反循环钻机施工工艺

丹锡高速公路大经段 桥梁桩基施工技术交底

1.工程概况

本工程位于内蒙古赤峰市大板至经棚段，划分两个标段：一标段范围桩号：K0+000至K14+500、FDK0+000至FDK14+500；二标段范围桩号：K14+500至K30+000、FDK14+500至FDK30+440。总公里数主线为30公里，辅线为31.946公里。桩长17m—35m，桩直径为φ1200mm、φ1500mm二种规格，总长约7773m。土层划分为：粉砂、细砂、中砂、粉土、粉质粘土、圆砾、卵石、风化泥质粉砂岩、风化砾石、风化花岗岩。基础结构形式为承台基础及基础短柱。桩基大部采用旋挖成桩工艺施工，局部地区冲击钻进成桩工艺施工。 2.施工准备

施工前应先检查场地情况，是否满足人员、机械、原材料的进场要求，场地是否平整、夯实、无垃圾杂草，符合安全文明施工要求，机械便道是否满足机械进场需求。进场前应确保机械工况良好无故障，人员已经过相关培训或具备相关的技能经验。施工所需水、电等相关配套设施已准备齐全，满足施工要求。 3.测量放点

测量放点以经过监理工程师批准的测量控制导线点为基础，利用全站仪进行精确放点，对已完成的点设置地标并进行保护。测量误差应控制在5mm以内。此道工序应在专业监理工程师检查确认无误并形成文字资料后再进行下道工序。 4.埋设护筒

在全站仪进行桩位放样后，根据现场情况进行人工或机械开挖，埋设钢护筒固定孔位，再以轴线交会法复核桩位中心，确保孔位偏差符合设计要求。

筒直径比桩径大200mm，埋设顶高高于地面30至50厘米。护筒埋设后，应再次用十字架垂线校正护筒中心位置，确保护筒中心偏离孔位中心小于50mm，护筒外周空隙用粘土填实。砼灌注结束后立即起拔钢护筒，起拔时应用双环吊起。

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钻孔桩所需的护筒长约2.0m，应进入原状土层至少50cm。提钻和下钻时要平稳，至孔口要减速，防止钻头刮擦护筒导致护筒偏位。护筒顶端应开一溢流口，且应低于泥浆沟底至少10cm。

鉴于现场多为砂石地层，且施工季节贯穿雨季，应特别注意雨水可能造成的护筒移位、孔顶塌孔等情况。 5.钻机成孔

反循环钻机钻进成孔工艺，此种成孔方法有钻进速度快，不宜塌孔，成孔造价低，且仅产生少量泥浆等优点，施工过程中基本上不涉及泥浆外排，施工结束后集中处理即可，此工法在经济效益、质量保证、施工进度等方面均有良好的保证。在本次施工第四系风化的砂、土层的地质条件下，宜采用反循环钻机钻进工艺进行作业。

在钻进前应对各项准备工作包括用电线路、泥浆循环系统、场地平整条件进行检查，确认无误后进行钻机就位。就位时使转盘中心与桩位中心重合，再用水平尺调整好钻机的水平度。钻机就位后，应做到平整、稳固，确保施工时不发生倾斜、移位，回旋钻机回转转盘中心与桩位中心偏差不大于2cm，钻杆垂直度偏差小于0.5%。

反循环钻机钻进至设计标高成孔。转盘带动钻杆和钻头，由钻头转动切削孔内土层，夹带钻渣的泥浆经钻头、空心钻杆、胶管进入泥浆泵，再从泥浆泵排入泥浆池中，泥浆经沉淀后流向孔内，依次循环成孔。

制备泥浆性能按以下技术指标控制，比重1.1kg/m3，粘度10~25S，含砂率小于6%。现场试验人员做好泥浆试验，并作记录，根据施工情况及时调整泥浆性能。

开始钻进时，进尺要适当控制，在护筒刃脚处，应低档慢速钻进，使刃脚处有坚韧的泥皮护壁。然后采用与设计要求的防腐套管的外径相同的钻头钻进至设计规定的防腐套管低标高，然后再用与设计桩径相同的钻头继续钻进。在正常钻进施工中，现场人员应根据场地地质情况控制好进尺速度，以防止缩颈、塌孔等现象发生；在地质层如遇到软硬夹层，要控制转速及钻进速度，防止孔斜，确保桩的垂直度。

现场局部地区地质条件复杂，不排除会遇到块石、漂砾等情况，造成钻

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进困难或蹩钻，并使钻头因超负荷而损坏。对此情况钻机操作应采用低档慢速，缓慢钻进。如遇地质条件限制，反循环钻进工艺无法施工时，可采用冲击钻施工成孔工艺。

当地层需要冲击钻施工成孔时，应先使冲击锤中心对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm。开始时应低锤密击，落锤高度宜在0.4～0.6m，并及时加片石，砂砾和粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒底以下3～4m后，才可加快速度，将锤提高至2～3.5m以上转入正常冲击。冲孔时应及时将孔内残渣排出，每冲击1～2m，应排渣一次，并定时补浆，直至设计深度。每冲击1～2m检查一次成孔的垂直度，如发生斜孔、塌孔或护筒周围冒浆时，应停机。待采取相应措施后再进行施工：粉质粘土中钻进时，采用原土造浆；在较厚的砂石层中钻进时，采用膨润土制备泥浆或在孔中投入粘土造浆，为使泥浆有较好的技术性能，适当掺加碳酸钠等分散剂，其掺量为加水量0.5%左右。

