冲击钻钻孔灌注桩施工工艺流程

冲击钻钻孔灌注桩施工

工艺流程图

一、施工准备

场地整平

（1）开挖前场地完成三通一平。地上、地下的电缆管线、设备基础等障碍物均已排除处理完毕。各项临时设施如临时电、临时水、安全设施准备就绪。

（2）熟悉施工图纸及场地的地下土质、水文地质资料。

（3）操作前应对吊车等进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全。

（4）场地应先按设计图纸要求的标高进行平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根和垃圾等），场地低洼处须回填夯实。

泥浆池

二、测量定位

测量定位

先根据规划部门测设的建筑物定位坐标点和高程点，在场区内用全站仪引测现场控制网点，经甲方代表及监理核验后，作为现场施工放样的依据。然后根据该点进行轴线、桩位放样和标高控制。现场控制点用混凝土浇筑，并安设防护标志，防止施工中碰撞而发生位移。

桩位测定分初测、复测，分别为挖埋护筒前和埋设护筒后，复测合格后，打入Ф12定位钢筋一根，作为钻孔机定位标点，然后用水准仪测定其护筒和地坪标高，经甲方、监理工程师验收合格后方可就位施工。

三、埋设护管

埋设护管

1 、护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于20mm，护筒的倾斜度不大于1%。

2、护筒一般用4～8mm钢板制作，其内径应大于设计桩径200mm，其上部开设1～2个溢浆孔。

3 、护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1.5m；砂土中不2.0m宜小于；护筒顶端高出地面30cm。

4、护筒作用：保护孔口、定位导向，隔离地表水、保持孔内水头高度，防止塌方，固定钢筋笼等。

埋设十字护桩

为了校正护筒及桩孔中心，在挖护筒之前采用“+”字交叉法在护筒以外较稳定的部位设4个定位桩，定位桩采用φ20钢筋，在位于护筒边1～2m位置进行埋设，定位桩顶高于护筒顶20cm，且埋入地面不小于30cm，并浇筑20cm厚半径20cm圆型混凝土，进行固定，并用红油漆标识，施工中做好定位桩的保护工作。

四、钻机就位

钻机就位

钻机安放在枕木上，必须平整、稳固，确保施工中不移位、不倾斜；钻头中心与护筒中心误差不得大于20mm，钻孔时，孔内泥浆面高出地下水位1m以上，当受地下水位涨落影响时应高出地下水位1.5m以上，或不低于自然地面。

冲击钻机

冲击式钻机能适应各种不同地质情况，特别是卵石层中钻孔，冲击式钻机较之其它型式钻机适应性强。同时，用冲击式钻机成孔，孔壁四周形成一层密实的土层，对稳定孔壁，提高桩基承载能力，均有一定作用。冲锤（如图所示）有各种形状，但它们的冲刃大多是十字形的。

泥浆泵

五、冲击成孔

冲击成孔

1、开锤前，护筒内必须加入足够的粘土和水,然后边冲击边加粘土造浆，以保证粘土造浆护壁的可行性。

2、采用钻孔的粘土造浆，成孔过程中要及时加水调整好泥浆比重：≤1.25；粘度：18-20S；含砂率：≤6％。

3、定界面、终孔验收。在钻进过程中对照岩土工程勘察报告，进入中风化凝灰岩时施工单位技术员要查看岩样，自查符合要求后再上报监理、甲方定界面，验终孔。验收时从捞取的钻渣中取出样品，查明岩样并填写岩层深度、取样时间等标签，标签填写好后装袋保留。

4、冲击钻对准护筒中心，要求偏差≤±20mm，开始低锤密击，锤高0.4～0.6m，并及时加粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下3～4m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.5～2.0m以上，转入正常连续冲击。

5、在钻进过程中每1～2m要检查一次成孔的垂直度。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠正。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。

界面岩样

终孔岩样

六、第一次清孔

第一次清孔

第一次清孔也是至关重要的，其操作方法是：正循环冲进终孔后，将泥浆管捆在锤头的钢丝绳上，并缓慢放入孔底，进行泥浆正常循环清孔，采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆；返出泥浆的含砂量≤6%；泥浆比重≤1.25；孔底沉渣厚度≤50㎜。经第一次测量孔深，达到相应钻孔深度后，第一次清孔完毕。

泥浆粘度计

泥浆比重计

沉渣仪

专门用于检测孔底沉渣的仪器，采用特制的微电极系探管和电路设计，可以准确地测出孔底沉渣的厚度。

泥浆指标检测

终孔验收

桩孔终孔，由施工单位自检合格后，会同甲方及现场监理共同对孔径、孔深、桩孔垂直度及孔底沉渣等各项指标，依据技术规范及设计要求进行检查、验收，达到要求即可转入下一道工序。根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）及设计要求，执行如下质量标准：

