冲击钻成孔工艺

钻孔灌注桩冲击钻机械施工工艺一、工艺特点：冲击钻锥钻孔的特点是靠冲锥的重量和冲击功能直接冲击、破碎土、石，用泥浆悬浮钻渣。

使冲击钻能正常冲击到新的土（岩）层，然后用掏渣筒取出钻渣的成孔方法。

二、适用范围此工法适宜用于地层为亚粘土、砂类土、砾石、卵石、漂石、软岩石，硬岩石等绝大多数地层，可在丘陵地或水上作业。

采用泥浆护壁冲击钻锥钻孔，孔的深度一般50m 以内，直径为1.0-2.5m 的钻孔桩，均可使用。

三、施工程序及操作要点（一）施工工艺见下页（二）操作要点1. 施工场地清除杂物，整平夯实，在场地边缘挖排水沟，使场内雨水排出方便，且适宜于人员操作，机械的安装运转。

施工开始前应保证水、电、路三通，达到施工条件需要。

钻孔位于水上时，可先筑岛、搭设水上钻孔施工平台，然后进行钻孔桩施工。

2. 测量放样：准确测量定出各钻孔桩中心位置，为了保证钻孔位置的准确无误，在桩中心位置的四周应设置保护桩。

3. 护筒的制作与埋设：（1）钢护筒的制作按规范要求，在设计制作钢护筒时护筒直径要比钻孔桩直径大20～30cm，为了施工的安全，选用钢护筒的直径比桩径大30cm为宜，护筒卷制的钢板厚度应不小于设计的厚度，为加强护筒的整体刚度和圆度，在每个护筒的上下口及中腰部加焊用10＃槽钢卷制的加强圈。

护筒每节长度为8～10.5米，加工旁弯应控制在2cm以内，椭圆度应控制在2cm以内。

焊缝采用坡口双面焊，所有焊缝必须连续焊接，以保证其密封不漏水。

（2）在陆地或筑岛围堰上施工，可使用人工或机械开挖坑埋设护筒，护筒埋设时应使护筒的平面位置中心与桩设计中心一致，中心偏差不得大于2cm，倾斜度偏差不大于1％；护筒顶宜高出地下水位1.5m-2m，高出地面0.3m，旱地或浅水处，粘性土不小于1.0-1.5m，砂性土应将护筒周围0.5-1.0m 范围内挖除，回填粘性土，并夯冲击锤成孔工艺流程图实至护筒底0.5m 以上；冰冻地区应埋入冻层以下0.5m；（3）钻孔位于水上时，护筒可以是钢板卷制或钢筋砼制成。

护筒较长时可以在场内分节制做，然后运至桩位处现场组拼就位、下沉。

护筒下沉的方法有压重、振动、锤击等。

压重下沉的方式适用于海底地质比较松软，承载力较低的地层，靠外重与护筒本身的重量下沉。

在海底土层靠自重和压重不易被压入地层时，可采用锤击的方式，锤击的同时也可辅以筒内除土等方式。

护筒沉设也可以采用振动下沉的方式，振动下沉即采用振动锤下沉。

下沉时用振动锤的液压钳夹紧护筒的顶部，振动锤有单液压钳式和双液压钳式，双液压钳式可直接夹住护筒沉设，单液压钳式一般应采用桩帽辅助。

护筒的底应埋入局部刷线以下至少1.0～2.0m，总埋入海底的深度不得少于3.0m。

护筒顶部应高出最高水位1.5～2.0米，以防护筒内产生负水压而使孔壁塌方，造成塌孔。

4.安装钻机（1）钻机稳定地安装在钻孔的一侧，钻机支承垫木不得压在孔口钢护筒上并使钻机摆放稳固，避免钻机产生下沉而使钻孔位置偏离设计中心线；（2）选择适宜地层的配套钻锥和钻孔事故处理的配套机具，接通水电供应，备好造泥浆粘土和泥浆池；（3）调整钻机，使钻锥起吊滑轮缘，钻锥中心和桩孔中心三者在同一垂线上，即钻锥的起吊钢丝绳和桩孔的中心在同一直线上，稳定好钻机和扒杆缆风绳。