成孔后，应及时进行验孔。可用用测绳下挂0.5kg重物测量检查孔深，核对无误后由监理工程师进行验收并形成书面文件。

成孔时应捞取岩样，由现场技术人员、监理工程师、勘察技术人员、业主共同鉴认是否符合终孔条件。同时岩样保留编号以备检查。终孔后应进行冲孔和泥浆稀释，泥浆稀释应缓慢进行，严禁大容量加水，同时设专人负责打捞泥浆中的石渣。当泥浆性能和沉渣厚度满足规范要求后提钻，进行下一道工序。

6.钢筋笼的施工工艺与方法

钢筋骨架现场制作，在一次清孔完毕后，起钻、吊车吊放钢筋骨架。钢筋骨架加工场制作完成，采用套筒连接，同一截面接头数不大于50%，钢筋骨架型号、位置安放必须准确。钢筋笼的制作应符合图纸设计要求。

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钢筋笼制作允许偏差表（mm）

项次 1 2 3 4 5 6

钢筋笼外侧设置控制保护层厚度的垫块，其间距竖向为2m，横向圆周不得小于4处，顶端应设置吊环，钢筋笼分段在井口采用单面搭接焊，主筋焊接长度不小于10d，钢筋搭接头应相互错开35d，且不小于50cm，同一截面接头数受拉区不大于50%，同一钢筋上应尽量少设接头。

钢筋笼在运输和吊装时，应防止变形，安放应对准孔位，不得强行插入和碰撞孔壁，就位后应立即固定。钢筋笼安装可用小型吊运机具或起重机吊装就位。

钢筋笼安装完毕时，监理单位应对该项进行隐蔽工程验收，合格后应及时灌注水下砼。 7.安放导管

导管采用壁厚7.5mm的无缝钢管制作，直径Ф280，导管必须具有良好的密封性能，使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，进行水密试验的水压不应小于孔内水1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注时最大压力的1.3倍。导管吊放时应居中且垂直，下口距孔底0.3～0.5米，最下一节导管长度应大于4米。导管接头用法兰或双螺纹方扣快速接头。 8.二次清孔

首次次清孔采用橡胶管，一次清孔降低泥浆浓度，防止二次清孔因沉淤过厚而难以清理，以及保证钢筋笼下放顺利；二次清孔在导管下放后，利用导管进行，二次清孔泥浆比重控制在1.15～1.2，粘度≤28s，含砂率≤8%，孔底沉渣厚度≤50mm。清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持孔内浆液面的

4 / 6 项目 主筋间距 箍筋间距 钢筋笼直径 钢筋笼倾斜度 钢筋笼安装深度 长度 允许偏差（mm） ±20 ±20 ±10 ±0.5% ±100 ±100 反循环钻机施工工艺

稳定和高度。清孔完毕后，必须在30分钟内进行灌注砼。 9.砼灌注施工

砼灌注是成桩过程的关键工艺，施工人员应从思想上高度重视，在做好准备工作和技术措施后，才能开始灌注。本工程采用商品砼，砼出厂前应保证质量及主要参数符合要求。混凝土强度等C30，用砼搅拌运输车运至现场，导管下砼灌注。

采用同标号砼隔水塞隔水。料斗砼灌注量应计算准确，保证导管埋入砼中不小于0.8～1.2m。

灌注前，在料斗内灌入0.2m左右的1:1.5水泥砂浆。灌注时，混凝土灌注的上升速度不得大于2m/h，以防止发生钢筋笼上浮及桩身缩颈等质量问题。保证导管埋入砼中1.5～6m，每根桩的灌注时间符合下面规定：灌注量10～20m3不得超过2h，灌注量20～30m3不得超过4h，砼浇筑要一气呵成，不得中断，并控制在4～6h内浇筑完，以保证砼的均匀性，间歇时间一般应控制在15min内，任何情况下不得超过30min。最后一次灌注砼量，应高出桩顶设计标高0.5～0.6m，砼浇筑完毕，马上清除0.3～0.4m，余下的待施工承台时再凿除，以利新老砼结合和保证砼质量。

相关注意事项：首批灌注桩砼的数量应能满足导管首次埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要，所需砼数量可参考以下公式计算：

式中：V---灌注首批砼所需用量（m3）； D---孔桩直径（m）

H1---桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m； H2---导管初次埋置深度（m）； d---导管内径（m）；

h1---孔桩内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即h1=Hwγw/γc ,Hw表示井孔内水或泥浆的深度（m），

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γw表示井孔内水或泥浆的重度（kN/m3）,γc表示砼拌合物的重度（取24kN/m3）。

砼到场后，应检查其均匀性和坍落度等各项性能，如不符合要求时，不得使用。

首批砼拌合物下落后，砼应连续灌注。

在灌注过程中，应保持孔内水头。导管的埋置深度应控制在2-6m。应经常测探孔内砼面的位置，及时调整导管深度。为防止钢筋骨架上浮，当灌注的砼顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低砼的灌注速度。当砼拌合物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，恢复正常灌注速度。灌注的桩顶标高应比设计高出0.5-1.0m，以保证砼强度，多余部分接桩前必须凿除，残余桩头应无松散层。 10.泥浆渣土处理措施

成孔过程中产生的泥浆及时排放至储浆池，再抽进全封闭泥浆车运至弃置点，产生的淤泥渣土及时成堆，然后由渣土车运至弃置点。 11.雨期施工

雨天施工现场必须有排水措施，严防地面雨水流人桩孔内。要防止桩机移动，以免造成桩孔歪斜等情况。雨天禁止在室外进行焊接作业。 12.成品保护

已完成的桩，不允许车辆或钻机从邻近经过，以免造成断桩或桩位偏移情况。

桩芯砼浇筑完成，在砼终凝后，应及时进行浸水养护，养护时间不少于14昼夜。

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