反循环钻机施工

4.1.1.5.1 施工工艺流程

反循环钻机施工钻孔灌注桩工艺流程见图4-1-4。 4.1.1.5.2 钢护筒的制作

1.5m直径桩基护筒用δ=10mm的A3钢板卷制，考虑到桩长和倾斜度影响，护筒内径加工成Φ=1.80m；1.2m直径桩护筒内径加工成Φ=1.50m。为了保证钢护筒的整体刚度和接口质量，在每节护筒的焊接口处加焊δ=10mm、宽15cm的加强钢带；护筒底段加焊δ=10mm、宽50cm的加强钢带作刃脚。护筒焊接采用开坡口双面焊，要求焊逢连续，保证不漏水。

4.1.1.5.3 泥浆拌制

选用优质的膨润土加入CMC、聚丙稀酸胺、生物聚合物、纯碱等添加剂配制高质量的复合泥浆，其配比经试验室实验确定。泥浆指标应达到相对密度1.05～1.15，粘度16～22s，PH值大于6.5，含砂率小于4%，胶体率大于95%，失水率小于20ml/30min，泥皮厚小于3 ml/30min，静切力1～2.5Pa。当粘性指数大于15，浮渣能满足施工要求时，可利用孔内原土自行造浆护壁。施工中不向孔内直接投入块状土护壁，严禁使用秦淮河河水拌制泥浆。

制备泥浆 施 工 准 备 测量放线 钢筋笼制作 混凝土配比 钻机就位 钢筋笼存放 现场试验 开始钻孔 至设计深度，一次清孔，测量孔径、斜度、孔底沉渣厚度 钻机移位 钢筋笼起吊 商品混凝土运输

图4-1-4 反循环钻机施工钻孔灌注桩工艺流程图 4.1.1.5.4 泥浆循环与排渣

为实现环境保护，施工时按国家环境保护规定严禁任意排放泥浆和钻渣，拟采用BE-250型泥浆处理机，BE-250型泥浆处理器总功率为6.2KW，泥浆处理能力为250m3/h。BE-250型泥浆处理器主要由高频振动筛、泥浆泵和旋流除砂器组成，见图4-1-5所示。废泥浆由泥浆运输车运输至南京市环境保护部门指定的地点。

出碴口从钻机反循环出的泥浆高频振动筛旋流除砂器振动器优质泥浆返回钻孔中泥浆泵图4-1-5 BE-250泥浆处理器示意图 4.1.1.5.5 钻孔 （1）、钻机安装就位

用汽车吊将钻机吊放到施工平台，利用轨道或滑槽使钻机就位于测量好的桩位。就位后在钻机下铺垫枕木以保证钻机在钻孔过程中不产生倾斜和移位。钻机就位后其底座应平稳、水平，钻架垂直，且保证钻机顶部的起重滑轮槽、钻头、桩位中心在同一铅垂线上，以保证钻孔垂直度。孔口处钻杆中心与桩位中心水平偏差不得大于5cm。

（2）、钻进成孔

开钻时以低档慢速反循环钻进，钻进时根据地质资料掌握土层变化，及时捞取钻渣取样，判断土层，记入监理工程师提供的专用记录表，并与地质资料核对。根据核对判断的土层调整钻机的转速和钻孔进尺。钻进时连续进行，不随意中途停钻。孔内水头始终保持在水面以上0.5m，加强护壁，防止塌孔。升降钻头保持平稳，不碰撞护筒或孔壁。拆装钻杆迅速，尽量减少停钻时间。一个墩的钻孔桩采用跳钻的方式施工，并在中心距离5m以内的任何桩的混凝土灌注24小时

后，方可开始新桩的钻孔施工。

4.1.1.5.6 清孔

在孔深达到设计标高后及时清孔，不能停歇过久，以免使泥浆、钻渣沉淀增多而造成清孔工作困难甚至塌孔。清孔采用抽浆换浆法。钻头提离孔底10～15cm，然后用稍慢的转速转动钻头，一边继续反循环，把孔内泥浆钻渣混合物排出孔外，一边向孔内补充储浆池内净化后的泥浆，保持孔内水位高出水面0.5m，避免塌孔，直到测试出浆口的泥浆达到要求为止。即比重1.20～1.25g/ml，粘度16～18s，含砂率小于4%，胶体率小于98%。清孔后及时测量沉渣厚度，然后拆除钻机钻杆，用监理工程师批准的检孔器检查钻孔桩的孔径和倾斜度是否符合验收标准。只有各项指标达到设计要求后，才能拆除钻机，准备下钢筋笼。

4.1.1.5.7 钢筋笼制安及混凝土灌注

钢筋笼制安及混凝土灌注同旋挖钻机施工；但反循环钻机施工时，当钢筋笼下放好后，孔内泥浆由于长时间没循环流动，一般孔底都有一些浓泥浆沉淀，因此需进行二次清孔。二次清孔用灌注水下混凝土的导管，通过泵吸循环的方法来完成。

