第02章高层建筑桩基施工课件

第二章 高层建筑桩基施工

课程预习：

1、预制桩施工 2、混凝土灌注桩施工

高层建筑荷载大，占地面积小，在软土地基地区施工，大多采用桩基、箱基，或者桩基加箱基。如我国天津、上海、宁波、福州、广州、深圳等沿海一带软土地基地区广泛采用。

过去以预制桩为主，除钢筋混凝土方桩外，还采用预应力混凝土桩、钢管桩等，有的预应力钢筋混凝土桩，长度达70余米。上海88层金茂大厦用的钢管桩为声Φ14×12，桩长65m，送桩18m；

近年来，灌注桩得到很大发展，有冲孔、钻孔、挖孔等，且大直径钻孔灌注桩愈来愈受到重视，发展较快；此外，还发展了一些新的成桩工艺，如钻孔压浆成桩法等。同时，在预防沉桩对周围环境的影响及灌注桩的质量检验等方面都有长足的进步。

本章着重介绍预制桩施工中打桩公害的预防及大直径钻孔灌注桩施工等。

2.1 预制桩施工

一、钢筋混凝土预制桩施工 (一)工程地质勘察

工程地质勘察是桩基础设计与施工的重要依据，内容应包括下列几方面： (1)勘探点的平面布置图； (2)工程地质柱状图和剖面图；

(3)土的物理力学指标和建议的单桩承载力；

(4)静力触探或标准贯人试验； (5)地下水情况。

(二)桩的制作、运输和堆放

钢筋混凝土预制桩制作的施工组织设计宜包括下述内容：

(1)工程概况、地点，制桩数量、规格及混凝土强度等级，绘制标有施工现场及附近道路、建筑物、水源、电源等的总平面图；

(2)施工现场对道路、水、电通和场地平的具体要求和实施办法； (3)制桩场地平整加固及浇筑制桩地坪混凝土的措施；

(4)制桩现场平面布置图。制桩场地位置及尺寸；钢筋骨架制作场地及尺寸；模板制作及堆放场地；混凝土搅拌系统位置及尺寸；制桩作业流水；水平运输工具及路线；现场道路与排水设施；

(5)制桩模板结构图，包括脱模剂、隔离剂的涂刷要求； (6)桩身钢筋骨架的配料大样及绑扎成型要求； (7)混凝土配合比、坍落度及浇筑、捣实、养护要求； (8)材料、设备及劳动力计划；

(9)生产进度计划及保证质量与安全的技术措施。

高层建筑的桩基，通常是密集形的群桩，在桩架进场前，必须对整个作业区进行场地平整．以保证桩架作业时正直。同时还应考虑施工场地的地基承载力是否满足桩机作业时的要求，如日制履带式打桩机要求地基承载力0.12～0.13MPa，沪产步履式打桩机要求地基承载力为0.08MPa。若不足，则须在表层铺以碎石，并予以整平，以提高地基表面承载力，严防沉桩作业时桩机产生不均匀沉降，有时还须挖排水沟，以排除地面水。

钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架，宜用点焊，亦可绑扎。骨架的主筋宜用对焊，亦可用搭接焊，但主筋的接头位置应当错开。桩尖多用钢板制作，在制备钢筋骨架时就把钢板的桩尖焊好。钢筋骨架的允许偏差应符合规范的规

定。

主筋的保护层厚度要均匀，主筋位置要准确，否则如主筋保护层过厚，桩在承受锤击时，钢筋骨架会形成偏心受力，有可能使桩身混凝土开裂，甚至把桩打断。主筋的顶部要求整齐，如主筋参差不齐，个别的到顶主筋在承受锤击时会先受到锤的集中应力，可能由于没有桩顶保护层的缓冲作用而将桩打断。此外，还要保证桩顶部钢筋网片位置的准确性，以保证桩顶混凝土有良好的抗冲击性能。

钢筋混凝土预制桩的制作，有并列法、间隔法、重叠法等。粗骨料应采用5～40mm的碎石，不得以细颗粒骨料代替，以保证充分发挥粗骨料的骨架作用，增加混凝土的抗拉强度。浇筑钢筋混凝土桩时，宜由桩顶向桩尖连续进行浇筑，不得中断，以保证桩身混凝土的均匀性和密实性。

制桩时，应按规定要求做好记录，供验收时查用。预制桩的允许偏差应符合规范的规定。

预制桩应在混凝土达到100％的设计强度后方准进行起吊和搬运，如提前起吊，必须要经过验算。由于钢筋混凝土预制桩的抗弯能力低，起吊所引起的应力，往往是控制纵向钢筋的因素。

钢筋混凝土预制桩多在打桩现场预制，可用轻轨平板车进行运输。运输长桩时，可在桩下设活动支座。

堆放桩的场地必须平整坚实，垫木间距根据吊点来确定，垫木应在同一垂直线上。不同规格的桩，应分别堆放。

(三)桩的打设 1．打桩机械

打桩的机械设备包括桩架、桩锤及动力装置。 (1)桩架

桩架的作用是固定桩的位置，在打入过程中引导桩的方向，承载桩锤并保证桩锤沿着所要求的方向冲击桩。

桩架的高度，应为桩长、桩垂高度、桩帽厚度、滑轮组高度的总和，再加1～2m的余量用作吊桩锤之用。若用落锤，尚应包括落距的高度。常用的桩架有万能打桩架、柴油锤打桩架和起重机式打桩架。、柴油锤打桩架，由底座、导杆、斜撑、吊桩索、吊锤索等组成。我国目前应用较多的从日本引进的三点支撑桅杆式柴油桩架即属于此类，它打桩效率高，移动方便。

起重机式打桩架，即把导杆悬挂在起重机臂杆上面构成。 桩架的选择，主要根据桩锤种类、桩长、施工条件等而定。 (2)桩锤。

桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤、振动锤和液压锤六种。目前应用最多的是柴油锤。

柴油锤(图5-1)分导杆式、活塞式和管式三类。它的冲击部分是上下运动的汽缸或活塞。锤重0.22～15t，每分钟锤击次数为40～70次，每击能量为2500～395000J。

