钻孔灌注桩心得

灌注桩心得

一、泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺

泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁，钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔，而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土而成桩。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反）循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。

泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程如下：

(1)测定桩位。(2)埋设护筒。护筒的作用是：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。护筒用4—8mm厚钢板制成，内径比钻头直径大100—200 mm，顶面高出地面0．4～0.6 m，上部开1一2个溢浆孔。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于1 m，在砂土中不宜小于1．5 m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位1 m以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大0．8～1．0m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50 mm，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。

(3)泥浆制备。泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等，其中以护壁为主。

泥浆制备方法应根据土质条件确定：在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆，排渣泥浆的密度应控制在1．1～1．3g／cm3；在其他土层中成孔，泥浆可选用高塑性(Ip≥17)的粘土或膨润土制备；在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆密度应控制在1．1—1．3 g／cm3；在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制在1．3～1．5 g／cm3。施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为粘度18～22s、含砂率不大于8％、胶体率不小于90％，为了提高泥浆质量可加入外掺料，如增重剂、增粘剂、分散剂等。施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。

(4)成孔方法

①回转钻成孔。回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。

正循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，由泥浆泵往钻杆输进泥浆，泥浆沿孔壁上升，从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池，经沉淀处理返回循环池（图2-19）。正循环成孔泥浆的上返速度低，携带土粒直径小，排渣能力差，岩土重复破碎现象严重，适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层，对于卵砾石含量不大于15％、粒径小于10 mm的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用。桩孔直径不宜大于1 000 mm，钻孔深度不宜超过40 m。正循环钻进主要参数有冲洗液量、转速和钻压。保持足够的冲洗液(指泥浆或水)量是提高正循环钻进效率的关键。一般砂土层用硬质合金钻头钻进时，转速取40～80r／min，较硬或非均质地层中转速可适当调慢，对于钢粒钻头钻进时，转速取50~120r／min，大桩取小值，小桩取大值；对于牙轮钻头钻进时，转速一般取60—180r／min，在松散地层中，应以冲洗液畅通和钻渣清除及时为前提，灵活确定钻压；在基岩中钻进时，可以通过

配置加重铤或重块来提高钻压；对于硬质合金钻钻进成孔，钻压应根据地质条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式、切削具数目、设备能力和钻具强度等因素综合确定。

②反循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外的成孔方法（图2-20）。根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环、气举反循环和喷射{射流)反循环三种施工工艺，泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆的水流上升而形成反循环；喷射反循环是利用射流泵设出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而行程反循环；气举反循环是利用送人压缩空气使水循环，钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱重度差有关，随孔深增大效率增加。当孔深小于50m时，宜选用泵吸或射流反循环；当孔深大于50m时，宜采用气举反循环。

③冲击钻成孔。冲孔是用冲击钻机把带钻刃的重钻头(又称冲锤)提高，靠自由下落的冲击力来削切岩层，排出碎渣成孔。冲击钻机有钻杆式和钢丝绳式两种。前者所钻孔径较小、效率低、应用较少。后者钻孔直径大，有800mm、1 000mm、1 200mm几种。钻头可用锻制或用铸钢制造，钻刃用T18号钢制造，与钻头焊接。钻头形式有十字钻头及三翼钻头等。锤重500～3 000kg。冲孔施工时，首先准备好护壁料，若表层为软土，则在护筒内加片石、砂砾和粘土(比例为3：1：1)；表层若为砂砾卵石，则在护筒内加小石子和粘土(比例为1：1)。冲孔时，开始低锤密击，落距为0．4—0．6 m，直至开孔深度达护筒底以下3—4 m时，将落距提高至1．5～2m。掏渣采用抽筒，用以掏取孔内岩屑和石渣，也可进入稀软土、流砂、松散土层排土和修平孔壁。掏渣每台班一次，每次约4—5桶。用冲击钻冲孔，冲程为0．5～1．0 m，冲击次数40～50次／min，孔深可达300m。采用这种冲击钻冲孔可适用于风化岩及各种软土层成孔。但由于冲击锤自由下落时导向不严格，扩孔率大，实际成孔直径比设计桩径要增大10％～20％。若扩孔率增大，应查明原因后再成孔。

（5)清孔。当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后，应立即进行清孔，目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载能力，确保桩基质量。清孔方法有真空吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法。

换浆法又叫置换法，是用新搅拌的泥浆置换孔底泥浆，即用泥浆循环方法清孔。清孔后泥浆容重应控制在1．15—1.25之间，泥浆取样均应选在距孔底0．2一0．5m处，置换法适用于在孔壁土质较差的软土、砂土以及粘土中清孔。

清孔应达到如下标准才算合格：一是对孔内排出或抽出的泥浆，用手摸捻应无粗粒感觉，孔底500mm以内的泥浆密度小于1．25g／cm3(原土造浆的孔则应小于1．1g／cm3)；二是在浇筑混凝土前，孔底沉渣允许厚度符合标准规定，即端承桩≤50mm，摩擦端承桩、端承摩擦桩≤100m m，摩擦桩≤300mm。