1、桩位中心允许偏差不大于50mm；

2、孔径不小于设计桩径；

3、孔深不小于设计孔深；

4、桩孔垂直度偏差应小于1％。

测量孔径

测量孔深

七、钢筋工程

1）钢筋原材

1、检查钢筋生产厂家营业执照、生产许可证、出厂合格证、厂家检测报告。

2、钢筋进场时应检查钢筋的品种、规格、型号、批量、炉号、每个炉号的生产数量、供应数量等，并按规定抽取试件作力学性能试验，其质量必须符合有关标准的规定。

3、有抗震要求的框架结构，纵向受力钢筋的强度应满足设计要求；对一、二级抗震等级，检验所得的强度实测值应符合下列规定：

①、钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；

②、钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3。

4、当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时，应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。

5、钢筋的表观质量：钢筋应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。

2）钢筋笼制作

1、钢筋笼的分节长度应按照下料单要求下料，钢筋笼的加劲箍筋设置间距2m一道设置，主筋与加劲箍筋采用点焊连接。每根桩的钢筋笼分节编号，同一截面内接头数量不超过钢筋总数量的50%；主筋的接头采用单面焊接，焊接长度为10d（d为主筋直径），箍筋与主筋采用交错点焊和绑扎方式进行固定，下料时主筋接头位置的错位搭接长度要符合设计要求。

2、钢筋笼设置滚动式砂浆保护垫块，每节钢筋笼的垫块纵向不少于两组，环向不少于3个，呈梅花形布置。

3、钢筋笼入孔时，由吊车吊装。在安装钢筋笼时，采用两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分之一点之间，并采取措施对起吊点予以加强，以保证钢筋笼在起吊时不致变形。吊放钢筋笼入孔时对准桩孔中心，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应缓缓下放，不宜左右旋转，严禁摆动碰撞孔壁。若遇阻碍应停止下放，查明原因，进行处理。严禁高提猛落和强制下放。

4、骨架最上端的定位，必须由测定的孔口标高来计算定位筋的长度，为防止钢筋笼掉笼或在灌注过程中上浮，钢筋笼中心与设计桩中心位置对正，反复核对无误后再焊接固定于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。

5、钢筋笼在入孔后，与上部钢筋连接采用单面焊接，焊接好以后，禁止马上放入孔中，要等钢筋冷却1分钟后在放入孔中。

3）钢筋笼检查

1、钢筋骨架在承台底以下长度±100mm，尺量检查。

2、钢筋骨架直径±10mm，尺量检查。

3、主筋间距±10mm，尺量检查不少于5处。

4、加强筋间距±20mm，尺量检查不少于5处。

5、箍筋或螺旋筋间距±20mm，尺量检查不少于5处。

6、钢筋骨架垂直度1%，吊线尺量检查。

箍筋间距检测

钢筋连接长度检查

4）吊装钢筋笼

5）钢筋笼连接

焊接连接

套丝连接

八、二次清孔

二次清孔

由于安放钢筋笼及导管时间较长，孔底产生新的沉渣，待安放钢筋笼及导管就位后，采用换浆法二次清孔，以达到置换沉渣的目的。施工中勤摆动导管，改变导管在孔底的位置，保证沉渣置换彻底。待孔底500㎜以内泥浆各项指标均达到如下标准，密度：≤1.25，含砂率：≤6％，粘度18-20S，复测孔底沉渣厚度≤50mm后，清孔完成，清孔完成后立即进行水下混凝土灌注。

测沉渣厚度

九、混凝土灌注

1、浇灌水下砼时，采用回顶灌注法，并严格按水下砼灌注工艺进行施工，砼拌合物通过导管底口进入到初期灌注的砼（作为隔水层），下面顶出初期灌注的砼及其上面的泥浆不断上升，从而使后面灌入的砼凝结成为完整的桩身。