柴油锤的工作原理是当冲击部分落下压缩气缸里的空气时，柴油以雾状射入汽缸，由于冲击作用点燃柴油，引起爆炸，给在锤打击下已向下移动的桩以附加的冲力，同时推动冲击部分向上运动。柴油锤本身附有机架，不需附属的动力设备。

国外常用的柴油锤多为英国BSP国际基础有限公司、日本石川岛播磨和三菱、德国的德尔马和戴玛克、美国的林克贝尔提和科林-MKT、荷兰的赫拉等制造商制造的柴油锤。我国上海等地亦生产。

液压锤是在城市环境保护日益提高的情况下研制出的新型低噪音、无油烟、能耗省的打桩锤。它是由液压推动密闭在锤壳体内的芯锤活塞柱，令其往返实现夯击作用，将桩沉入土中。日本制造的液压锤，芯锤重量约2～l0t，锤击能量12~60．8kN·m，锤击次数为2．5～28次／min。可用于沉设钢筋混凝土桩和钢管桩。我国已研制成功液压锤，将用于打桩工程。

桩锤的选择，主要取决于土质、桩类型、桩的长度和重量、布桩密度和施工条件等。

1) 按桩锤冲击能选择

E≥25 P 2) 按桩重量复核

K= （M+C）/E

3)按经验选择桩锤

采用锤击沉桩时，为防止桩受冲击时产生过大的应力，导致桩顶破碎，应本着重锤低击的原则选锤。

通常可按表5-2选用锤重。但需要说明的是柴油锤在工作时，很难控制做到重锤低击。

4)按锤击应力选择

当桩锤锤击桩时，在桩内产生锤击应力，于桩头或桩端处最大。如该锤击应力超过一定数值，则桩易击坏，所以在选择桩锤时宜按下述控制值进行选择：

锤击应力应小于钢管桩材料抗压屈服强度的80％； 锤击应力应小于钢筋混凝土预制桩抗压强度的70％； 锤击应力应小于预应力钢筋混凝土桩抗压强度的75%。

关于锤击应力可按下述公式计算：

如上所述，锤击应力有一定限制，过大桩易打坏，但过小，将桩打至设计标高则锤击数过多，桩亦可能出现疲劳破坏。因此，最优的锤击应力尚待进一步研究。此外，有关规范还推荐了各种规格的桩适宜采用的桩锤。

桩锤的优化选择，要综合考虑多种因素。在城市中心施工还需考虑打桩引起的噪音，多数国家允许的噪音为70dB～90dB，如超过上述噪音限制，则需采取技术措施以减小或消除噪音。

2．打桩施工 (1)准备工作。

打桩前应平整场地，清除旧基础和树根．拆迁埋于地下的管线，处理架空的高压线路，进行地质情况和设计意图交底等。

打桩前应在打桩地区附近设置水准点，以便进行水准测量，控制桩顶的水平标高。还应准备好垫木、桩帽和送桩设备，以备打桩使用。

打桩前还应确定桩位和确定打桩顺序。确定桩位即将桩轴线和每个桩的准确位置根据设计图纸测设到地面上。桩轴线的位置偏差不得超过20mm，单排桩的轴线偏差不得超过10mm。确定桩位可用小木桩或撒白灰点，如为避免因打桩挤动土层而使桩位移动，亦可用龙门板拉线定位，这样定位比较准确。

正确确定打桩顺序和流水方向，在打桩施工中是十分重要的。因为在打

桩过程中，尤其在桩距较小的情况下，地表土和深层土都会因打桩挤土而产生移位，正确确定打桩顺序可以减少土移位。在一般情况下，打桩顺序有逐排打设、自边沿向中央打设、自中央向边沿打设和分段打设四种(图5—2)。在粘土类土层中，如果逐排打设，则土体向一个方向挤压，使地基土挤压的程度不均，这样就可能使桩的打入深度逐渐减少，也会使建筑物产生不均匀下沉。

如果自边沿向中央打设，则中间部分的土层挤压紧密，使桩不易打入，而且在打设中间部分的桩时，已打的外围各桩可能因受挤而升起。一般说来，打桩顺序以自中央向边沿打和分段打设为好。但是，如果桩距大于四倍桩直径时，则挤土的影响减小。对大的桩群一般分区用多台桩机同时打设，在确定打桩顾耳可还需考虑周围的情况，以防带来不利影响，尤其是附近存在深基坑工程施工和浇筑混凝土结构时，都要防止由于打桩振动和挤土带来的有害影响，这种事故已时有发生。

至于打桩振动对周围建筑物的危害，国内外都进行过研究。一般认为当建筑物的自振频率在5Hz以下时，振动速度在10mm／s以上才可能对建筑物引起轻微的局部破坏。

(2)打桩 1)吊桩。

打桩机就位后，先将桩锤吊起固定在桩架上，以便进行吊桩。

吊桩即利用桩架上的卷扬机将桩吊成垂直状态送人导杆内。桩的垂直偏差不得超过1％。桩就位后，在桩顶上放上弹性垫层(草纸、废麻袋等)，放下桩帽套入桩顶，再在桩帽上放好垫木，降下桩锤压住桩帽。在锤重压力下，桩会沉入土中一定深度，待下沉停止，再进行检查，务必使桩锤、桩帽和桩身的中心线在同一轴线上，使桩锤底面、桩帽上、下面和桩顶都保持水平。检查合格后，即可开始打桩。

2)打桩。

开始打桩时，桩锤落距宜低．一般为0.5～0.8m，使桩能正常沉入土中。待桩入土一定深度，桩尖不易产生偏移时，可适当增加落距，将落距逐渐提高到规定数值。一般说来，重锤低击可取得良好的效果。

打桩入土的速度应均匀，锤击间歇的时间不要过长。在打桩过程中应经常检查打桩架的垂直度，如偏差超过1％，则需及时纠正，以免把桩打斜。打桩时应观察桩锤的回弹情况，如回弹较大，则说明桩锤太轻，不能使桩下沉，应及时予以更换。应随时注意贯入度的变化情况，当贯人度骤减，桩锤有较大回弹时，表明桩尖遇到障碍，此时应将锤击的落距减小，加快锤击。如上述现象仍然存在，应停止锤击，研究遇阻的原因并进行处理。