(6)吊放钢筋笼。清孔后应立即安放钢筋笼、浇混凝土。钢筋笼一般

都在工地制作，制作时要求主筋环向均匀布置，箍筋直径及间距、主筋保护层、加劲箍的间距等均应符合设计要求。分段制作的钢筋笼，其接头采用焊接且应符合施工及验收规范的规定。钢筋笼主筋净距必须大于3倍的骨料粒径，加劲箍宜设在主筋外侧，钢筋保护层厚度不应小于35mm(水下混凝土不得小于50 mm)。可在主筋外侧安设钢筋定位器，以确保保护层厚度。为了防止钢筋笼变形，可在钢筋笼上每隔2m设置一道加强箍，并在钢筋笼内每隔3 —4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在吊放入孔后拆除。吊放钢筋笼时应保持垂直、缓缓放人，防止碰撞孔壁。

若造成塌孔或安放钢筋笼时间太长，应进行二次清孔后再浇筑混凝土。

(7)水下浇筑混凝土。泥浆护壁成孔灌注桩的水下混凝土浇筑常用导管法，混凝土强度等级不低于C20，坍落度为18～22cm。所用设备有金属导管、承料漏斗和提升机具等。

导管一般用无缝钢管制作，直径为200—300 mm，每节长度为2—3m，最下一节为脚管，长度不小于4m，各节管用法兰盘和螺栓连接。承料漏斗利用法兰盘安装在导管顶端，其容积应大于保证管内混凝土所必须保持的高度和开始浇筑时导管埋置深度所要求的混凝土的体积。

隔水栓(球塞)用来隔开混凝土与泥浆(或水)，可用木球或混凝土圆柱塞等，其直径宜比导管内径小20—25mm。用3~5 mm厚的橡胶圈密封，其直径宜比导管内径大5—6mm。

导管使用前应试拼装、过球和进行封闭水压试验，试验压力为0．6一1．0MPa，不漏水者方可使用。浇筑时，用提升机具将承料漏斗和导管悬吊起来后，沉至孔底，往导管中放隔水栓，隔水栓用绳子或铁丝吊挂，然后向导管内灌一定数量的混凝土，并使其下口距地基面约300 mm，立即迅速剪断吊绳(水深在10m以内可用此法)、或让球塞下滑至管的中部或接近底部再剪断吊绳，使混凝土靠自重推动球塞下落，冲向基底，并向四周扩散，球塞被推出管后，混凝土则在导管下部包围住导管，形成混凝土堆，这时可把导管再下降至基底100～200mm处，使导管下部能有更多的部分埋入首批浇筑的混凝土中。然后不断地将混凝土通过承料漏斗浇入导管内，管外混凝土面不断被挤压上升。随着管外混凝土面的上升，相应地逐渐提升导管。导管应缓缓提升，每次200mm 左右，严防提升过度，务必保证导管下端埋人混凝土中的深度不少于规定的最小埋置深度；一般情况下，在泥浆中浇混凝土时，导管最小埋置深度不能小于1m，适宜的埋置深度为2～4m，但也不宜过深，以免混凝土的流动阻力太大，易造成堵管。混凝土浇筑过程应连续进行，不得中断。混凝土浇筑的最终标高应比设计标高高出0．5 m。

二、监理控制要点

1、监理依据

施工设计图纸、地质勘察资料、设计变更、审批的施工方案及相关规范2、控制要点

1）、施工前控制要点

（1）、检查施工单位的质量保证体系、安全保障体系、施工方案；

（2）、检查施工人员资质、专职安全员和特殊工种持证上岗情况；

（3）、检查钢筋、焊条等原材料的质保证明和检测报告，并对商品混凝土厂家进行考察，收集厂家资质和混凝土配合比等资料。

（4）、检查现场测量仪器校定证明和机械设备的出场合格证。

（5）、对现场水准点和导线点进行复测。

在施工准备工作到位以后复测桩位，误差需在规范允许范围内。护筒埋设应平稳，与坑壁之间用粘土夯实，检测护筒中心与桩位中心偏位不大于5cm，在护筒四周埋设护桩便于随时对桩位的校核。钻机就位后检查钻杆的垂直度、平整度以及钻机定位是否牢固，对钻头中心进行校核。

（6）、正式开钻前要检查循环泥浆的粘度、含砂率及比重。在现场监理中，要严格按照设计要求检测泥浆指标。泥浆质量直接影响护壁的效果，因而决定着钻孔的稳定。

2）．施工中控制

（1）钻孔过程中要适当监控钻进速度与进尺:由硬地层钻到软地层可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要少加压慢钻进；在易缩径的地层中，应适当增加扫空次数，防止缩径；对硬塑层采用大压力快转速钻进，以提高钻进效率；砂层则采用中等压力，慢转速并适当增加泥浆比重和粘度。

钻进过程中定时对钻头中心偏位进行校核和调整，并对循环泥浆指标定时抽测监控。钻孔至设计深度（采用测绳量测孔深）后加水调整泥浆比重至1.20左右开始提钻。泥浆应选在距孔底20～50㎝内取