2、灌注首批砼时，导管下口离孔底300~500mm，使隔水塞及砼能顺利排出，第一次砼灌入量应确定导管底口至少埋入浇注的砼中1.0~1.3m，严防泥浆水涌入导管。

3、孔底沉渣验收合格后，必须在半小时内初灌砼，砼浇灌时应连续进行，不得留有施工缝。完成整根桩砼灌注时间应控制在2~4小时之内。

4、在灌注过程中，必须经常测量砼面位置，保证导管埋深2~6米。经常上下窜插导管，以保证桩身砼密实，灌注完后缓慢、垂直起拔护筒，保护桩顶砼质量。

5、桩身砼灌注的充盈系数现场定。

6、水泥及粗、细骨料质量，必须符合施工规范要求，并严格按配合比配制砼。

7、砼的坍落度控制160~220mm之间。

8、做好每根桩水下砼灌注记录和砼施工记录。

混凝土灌注示意图

常见的缺陷及防治

1、桩位偏差的原因及防治

【原因】

桩位地面放样不准，桩机就位不准。

【防治】

桩位测放完毕后，应进行复测和检查，确保每根桩的位置准确无误。

2、桩身倾斜的原因及防治

【原因】

（1）场地不平或场地松软；

（2）桩机就位安装不平稳；

（3）钻进过程中遇到地下障碍物或孤石。

【防治】

（1）施工前场地平整压实；

（2）桩机安装就位时应确保平整；

（3）清除地下障碍物。

3、桩身缩颈的原因及防治

【原因】

（1）孔壁坍塌；

（2）导管提升过快、过高。

【防治】

（1）加大泥浆比重，选用优质黄泥配制的泥浆护壁；

（2）控制导管提升速度，并保持导管底端始终埋入桩孔混凝土内2~6m。

4、坍孔的原因及防治

【原因】

（1）泥浆相对密度不够，起不到可靠的护壁作用；

（2）孔内水头不够或孔内出现承压水，降低了静水压力；

（3）护筒埋置太浅，下端孔坍塌；

（4）在松散砂层中钻孔时，进尺速度太快或停在一处空转时间太长，转速太快；

（5）冲击锤撞击孔壁；

（6）用爆破处理孔内孤石、探头石时，炸药量过大，造成很大振动。

【防治】

（1）在松散砂土或流砂中钻进时，应控制进尺，选用较大相对密度、黏度、胶体率的优质泥浆；

（2）如地下水位变化过大，应采取升高护筒，增大水头，或用虹吸管连接等措施；

（3）严格控制冲程高度和炸药用量；

（4）孔口坍塌时，应先探明位置，将砂和黏土混合物回填到坍孔位置以上1～2m；如坍孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再进行钻孔。

5、沉渣厚度超标的原因及防治

【原因】

（1）孔口土回落孔底；

（2）放钢筋笼时，碰撞孔壁，孔壁土掉落孔底；

（3）成孔后未及时灌注混凝土。

【防治】

（1）及时清理孔口堆土；

（2）保证二次清孔质量满足规范要求；

（3）及时清孔，及时灌注混凝土。

6、钢筋笼上浮的原因及防治

【原因】

（1）提升导管时将钢筋笼带起；

（2）浇灌混凝土时下行速度过快，产生上冲力，造成钢筋笼上浮。

【防治】

（1）将钢筋笼固定绑扎或点焊在护筒上；

（2）当灌注混凝土至钢筋笼底时，应放慢混凝土灌注速度，待笼底全部插入混凝土后，恢复正常灌注速度。

7、导管进水的原因及防治

【原因】

（1）首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口距孔底的间距过大，混凝土下落后不能埋设导管底口，以致泥水从底口进入；

（2）导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气囊挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。

（3）导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。

【防治】

（1）若是第一种原因引起的，应立即将导管提出，将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清除，不得已时将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放钢筋笼、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新浇灌；

（2）若是第二、三种原因引起的，应视具体情况，若用原导管插入续灌，但灌入前均要将导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出；若重新下导管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可以继续灌注混凝土。

8、卡管的原因及防治

【原因】

（1）初灌时隔水栓卡管或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌合不均匀，以及运输途中产生离析、导管内壁未清理干净或导管接缝处漏水等使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞；

（2）机械发生故障卡管或其他原因使混凝土在导管内停留过久，或灌注时间过长，最初灌注的混凝土已初凝，增大了导管内混凝土下落的阻力，混凝土堵在管内。

【防治】

（1）可用用吊绳抖动导管，或在导管上安装附着式振动器等使隔水栓下落。如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整，然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔，须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。

（2）灌注前应仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；同时采取措施，加速混凝土灌注速度，必要时，可在首批混凝土中参入缓凝剂，以延缓混凝土的初凝时间。

9、埋管的原因及防治

【原因】

导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已经初凝使导管与混凝土简摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。

【防治】

严格控制埋管深度，一般不得超过2~6m；在导管上端安装附着式振动器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早的初凝；首批混凝土惨入缓凝剂，加速灌注速度；导管接头螺栓事先应检查是否牢固；提升导管时不可猛拔。

