1、正循環回轉鉆進鉆孔灌注樁施工工法程丙權 趙翠然 嚴海波 錢莉一、前言鉆孔灌注樁在我國橋梁樁基施工中是一項應用十分廣泛的施工技術，隨著經濟建設的不斷發展，在水利工程及房屋建筑工程中得到了大量的推廣和廣泛的應用。但由于鉆孔灌注樁的施工工序較多，既要保證成孔安全，又要保證成樁質量，必須做好每道工序的工作質量及工序間的銜接。二、工法特點本工法施工方便,成本低，施工速度快，成樁質量高。（1）對施工平臺承載力要求較低，鉆孔擴孔率低；（2）采用自造泥漿或加少許粘土造漿鉆孔成孔，有效降低施工成本；（3）鉆進時根據地層情況選擇合適的鉆進速度，調整合適的泥漿比重，樁孔質量好，孔壁堅實，穩定性好，能避免或減少塌孔現

2、象發生；（4）機械操作簡便，施工工序簡單，勞動強度低，適用具有粘性性質的地層，同時適用于礫石直徑不大于20cm的壤土地層。三、適用范圍本工法適用于橋梁樁基、水利工程及房屋建筑工程中的基礎處理工程施工，適用地層為粘性壤土地層及粘土地層。四、工藝原理本工法是采用回轉鉆機自造泥漿護壁成孔，孔內土體通過鉆頭切割與攪拌形成泥漿，最終通過泥漿泵正循環排出孔外；鋼筋骨架分節制作，汽車吊吊裝就位，孔口焊接下放鋼筋籠；直升導管法進行水下混凝土澆筑的施工工藝。五、施工工藝流程及操作要點（一）工藝流程施工工藝流程見圖1。（二）操作要點1、成孔施工（1）定位放樣根據施工圖紙，測量人員采用全站儀測量放點，精確放出各樁的

3、中心位置，同時埋設樁中心的縱向、橫向定位標志及護樁，經監理工程師確認無誤后方可進行施工，施工中經常進行復測。（2）護筒埋設護筒采用壁厚4mm鋼護筒，內徑大于鉆頭直徑100150mm，在護筒上端開設1個出漿口，規格為40×40cm。護筒高出施工平臺1030cm，底部及周圍用粘土回填，分層夯實校正樁位后用細線拉出樁中心十字線，并用紅漆標記在護筒上，施工時要經常測量復核其準確性，護筒底標高應高于地下水位標高，護筒埋深根據地下水位、樁徑和鉆頭長度確定，一般約1.5m。（3）鉆機就位對鉆機下部墊層進行夯實后，再搭設施工平臺，水平尺找平，鉆機就位后必須平整、穩固。每班由工段長或班長檢查（測）不少

4、于3次，發現不符合要求的立即糾正。樁位放樣護筒埋設鉆機就位鉆 進終孔檢查一次清孔鋼筋籠入孔下導管、二次清孔灌注水下砼挖除護筒平整場地供 水挖泥漿池造 漿排漿池排漿制作鋼筋籠設隔漿設施檢測導管拼 接測砼面高、拆導管砼運輸砼拌制試塊制作試塊檢驗鉆機移位樁頭鑿除樁身質量檢測圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖（4）泥漿制作鉆孔用泥漿主要采用自造漿，開鉆時可在孔內加入適量的粘土并采用低速、慢進造漿，然后正常鉆進。在鉆進過程中嚴格控制泥漿參數（見表1），保護孔壁不坍塌、縮徑及保證樁的灌注質量。沖洗液循環系統由泥漿池、沉淀池排水槽組成，應滿足鉆進過程中沉渣、清渣、排漿的要求，并經常進行清理，保持泥漿性能,每班檢

5、測不少于3次。沉淀池中的沉渣應及時清理運走，廢漿及時抽漿外排，或暫存廢漿池。表1 泥漿的性能指標鉆孔方法地層情況泥 漿 性 能 指 標相對密度粘度(Pa·s)含砂率(%)正循環一般地層1.051.20162284易坍地層1.201.45192884（5）鉆進成孔鉆孔灌注樁采用正循環，三翼單腰帶刮刀鉆頭回轉鉆進成孔，原土造漿護壁，正循環兩次清孔工藝。開孔前檢查鉆頭直徑是否能達到設計樁徑要求，校核樁位、孔口標高及樁孔編號，經檢驗準確無誤后方可開工。鉆進時，開始25m要輕壓慢轉，采用低檔低速鉆進。鉆進技術參數為：轉速4070r/min，壓力1020kN，泵量10001500L/min。鉆進