样，进行第一次清孔。

（2）对预制钢筋笼的检查重点是主筋、加劲箍筋、螺旋箍筋、保护筋的数量、长度、规格、间距、加密区长度等是否满足设计要求，钢筋搭接长度、焊接质量是否满足规范要求。在吊装钢筋笼前应采用自制探孔器进行探孔，以确认桩孔的垂直度和完整性。钢筋笼的吊装应双点起吊，入孔时必须保持垂直状态，对准孔位慢慢轻放。在每节钢筋笼放入前必须检查与上节钢筋笼主筋的搭接情况和螺旋箍筋的焊接质量。钢筋笼顶标高和中心偏位必须符合设计及规范要求。

（3）导管使用前必须进行密水试验，确保无漏水、渗水现象。导管接头处必须加密封圈并上紧丝扣。导管下完后，利用导管进行第二次清孔，用测绳量测孔深（灌注桩在灌注前是以检查孔深来反映桩长的指标。明确桩底在什么位置，孔上量测起止点如何确定，怎样计算。孔深检测的目的是桩长必须符合设计的要求。桩底标高是设计施工图已确定的，根据设计要求桩底标高不应包括钻头锥体的高度。所以检验孔深最直接、精确的方法是计算钻进深度即钻头（不包括锥体高度）加上各钻杆钻进的累计长度。应以钻机转盘顶标高作为孔深量测的基准面。要求每根桩钻机就位开钻前必须测量转盘顶标高，由技术人员根据孔底标高计算出钻孔进尺深度向操作人员进行书面交底）及沉渣厚度不得大于5公分（掌握用测绳测量的方法，弄清成孔后桩尖标高、清孔后孔底标高、护筒顶标高之间的关系。桩尖标高包括钻头锥体高度在内，成孔后的钻碴都沉淀在桩尖处，检查时测绳应在孔中心或靠近导管处测量沉淀厚度。沉淀厚度＝桩尖标高-清孔后孔底标高。一般以护筒顶标高作为测量沉淀的基准面，护筒顶标高、转盘顶标高在开钻前应用水准仪测量。沉淀厚度检查在水下混凝土灌注前进行，沉淀厚度超标应继续清孔），检测泥浆三项指标（相对密度：1.03～1.10，粘度17～20pa·s，含砂率<2%）符合设计及规范要求后才能进行混凝土灌注施工。

（4）混凝土开始灌注前清孔不能停止时间过长，一般控制在1.5～3h以内，不宜超过4h，否则会导致沉渣过多。混凝土灌注时，应检查隔水栓是否放置，导管底至孔底应控制在0.3～0.5m，首灌混凝土量应根据孔径计算，确保首灌混凝土埋管深度大于1m，坍落度控制在20～22cm之间以便于首灌混凝土快速冲孔。（首灌量根据以下公式计算：V=h1×πd2/4+H0×A H0=HD+HB h1=H w×r w/r c式中：HD：-导管底至孔底的高度，取0.4m-0.5m；HB-导管的埋置深度，一般去0.8m-1.5m；A-灌注桩的横截面积；r c-混凝土比重，取24KN/M3;r w-泥浆比重，取12KN/M3;H W-预计首灌混凝土面至桩孔泥浆液面的高度；d-导管直径）。

在混凝土灌注过程中，拔管前先用测绳量测混凝土面高度，控制拔管节数，保证导管埋入混凝土深度在2～6m。在混凝土面接近钢筋笼底端时，缓慢提升导管，防止混凝土上升过快造成浮笼。混凝土应灌注至设计桩顶高程以上0.5～1m，确保桩顶混凝土质量。在混凝土灌注过程中，必须抽检混凝土坍落度，控制在18～22cm之间，每根桩不得少于2组混凝土试块，并做上标记。

（5）、监理在钻孔过程中应检查施工钻孔记录、终孔后留样、孔深及沉渣厚度，并检测泥浆三项指标。在混凝土灌注过程中，检查混凝土坍落度，混凝土试块、拔管速度、混凝土实际浇筑方量，并做好旁站记录。

三、施工中异常情况处理

钻孔灌注桩的全过程施工中常常会出现各种各样的事故，作为现场监理应掌握相应的处理方法。

1.在钻孔过程中如遇到钻头埋钻、掉钻情况，可采用钢丝绳套打捞钻头，或请专业潜水员潜入孔底打捞钻头。

2.如出现停电或钻机损坏，应提起钻头防止埋钻。

3.如发现钻头中心偏位过大，可回填片石校正钻头后重新钻进。

4.在混凝土灌注时，如发生堵管事故，则应敲击导管或上下升降导管（上下距离控制在100cm以内），抖动起吊绳，也可采用长钢钎或Φ25以上钢筋冲凿导管内混凝土，如果以上方法无效，只有采用重插法，提升导管出孔外，清理后重新插入混凝土50cm左右，进行第二次灌注。

5如发生拔断导管事故，可采用重插法，清除拔断导管移位重新插入新导管。如果桩混凝土面离设计桩顶3m内时，可采用接桩法处理，挖出桩头，凿除混凝土浮浆、松散层，并凿出钢筋，整理、清除后接长，绑扎钢箍等构造筋后，再浇筑混凝土至设计标高。