔灌注桩

反循环钻孔灌注桩施工定义：所谓反循环，是指钻机工作时，旋转盘带动钻杆端部的钻头切削破碎孔内岩土，冲洗液从钻杆与孔壁间的环状间隙中流入孔底，冷却钻头并携带被切削下来的岩土钻渣，由钻杆内腔返回地面，与此同时，冲洗液又返回孔内形成循环。由于钻杆内腔较井孔直径小得多，因此，钻杆内泥水上升速度较正循环快得多。既是清水，也可将钻渣带至钻杆顶端，流向泥浆沉淀池，泥浆净化后再循环使用。反循环与正循环相比，反循环的钻进速度快得多，所需泥浆量少，转盘所消耗的功率少，清孔时间较快，采用特殊钻头可钻挖岩石等优点。施工工艺：(1)规划布置施工现场时，应首先考虑冲洗液循环、排水、清渣系统的安设，以确保反循环作业时，冲洗液循环畅通污水排放彻底，钻渣去除顺利。(2)及时去除循环池沉渣。(3)钻头吸水断面应开敞、规整、流阻小，以利避免砖块、砾石等堆挤堵塞；钻头体吸口端距钻头底端高度不适宜不不大于250mm；钻头体吸水口直径宜略不大于钻杆内径。(4)钻进操作要点：①砂石泵起动后，应待反循环正常后，才干开动钻机慢速回转下放钻头至孔底。开始钻进时，应先轻压慢转至钻头正常工作后，逐步加大转速，调节加压力，以不造成钻头吸口堵水为程度。②钻进时应认真认真观察进尺状况和砂石泵的排水出渣状况；排量减少或出水中含钻渣较多时，应控制给进速度，避免因循环液比重太大而中断反循环。③钻进参数应根据不同的地层状况，桩径，并获得砂石泵的合理排量和钻机的经济钻速来加以选择和调节。④加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底80～100mm，维持冲洗液循环1～2min，以清洗孔底并将管道内的钻渣携出排净，然后停泵加接钻杆。⑤钻杆连接应拧紧上牢，避免螺栓、螺母、拧卸工具等掉入孔内。⑥钻进时如孔内出现坍孔、涌砂等异常状况，应立刻将钻具提离孔底，控制泵量，保持冲洗液循环，吸除坍落物和涌砂，同时向孔内输送性能符合规定的泥浆，保持水头压力以克制继续涌砂和坍孔，恢复钻进后，控制泵排量示宜过大，避免吸坍孔壁。⑦钻进达成规定孔深停钻时，应维持冲洗液正常循环，清洗吸除孔底沉渣至返出冲洗液的钻渣含量不大于4%为止。起钻时应注意操作轻稳，避免钻头拖刮孔壁，并向孔内补入适量冲洗液，稳定孔内水头高度。影响成桩质量的因素分析及防止方法：影响桩身质量的因素分析（1）按照施工规范的规定，钻孔后要彻底去除孔底的淤泥，但在实际施工过程中，很难将淤泥彻底去除，于是在浇灌第一斗混凝土进行封底施工时，孔底沉积的淤泥必然混入混凝土中。由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的，先灌入的混凝土顶升于孔的上面，这样就容易出现桩上段强度较低的现象。（2）浇灌混凝土时，若导管插入混凝土之内过深，浇注速度又较快，则容易在孔体深部沉积较多的骨料，加上振捣过程所造成的混凝土的离析，也容易造成桩体上部强度较低的质量问题。（3）埋设护筒的周边土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞引发质量问题。（4）孔壁坍陷的重要因素是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周边未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引发孔壁坍陷。（5）钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形，以至造成成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。（6）清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量局限性而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积，以至造成桩底沉渣量过多。桩身质量的确保方法（1）工程施工前，应先做2个以上的实验钻孔，通过检测钻孔的孔径、垂直度、孔壁稳定性和孔底沉淤等指标，用以核对所选设备、工艺办法与否符合技术规定。检测时，孔壁的稳定时间应≮12h，检测数目≮2个。对某些重要工程，可视状况对应增加测径数量。（2）护壁用的泥浆应满足护壁规定，液面需高于地下水位0.5m以上，有条件时，以高于地下水位2m以上更加好。若护壁的泥浆胶体率低、砂率大，则不仅护壁性能差，并且因其容重较大，势必产生沉淀速度过快的问题。普通来讲，当在黏土或亚黏土中成孔时，可注入清水以原土造浆护壁，控制排碴泥浆的相对密度在1.1～1.2之间；当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.1～1.3之间；在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.3～1.5之间。施工过程中，应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标，使浇注前孔底500mm以内泥浆的相对密度≯1.25，含砂率≯8%，黏度≯28Pa·s.对某些直径<1m的小直径桩，即使在泥浆停止循环期间，也要使孔内保持合理的泥浆液面。（3）在混凝土灌注前的一段时间里，须确保孔壁的稳定性，不能有缩颈或孔壁塌落现象发生。为确保孔底沉渣厚度达成规范的技术规定（端承桩≤50mm、摩擦端承桩及端承摩擦桩≤100mm、摩擦桩≤300mm），以免影响桩的承载力，钻孔到设计持力层后来，要对泥浆进行循环稀释来减少相对密度，以去除泥浆中悬浮的砂子、石渣。除此之外，还要使用真空泵通过管道伸向桩底吸走端部沉渣，规定严格时，在安放钢筋笼后、下放导管之前仍要进行吸渣解决。（4）吊放入孔的钢筋笼不得碰撞壁孔，不得有变形损坏。吊放后，先将钢筋笼在垂直位置上固定好，然后进行第二次清孔，检测孔底的淤泥厚度，符合规定后，于0.5h之内开始混凝土的灌注施工。（5）使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时含有良好的隔水性能，确保顺利排出。在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须含有良好的和易性，配合比应通过实验室拟定，坍落度宜为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得不不大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应不大于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性，导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6-1.0MPa，以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中，混凝土应缓缓倒入漏斗的导管，避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中，应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生。（6）钢筋笼初始位置应定位精确，并与孔口固定牢固。加紧混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，避免混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土靠近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度普通宜保持在2-4m，不适宜不不大于5m和不大于1m，严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时，应立刻停止灌注混凝土，并精确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提高导管后再进行浇注，上出现象即可消失。（7）成孔后，必须认真清孔，普通是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣状况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超出规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，精确算出全孔及初次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提高导管要精确可靠，并严格恪守操作规程。严格拟定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注规定。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行解决，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管内灌入，规定灌注过程持续、快速，准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据初次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高