10、断桩的原因及防治

【原因】

（1）混凝土灌注时导管提升量过大，泥浆侵入混凝土内形成夹泥混凝土；

（2）清孔时未将沉渣冲净即开始混凝土灌注，桩底形成松软土；

（3）混凝土灌注时因故中断，桩身产生断裂面；

（4）灌入混凝土质量低劣；

（5）出现堵管而未及时排除。

【防治】

（1）控制导管始终在混凝土内；

（2）严格按规程检查沉渣厚度，并清孔后及时灌注混凝土；

（3）灌注前认真检查各作业环节和岗位，制定有效的预防措施，保证灌注作业连续完成；

（4）加强混凝土质量管理；

（5）混凝土初凝前可采用冲刷法、沉管法等接桩法；混凝土初凝后可采用冲刷法和嵌入式接桩法。

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灌注桩的施工工艺是怎么样的？

灌注桩是一种就位成孔，然后灌注混凝土或钢筋混凝土而制成的桩。灌注桩按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。

1、钻孔灌注桩

指利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土（或先在孔中吊放钢筋笼）而成的桩。

根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔灌注桩、干作业成孔灌注桩及套管护壁灌注桩三种。

（1）泥浆护壁成孔灌注桩施工流程：场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→第一次清孔→质量验收→下钢筋笼和钢导管→第二次清孔→浇筑水下混凝土→成桩。

（2）干作业成孔灌注桩施工流程：测定桩位→钻孔→清孔→下钢筋笼→浇筑混凝土。

2、沉管灌注桩

指利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边浇筑混凝土（或先在管内放入钢筋笼），边锤击或振动，边拔管而成的桩。前者称为锤击沉管灌注桩，后者称为振动沉管灌注桩。

沉管灌注桩成桩过程为：桩机就位→锤击（振动）沉管→上料→边锤击（振动）边拔管，并继续浇筑混凝土→下钢筋笼，继续浇筑混凝土及拔管→成桩。

3、人工挖孔灌注桩

指通过人工挖掘形成桩孔，安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。

人工挖孔灌注桩的施工程序是：场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁，校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板，浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→进行扩底（当需扩底时）→清理虚土、排除积水，检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。

4、爆扩灌注桩

指用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，再放入钢筋笼，浇注桩身混凝土。

深基坑施工工艺--灌注桩

1、旋挖灌注桩

1.1. 施工流程

1.2 施工工艺

放线定位

依据设计图纸的桩定位进行测量放线。在桩位点打300mm 深钢筋，采用“十字栓桩法”在周边作好标记，并加以保护。

定位放线经复核合格后进入下道工序。

埋设护筒

护筒采用挖掘机/旋挖机配合人工进行挖埋，入土深度2m 以上，护筒埋设完成后高出地面0.3m。

校核桩位中心后，在护筒四周用粘土分层回填夯实。护筒中心应与桩中心重合，平面偏位允许误差小于5cm，倾斜度的偏差小于1%，遇到不良土层时，护筒需加深埋设。

钻机就位

钻机就位前要求场地处理平整坚实。采用十字交叉法对中孔位。在对完孔位后，操作手启动定位系统，予以定位记忆。对中孔位后，调整桅杆及钻杆的角度，施工过程中，钻机不得移位，钻臂也不得随意改变角度。

钻进成孔

开钻前应复核孔口护筒顶标高。钻进开始时，注意钻进速度，并调整不同地层的钻速，在容易产生泥浆渗漏的土层中可采取提高泥浆的相对密度，掺入锯末、增黏剂提高泥浆黏度维持孔壁稳定的措施。

钻至设计深度或钻入持力层时，需经五方验孔，而后再往下钻进入持力层深度终孔验收。

一次清孔

第一次清孔应在成孔之后吊装钢筋笼之前进行。采用旋挖机放慢钻速利用双底捞渣钻头将悬浮沉渣全部带出的方式进行，将钻头提至距孔底0.2m～0.3m 处，使之空转，然后将残余孔底的钻渣吸出

成孔验收

用检孔器检测孔径和孔的垂直度，检孔器对中后在孔内靠自重下沉，不借助其它外力顺利下至孔底，不停顿，证明钻孔符合规范及设计要求，如不能顺利下至孔底时，用钻机进行扩孔处理。

钢筋笼制作

根据设计要求制作钢筋笼，钢筋笼成型后根据规范要求进行自检、隐检和交接检，内容包括钢筋（外观、品种、型号、规格）、焊缝（长度、宽度、厚度、咬口、表面平整等）、钢筋笼允许偏差（主筋间距、加劲筋间距、钢筋笼直径和长度等）

