冲击钻钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩

钻孔桩基础施工将根据现场实际地质情况采用不同的成孔方法，当地质情况为岩层、卵砾石较大的地层时,采用冲击钻机钻孔；汽车吊机安装钢筋笼和导管，混凝土由混凝土搅拌站集中拌制供应，混凝土搅拌车运输灌注水下混凝土.

施工工艺流程

流程图见 “图3.3-3钻孔桩施工工艺流程图（冲击钻)\".

施工方法

(1）桩基础

①场地准备

护筒内存储泥浆使其高出地面或施工水位至少0。5m，防止钻孔过程中由于孔内压力小于孔外压力而导致坍孔。

图3。3—3 钻孔桩施工工艺流程图(冲击钻）

②安装钻机

冲击钻机：钻机起落钢丝绳中心应对准桩中心.钻机定位后，底座必须平整，稳固,确保在钻进中不发生倾斜和位移，保证钻进中钻具的平稳及钻孔质量。

钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其它配合施工机具设施布置等情况决定。陆地桩基的施工场地均为旱地,施工期间地下水位在原地面以下。钻孔前将场地整平，清除杂物，更换软土.场地表面压实平整后横向铺设枕木,然后在枕木上铺设废旧钢轨或型钢，即构成钻机平台。场地的大小要能满足钻机的放置、吊机站位及混凝土搅拌车运输等协调工作的要求.

③埋设护筒

护筒用10mm的钢板制作，长200cm,护筒顶要高出地面不小于30 cm，护筒内径大于钻孔直径20 cm，护筒顶面位置偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%.

④泥浆的制备及循环净化

根据现场实际情况，拟采用优质泥浆。各项指标如下：相对密度：1.03～1。1、粘度(s）：18～22、含砂率(%）：＜2、PH值：8～10、胶体率（%):＞98、失水率(ml/30min)：14~20.

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。然后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再次开钻，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第一次清孔

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，即可进行第一次清孔.

A。抽浆法清孔：采用反循环钻机钻孔时,可在终孔后停止进尺，一边利用钻机的反循环系统的泥石泵持续抽浆，把孔底泥浆、钻碴混合物排出孔外，一边向孔内补充经泥浆池净化后的泥浆，使孔底钻碴清除干净。

抽浆清孔比较彻底，适用于各种钻孔方法的摩擦桩、支承桩和嵌岩桩.但孔壁易坍塌的钻孔使用抽浆法清孔时，操作要注意，防止坍孔。

B。使用冲击钻钻孔时,除用抽渣筒清孔外，也可采用换浆法清孔，直至孔内泥浆指标满足要求。

C.清孔应达到以下标准：孔内排出的泥浆手摸无2～3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2％，粘度17～20s.同时保证水下混凝土灌注前孔底沉渣厚度：柱桩≯5cm、摩擦桩≯20cm。严禁采用加深钻孔深度的方法代替清孔.

⑧钢筋笼加工及吊放

A.钢筋骨架制作：钢筋笼骨架在制作场内分节制作.

采用胎具成型法：用槽钢和钢板焊成组合胎具，每组胎具由上横梁、立梁和底梁三部分构成.上横梁和立梁分别通过插轴、角钢与底梁连接,并与焊在底梁上的钢板组合成同直径、同主筋根数、有凹槽的胎模.每个胎模的间距为设计加劲箍筋的距离，即按每节钢筋骨架的

加劲箍筋数量设立胎具.将加劲箍筋就位于每道胎具的同侧,按胎模的凹槽摆焊主筋和箍筋，全部焊完后，拆下上横梁、立梁，滚出钢筋骨架，然后吊起骨架搁于支架上,套入盘筋，按设计位置布置好螺旋筋并绑扎于主筋上,点焊牢固，最后安装和固定声测管。

钢筋笼保护层的设置采用绑扎混凝土预制块,混凝土预制块为15cm×20cm×8cm，靠孔壁的一面制成弧面，靠骨架的一面制成平面,并有十字槽.纵向为直槽，横向为曲槽，其曲率与箍筋的曲率相同,槽的宽度和深度以能容纳主筋和箍筋为度。在纵槽两旁对称的埋设两根备绑扎用的U型12号铁丝。垫块在钢筋笼上的布置以钻孔土层变化而定，在松软土层内垫块应布置较密。一般沿钻孔竖向每隔2米设置一道，每道沿圆周对称的设置4块。