5.钻机钻进（1）开始钻孔时应先在孔内灌注泥浆，泥浆比重指标根据土层情况而定，钻进时应保持钻锥稳定，应采用小冲程，慢速，使初开孔坚实，竖直能起导向作用，避免碰撞护筒；（2）钻进过程中，随时注意孔内水压差，以防止产生涌沙。

根据钻进中的实际地质情况随时调整泥浆及钻锥的落距，亚粘土钻锥的落距不能大于1m，并调整合格泥浆；沙层、砾石、卵石、岩石应把落距控制在1.5-2.5m，并调大泥浆比重；（3）钻进时及时填写钻孔施工记录，连续三班作业，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项；（4）钻进过程中随时检查，钻锥的起吊钢丝绳和桩孔中心是否在同一直线上，如不在同一直线上，应调整钻机使其符合要求再钻进；（5）因故停钻时，孔口应护盖，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻；（6）在钻孔排渣、提钻、除土或因故停钻时，应保持孔内有规定的水头和符合要求的泥浆密度、粘度，以防坍孔。

6.检孔（1）钻进中应用检孔器检孔，检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于设计孔径的4-6 倍。

终孔后按要求检查桩孔的孔位、孔径、倾斜度、泥浆比重等指标；（2）采用适当的仪器具及时检查孔的中心位置、孔径、孔深、倾斜度、孔内沉淀层厚度，各项技术指标超过允许偏差时，要及时研究处理。

7.清孔（1）检孔完成后，立即进行清孔；（2）根据钻进配备条件，可采用掏渣清孔法、抽浆清孔法、喷射清孔法、反循环、气举反循环法、不论采用何种清孔法，在清孔排渣时必须保持孔内水头，并不宜过猛过快，防止坍孔底及孔上涌；（3）清孔达到孔底沉淀厚度符合标准，泥浆含砂量减少到符合要求为止。

8.下钢筋笼（1）按设计要求制做钢筋笼，顶端设置吊环，在骨架主筋外侧设置控制保护层厚度的砼垫块，垫块的强度要求同桩身混凝土。

（2）清孔结束应及时安装钢筋笼，钢筋笼用吊车或龙门吊安装，钢筋笼安装要对准孔位下放，下放时尽量不要碰撞孔壁，以免碰撞孔壁后引起孔壁塌方。

焊接完毕后要稳固，并采用有效的方式使钢筋笼的中心与桩孔的中心重合。

9.下砼导管（1）按桩孔深度并且有一定的富裕来准备砼灌注导管，混凝土导管的直径在25-30cm 之间。

导管使用前要进行试拼，在试拼和使用时两导管之间要加密封圈，以保证导管接口严密不漏浆。

导管试拼完毕后，要进行水密试验和抗拉试验，以保证使用过程中的安全；（2）导管上口设置储料槽和漏斗，在灌注末期，漏斗底口高出井孔水面或桩顶的必须高度，不宜小于4-6 米，或采用计算式：hc≥(Po+rwHw)/rw式中：hc——井孔砼面以上，导管内砼柱（计算至漏斗底口）高度（m）Hw——井孔内砼面以上，水或泥浆深度（m）rc——砼拌和物的容重（kN/m3）rw——井孔内水或泥浆容重（kN/m3）Po——使导管内砼下落至导管底并将导管外的砼顶升时所需的超压力采用100-150Kpa，桩径1m 左右时取低限，2m 左右时取高限；（3）导管底位于桩孔中央，灌砼前进行升降试验，并稳定导管使导管下口至孔底距离为40cm；（4）安装好储料槽、漏斗、导管后，在漏斗底部放直径略小于导管直径的隔水球或其它可靠的隔水装置，供灌注首批混凝土使用。

10、水下砼配制（1）配制砼所用材料应符合下列要求：A. 采用水泥的初凝时间不宜早于2.5 小时，水泥的标号不宜低于425 号；B. 粗骨料宜优先选用卵石，如采用碎石，宜适当增加含砂率，骨料最大粒径不应大于导管内径的1/6-1/8 和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm；另外粗骨料还要使碱集料反应不大于规范规定要求。

C. 细骨料宜采用级配良好的中砂。

（2）砼的砂率宜采用40-50％，水灰比宜采用0.5-0.6，有试验依据时，砂率和水灰比可以酌情加大或减小；（3）砼的拌和物应有良好的和易性，在运输和灌注过程中无显著的离析、泌水，灌注时保持有足够的流动性，其坍落度宜为18-22cm；（4）每立方米砼的水泥用量为：水泥164kg，粉煤灰230kg，矿粉76kg。