打桩过程中，如突然出现桩锤回弹，贯入度突增，锤击时桩弯曲、倾斜、颠动、桩顶破坏加剧等，则表明桩身可能已经破坏。

送桩时，桩与送桩设备的纵轴线应在同一直线上。在送桩深度较大时，这点尤为重要。

如桩已打斜，应将桩拔出，探明原因，排除障碍，用砂石填孔后重新插入施打。如拔桩有困难，应会同设计单位研究处理，或在原桩位附近补打一桩。

至于停打标准，规范规定摩擦桩以标高为主，以贯入度作为参考；端承

桩以贯入度为主，以标高作为参考。但亦有摩擦桩桩尖进入硬土持力层的情况，此时如一定要求按标高控制，会出现桩打不到设计标高的情况。为此，最好按桩尖所处的土层条件来确定是用标高进行控制，还是以贯入度来进行控制，与设计单位协商确定。

打桩施工是一项隐蔽工程，为确保工程质量，分析处理打桩过程中出现的质量事故和为工程验收提供依据，应在打桩过程中，对每根桩的施打做好详细记录。

二、钢管桩施工

(一) 桩规格

钢管桩不加桩靴，直接开口打入，入土后有大量土体涌人钢管桩内，当涌入桩内的土达到一定高度后，因挤密就把桩口封死，产生封闭效应，所以受力方面和闭口桩相似。

开口的钢管桩在打入过程中土的挤出量小，对相邻桩体和其他建筑物等的影响亦小，因而在软土地区密集的城市中心施工高层建筑，有不少采用钢管桩。如上海的联谊大厦、静安希尔顿宾馆、新锦江宾馆、贵都饭店、招商大厦等一系列高层建筑皆用钢管桩。

目前我国采用的钢管桩，多数是从国外(主要是日本)进口的，部分是湖北沙市钢管桩厂生产的钢管桩，还有的是买钢板经卷板焊接而成。国产钢管桩直径为610～1420mm，壁厚为9、11、12、13、14、16mm。

钢管桩的沉桩方法有锤击、震动、静力压入、锤击与射水、锤击与管内挖土等方法，但应用最多的仍为锤击沉桩，它速度快、费用少、能对承载力作出判断，但它有噪音，污染环境。

钢管桩搬运时，防止因撞击而弯曲变形。堆放高度不宜太高，防止受压变形。一般Φ900的钢管桩不宜超过3层；Φ600者不宜超过4层；Φ400者不宜超过5层。管桩两侧用木楔塞牢防止滚动。

(二) 打桩

打设钢管桩多用三点支撑桅杆式起重机桩架和柴油桩锤。桩的打设方法基本上与钢筋混凝土预制桩相似。钢管桩桩头上需设桩帽，桩帽上再设减震的垫木。打桩开始时，先用架设在桩架正面和侧面的两台经纬仪，校正桩架的导杆和桩的垂直度，然后开始打设，在打设过程中要经常观察桩的中心线偏移，必要时可中断打桩进行调整。

钢管桩的打设一般需遵守先长桩后短桩、先大直径后小直径、先深后浅、先密后疏的原则。打桩要有记录，其内容为：每米锤击数、最终贯入度、回弹量、土芯高度、平面和垂直偏差等。

土芯高度影响开口钢管桩的承载能力，希望土芯能起到闭塞效应，即在桩尖标高处土芯与管壁间的摩阻力所形成的垂直承载力大于桩尖下地基的极限强度。直径较大(大于Φ609．6)的钢管桩的土芯闭塞效应较差，施工中应打入持力层内一定深度(3～5倍桩直径)。

(三) 接桩

钢管桩的每节长度约15m，打桩时每打入一节，就要用电焊焊上一节，然后继续打入。焊接接桩时，下节桩应露出地面600mm左右。下节桩顶面是平面，以利承受锤击，上节桩的下端是单面坡口，供焊接用。焊接时在接头部位放入内衬垫环。焊接主要用电弧焊接，有手工焊、半自动焊和自动焊。采用与钢管桩材质相配且经过干燥的焊条或焊丝。焊丝使用前须经200～300℃烘干两小时，或烘干后放入150℃烘箱内备用。实践证明，用半自动焊焊接不但速度快，质量也易于保证。

焊接后先进行外观及尺寸检查，然后作无损探伤检查。取接头总数的2％进行x光拍片检查或取接头总数的5％作超声波探伤检查。在同一工程内探伤检查数不得少于3个接头，并应符合国家标准《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205—95)的规定。

由于钢管桩顶端与送桩杆接触面的整体性差，锤击能量损失大，桩易偏斜，且贯入度减小，所以钢管桩最好不送桩。但是高层建筑多设地下室，需

要将桩顶标高送至地下室底板处，以便于机械化挖土，也省去割桩而造成浪费，所以多需送桩。

送桩杆多采用与打人的钢管桩规格相同的一段钢管制成。送桩前，对已打人桩的平面位置进行中间验收，做好实测记录。送桩施工，通常以标高控制，为此最后一节钢管桩的长度要按需配置。

送桩杆上应有尺寸标记，以便控制桩的人土深度。达到送桩深度后，送桩杆勿急于拔出，待相邻桩入土深度超过送桩深度后再拔，以免拔出送桩杆形成桩孔，影响邻桩插桩的位置精度。

送桩杆拔出后，桩孔应回填，以免人、物坠落。为减少回填量，可在插入送桩杆之前在钢管桩内顶面以下600mm处，均布焊以三段角钢，其上放置一块八边形薄钢板，使以后的回填土不致落入钢管桩内。

送桩深度超过2m时，送桩后桩平面位置易产生偏差，且对后期的机械化开挖土方还会产生影响，施工时宜谨慎对待。

(四)桩切割和焊桩盖

如需在地下切割钢管桩，可用我国研制的“氧乙炔地下钢管切割机”和“等离子体地下钢管桩切割机”进行切割，效果较好。

钢管桩的停打标准多以设计标高控制为主，最终贯入度为参考。钢管桩的最终贯人度以20～25mm／10击为宜。工程中应由设计单位根据试打桩的资料，分析计算出停打标准， 包括最终贯入度。