B。钢筋笼的存放、运输与现场吊装

钢筋骨架临时存放的场地必须保证平整、干燥。存放时,每个加劲筋与地面接触处都垫上等高的木方，以免受潮或沾上泥土。钢筋笼的各节段要排好次序,挂上标志牌,便于使用时按顺序装车运出。

钢筋骨架在转运至墩位的过程中必须保证骨架不变形。采用汽车运输时要保证在每个加劲筋处设支承点，各支承点高度相等;采用人工抬运时,应多设抬棍,并且保证抬棍在加劲筋处尽量靠近骨架中心穿入，各抬棍受力尽量均匀.

在安装钢筋笼时，采用两点起吊。钢筋笼直径大于1200mm,长度大于6m时，应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。吊放钢筋笼入孔时应对准孔径，保持垂直，轻放、慢放入孔，入孔后应徐徐下放,不宜左右旋转,严禁摆动碰撞孔壁。若遇障碍应停止下放，查明原因进行处理.严禁高提猛落和强制下放.

第一节骨架放到最后一节加劲筋位置时,穿进工字钢，将钢筋骨架临时支撑在孔口工字钢上，再起吊第二节骨架与第一节骨架连接，在钢筋笼的接长、安放过程中，始终保持骨架垂直；钢筋笼接长采用同轴心搭接单面焊,每节接长保证顺直度满足要求，接头牢固可靠，同一断面接头数量不超过总根数的二分之一.钢筋笼接好后严格检查接头质量,并边下沉边割掉笼内十字撑。

钢筋笼最上端的定位,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浮笼，钢筋笼的定位采用螺纹钢筋悬挂在钢护筒上。钢筋笼中心与桩的设计中心位置对正，反复核对无误后再焊接定位于钢护筒上，完成钢筋笼的安装。钢筋笼定位后，在4h内浇注混凝土,防止坍孔。

⑨第二次清孔

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序后，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.待孔底泥浆各项技术指标均达到设计要求,且复测孔底沉渣厚度达到要求后，清孔完成,立即进行水下混凝土灌注。

⑩灌注水下混凝土

A。采用垂直导管法进行水下混凝土的灌注.导管用内径300mm的钢管，每节长2.0～2。5m,配1节0。5m、1节1。0m的短导管,由管端粗丝扣连接，接头处用双密封防水。导管使用前，应进行接长进行拉力和水密试验.下导管时应防止碰撞钢筋笼，导管支撑架用型钢制作,支撑架支垫在钻孔平台上。混凝土灌注过程中用钻架吊放拆卸导管.

B.水下混凝土施工采用混凝土搅拌车运输、到达孔位后直接放入导管顶部的漏斗内。混凝土进入漏斗时的坍落度控制在18～22cm之间，并有良好的和易性。混凝土初凝时间应保证灌注工作在首批混凝土初凝前内时间完成。

C。水下灌注时的首批混凝土，其数量必须经过计算，使其有一定的冲击能量,能把泥浆从导管中排出，并保证导管下口埋入混凝土的深度不少于1m.必要时可采用储料斗。

D。水封混凝土剪球后,应连续进行.在整个灌注过程中，导管埋入混凝土的深度一般控制在2~6m以内，不得中途停止,否则,及时分析原因处理。

E。灌注水下混凝土时，及时检测所灌注的混凝土面高度，以控制导管埋入深度和桩顶标高.

F。在混凝土灌注过程中，要防止混凝土拌和物从漏斗溢出或从漏斗处掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝固，致使测深不准。同时应设专人注意观察导管内混凝土下降和井孔水位上升，及时测量复核孔内混凝土面高度及导管埋入混凝土的深度,做好详细的混凝土施工灌注记录，正确指挥导管的提升和拆除.探测时必须仔细，同时以灌入的混凝土数量校对，防止错误.

G.施工中导管提升时应保持轴线竖直和位置居中,逐步提升。如导管接头卡住钢筋管架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，移到钻孔中心。

H。成桩检测

对钻孔桩桩身全部进行无损检测。检测方法符合《铁路工程基桩无损检测规程》

（TB10218）的规定。