4.1.1.5.8 钻孔过程中常见事故的预防及处理 （1）、塌孔 1）、塌孔的表征

塌孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。原因如下：

①、泥浆比重不够或泥浆其它性能不符合要求，使孔壁未形成坚实护壁泥皮，孔壁渗漏。

②、孔内水头高度不足，支护孔壁压力不够。

③、在松软砂层中钻进，进尺太快。

④、提住钻头钻进，旋转速度过快，空转时间太长。

⑤、清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，反循环清孔，泥浆吸出后未及时补浆。

⑥、起落钻头时碰撞孔壁。 2）、预防及处理原则

①、保证钻孔时泥浆质量的各项指标满足规范要求。

②、保证钻孔时有足够的水头差，不同土层选用不同的转速和进尺。

③、起落钻头时对准钻孔中心插入。

④、回填砂和粘土的混合物到坍孔处以上1～2m，静置一定时间后重钻。

（2）、钻孔偏斜和缩孔 1）、偏斜缩孔原因

①、钻孔中遇有较大的孤石或探头石，扩孔较大处钻头摆动偏向一方。

②、在有倾斜度的软硬地层交界处，岩石倾斜处钻进或者粒径大小悬殊的砂卵石中钻进，钻杆受力不均。

③、钻杆刚度不够，钻杆弯曲接头不正，钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷。

④、在软地层中钻进过快，水头压力差小。 ⑤、全压钻进。 2）、预防和处理

①、安装钻机时使底座水平，起重滑轮、钻头中心和孔位中心三者在一条直线上，并经常检查校正。

②、倾斜的软硬地层钻进时，采取减压钻进。

③、钻杆、接头逐个检查，及时调整。遇有斜孔、偏孔时，用检孔器检查探明孔偏斜和缩孔的位置情况，在偏孔、缩孔处上下反复扫孔。偏孔、缩孔严重时回填砂粘土重钻。

④、全过程采用减压钻进方式。 （3）、掉钻 1）、主要原因

钻进时强提强扭、钻杆接头不良或疲劳破坏易使钻头掉入孔中，另外由于操作不当，也易使铁件等杂物掉入孔内。

2）、预防和处理

①、小铁件可用电磁铁打捞。钻头的打捞应视具体情况而定，主要有采用打捞叉、打捞钩、打捞活套、偏钩和钻锥平钩等器具。

②、在钻孔过程中除以上几种主要事故外，还需注意防止糊钻、扩孔、偏孔、卡钻、钻杆折断、钻孔漏浆等。

4.1.1.5.9 水下混凝土灌注事故的预防及处理 （1）、导管进水 1）、主要原因

首批混凝土储量不足，或导管底口距孔底间距过大，混凝土下落后不能埋住导管底口以致泥水从底口进入。

2）、处理方法

将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机清除，重新灌注。

（2）、卡管 1）、主要原因

①、初灌时隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因如坍落度过小，流动性差、粗骨料过大、拌合物不均匀产生离析、导管接逢处漏水、大雨中运输混凝土未加遮盖使混凝土中的水泥浆被冲走，粗骨料集中造成堵塞。

②、机械发生故障和其它原因使混凝土在导管内停留时间过长，或灌注时间持续过长，最初灌注的混凝土已经初凝，增大了管内混凝土的下落阻力，混凝土堵在管内。混凝土灌注导管内外压力差不够。

2）、预防措施

准备备用机械、掺入缓凝剂，做好配合比，改善混凝土的力学性能。

3）、处理办法 拔管、吸渣、重灌。 （3）、坍孔

发生坍孔后，应查明原因采取相应措施，如保持或加大水头，排除震动源等防止继续坍孔，然后用吸泥机吸出孔中泥土，如不继续坍孔可恢复正常灌注，如坍孔不停止、坍孔部位较深，宜将导管拔除。保存孔位回填粘土，研究处理措施。

4.1.1.6 桩孔质量检测

全桥桩孔质量检测均采用KE-200型超声波侧壁测定仪进行，该仪器利用超声波来测定钻孔的孔壁条件，包括垂直度、孔壁坍陷、孔径等。该仪器的最大深度110m，最大直径D=4.0m，测量精度达0.2m，具有以下特点：

(1)、高度一体化，绞车和传感器一体化，可操作性强。 (2)、内置微机，各种信息（日期、时间、刻度线、效值、孔径、深度、实际和设计的孔径偏差等），均可打印在记录纸上。

(3)、采用四项传感器，通过双向转换开关可以测量四个方面，十分方便。

(4)、具有液晶显示（LCD），显示各种信息。