三、打入桩施工对邻近建筑物等的影响及预防措施 1、打入桩施工对邻近建筑物等的影响

打桩对周围环境的影响，除震动、噪音外，还有土体的变形、位移和形成超静孔隙水压力，它使土体原来所处的平衡状态破坏，对周围原有的建筑物和地下设施带来不利影响。轻则使建筑物的粉刷脱落，墙体和地坪开裂；重则使圈梁和过梁变形，门窗启闭困难，它还会使邻近的地下管线破损或断裂，甚至中断使用；还能使邻近的路基变形，影响交通安全等；如附近有生

产车间和大型设备基础，它亦可能使车间跨度发生变化、基础被推移，因而影响正常的生产。

所以产生这些危害，主要是因为打桩破坏了土体内部原来的平衡，产生了一系列新的变化。这些变化表现在土体方面则有：

(1)地面垂直隆起，土体产生水平位移(包括表层土的水平位移和深层土的水平位移)。这是由于锤击沉桩时进行得很猛烈。地表受到大大超过其极限强度的冲击，很快形成挤出破坏，使桩周围的地面隆起并产生水平位移。随着托桩的进行，土中存在连续的滑动面，土不断地被挤出；

(2)土孔隙中静水压力升高，形成超静孔隙水压力。这是由于沉桩时，深层土受到上层土覆盖压力的约束大，土不能向上挤出，猛烈沉桩时土体受到压缩和挤实，同时土中孔隙水压力升高。升高压力的孔隙水(有时其压力达到上覆土层压力的2～4倍)，能沿着桩身向上渗流，经上层已破坏了的土体中的裂隙而逸出。孔隙水压力的消散，受土渗透性的影响，在软土地区其完全消散往往需数月；

(3)沉桩后期地面会发生新的沉降，使已入土的群桩产生负摩擦力。这是由于超静孔隙水压力随着时间而消散，有效应力增加，孔隙减小，土产生新的固结，因而形成地面沉降。 上述危害程度与以下因素有关：

(1)桩型、桩截面尺寸、桩长及桩群的密集程度； (2)桩锤种类、重量及落距；

(3)地基土的物理力学指标与地下水情况；

(4)邻近建筑物、地下管线的结构和构造情况，以及与沉桩处的距离； (5)沉桩顺序；

(6)预防措施是否有效。

2、打入桩施工对邻近建筑物等的影响的预防措施

总结我国多年来的施工经验，减少或预防沉桩对周围环境的有害影响，可采用下述措施：

1．减少和限制沉桩挤土影响 (1)采用预钻孔打桩工艺。

亦称“钻打法”，它是先在地面桩位处钻孔，然后在孔中插入预制桩，用打桩机将桩打到设计标高。如果桩顶埋在地表以下，残留的钻孔则用粗粒土回填。为了兼顾单桩的承载力，不致使承载力受到明显影响，钻孔深度一般不宜超过桩长的一半。

(2)合理安排沉桩顺序。

如图5-2所示，沉桩顺序不同，挤土情况亦不同。由于先打入桩周围的土固结后，土与桩之间产生一定的摩阻力，可阻止土隆起，所以土隆起多发生在打桩推进的前方。因此为了保护附近的建筑物等，群桩宜采取由近而远的打人顺序。在较硬土地区打桩，为避免桩难以打入，宜采取先中间后四周的打桩顺序。

(3)控制沉桩速率。

沉桩时由于挤压产生超静孔隙水压力，它有一个消散过程。为避免在较短时间内连续打人大量桩，对超静孔隙水压力的增加有所控制，减少挤土效应，宜控制沉桩速率。这样做虽然会延长施工工期，有时还是需要的。

(4)挖防震沟。

沿沉桩区四周挖防震沟，沟深1．5～2．0m，两边放坡，可隔断近地表处的土体位移，不致影响到沟槽以外的区域。同时还可阻断打桩产生的地震波，由于地震波主要沿地表层传播，深层的地震波易被吸收，且深处无地下管线和基础等，不会产生有害影响。事实证明，这种沟槽对防震和防止土体位移都有良好的作用。

(5)打设钢板桩等围护。

沿被保护的建筑物等外围打设钢板桩等，利用其自身刚度约束沉桩后的

挤土影响。有的工程中采用过这种做法，有一定的效果。不过在拔除钢板桩时会扰动一定深度内的土体，有时会导致建筑物、地下管线或路面产生不均匀沉降。

(6)采用钢管桩。

打设开口的钢管桩，挤土效应很小。不过钢管桩价格昂贵，从长远看还存在锈蚀问题，只能用于一些特殊情况。

2．减小孔隙水压力 (1)井点降水。

采用井点降水使地下水位下降，可在一定深度范围内不产生超静孔隙水压力。不过，单纯为了减小孔隙水压力的目的。采用井点降水者较少。而且在降水范围内要引起土体固结，会带来沉降，这对周围环境亦产生影响。

(2)袋装砂井。

袋装砂井是在普通砂井的基础上于60年代末期发展起来的一项技术。根据太沙基的一维固结理论，粘性土固结所需的时间与排水距离的平方成正比。因此，要缩短粘性土的固结时间，设法缩短排水距离距离是最有效的办法。因而把袋装砂井埋设在软土地基中，人为地造成土固结的排水通道，使孔隙水压力得以较快地消散，从而达到缩短软土地基的固结时间，加速沉降，提高地基土强度的目的。

砂袋一般用抗拉强度很高的聚丙烯编织物缝制而成，砂用洁净的中砂，砂袋的直径、长度和间距，应根据工程对固结时间的要求、工程地质情况等通过固结理论计算确定。袋装砂井常用的直径为70mm。其长度主要取决于软土层的排水固结效果，而排水固结效果与固结压力的大小成正比。由于在地基中固结应力随着深度而逐渐减小，所以，袋装砂井有一个最佳有效长度，砂井不一定打穿整个压缩层。然而当软土层不太厚或软土层下面又有砂层，且施工机具又具备深层打入能力时，则砂井尽可能地打穿软土层，这对排水

固结有利。

至于袋装砂井的间距，固结理论计算表明，缩短间距比增大井径对加速固结更为有效，即细而密的方案比粗而疏的方案效果好。当然砂井亦不能过细、过密，否则难以施工，也会扰动周围的土体。当袋装砂井的直径为70mm时，井径比为15～25，效果都是比较理想的。

