灌注桩施工工艺和方法

灌注桩施工工艺和方法

何谓灌注桩

灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。根据成孔工艺不同，分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩和爆扩成孔的灌注桩等。灌注桩施工工艺近年来发展很快，还出现夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。

灌注桩能适应各种地层的变化，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格，施工后需较长的养护期方可承受荷载，成孔时有大量土渣或泥浆排出。

干作业成孔灌注桩

干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质，勿需护壁可直接取土成孔。目前常用螺旋钻机成孔，亦有用洛阳铲成孔的。

螺旋钻机

螺旋钻机成孔灌注桩是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外（图2-10）。在软塑土层，含水量大时，可用疏纹叶片钻杆，以便较快地钻进。在可塑或硬塑粘土中，或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆，缓慢地均匀地钻进。操作时要求钻杆垂直，钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能是遇到石块等异物，应立即停机检查。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300~600mm，钻孔深度为8~20m。钻进速度应根据电流值变化及时调整。在钻进过程中，应随时清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。

图2-10 步履式螺旋钻机

1—上底盘；2—下底盘；3—回转滚轮；4—行车滚轮； 5—钢丝滑轮；6—回转轴；7—行车油缸；8—支盘 泥浆护壁成孔钻机

泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁并排出土渣而成孔，不论地下水位高或低的土层皆适用。多用于含水量高的软土地区。泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣以及冷却与润滑钻头的作用。泥浆一般需专门配制，当在粘土中成孔时，也可用孔内钻渣原土自造泥浆。

成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻等，其中以回转钻机应用最多。 1.回转钻机成孔

回转钻机是由动力装置带动钻机的回转装置转动，并带动带有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。切削形成的土渣，通过泥浆循环排出桩孔。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环和反循环。

根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放条件、允许沉渣厚度等进行选择，但对孔深大于30m的端承型桩，宜采用反循环。 在陆地上杂填土或松软土层中钻孔时，应在桩位孔口处设护筒，以起定位、保护孔口、维持水头等作用。护筒用钢板制作，内径应比钻头直径大10cm，埋入土中深度通常不宜小于1.0~1.5m，特殊情况下埋深需要更大。在护筒顶部应开设1~2个溢浆口。在钻孔过程中，应保持护筒内泥浆液面高于地下水位。 于水中施工，在水深小于3m的浅水处，亦可适当提高护筒顶面标高，以减少筑岛填土量（图2-11）。如岛底河床为淤泥或软土，宜挖除换以砂土；若排淤换土工作量大，则可用长护筒，使其沉入河底土层中。在水深超过3m的深水区，宜搭设工作平台（可为支架平台、浮船、钢板桩围堰、木排、浮运薄壳沉井等），下沉护筒的定位导向架与下沉护筒见图2-12。

图2-11 围堰筑岛埋设护筒 1—夯填粘土；2—护筒

图2-12 搭设平台固定护筒

1—护筒；2—工作平台；3—施工水位；4—导向架；5—支架 在粘土中钻孔，可采用自造泥浆护壁；在砂土中钻孔，则应注入制备泥浆。注入的泥浆比重控制在1.1左右，排出泥浆的比重宜为1.2~1.4。钻孔达到要求的深度后，测量沉渣厚度，进行清孔。以原土造浆的钻孔，清孔可用射水法，此时钻具只转不进，待泥浆比重降到1.1左右即认为清孔合格；注入制备泥浆的钻孔，可采用换浆法清孔，至换出泥浆的比重小于1.15时方为合格，在特殊情况下泥浆比重可以适当放宽。

钻孔灌注桩的桩孔钻成并清孔后，应尽快吊放钢筋骨架并灌注混凝土。在无水或少水的浅桩孔中灌注混凝土时，应分层浇筑振实，每层高度一般为0.5~0.6m，不得大于1.5m。混凝土坍落度在一般粘性土中宜用50~70mm；砂类土中用70~90mm；黄土中用60~90mm。水下灌注混凝土时，常用垂直导管灌注法进行水下施工，施工方法见第三章有关内容。水下灌注混凝土至桩顶时，应适当超过桩顶设计标高，以保证在凿除含有泥浆的桩段后，桩顶标高和质量能符合设计要求。

施工后的灌注桩的平面位置及垂直度都需满足规范的规定。灌注桩在施工前，宜进行试成孔。 2. 潜水钻机成孔

潜水钻机是一种旋转式钻孔机械，其动力、变速机构和钻头连在一起，加以密封，因而可以下放至孔中地下水位以下进行切削土壤成孔（图2-13）。用正循环工艺输入泥浆，进行护壁和将钻下的土渣排出孔外。

图2-13 潜水钻机

1—钻头；2—潜水钻机；3—电缆；4—护筒；5—水管； 6—滚轮支点；7—钻杆；8—电缆盘；9—卷扬机；10—控制箱

潜水钻机成孔，亦需先埋设护筒，其他施工过程皆与回转钻机成孔相似。 3．冲击钻成孔

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