吊放钢筋笼

根据钢筋笼长度设计吊点位置，一般采用两点起吊。钢筋笼吊放时，需吊直、扶稳，对准孔位后，缓慢下沉。

下放到位后，以护筒周边土面为基准面，复核钢筋笼顶端到达设计标高，随后立即固定。

安装导管和漏斗

导管采用吊车+人工配合的方式组装成型，组装时接头必须密合不漏水（要求加密封圈）。在第一次使用前应进行闭水打压试验，试水压力0.6-1.0MPa，不漏水为合格。导管底端下至孔底标高上500mm 左右。

组装完成的导管采用吊车吊装入孔，并通过孔口卡箍固定。

二次清孔

二次清孔采用正循环或气举反循环施工法。清孔后沉渣厚度不得大于50mm，超过标准的必须进行再次清孔。

清孔过程中须保持孔内水头，防止坍孔，不得采用加深钻孔深度的方法来代替清孔。

清孔结束后，用标准测绳测量沉渣厚度。灌注混凝土前最后测量孔深，端承桩沉渣厚度不得大于50mm，摩擦桩沉渣厚度不大于100mm，超过标准必须进行再次清孔。

安装漏斗、灌注水下混凝土

二次清孔完成后，安装浇筑混凝土的漏斗，第一次浇筑混凝土时先将漏斗下部封住，灌满混凝土后用吊车拔出漏斗塞，使混凝土一次筑底，期间混凝土持续浇筑，第一车混凝土浇筑完成后相对降低浇筑速度。最后一次浇筑量，注意控制充盈系数。

导管随混凝土浇筑逐步上拔，埋入混凝土深度宜为2~6m。严禁将导管提出混凝土灌注面，混凝土灌注完成后后，最后一次拔管时，要控制速度，缓慢提拔，防止夹渣或断桩。

提拔护筒

混凝土浇筑完成后，应及时将护筒从桩身周围拔出，完成整个桩基施工。护筒提升过程中，应注意缓慢上拔，减少对桩体的扰动。

2 冲孔灌注桩

2.1. 施工流程

2.2 施工工艺

放线定位

用全站仪测放桩位，桩位中心插一钢筋，四周各打一根控制桩来控制桩位中心，用砂浆固定控制桩，并经复核合格后，进入下道工序。具体施工工艺与其他桩型相同。

埋设护筒

护筒采用人工/机械挖埋方法埋设，入土深度2~4m，护筒上部高出地下水位或孔外最高水位1.5~2m 以上，并高出地面0.3m。

护筒中心应与桩中心重合，平面偏位允许误差小于5cm，倾斜度的偏差小于1%，遇到不良土层时，护筒需加深埋设。

钻机就位

钻机就位时必须保证底座平稳，控制好垂直度与机架平台的水平度，保证钻机顶部、冲锤与护筒中心必须在一条垂直线上，偏差控制在±20mm 以内。

钻机就位后，及时复测钻机平台与钢护筒的顶标高，作为后期量测孔深与沉渣厚度的依据。

冲击成孔

冲孔时，先低锤密击，孔深达护筒下3m 后，转入正常连续冲击，冲孔时通过泥浆及时将残渣排出孔外。

钻进过程中每1~2m 要检查一次成孔的垂直度。大直径桩孔可分级成孔，成孔过程中泥浆面保持稳定。

成孔后，用测绳下挂0.5kg 重铁测量检查孔深及沉渣厚度，核对无误后，进行清孔。

一次清孔

成孔后，在保证泥浆正常循环。输入比重为1.1~1.25 较纯的新泥浆循环，把钻孔内悬浮钻渣较多的泥浆换出。根据孔内情况，清孔时间一般为0.3~2h。清孔过程中，应保证泥浆面高度。

钢筋笼吊装

根据钢筋笼重量及长度，选择合适的吊装机械，吊放时，对准孔位后，缓慢下沉，避免碰撞孔壁。

钢筋笼需要接长时，先将第一段钢筋笼吊入孔位，用架立筋暂时固定在护筒上部，然后吊起第二段钢筋笼进行接长。钢筋笼安设完成后，检查确认钢筋顶端的高度。

安装导管和料斗

导管组装时接头必须密合不漏水（要求加密封圈，黄油封口）。在第一次使用前应进行闭水打压试验，试水压力0.6~1.0MPa，以不漏水为合格。导管底端下至孔底标高上500mm左右。漏斗待二次清孔后安装在导管顶端。

