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根据桩基的分布位置设置多个制浆池、储浆池及沉淀池,并用循环槽连接。出浆循环槽槽底纵坡不大于1.0%,使沉淀池流速不大于10cm/秒以便于钻碴沉淀。
采用泥浆搅拌机制浆。泥浆造浆材料选用优质粘土和膨润土,必要时再掺入适量CMC羧基纤维素或Na2CO3纯碱等外加剂,保证泥浆自始至终达到性能稳定、离析极少、护壁效果好和成孔质量高的要求。试验工程师负责泥浆配合比试验,对全部桩基的泥浆进行合理配备。
施工中钻碴随泥浆从孔内排出进入沉淀池,人工用网筛将石碴捞出。使处理后的泥浆经泥浆池净化后返回钻进的孔内,形成连续循环。钻孔弃碴(废泥浆)放置到指定地方,不得任意堆砌在施工场地内或向水塘、河流排放,以避免污染环境。
⑤钻孔施工
冲击钻机钻孔
开钻时先在孔内灌注泥浆,泥浆相对密度等指标根据土层情况而定。如孔中有水,可直接投入粘土,用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸,使孔壁坚实不坍不漏。待钻进深度超过钻头全高加冲程后,方可进行正常冲击。在开孔阶段4~5m,为使钻渣挤入孔壁,减少掏渣次数,正常钻进后应及时掏渣,确保有效冲击孔底。
在钻进过程中,应注意地层变化,对不同的土层,采用不同的钻进速度。
冲程应根据土层情况分别规定:一般在通过坚硬密实卵石层或基岩漂石之类的土层中采用大冲程;在通过松散砂、砾类土或卵石夹土层中时采用中冲程,冲程过大,对孔底振动大,易引起坍孔;在通过高液限粘土,含砂低液限粘土时,采用中冲程;在易坍塌或流砂地段用小冲程,并应提高泥浆的粘度和相对密度。
在通过漂石或岩层,如表面不平整,应先投入粘土、小片石、卵石,将表面垫平,再用钻头进行冲击钻进,防止发生斜孔、坍孔事故;如岩层强度不均,易发生偏孔,亦可采用上述方法回填重钻;必要时投入水泥护壁或加长护筒埋深。
在砂及卵石类土等松散层钻进时,可按1:1投入粘土和小片石(粒径不大于15cm),用冲击锥以小冲程反复冲击,使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击2~3次。若遇有流砂现象时,宜加大粘土减少片石比例,力求孔壁坚实。
当通过含砂低液限粘土等粘质土层时,因土层本身可造浆,应降低输入的泥浆稠度,并采用0.5m 的小冲程,防止卡钻、埋钻。
要注意均匀地松放钢丝绳的长度。一般在松软土层每次可松绳5cm~8cm,在密实坚硬土层每次可松绳3~5cm,应注意防止松绳过少,形成“打空锤”,使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载,遭受损坏,松绳过多,则会减少冲程,降低钻进速度,严重时使钢丝绳纠缠发生事故。
为正确提升钻头的冲程,应在钢丝绳上做好长度标志。
钻孔施工中,一般在密实坚硬土层每小时纯钻进尺小于5cm~10cm,松软地层每小时纯钻进尺小于15cm~30cm时,应进行取渣。或每进尺0.5m~1.0m时取渣一次,每次取4~5筒,或取至泥浆内含渣显著减少,无粗颗粒,相对密度恢复正常为止。取渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度,投放粘土自行造浆的,一次不可投入过多,以免粘锥、卡锥。
每钻进1m掏渣时,均要检查并保存土层渣样,记录土层变化情况,遇地质情况与设计发生差异及时报请设计及监理单位,研究处理措施后继续施工。
钻孔作业应连续进行,因故停钻时,必须将钻头提离孔底5m以上以防止坍孔埋钻。在取渣后或因其他原因停钻后开钻,应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。
整个钻进过程中,应始终保持孔内水位高出地下水位(或施工水位)至少0.5m,并低于护筒顶面0.3m 以防溢出。
⑥成孔检查
钻孔灌注桩在成孔过程中及终孔后以及灌注混凝土前,均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查。
a.孔径检测
孔径检测是在桩孔成孔后,下放钢筋笼前进行的,是根据桩径制做笼式检孔器入孔检测,其外径等于钢筋笼直径加100毫米,但不得大于钻孔的设计孔径,长度等于孔径的3~4倍(旋转钻成孔)或4~6倍(冲击钻成孔)。检测时,将探孔器吊起,孔的中心与起吊钢绳保持一致,慢慢放入孔内,上下通畅无阻表明孔径符合要求。
b.孔深和孔底沉渣检测
孔深和孔底沉渣采用标准锤检测。测锤一般采用锥形锤,锤底直径13cm~15cm,高20~22cm,质量4kg~6kg。测绳必须经检校过的钢尺进行校核。
c.成孔竖直度检测
旋转钻采用钻杆测斜法,冲击钻采用井径检测仪。
⑦次清孔
清孔处理的目的是使孔底沉渣厚度、泥浆液中含钻碴量和孔壁垢厚度符合规范和设计要求,为水下混凝土灌注创造良好的条件。当钻孔达到设计高程后,经对孔径、孔深、孔位、竖直度进行检查确认钻孔合格后,即可进行次清孔。