袋装砂井的施工过程如图5—8所示。首先用振动贯入法、锤击打入法或静力压入法将成孔用的无缝钢管作为套管埋入土层，到达规定标高后放人砂袋，然后拔出套管，再于地表面铺设排水砂层即可。用振动打桩机成孔时，一个长20m的孔约需20~30s，完成一个袋装砂井的全套工序．亦只需6～8min，施工十分简便。

(3)预钻排水孔。

在沉桩区范围内，预钻一些排水孔，沉桩时土被挤压，孔隙水即沿排水孔涌上排出，可使孔深范围内的孔隙水压力不致升高。不过软土地区孔壁易坍塌，且钻孔时扰动土层易引起桩位偏移。

(4)预埋塑料板排水。

塑料板排水法是随着塑料工业的发展，在砂井排水法和纸板排水法(1937年由瑞典皇家岩土研究所w．Kjellman等人发明)基础上发展起来的。在打桩前，用插板机将带状塑料排水板插入桩区的软土层中，打桩时产生挤土效应，土中的孔隙水受压后沿塑料排水板中的通道逸出，则可减少孔隙水压力，使地基土得到加固。塑料板排水不只用于打桩工程，在以堆载预压、真空预压等进行地基处理时亦应用。

塑料排水板有多孔质单一结构型和复合结构型两类。前者为聚氯乙烯经特殊加工而成，断面中有连通的孔隙，透水性极好，供排水用，这种排水法称为PVC排水法；后者是由塑料芯板外套透水挡泥滤膜组成的排水板。芯板材料用特殊的硬质聚氯乙烯或聚丙烯，并加工成回字型、十字型、中波型等形式，具有纵向通水能力。透水挡泥的滤膜，由涤纶类或丙烯类合成纤维制成，透水性好。插板机种类很多，我国常用的IJB一16型步履式插板机，每次可同时插两根塑料板，深10m，间距为1．3m和1．6m。

3．减少震动影响

用锤击沉桩，在锤击时必然产生震动波，震动波在传播过程中对邻近桩区的地下结构和管线会带来危害。为减少震动波的产生，宜采用液压锤或用“重锤轻击”。为限制震动波的传播上可采用上述开挖防震沟的措施，用防震沟来阻断沿地表层传播的地震波。为防止震动对地下敏感的地下管线等的影响，可在、沉桩期间将地下管线等挖出暂时暴露在外，沉桩结束时再回土掩埋。

2.2 灌注桩施工

在世界各国的深基础工程中，桩基是主要手段，而在桩基中应用最广泛的是混凝土灌注桩。在高层建筑中大直径混凝土灌注桩的应用越来越普遍，这是由于它具有一系列优点：

(1)单桩承载力高，一根桩可以承受几百吨乃至几千吨，能满足高层建筑的框架结构、筒体结构和剪力墙结构体系的需要，由于单桩承载力高，可以作到一根柱子下面只有一根桩，可以不作承台；

(2)岩层埋藏较浅时，大直径灌注桩可以嵌入岩层一定深度，使桩更加结实牢固；

(3)大直径灌注桩由于成孔直径大，施工时下放钢筋笼方便，灌注水下混凝土也易于保证质量；

(4)大直径灌注桩既能承受较大的垂直荷载，也能承受较大的水平荷载，而且能嵌入地层一定深度，其抗震性能也较好，同时沉降也小，能防止不均匀沉降。

(5)灌注桩施工不存在沉桩挤土问题，振动和噪音均很小，对邻近建筑物、构筑物及地下管线、道路等的危害极小。

但是，混凝土灌注桩的成桩工艺较复杂，尤其是湿作业成孔时，成桩速度也较预制打入桩慢。且其成桩质量与施工好坏密切有关，成桩质量难以直观的进行检查。

大直径的混凝土灌注桩，在我国高层建筑施工中得到愈来愈广泛的应用。北京、上海、天津、广州、深圳等地一些著名的高层建筑不少都是利用混凝土灌注桩。通过工程实践，在机械设备、成桩工艺和质量检测方面都取得长足的进步。

混凝土灌注桩的成孔，按设计要求和地质条件、设备情况，可采用钻、冲、抓和挖等不同方式。成孔作业还分为干式成孔(孔内无水)和湿式成孔(孔内有水)，分别采用不同的成孔设备和技术措施。湿式成孔时，需采用泥浆护壁，并用水下混凝土的浇筑方式浇筑桩身混凝土。

一、钻孔灌注桩施工

钻孔灌注桩施工可采用干式成孔或湿式成孔，成孔后吊放钢筋笼，灌注混凝土而成。施工时要保证设计要求的孔径、孔深和孔的垂直精度，并保证孔底松士沉渣厚度满足规范要求。

(一)干式成孔的钻孔灌注桩

干式成孔用螺旋钻机(图5-10)，它由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成。由螺旋钻头切削土体，切下的土随钻头旋转并沿螺旋叶片上升而排出孔外。这种钻机效率高，无振动、无噪音，宜用于匀质粘性土，亦能穿透砂层。

用螺旋钻机成孔时，钻机就位检查无误后使钻杆慢慢下移，当接触地面时开动电机，先用慢速钻进，以免钻杆晃动，又易于保证桩位和垂直度。遇硬土层亦应慢速钻进。钻至设计标高时，应在原位空转清土，停钻后提出钻杆弃土。钻出的土应及时清除，不可堆在孔口。钻进时如发现钻杆不正常的晃动或难以钻进，应立即提钻检查，排除障碍。

钢筋笼宜一次整体吊入，如过长亦可分段吊，两段焊接后再徐徐沉放孔内。吊放钢筋笼时严防碰撞孔壁。

经检验合格后，应及时灌注混凝土，深度大于6m时靠混凝土下冲力自身砸实，小于6m者以长竹杆插捣，上面的2m用振动器捣实。

螺旋钻孔灌注桩目前在国内外发展很快。除上述用干式成孔的螺旋钻机施工法之外，还有下述几种方法：

1.大芯管、小叶片的螺旋钻机成桩法

这种钻机的钻杆芯管较粗，待钻至设计标高后，通过芯管下放钢筋笼，然后灌注混凝土，留下钻头、拔出钻杆即可。该法无振动、无噪音，是美国60年代开始使用的，现在欧、美一些国家仍在使用。