其施工工艺与旋挖桩相同。

二次清孔

钢筋笼吊装完成后需二次清孔，可可采用气举反循环，亦可采用常规反循环，利用混凝土导管，输入密度小于1.15 的泥浆进行清孔，清孔后的孔内泥浆密度应小于1.15。

二次清孔后测定孔底沉渣厚度应小于50mm（端承桩/）/100mm（摩擦桩），清孔完成后需及时浇筑混凝土。

浇筑水下混凝土

冲孔桩混凝土浇筑的方式与旋挖桩相同，桩头超灌高度应不小于500mm，同时满足设计要求，以保证桩顶标高处混凝土质量。

岩土工程之冲孔灌注桩特点、施工流程、质量控制及病害防治

01、钻孔灌注桩简介

钻孔灌注桩的问世：

在100多年前由于工业发展以及人口增长，高层建筑不断增加，但是因为好多城市的地基条件比较差，不能直接承受高层建筑所传来的压力，地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的粘土层，建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩，必然产生很大的沉降。于是工程师借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。

于是在随后的50年之后，即20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世，二战后，世界各地特别是欧美发达国家经济复苏与发展，时至今日，随着科学技术的日新月异发展，钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。

钻孔灌注桩的定义：

在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人工挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而成的桩。

钻孔灌注桩的分类：

按成孔方法不同，灌注桩可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩和冲孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。

钻孔灌注桩的用途：

用作桩基础（抗压桩及抗拔桩），支护体系（常与搅拌桩及高压旋喷桩配合使用）。

02、冲孔灌注桩的特点

优点：

1、用冲击方法破碎岩土，尤其是破碎有裂隙的坚硬土和大的卵石所消耗的功率小，破碎效果好；同时，冲击土层时的冲挤作用形成的孔壁较为坚固；

2、在较大的卵石层、漂砾石层中施工成孔率较高；

3、设备简单、操作方便，钻进参数容易掌握，设备移动方便，机械故障小。

4、钻进时孔内泥浆循环的作用，使得悬浮钻渣循环至地面排除，并保持了孔壁稳定，泥浆用量小。

5、冲进过程中，只有提升钻具时才需动力，钻具自由下落是不消耗动力的，能耗小。和回转钻相比，当设备功率相同时，冲击钻能施工较大直径的桩孔。

缺点：

1、利用钢丝绳牵引冲击头进行冲击钻进时，大部分作业时间消耗在提放钻头和掏渣土上，钻速度较低。随桩身加深，掏渣时间和孔底清渣时间相对较长。

2、容易出现桩孔不圆的情况，扩孔l率较高。

3、遇岩层不均匀时容易出现斜孔、卡钻等事故。

4、由于冲击锤能量的限制，孔深和孔径均比回旋钻施工适应性小。

适用范围：

冲击钻成孔适用于填土层、粘土层、粉土层、淤泥层和碎石层；也适用于卵石层、岩溶发育岩层和裂隙发育的岩层施工，而后者往往是回旋钻进和其他钻进方法施工困难的地层。桩孔直径以600-mm，深30-50m为宜。

03、冲孔灌注桩施工流程

1、钻孔定位

施工过程中采用联测，复测方法以控制桩位。测量给定孔位中心点后，钉一中心木桩，在木桩顶钉一铁钉确定孔位中心点，再按“十字线”法向四周返出四个点钉“骑马桩”，并记录与中心点的距离，当中心桩挖掉后以这四个点测量孔位中心点，确保孔位准确无误。

2、埋设护筒

冲孔灌注桩护筒一般采用钢护筒，也有部分采用钢筋混凝土结构的，护筒作用1、定位；

2、保护孔口，以及防止地面石块掉入孔内；

3、保持泥浆水位（压力），防止坍孔；

4、桩顶标高控制依据之一；

5、防止钻孔过程中的沉渣回流。

护筒必须进入原土200mm；回填必须对称进行，以免护筒跑位；保证桩位位置地下无障碍物。

3、钻机就位

钻机就位平、稳、对、正等，铅锤吊对位、水平尺操平，钻机基础稳固。冲击钻就位应对准护筒中心，要求偏差不大于±20mm，钻机就位后，进行孔位复测，复测完毕合格后方可进行施工。

泥浆：

泥浆密度的控制：

桩基泥浆实际有三大控制指标：比重、稠度、含沙（渣）量。

比重

清孔时泥浆应不断置换,在保证不塌孔的前提下,尽量降低泥浆的密度、粘度。清孔时泥浆密度宜为1.15～1.2 。根据现场地质情况，要求一清控制沉渣，比重1.25左右为宜。

泥浆的比重越大，孔壁越安全。片面的降低含沙量而不断的抽取泥浆会造成泥浆的稀释，如果泥浆的比重小于1.1，接近1的时候，这时的孔是十分危险的，随时都会塌孔，后果很严重。