6、過程中應注意以下問題：鉆進過程中每鉆進3m要檢查一次鉆桿的垂直度和轉盤的水平度，發現超標及時調整。鉆進過程由專人經常測定泥漿的技術參數，及時調配泥漿，黏度大、含砂率高的泥漿及時外排，沉淀池廢渣及時挖除。在鉆進過程中根據鉆進及返漿帶渣情況，明確記錄地層的地質情況，若遇特殊地層則及時采取措施，整個鉆進過程中盡可能避免鉆機振動、移位。終孔過程中采取計算鉆具長度、機高、機上余尺的方法計算孔深，鉆孔完畢后用測繩再次測定實際孔深，確認達到設計深度后方可進行下一步施工。鉆孔結束后，孔位、孔徑、垂直度（傾斜率）可采用自制檢孔器檢驗。檢孔器采用外徑為基樁鋼筋籠直徑加3540mm（但不得大于鉆頭直徑），長度為5倍

7、外徑的自制鋼筋籠。檢驗時先用卷揚機吊繩將檢孔器吊入孔口，利用孔口護筒側壁或頂面樁位十字線標記拉兩根線繩，觀察起吊繩中心十字線交叉中心的距離并作記錄。檢孔器每下落5m觀測數據并記錄，依次做全深度檢查。（6）清孔鉆孔達到設計深度后，孔深、孔徑等檢查合格后進行清孔。清孔時應將鉆具提離孔底50cm，大泵量清孔。為保證樁的質量，在下入導管后，進行二次清孔，保持孔內泥漿相對密度1.031.10，含砂率2，粘度1720Pa·s，并確保灌注前的孔底沉渣厚度不大于0.2m。2、成樁施工（1）鋼筋籠制作根據施工圖紙分段制作，按照鋼筋制作規范施行。搭接處采用雙面焊接，搭接長度按照施工圖紙執行，同一截面焊接

8、根數不大于1/2，接頭間距不小于35d。螺旋箍筋搭接長度不小于300mm。按設計要求在骨架外側設置控制保護層厚度的鋼筋，骨架頂端兩側設置吊環。（2）鋼筋籠焊接及驗收要求制作好的鋼筋籠經過驗收后，要標明堆放，并做好防護，鋼筋籠存放時應在加強筋內部加設“十”字鋼筋支撐，防止鋼筋籠失圓。以防止受潮生銹及變形。（3）鋼筋籠的安放清孔結束后，盡快進行鋼筋籠的吊裝安設工作。鋼筋籠安放前要再次對鋼筋籠進行檢查核對，確保鋼筋籠符合設計及規范要求。采用汽車吊吊裝鋼筋籠；下放鋼筋籠前，根據護筒標高，再次測量孔深，配備相應的枕木和壓桿。鋼筋籠安放必須垂直對中，不碰孔壁，吊筋或壓桿的橫擔不得壓在護筒上及可能引起孔壁坍

9、塌的范圍內，應將壓桿、橫擔支撐在枕木上。鋼筋籠定位采用壓桿與鋼筋籠相連接，根據護筒標高計算出地面標高后，把鋼筋籠下放到位，將壓桿固定在孔口橫擔上，以防止灌注砼時鋼筋籠上浮或下移。（4）安放導管導管采用250mm的鋼管，導管間采用絲扣連接。接導管前先洗凈連接頭，連接必須緊密，嚴禁滲漏。導管每節長度一般3m左右，最下端一節長度不小于4m，并配置1m、0.5m等短管調節導管長度。導管下放前在地面試壓檢查其連接的密封性，根據鉆孔深度，試水壓力一般不小于0.61.0MPa。孔內居中下入導管，導管下端距離孔底約0.30.5m。（5）混凝土灌注在混凝土灌注前，進行二次清孔，并測量孔底沉渣厚度。按照施工配合比