2．日本的CTP工法

该法是用带普通螺旋钻杆的钻机成孔，待钻至设计深度后停钻，打开钻头底活门，然后边提钻杆边通过中空的钻杆芯管向孔内泵送混凝土直至孔口，然后向孔内混凝土中压入或打人钢筋笼而成桩。该法日本从70年代开始应用，目前欧洲各国仍应用较多。但该法混凝土的泵送压力小于2MPa，且向已灌注混凝土的桩孔内压入钢筋笼较困难，因而应用受到一定的限制。

3．钻孔压浆成桩法

该法是我国的一项专利。其工艺原理是：先用螺旋钻机钻孔至预定深度，通过钻杆芯管利用钻头处的喷嘴向孔内自下而上高压喷注制备好的以水泥浆

为主剂的浆液，使液面升至地下水位或无坍孔危险的位置处，提出全部钻杆后，向孔内沉放钢筋笼和骨料至孔口，最后再由孔底向上高压补浆，直至浆液达到孔口为止。成桩的桩径Ф300~1000mm,深度可达50m。

该法连续一次成孔，多次由下而上高压注浆成桩，具有无振动、无噪音、无护壁泥浆排污的优点，又能在流砂、卵石、地下水位高易坍孔等复杂地质条件下顺利成孔成桩，而且由于高压注浆时水泥浆的渗透扩散，解决了断桩、缩颈、桩间虚土等问题，还有局部膨胀扩径现象，因此单桩承载力由摩擦力、支承力和端承力复合而成，比普通灌注桩约提高1倍以上。

该成桩工艺，自1985年以来已在国内几百个高难度基础工程中成功应用，累计达几十万延米，也引起世界上许多国家的重视，技术在国际上领先。

(二)湿式成孔的钻孔灌注桩

湿式成孔钻孔灌注桩的成孔，可用冲抓锥成孔机、斗式钻头成孔机、冲击式钻孔机、潜水电站、大直径旋入全套管护壁成孔钻机(贝诺托Benote钻机)和工程水文地质回转钻机等。

1．冲击式钻孔机成孔

该机主要用于岩土层中，施工时将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后排除碎块后成孔。冲击式钻头重量一般为500～3000kg，按孔径大小选用，多用钢丝绳提升。

在孔口处埋设护筒，稳定孔口土壁及保持孔内水位，护筒内径比桩径大300～400mm，护筒高1.5～2.0m，用厚6～8mm钢板制作，用角钢加固。 掏渣筒用钢板制作，用来掏取孔内渣浆。

2．潜水电钻成孔

潜水电钻是近年来应用较广的一种成孔机械。它是将电机、变速机构加以密封，与底部的钻头连接在一起组成钻具。可潜入孔内作业，以正(反)循环方式将泥浆送人孔内，再将钻削下的土屑由循环的泥浆带出孔外。

潜水电钻体积小，重量轻，机动灵活，成孔速度较快，适用于地下水位高的淤泥质土、粘性土、砂质土等，换用合适的钻头亦可钻入岩层。钻孔直径约800～1500mm，深度可达50m。它常用笼式钻头(图5—11)。

3.斗式钻头成孔机成孔

斗式钻头成孔机国内尚无定型产品，多为施工单位自行加工。国外有定型产品，日本的加藤式(KATO)钻机即属此类，有20HR、20TH、50TH型号，钻孔直径500～2000mm，钻孔深度60m。斗式钻头成孔机由钻机、钻杆、土斗、传动与减速装置等组成，如图5-12所示。

钻机利用履带式桩机，钻杆由可伸缩的空心方钢管与实心方钢芯杆组成。芯杆的下端以销轴与斗式钻头相连。提起钻杆时，内、中钻杆均收缩在外套杆内，钻孔取土时，随着钻孔深度的增加，先伸出中套杆，后伸出内芯杆。电动机通过齿轮变速箱减速后作用于方形钢钻杆上，控制工作转速为7r／min。

用此法成孔的施工过程如图5-13所示．先开孔，斗式钻头装满土后提出钻孔卸于翻斗汽车，然后继续挖土，待其达到一定深度则安设护筒并输入护壁泥浆，然后正式开始钻孔。达到设计深度后仔细进行清碴，接下来吊放钢筋笼和用导管浇筑混凝土。

用此法成孔的优点是：机械安装简单，工程费低；最宜在软粘土中开挖；无噪音、无振动；挖掘速度快。其缺点是：如土层中有压力较高的承压水时挖掘较困难；挖掘后桩的直径可能比钻头直径大10％～20％；如不精心施工或管理不善，会产生坍孔。

4．大直径旋人全套管护壁成孔(Benote)钻机成孔

贝诺特钻机首先用于法国，后来传至世界各地。它是利用一种摇管装置边摇动边压进钢套管，同时用冲抓斗挖掘土层。除去岩层，几乎所有的土质都可挖掘。该法是工大直径钻孔桩有代表性的三种方法之一，在国外应用较为广泛，我国在施工广州花园酒店的直径1200mm的灌注桩时，也曾使用过法

国制造的贝诺特钻机。

贝诺特钻机的主要构造如图5—14所示，施工时先将套管垂直竖起并对准位置，然后用摇管装置1将套管2边摇动边压入。套管长度有6、4、3、2和1m等几种供选用，一般多选用6m，套管之间用锁口插销进行连接。

摇管装置(图5-15)由夹紧器、摇动装置、上面的链条滑车以及压进和拔出用的千斤顶组成。施工时用摇动臂和专用的夹紧千斤顶将钢套管夹住，利用摇动千斤顶使钢套管在圆周方向摇动，同时尚可压进或拔出套管。由于摇动使套管与土层间的静摩擦消失，使套管借助自重和压进千斤顶的压力顺利地进行下沉。

用贝诺特钻机挖土时，在压入钢套管后，用卷扬机将冲抓斗(一次抓土量为0.18～0.50m3 )放下与土层接触抓土，然后将其吊起至位置4(参见图5一14)，再向前推出至状态5，此时靠钢丝绳操纵使冲抓斗的抓瓣张开，使土