稠度

稠度和比重在一定程度上越大，越有利于孔壁的安全，其悬浮能力和排渣能力越强，但是这个量越大，施工的成本越高，能耗也越高。同时，含泥砂量亦会大，其附着于钢筋上而影响与砼间握裹力。

含砂（渣）量

泥浆的沉渣是一个时间相关的量，如果在灌注的阶段，比如终孔到灌注的2小时内不超过5cm就可以灌注，不影响施工质量。含沙量越大就越容易沉渣，所以施工时要控制其量小于8%。但是如果片面的追求含沙量低于8%的标准，就会影响到泥浆的比重。

在端承类灌注桩的施工中，沉渣的厚度不能超过5cm，如果超过5cm就会影响到灌注桩的端承效果及钢筋与砼间握裹力。

4、冲孔施工

开孔时应低锤密击，锤高0.4～0.6m，并及时加石块或粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下3～4m时，才加快速度，加大冲程，将锤提高到1.5～2m以上，转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻现象。

桩机冲进过程中应进行两次验收，分别为遇岩深度验收和入岩深度验收，根据地质报告的资料与实际冲机施工资料进行对比分析岩样是否一致。

5、清孔

孔内泥浆清孔保证孔内泥浆性能指标符合要求：粘度小于28秒，比重小于1.25Kg/L，含砂量≤8%，孔底沉渣≤50mm。

清孔的方法：1、抽浆法 2、换浆法 3、掏渣法

清孔后沉渣厚度的测量方法,有吊锤测量、超声波、电阻检测等,其中简便常用的是吊锤测量法。方法是: 用吊锤吊至孔底,轻触沉渣面,并记录深度;再牵绳使吊锤抖击孔底沉渣,使其液化,直至坚硬岩面(或其它坚硬土层) ,再次记录深度。2 次记录深度的差值即为沉渣厚度。当沉渣厚度较小时,可通过吊锤感触到孔底坚硬清爽的状况。需要指出,沉渣厚度的检测不宜在二次清孔停水泵后立即进行,而宜以停泵后滞后5min 左右的测量值作为控制。这是因为:清孔后至混凝土浇注前往往有几分钟的时间间隔,如果这时泥浆粘度过高或含砂率过高,就会在这段时间内在孔底积起较厚沉渣或淤泥。

6、吊放钢筋笼

1、钢筋笼整体吊装

2、当钢筋笼过长时可进行分段吊装，需要焊接时，可先将下段挂在孔内，吊高第二段进行焊接，而后放下。骨架外侧应绑扎水泥垫块或在钢筋笼主筋上焊有一定数量的加筋环用以确定保护层。吊放时应垂直放入，避免钢筋笼末端碰到孔壁造成土块塌落至孔低。若钢筋笼在泥浆面以下，应在钢筋笼顶端焊接标志物，露出泥浆面，以确定钢筋笼是否到底。吊入后校正位置垂直，勿使扭曲变形。

7、安放导管

导管用法兰盘进行连接，“O”型圈密封，严防漏水，当清孔完成，应立即吊装导管，导管应事前拼分成几段，依次放好，以便吊装。导管要求垂直平正，不应弯曲，以免妨碍隔水栓的下落，接口密实，不漏水不露浆。导管安放时，先使导管接触孔底，灌注混凝土前提离孔底30cm高。

8、二次清孔

下导管完毕，需进行二次清孔工作，现将泥浆调稀至密度为1.1g/cm3左右，二次清孔清孔结束时必须测定孔低沉渣厚度，要求沉渣厚度＜10cm（一般是5cm左右）时，才能灌注水下混凝土，否则，继续清孔直到合格为止。

9、灌注混凝土

导管法灌注水下混凝土：是将密封连接的钢管作为水下混凝土的通道，其底部以适当的深度埋在灌入的混凝土拌合物内，在一定的落差压力作用下，形成连续密实的混凝土桩身。

在水下灌注混凝土前必须安装隔水栓，料斗装满后，打开隔水栓，让混凝土顺导管向下走（初灌量尤其重要，一定要保证混凝土下落后，埋没导管下端1-2m深），浇筑开始后，应连续不断灌混凝土至漏斗，勿使在导管内中断，以防回水进入管内，并注意控制导管内混凝土的高度，经常保持＞1.5m，当管外的混凝土埋管达2-2.5m深时，即可将导管提升，提升时不得过头，务必使导管下端埋于混凝土中1m以上的深度，以免翻浆。