10、拌制砼，并保證供應強度，確保在最先澆筑的砼初凝前澆筑完畢。首批灌注混凝土的數量應滿足導管首次埋置深度1.0m和填充導管底部的需要。灌注過程中，導管埋置深度控制在不小于2.0m，防止拔管過多造成斷樁或夾層。灌注時專人負責檢查記錄，隨時觀察管內混凝土下降及孔口返水情況。及時測量孔內混凝土上升高度，提升和分段拆除上部導管，拆除導管需經技術員或施工隊長檢查無誤后方可進行。提升導管不得左右移動，保證有次序地拔管和連續澆筑混凝土直到整樁完畢。首批砼灌注后，樁孔混凝土面高出鋼筋籠底部1m時，降低混凝土的灌注速度。當混凝土上升到骨架底口4m以上時，提升導管，使導管底口高于骨架底部2m時，恢復正常灌注速度。當灌

11、注接近樁頂時，應及時量測樁頂標高，使灌注樁的樁頂標高比設計標高高出50100cm，混凝土灌注過程中，用重錘或測桿檢查樁頂標高。混凝土面返到超灌長度的標高后，拔管時將導管上下緩慢活動，使混凝土面口慢慢彌合，防止拔管過快造成泥漿混入，形成混泥芯，出現樁頭滲水等質量缺陷。在灌注過程中或將近結束時，核對混凝土的灌入數量，以確定所測混凝土的灌注高度的準確性。灌注結束后，整理、沖洗現場，清洗導管及工器具，護筒在灌注完畢后提起。（6）清理樁頭、成樁檢測為確保樁頂質量，樁頂砼面標高宜高于設計標高50100cm。在砼灌注結束后，保留1020cm待砼強度達到設計強度的70%以上后進行鑿除，并報請檢測部門對樁身質量

12、進行檢測。混凝土澆筑孔口設施示意圖見圖2。圖2 混凝土澆筑孔口設施示意圖（7）特殊情況處理預防斷樁、夾泥、縮徑，減少泥皮厚度的措施a、灌注過程中隨時測定混凝土面高度，保證導管埋深在26m范圍內。b、防止灌注混凝土的過程中堵塞導管是在灌注漏斗上加篩網（必要時），防止大塊碎石進入導管而堵管；導管內壁必須光滑順暢，不得有結塊砼或其它物品粘附在管內壁。c、使用好的泥漿，保證泥漿的質量，快速成孔，減少清孔至灌注混凝土的時間間隔。灌注前洗孔：泥漿比重、粘度、含砂量、孔底沉渣滿足要求指標。d、鉆進中產生的泥漿粘度、比重等始終保持設定的允許范圍內，隨時清挖排除廢渣廢液，若有超標時應及時稀釋，應先清洗后稀釋。e

13、、混凝土灌注至距頂部3m時，向孔內放水稀釋泥漿或將導管在砼的埋深減為1.0m，以減少混凝土排除泥漿的阻力，防止樁頂產生瓶頸現象。f、鋼筋籠下到設計標高及防止上浮下沉措施：防止鋼筋籠的上浮和下沉，除采用剛性大的壓桿外，當灌注混凝土返至鋼筋籠底部以上1m左右時，適當放慢灌注速度，待混凝土面超過鋼筋籠底部34m，再保持正常灌注速度。處理斷樁措施在灌注過程中，如因故把導管下口提出混凝土面，或停灌，即會產生斷樁，則可采取如下搶救措施：a、當灌注混凝土量少、埋籠淺或未埋籠時，將籠拔出，重新下鉆掃孔，用反循環鉆機把孔內混凝土掃開，吸出孔內砂、石及其攜帶的沉淀。孔深滿足要求后重新下籠、下導管進行二次清孔，重新

14、灌注砼。b、在灌注的后期，可將導管拔出并進行清洗，然后加裝底蓋閥并將導管及料斗內灌滿混凝土后再插入孔內混凝土面12m以下，然后剪斷底蓋閥的吊繩并提起導管（約0.5m），使混凝土排出，并繼續灌注至要求的高度。六、設備與勞動組織（一）主要設備見表1。表1 主要設備器具配置表設備器具名稱型號單位數量混凝土拌和站HZ60-1Q1500（樁徑1.5m以下）座1工程鉆機GPF-2000D（樁徑1.8m、2.0m）臺1潛水泵15m3/h65m臺2泥漿泵NL1110-16-57臺2污水泵10m3/h臺2汽車吊25t輛1混凝土罐車8m3輛23鋼筋籠運輸車自制輛1電焊機BX-400臺3鋼筋彎曲機GW40-1臺1鋼

