反循環(huán)鉆孔灌注樁技術(shù)
反循環(huán)鉆成孔原理
反循環(huán)鉆成孔施工按沖洗液循環(huán)輸送方式、動力來源和工作原理可分為氣舉反循環(huán)、泵吸反循環(huán)和噴射反循環(huán)等，氣舉反循環(huán)鉆進又稱壓氣反循環(huán)鉆進，其工作原理如下圖所示。將鉆桿置入注滿沖洗液的鉆孔內(nèi)，靠旋轉(zhuǎn)盤⑦的轉(zhuǎn)動，帶動氣密式方形傳動桿②和鉆頭⑤轉(zhuǎn)動切削巖土，由鉆桿下端噴射嘴④噴出壓縮空氣，與被切削下來的土、砂等在鉆桿內(nèi)形成比水還輕的泥砂水氣混合物。由于鉆桿內(nèi)外壓力差和壓氣動量的聯(lián)合作用，將泥砂水氣混合物與沖洗液一起上升，通過壓送軟管⑥排出至地面泥漿池或儲水槽中，土、砂、礫和巖屑等在泥漿池內(nèi)沉淀，沖洗液再流人孔內(nèi)。
反循環(huán)成孔施工準備
1）平整場地：在鉆孔樁施工前，應(yīng)進行場地平整，鉆機座不宜直接置于不堅實的填土上，以免產(chǎn)生不均勻沉陷。修通旱地位置便道，為施工機具、材料運送提供便利。
2）確定鉆孔樁位：按照基線控制網(wǎng)，用全站儀精確放出樁位，并且在現(xiàn)場做好明顯標記。放好樁位后進行現(xiàn)場交底，做十字護樁。
3）現(xiàn)場作業(yè)前，查明施工場地明、暗設(shè)置物(電線、地下電纜、管道、坑道等)的地點及走向，并采用明顯記號標識，采用人工開挖探坑，找到管線的具體位置，并做好明顯的標記。嚴禁在離電纜1m距離以內(nèi)作業(yè)。4)機具準備：吊車、電焊機、泥漿泵、反循環(huán)鉆機、挖掘機等。
反循環(huán)鉆孔灌注樁工藝流程
注意：本施工流程依據(jù)某圍護工程案例為藍本敘述，僅供參考學(xué)習(xí)。
1）泥漿池的布置：
（1）嚴格按照泥漿池示意圖進行開挖，采用半挖半填方式。
（2）在泥漿池四周布置鋼管架支護，四周用密目網(wǎng)包裹。
2）泥漿的制備：
（1）根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)，本鉆孔樁采用膨潤土泥漿護壁。
（2）鉆孔施工時隨著孔深的增加向孔內(nèi)及時、連續(xù)地補漿，維持護筒內(nèi)應(yīng)有的水頭，防止孔壁坍塌。
（3）樁孔砼灌注時，孔內(nèi)溢出的泥漿引流至泥漿池內(nèi)，利用到下一基樁鉆孔護壁中。
（4）每根樁灌注完成后要及時的掏渣，將廢渣運離施工現(xiàn)場。
3）埋設(shè)護筒：
（1）鉆孔前設(shè)置堅固、不漏水的孔口護筒。護筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑20cm，還需滿足孔內(nèi)泥漿面的高度要求，高出施工地面0.5m。
（2）護筒埋置深度：護筒埋置深度為2m，且應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位2m以上。
（3）護筒位置應(yīng)埋設(shè)正確和穩(wěn)定，護筒與孔壁之間應(yīng)用粘土填實，護筒頂面中心與設(shè)計樁位偏差應(yīng)小于5cm，傾斜度應(yīng)小于1%。
4）鉆機就位及鉆孔：
（1）鉆機就位前，應(yīng)對鉆孔各項準備工作進行檢查（尤其是垂直度）。鉆機安裝后的底座和頂端應(yīng)平穩(wěn)，在鉆進過程中不應(yīng)產(chǎn)生位移或沉陷。就位完畢，施工隊協(xié)同安質(zhì)部和工程部對鉆機就位進行自檢，并符合樁位平面位置。
（2）鉆孔前，按施工設(shè)計提供的地質(zhì)、水文資料繪制地質(zhì)剖面圖，掛在鉆臺上。針對不同地質(zhì)層選用不同的鉆頭、鉆進壓力、鉆進速度及適當?shù)哪酀{比重。
（3）鉆孔作業(yè)應(yīng)分班連續(xù)進行，填寫鉆孔施工記錄，交接班時應(yīng)交待鉆進情況及下一班應(yīng)注意事項。應(yīng)經(jīng)常對鉆孔泥漿及鉆機對位進行檢測，不符合要求時，應(yīng)及時改正。
（4）鉆孔過程中應(yīng)觀察主機所在地面和支腳支承地面處的變化情況,發(fā)現(xiàn)沉降現(xiàn)象及時停機處理。因故停機時間較長時，應(yīng)將套管口保險鉤掛牢。
（5）當鉆孔深度達到設(shè)計要求時，用探孔器對孔深、孔徑和孔形等進行檢查，確認滿足設(shè)計要求后，立即填寫終孔檢查證，并經(jīng)駐地監(jiān)理工程師認可，方可進行孔底清理和灌注水下混凝土的準備工作。
5）清孔：
（1）清孔的目的是使孔底沉碴、泥漿相對密度、泥漿中含鉆渣量等指標符合規(guī)范要求。
（2）鉆至設(shè)計高程經(jīng)過檢查后，應(yīng)立即進行清孔。澆筑水下混凝土前允許沉渣厚度應(yīng)不大于20cm。
（3）不得用加深孔底深度的方法代替清孔。
6）吊放鋼筋籠：
（1）鋼筋籠的制作：鋼筋籠在鋼筋加工場地進行加工制作，鋼筋籠分三節(jié)制成，然后現(xiàn)場焊接。