另外掺加聚羧酸减水剂，引气剂、阻锈剂等。

砼的性能要达到设计规定的要求，并符合耐久性的指标要求。

（5）配备足够的砼拌和、运输、灌注设备。

11.水下砼的灌注（1）灌注砼前，应探测孔底泥浆沉淀厚度，如大于规定要求应再次清孔，注意孔壁的稳定，防止坍孔；（2）砼运到灌注地点时，应检查均匀性和坍落度等，不符合要求时重新拌和，二次拌和后仍不符合要求的不得使用；（3）备足首次砼，剪球后一次落入孔中砼数量将导管埋入砼中的深度不得小于1m；（4）开始灌注砼后，应连续进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间，当导管内砼不满时，应徐徐地灌注，防止在导管内造成高压空气气囊、堵塞导管影响砼的灌注；（5）在灌注过程中应经常保持井孔水头，防止坍孔；（6）在灌注进程中，经常探测井孔内砼面的位置，及时地调整导管的埋深，导管的埋深一般不宜小于2m 或大于6m；（7）在灌注过程中，认真作好施工记录，采用较为精确的器具经常探测孔内砼面的位置，将拆卸导管的时间、长度与砼中的埋深准确记录，指导灌注施工正常进行；（8）当孔中砼面接近和进入钢筋骨架时，注意使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减少砼的悬浮力，当砼面进入钢筋骨架一定深度后，应适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深；（9）灌注过程中，应将井孔内溢出的泥浆经栈桥的泥浆输送管排放到岸边的泥浆池内，不得随意排放，污染环境；（10）灌到桩顶标高后，应预加一定的砼高度，一般比设计高出不小于0.5-1.0m；（11）拔护筒：若灌注桩为陆上钻孔桩时，灌注砼完成后，如有可能应及时拔出护筒，以备循环使用。

（12）若钻孔桩为水中桩时，在混凝土灌注完毕后应及时清理桩头多余混凝土，为保证桩头混凝土的质量，要使桩头多出10cm～20cm左右，并用振动棒把桩头50cm内的混凝土振捣密实。

（三）故障处理1．遇有坍孔，应仔细分析，查明原因和位置，然后进行处理，坍孔不严重时，应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，查明坍孔原因，采取相应措施重钻，坍孔部位不深时，可采用深埋护筒法，将护筒周围用土填实，重新钻孔；2．遇有孔身偏斜、弯曲时，应分析原因，进行处理，方法可以在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直，偏斜严重时，应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后再钻进；3．遇有扩孔、缩孔时，应采取防止坍孔和防止钻锥摆过大的措施，已发生缩孔时，采用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径；4．遇有钻孔漏浆时，如护筒内水头不能保持，宜采取将护筒周围回填筑实，增加护筒沉埋深度，适当减小水头高度，或采取加稠泥浆，也可以填入片石、碎卵石土，反复冲击，以增强护壁；5．发生卡钻或埋钻事故后，应查明原因，是否钻渣过多、坍孔或底层上涌。

但均不宜强提，只宜轻提，轻提不动时，可用小冲击钻锥冲击或用冲吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出；6．掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落体已被泥砂埋住，应在孔中先清除泥砂，使打捞工具能够接触到落体后再打捞；7．在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或没有其它防护设施的钻孔中处理故障，当必须下入护筒或其它防护设施的钻孔内时，应采取防溺、防坍埋等安全设施后方可行动；8．灌注砼中发生故障，可根据下列情况进行处理：（1）首批砼灌后导管进水时，应将已灌入的砼拌和物吸出，改正操作方法，重新进行灌注；（2）在砼面处于井孔中水面以下不很深的情况下，导管进水时，可采用底塞隔水的方法，并加一定的压力重新插入导管或将导管中的水抽出，再恢复灌注；（3）灌注开始不久发生导管堵塞时，可用长杆冲捣或用振捣器振动导管；（4）用前述方法无效时，应及时将导管拔出，将已灌注的砼吸出，拔出钢筋笼，重新清孔、吊装钢筋笼和灌注砼；（5）按上述方法处理达不到要求时，应重新补桩或会同有关单位研究补救措施。