15、筋切斷機GQ50-1臺1鋼筋調直機GTJ4-4/14臺1（二）勞動組織見表2。表2 勞動組織工種班次人數/班合計質檢人員224管理人員212鋼筋加工人員166鉆孔人員2612（連續）澆筑人員2612（連續）拌和站人員2510輔助人員236七、質量控制（一）質量管理措施1、施工前技術部門向施工作業隊進行技術交底，詳細講解施工工藝、方法及施工中的控制要點，要求施工人員和技術人員掌握施工方案和技術規范。2、開工前各項準備工作必須完善，施工機具必須檢修處于完好狀態，必要時準備施工輔助預案，比如：施工中停電要配備發電機，以確保樁基砼澆筑連續。3、嚴格實行“三檢制”，未經驗收合格不得進入下一道工序的施工。

16、（二）關鍵工序質量控制措施1、樁位及標高的控制方法（1）所用的測量儀器、設備等經技術監督部門校核。（2）測量放線工作由專職的測量人員擔任。（3）護筒中心線應與樁中心定位點重合，允許偏差不得大于2cm，護筒傾斜度不得大于2%。（4）鉆機定位要準確、穩固，確保在施工中不發生傾斜、移動。在鉆進過程中，經常檢驗鉆機的水平度及垂直度，鉆頭中心應對準樁中心（即十字線中心），其水平偏差不大于2cm。（5）鉆機滑道中心要與轉盤、孔位中心重合，其水平位置偏差不得大于2cm，主鉆桿的垂直度不大于0.5%H。（6）用水準儀將標高引到可靠且便于測量和檢查的位置處，以便隨時測量計算孔深及孔底標高。2、鋼筋籠的標高和保護

17、層的控制措施（1）鋼筋籠的定位用壓桿與鋼筋籠相連接，下籠前用水準儀測定護筒標高。根據護筒標高及地面枕木高度計算所需壓桿長度，把鋼筋籠下放到位，將壓桿固定在孔口，以防止灌注混凝土時鋼筋籠上浮或下沉。（2）通過扶正器實現鋼筋籠主筋混凝土保護層的均勻性。制籠時沿籠圓周均等的4個點焊接直徑810mm鋼筋及混凝土圓柱體制作的扶正器，間距2m，保護層厚度的允許偏差20mm，主筋凈保護層厚度50mm。為滿足鋼筋籠主筋的保護層厚度，確保施工過程中的泥漿質量保持在規定的范圍內。（3）嚴格按照施工圖紙制作鋼筋籠，鋼筋的搭、焊接要符合鋼筋制作規范，所用材料必須有出廠合格證、材料復驗證，并報請有關部門驗收。為保證鋼筋

18、籠的成型質量，所用主筋必須調直，加勁箍必須彎圓，鋼筋籠制作時有模具。鋼筋骨架制作及吊放允許偏差見表3。表3 鋼筋骨架制作及吊放允許偏差表項次項目允許偏差（mm）1主筋間距±102箍筋間距或螺旋筋螺距±203鋼筋骨架外徑±104鋼筋骨架長度±505骨架傾斜度±0.5%6骨架保護層厚度±207骨架中心平面位置208骨架頂端高程±209骨架底面高程±503、混凝土澆筑質量控制措施（1）嚴格按照施工配合比拌制混凝土，混凝土坍落度控制在1822cm之間，擴散度宜為3438cm；坍落度小時損失不得大于3cm。 （2）導管使用前

19、需進行通球和壓水試驗，確保無漏水、滲水時方能使用，導管接頭連接處須加密封圈并上緊絲扣。（3）按規范要求現場取樣制作試塊。八、安全措施施工過程中認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針政策，嚴格控制和防止各類傷亡事故的發生，具體措施如下：（1）項目經理部、施工隊成立安全領導小組，設專職安全員并制定嚴格的安全措施，定期分析解決工作中存在的問題，及時發現和排查不安全隱患。（2）安全教育經常化、制度化，開工前進行系統安全教育，開工后抓好安全教育的定期安全培訓。（3）嚴格安全監督，完善安全檢查制度，定期組織、檢查，發現問題及時糾正，真正把事故消滅在萌芽狀態。（4）所有操作人員必須持證上崗，嚴格按操作規程作業，嚴禁各種違章指揮和違章作業行為的發生。（5）夜