落至砂土槽6上，装于翻斗车运出。如此反复进行挖土，直至挖到设计规定的深度为止。在钻孔达到设计深度后，清除钻碴，然后放下钢筋笼，用导管进行浇筑混凝土，并拔出套管。

用贝诺特钻机施工时，保证套管垂直非常重要，尤其是在埋设第一、二节套管时更应注意。

为了保证能垂直的埋设套管，首先应当注意贝诺特钻机本身是否水平。在软土地基上安装机械，即使开始时呈水平状态，但在起吊和竖立套管时，由于重心位置前移，容易造成前方向下倾斜。此时，就应在地面上满铺枕木以扩大支承面积。挖掘开始时，应随挖掘随测定套管是否垂直，一旦发现套管倾斜，就要拔出套管，重新调正贝诺特钻机的水平。为保证桩体垂直，第一、二节套管必须谨慎地加以埋设。

用贝诺特钻机施工，会由于冲抓斗冲击、抓瓣抓土和地下水压力引起的翻砂等使桩尖处土层松软。也会由于套管刃脚与套管外围尺寸的差额、地下水及摇动套管等使桩周围的土层变松软，这对于砂性土尤为显著。由于上述原因，使桩周围土层变松软的范围(塑性区域)为：

为减少桩尖处土层的松软，在开挖时应使桩孔内的水位保持在地下水位

以上，使地下水压不致产生翻砂现象，另外，桩尖处的土层应绝对避免超挖，还应该避免采用冲击方式挖掘桩尖处的土层。 贝诺特法的优点是：

(1)相比较而言，无噪音、无振动； (2)除岩层外，其他任何土质均可适用；

(3)在挖掘时，可确切地搞清楚持力层的土质，便于选定桩的长度； (4)挖掘速度快，挖深大，一般可挖至50m左右；

(5)在软土地基中开挖，由于先行压入套管，不会引起坍孔； (6)由于有套管，在靠近已有建筑物处亦可进行施工； (7)可施工斜桩，可用搭接法施工柱列式地下连续墙。

贝诺特法的缺点是：

(1)因为贝诺特钻机是大型机械，施工时需要占用较大的施工场地； (2)在软土地层中施工，尤其是在含地下水的砂层中挖掘，由于套管的摇动会使周围一定范围内的地基松软；

(3)如地下水位以下有厚细砂层时(厚度5m以上)，由于套管摇动会使土层产生排水固结作用，往往因此而不能继续向下挖掘；

(4)由于冲抓斗的冲击会使桩尖处持力层变得松软；

(5)根据地质情况的不同，已挖成的桩径会扩大4％～10％。

5．工程水文地质回转钻机成孔

回转钻机是目前灌注桩施工用得最多的施工机械，该钻机配有移动装置，设备性能可靠，噪音和振动小，效率高，质量好。该钻机配以笼式钻头，可多档调速或液压无级调速，以泵吸或气举的反循环或正循环方式进行钻进。它适用于松散土层、粘土层、砂砾层、软硬岩层等各种地质条件。其施工程序如图5-16所示。

回转钻机成孔工艺应用较多，现分别详述如下。 (1)正循环回转钻机成孔。

正循环回转钻机成孔的工艺原理图如图5-17所示，其设备简单，将常用的地质钻机、水文钻机等稍加改装即可。操作简单、工艺成熟。当孔深不太深、孔径<800mm时钻进效果较好。当桩孔径较大时，钻杆与孔壁间的环形断面较大，泥浆循环时返流速度低，排碴能力弱。如使泥浆返流速度达到0.20～0.35m／s，则泥浆泵的排量需很大，有时难以达到，此时不得不提高泥浆的相对密度和粘度。但如果泥浆相对密度过大，稠度大，难以挂出钻碴，孔壁泥皮厚度大，影响成桩和渣孔，这是正循环回转钻机成孔的弊病。

正循环成孔，专用钻机有GPS一10、XY5G、GJC40H等型号；改装后的钻机有SPJ-300、红星400、SPC一300H型等。

正循环回转钻机成孔的基本参数为： 1)钻压：

钻孔时，钻头是在钻压和回转扭矩作用下切削和破碎岩土而获得进尺

切削下来的钻碴则由泥浆携出桩孔。为此，钻进时需有一定的钻压。钻压一般根据地层条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式、切削刀具数目、钻具强度、设备能力等因素综合考虑确定。当用硬质合金钻进成孔时，每片切削刀具的钻压以800～1200N或每颗合金的钻压取400～600N为宜，可由此确定钻头的钻压。 2)转速：

转速的选择除满足破碎岩土的扭矩需要外，还要考虑钻头不同部位切削刀具的磨耗情况。一般按下式计算：

正循环回转钻机成孔时，根据岩土情况合理选择钻头和泥浆性能。下钻头后，先使其距孔底50～80mm，开动泥浆泵，待泥浆循环3～5min后再启动钻机慢速回转，同时慢慢降下钻头，轻压慢转数分钟后逐渐增大转速和钻压而进入正常钻进。此时合理掌握和调整钻进的基本参数，不要随意提动钻具，

掌握卷扬机钢丝绳的松紧度，减少水龙头晃动。加接钻杆时，先将钻头提离孔底，待泥浆循环3～5min后再拆卸加接钻杆。

正循环回转钻进由于需用相对密度大、粘度大的泥浆，加上泥浆上返速度小，排碴能力差，孔底沉碴多，孔壁泥皮厚，为了提高成孔质量，必须认真清孔。

清孔的方法主要采用泥浆正循环清孔和压缩空气清孔。用泥浆正循环清孔时，待钻进结束后将钻头提离孔底200～500mm，同时大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆，维持正循环30min以上，直到清除孔底沉碴和孔壁泥皮，泥浆含砂量小于4％时为止。

用压缩空气清孔时，用压缩空气机将压缩空气经送风管和混合器(图5—18)送至出水管，使出水管内的泥浆形成气液混合体，其重度小于孔内(出水管外)泥浆的重度，产生重度差。在该重度差作用下，管内的气液混合体上升流动，使孔内泥浆经出水管底进入出水管，并顺其流出桩孔将钻碴排出。同时不断向孔内补给含砂量少的泥浆(或清水)，形成孔内泥浆流动而达到清孔目的。