10、测量检查

混凝土面灌到预定高度，一般可用测量绳检查，检查时要注意：

1、必须保证测量绳准确，由于使用时间较长或其他原因，测量绳上的标尺数字可能模糊不清或发生滑动，这样会影响测量精度。

2、测锤必须重些，且体积不能过大，否则会浮在泥浆表面，影响测量精度

3、测量时如泥浆较稠，一定要上下抖动测量绳，使测锤靠自重向下移动，接触到真正的混凝土面。

04、冲孔灌注桩质量控制要点

1、泥浆质量：

冲孔灌注桩主要靠泥浆的静压力来平衡土对孔壁的侧压力。泥浆占有重要地位，它直接影响桩的质量。泥浆形成的护壁皮薄而坚韧，可使桩身混凝土与原始地层接触紧密，提高桩身摩擦力。特别是浇灌混凝土时，要控制泥浆的性能指标（密度1.05-1.2，粘度17-20s，含沙率＜4%），以减小被压和混凝土灌注时的阻力，保证首灌混凝土的冲击力挤开孔底沉淤，并有利于克服夹泥、断桩等质量问题。但对刚开始时的杂填土层和一些特殊的地层（如砂层、卵石层）应适当加大泥浆比重和粘度，以防止漏浆和塌孔

2、沉渣厚度：

冲孔灌注桩承载力达不到设计要求，多为孔底沉渣过后照成。规范规定：当桩以端承载力为主时，沉渣厚度应≤100mm。一般控制在50mm以内。沉渣少，嵌岩密实，有利于减少桩在长期荷载下的最终沉降量，以及减少整个建筑物的不均匀沉降

3、混凝土质量：

1、原材料、配合比的控制。

2、首灌：首灌混凝土和易性和流动性一定要好。首灌混凝土量要经过计算确定，要保证首灌后混凝土埋管2.0m左右，否则会影响首灌混凝土的冲击力和排淤能力，进而影响桩尖嵌岩质量，对于一些泡水易软化的软质岩还应控制从终孔到首灌的时间。

3、导管埋深的控制。导管埋深对混凝土的浇灌质量有很大影响。根据混凝土的流动扩散规律，埋深过小往往会使管外混凝土面上的泥浆和泥渣卷入混凝土中形成夹层，造成断桩；埋深过大则混凝土不宜流出，易堵管。导管埋深应控制在2-6m范围，最小应≥2m。

05、冲孔灌注桩病害

1、孔壁坍塌：

原因：泥浆浓度不够，护筒埋深不够，成孔速度太快，孔内水位高度不够，在地质不好的情况下处理不及时

技术措施：在松散的砂土钻进时，控制钻进速度，选用较大密度、粘度、胶体率的优质泥浆；确定护筒埋设已进入硬土层；钻进时及时补充泥浆，保证孔内水位高于承压水位。

2、斜孔：

原因：当遇到岩面倾斜，一边软一边硬，如稍有不注意就会造成斜孔。

技术措施：在有倾斜状的软硬地层钻进时，往孔内填入片石，使孔底表面略平，先进行低锤快击造成一个较紧密的平台后，再提高锤正常冲击加快速度。

3、卡锤：

原因：钻进速度太快，地质情况不明，岩面倾斜、孤石和溶洞时等

技术措施：在松散的砂土钻进时，控制钻进速度，选用较大密度、粘度、胶体率的优质泥浆；确定护筒埋设已进入硬土层；钻进时及时补充泥浆，保证孔内水位高于承压水位。

4、沉渣过厚：

原因：泥浆指标不符合要求，含砂率过大；下放钢筋笼时间过长或钢筋笼碰撞孔壁，造成塌孔。

技术措施：清孔时严格控制泥浆指标，保证清孔后，孔内泥浆各项指标符合设计要求；尽量缩短下放钢筋笼的时间，应徐徐放下，不得快速冲下，如钢筋笼下放完毕后，孔内沉渣扔超出要求，应采取二次清孔的方法，直至沉渣符合要求为止。

5、灌注时浮笼：

原因：灌注混凝土时，埋管过深，或混凝土供应不上，混凝土已初凝，混凝土抱死导管；浇筑速度过快，混凝土塌落度小等。

技术措施：经常上下提动导管，控制埋管深度在2-6m，混凝土供应要连续；混凝土塌落度不能太小，宜在18-22cm。

6、断桩：

原因：导管提升过猛，其再次插入混凝土时将泥浆带入；混凝土浇筑时间长或混凝土浇筑中间停顿时间长，而导致初凝混凝土破坏，使泥浆进入。

技术措施：注意提拔导管不可过猛，并勘测混凝土顶面高度，随时掌握埋管深度，避免塞管及导管脱离混凝土面；做好混凝土供应工作，保证混凝土的连续供应。

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