（2）鋼筋籠的吊放：①吊放之前再次檢查鋼筋籠的制作是否符合設(shè)計和施工規(guī)范要求。②鋼筋籠主筋采用搭接立焊，鋼筋籠分三節(jié)制成，用吊車分段吊入孔內(nèi)。③鋼筋籠慢慢吊起移至孔口，在操作人員的扶持下將正位后的鋼筋籠骨架慢慢吊入孔內(nèi)。在骨架入孔時，應(yīng)清除鋼筋骨架上的泥土和雜物，修復(fù)變形或移動的箍筋，重焊或綁扎已開焊的焊點。鋼筋焊接時上下兩節(jié)鋼筋籠必須保證在同一豎直線上，這時主筋搭接采用單面焊，焊接長度大于25cm，在焊接前，用鋼筋扳手絞緊，點焊使兩主筋密貼，并焊立縫。最上端設(shè)兩根鋼筋籠定位筋，由測定的孔口標高來計算定位筋長度，核對無誤后再焊接定位。在鋼筋籠的頂?shù)跞ο虏鍍筛叫械匿摴�，將整個籠體支托于護筒頂端兩側(cè)的枕木上，槽鋼橫放在枕木上，這樣可防止鋼筋受碰撞變位和落于孔中，也可以防止鋼筋籠上浮。④鋼筋籠吊裝要求及允許偏差：鋼筋籠在吊裝時，應(yīng)嚴防孔壁坍塌，鋼筋籠入孔后應(yīng)準確，牢固定位。接頭箍筋綁扎滿足設(shè)計和驗標要求；控制吊筋位置和長度來控制籠頂標高和位置。
7）導(dǎo)管安裝：
（1）導(dǎo)管采用φ30鋼管，厚為10mm，每節(jié)2～3m,配1～2節(jié)1～1.5m，最底一節(jié)為4m的短管。鋼導(dǎo)管內(nèi)壁光滑、圓順，內(nèi)徑一致，接口嚴密。導(dǎo)管直徑與樁徑及混凝土澆筑速度相適應(yīng)。使用前進行試拼和水密、承壓和接頭抗拉試驗，按自下而上順序編號和標示尺度。導(dǎo)管組裝后軸線偏差，不超過鉆孔深的0.5% 并不大于10cm，試壓力為孔底靜水壓力的1.5倍。
（2）導(dǎo)管長度按孔深和工作平臺高度決定。漏斗底距鉆孔上口，大于一節(jié)中間導(dǎo)管長度。導(dǎo)管接頭法蘭盤加錐形活套，底節(jié)導(dǎo)管下端不得有法蘭盤。采用螺旋絲扣型接頭，設(shè)防松裝置。
（3）導(dǎo)管安裝后，其底部距孔底有30～50cm的空間。
8）二次清孔
澆筑水下混凝土前應(yīng)檢查沉渣厚度應(yīng)滿足：不大于20cm。泥漿指標不大于1.1，含砂率不大于2%，黏度在17~20s。
9）灌注水下混凝土
（1）首批混凝土澆灌：打開漏斗閥門，放下封底砼，首批砼灌入孔底后，立即探測孔內(nèi)砼面高度，計算出導(dǎo)管內(nèi)埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。首次灌注混凝土為13m，如發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管內(nèi)大量進水，表明出現(xiàn)灌注事故。
（2）水下混凝土澆灌：①樁基混凝土采用罐車運輸配合導(dǎo)管灌注，灌注開始后，應(yīng)緊湊連續(xù)地進行，嚴禁中途停工。在灌注過程中，應(yīng)注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位升降情況，及時測量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除；導(dǎo)管的埋置深度應(yīng)控制在2～6m。同時應(yīng)經(jīng)常測探孔內(nèi)混凝土面的位置，即時調(diào)整導(dǎo)管埋深。②導(dǎo)管提升時應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。拆除導(dǎo)管動作要快，時間一般不宜超過15min。要注意安全。已拆下的導(dǎo)管節(jié)要立即清洗干凈，堆放整齊。循環(huán)使用導(dǎo)管4～8次后應(yīng)重新進行水密性試驗。③在灌注過程中，當導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿含有空氣時，后續(xù)混凝土要徐徐灌入，不可整漏斗地灌入漏斗和導(dǎo)管，以免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊，擠出管節(jié)間的橡皮墊，而使導(dǎo)管漏水。④當混凝土面升到鋼筋骨架下端時，為防鋼筋骨架被混凝土頂托上升，可采取以下措施：a、盡量縮短混凝土總的灌注時間，防止頂層混凝土進入鋼筋骨架時混凝土的流動性過小。b、當混凝土面接近以及初進入鋼筋骨架時，慢慢灌注混凝土，以減小混凝土從導(dǎo)管底口出來后向上的沖擊力。⑤在灌注將近結(jié)束時,由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高減小,超壓力降低,而導(dǎo)管外的泥漿及所含渣土稠度增加,相對密度增大.如在這種情況下出現(xiàn)混凝土頂升困難時,可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使灌注工作順利進行。在拔出最后一段長導(dǎo)管時，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導(dǎo)管下形成泥心。
10）泥漿清理
鉆孔樁施工中，產(chǎn)生大量廢棄的泥漿，為了保護當?shù)氐沫h(huán)境，這些廢棄泥漿運往指定的廢棄泥漿的堆放場地，并做妥善處理。
