泥漿護(hù)壁成孔是用泥漿保護(hù)孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔,不同土質(zhì)和地下水位高低都適用。多用于含水量高的軟土地區(qū)。
成孔機(jī)械有回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)、沖擊鉆等,其中以回轉(zhuǎn)鉆機(jī)應(yīng)用最多。
1 成孔機(jī)械及工藝
回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔
回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是由動(dòng)力裝置帶動(dòng)有鉆頭的鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng),由鉆頭切削土壤。切削形成的土渣,通過泥漿循環(huán)排出樁孔。根據(jù)泥漿循環(huán)方式的不同,分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。
正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)
成孔時(shí)泥漿由鉆桿內(nèi)部注入,從鉆桿底部噴出,攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上經(jīng)孔口帶出并流入沉淀池,沉淀后的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿,由此進(jìn)行循環(huán)。
步履式正反循環(huán)沖擊鉆機(jī)
反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)
成孔時(shí)泥漿由鉆桿與孔壁間的間隙流入鉆孔,由砂石泵在鉆桿內(nèi)形成真空,使鉆下的土渣由鉆桿內(nèi)腔吸出至地面而流向沉淀池,沉淀后再流入泥漿池。反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高,排放土渣的能力強(qiáng)。
潛水鉆機(jī)成孔
潛水鉆機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī)械,其動(dòng)力、變速機(jī)構(gòu)和鉆頭連在一起,加以密封,因而可以下放至孔中地下水位以下進(jìn)行切削土壤成孔。用正循環(huán)工藝輸入泥漿,進(jìn)行護(hù)壁和將鉆下的土渣排出孔外。
沖擊鉆成孔
沖擊鉆主要用于在巖土層中成孔,成孔時(shí)將沖錐式鉆頭提升一定高度后以自由下落的沖擊力來破碎巖層,然后用掏渣筒來掏取孔內(nèi)的渣漿。
2 護(hù)壁泥漿
泥漿的作用
泥漿具有保護(hù)孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷卻與潤滑鉆頭的作用。鉆進(jìn)中,護(hù)壁泥漿與鉆孔的土屑混合,邊鉆邊排出攜帶土屑的泥漿;當(dāng)鉆孔達(dá)到規(guī)定深度后,運(yùn)用泥漿循環(huán)進(jìn)行孔底清渣。
泥漿的組成
是由高塑性粘土或膨潤土和水拌合的混合物,也可摻入加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等摻合劑。泥漿一般在現(xiàn)場制備,有些粘性土在鉆進(jìn)過程中可形成適合護(hù)壁的漿液,則可利用其作為護(hù)壁泥漿,即“自造泥漿”。
泥漿池
3 施工程序及方法
埋設(shè)鋼護(hù)筒
在雜填土或松軟土層中鉆孔時(shí),應(yīng)在樁位處埋設(shè)鋼護(hù)筒,以起定位、保護(hù)孔口、維持水頭等作用。其內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭大100mm,埋入土中不少于1m。
插打鋼護(hù)筒
泥漿注入
粘土中可采用清水鉆進(jìn)、自造泥漿護(hù)壁;砂土中鉆進(jìn)則應(yīng)注入制備泥漿,注入泥漿密度控制在1.1左右,排出泥漿密度宜為1.2~1.4。鉆進(jìn)過程中,應(yīng)保持護(hù)筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。
第一次清孔:鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)進(jìn)行清孔。以原土造漿的鉆孔可用“射水法”,即鉆桿只轉(zhuǎn)不進(jìn)(空轉(zhuǎn)),待泥漿密度降至1.1左右;注入制備泥漿的鉆孔則應(yīng)采用“換漿法”清孔,至換出的泥漿密度小于1.15時(shí)方為合格。
吊放鋼筋籠及導(dǎo)管
第二次清孔:在鋼筋籠和導(dǎo)管安放后、水下砼澆灌前進(jìn)行,在導(dǎo)管頂部安放泵及皮籠,用泵將泥漿壓入導(dǎo)管內(nèi),再從孔底沿著導(dǎo)管外置換沉渣。第二次清孔標(biāo)準(zhǔn)是:孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求,沉渣厚度在100mm以內(nèi)。
水下澆灌砼:
4 鉆孔灌注樁常見問題的處置
孔壁塌陷
鉆進(jìn)過程中如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡或泥漿液面突然下降,這表示有孔壁坍陷跡象。
預(yù)防及處理措施:護(hù)筒周圍用粘土填封密實(shí),鉆進(jìn)過程中及時(shí)添加新鮮泥漿,使其高于孔外水位;遇流砂、松散土層時(shí)適當(dāng)加大泥漿比重,控制鉆進(jìn)速度和空轉(zhuǎn)時(shí)間;孔壁坍陷時(shí)應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿液位并加大泥漿比重以穩(wěn)孔護(hù)壁。如孔坍陷嚴(yán)重,應(yīng)提出鉆具立即回填粘土,待孔壁穩(wěn)定后再鉆。
鉆孔偏斜
鉆進(jìn)過程中鉆桿不垂直、土層軟硬不均或碰到孤石都會(huì)引起鉆孔偏斜;預(yù)防措施是鉆機(jī)安裝時(shí)對導(dǎo)架進(jìn)行水平和垂直校正,發(fā)現(xiàn)鉆桿彎曲時(shí)應(yīng)及時(shí)更換,遇軟硬土層應(yīng)低速鉆進(jìn);出現(xiàn)鉆桿偏斜時(shí)可提起鉆頭,上下反復(fù)掃鉆幾次。如糾正無效,應(yīng)于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上,穩(wěn)定后再重新鉆進(jìn)。
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