调节风压即可获得较好的清孔效果。一般用风量6～9m3／min、风压0．7MPa的压缩空气机。出水管用Ф100～150mm左右的钢管，用法兰盘螺栓连接。混合器一般用Ф18～25mm的水管弯成，穿进出水管壁焊牢。混合器的下入深度，应满足L1/L2≥0.60。

(2)反循环回转钻机成孔。

反循环回转钻进是泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，来冷却

钻头并携带钻屑由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺。由于钻杆内腔断面积比钻杆与孔壁间的环状断面积小得多，因此泥浆的上返速度大，一般达2～3m／s，多是正循环工艺泥浆上返速度的数十倍，因而提高排碴能力，保持孔内清洁，减少钻屑在孔底重复破碎的机会，能大大提高成孔效率。

实践证明，反循环回转钻进成孔工艺是大直径成孔施工的一种有效的、先进的成孔工艺。这种工艺50年代初期当时的联邦德国首先应用于煤田钻井，后引起各国的注意，60年代初传至日本应用于钻孔灌注桩成孔施工，使这一工艺日趋完善。我国于70年代初期就开始试验反循环钻进成孔工艺，后逐渐应用于工程实践。

反循环钻进成孔工艺(图5-19)，按钻杆内泥浆上升流动的动力来源、工作方式和工作原理的不同，分为泵吸反循环钻进、气举(压气)反循钻进和喷射(射流)反循环钻进三种。它们各有其特点和量佳孔深。

泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆内泥浆上升而形成反循环。射流反循环是利用射流泵射出的高速液流产生负压，使钻杆内的泥浆上升而形成反循环。气举反循环是将压缩空气通过供气管送至井内的气水混合器，使压缩空气与钻杆内的泥浆混合，形成重度小于1的三相混合液，在钻杆外环空间水柱压力作用下，使钻杆内三相混合液上升涌出地面，将钻碴排出孔外，形成反循环。

泵吸反循环和射流反循环驱动液体的压力一般不大于1个大气压，因此，

它们都是浅孔时效率高，孔深大于80m时效率降低很多(图5-20)。而气举反循环钻杆内三相混合液的上升流速与钻杆内外液柱的重度差有关，因此孔浅时压力不足，三相混合液上升流速低，排碴能力差。当孔深增大后，只要增加供气量和供气压力，钻杆内的三相混合液就能获得理想的上升流速，从而提高钻进效率。因此，孔深在10m以内时气举反循环的钻进效率很差，孔深超过50m后，即能保证较高的钻进效率(图5-20)。

灌注桩施工中多用效率较高的泵吸反循环钻进工艺，因为在一般情况下钻孔深度不会太大，当然个别情况下例外，而且用泵吸反循环钻进工艺时，钻头寿命长、功率消耗少、钻进效率高。泵吸反循环时，泥浆上返速度快、排碴能力强，当钻头切入地层在回转扭力作用下一经松动，就很快被泥浆携带出来，不必重复破碎，因而钻头寿命长，钻进效率高，钻进成本也较低。

此外，泵吸反循环时要求不断向孔内补给泥浆，并始终保持孔内水头压力比孔外地下水的水头压力大2m以上，该压差既可平衡地层压力，又可保持孔壁稳定；同时，由于泥浆下流速度低(一般小于0．3m／s)，所以对孔壁的冲刷作用亦小。因此，采用泵吸反循环钻进时，对多数地层，只要能保持2m以上的静水压力，就可用清水钻进。清孔钻进不用专门制备泥浆，孔壁泥皮薄，有利钻碴分离，孔底沉碴少，成孔质量好。

采用反循环钻进工艺时，要注意正确选择下列基本参数： 1)钻杆内径：

钻杆内径取决于钻杆直径，钻杆内径大，能通过的钻碴颗粒直径也大，有利提高钻进效率，减少压力损失和扩大地层的适用范围。但钻杆内径大，要保证泥浆上返速度Va则泵量亦增大。同时在孔径较小时，过大的钻杆内径，会使补给泥浆的下流速度大，易冲刷孔壁，对孔壁稳定不利，故钻杆内径亦不可过大。一般可参考表5-4进行选择，但钻杆内径d不宜小于Ф100mm，钻杆内径过小，稍大的钻碴进不去，或易产生卡堵现象，也不利于提高钻进效率。

2)泥浆上返速度：

在反循环回转钻进中，钻碴是不规则的几何形体在有限的流动空间内运动的。为了分析的方便，先假定钻碴是几何形状规则的球体，当球体在无限大静止流体中自由下沉时，作用在球体上的力有重力W、浮力P和流体阻力R(图5—21)。由于流体阻力R与沉降速度的平方成正比，当沉降速度达到某一数值v0时，使w=P+R，球体即以恒定速度沉降，此恒定速度v0称为球形物体的自由沉降速度。

如果泥浆以小于v0速度向上运动时，则球体将下沉；如果泥浆以大于v0速度向上运动时，则球体将上升；如果泥浆以等于v0速度向上运动时，则球体将既不上升也不下降，在某一水平面上呈摆动状态。此时泥浆的速度称为该球体的自由悬浮速度。悬浮速度与沉降速度数值相等、方向相反。

球体的悬浮速度为：

由于钻碴非球体，再考虑管壁影响等，则在泵吸反循环钻进中钻碴的自由悬浮速度：

再考虑到一般d较大，钻碴表面粗糙且是群体，所以对vg’打七折，而且ds=0.45d时悬浮速度最大，代入则得钻碴的悬浮速度：

为排除钻碴，泥浆上返速度va>vg，即钻碴上升速度vs=va-vg>0或va=vs+vg。由此可见，vg一定时，va大、vs亦大，钻碴排出快，钻进效率提高。但va亦不能过太，因为钻碴泥浆混合液通过钻杆内腔时的压力损失由三部分组成：

由式(5-19)可看出，△pf与va2成正比，va过大时△pf较大，一般va>1．5m／s即可钻进。国外认为va=3～4m／s较好，但国内经过实践发现此值过大，对孔壁冲刷厉害，不利于孔壁稳定，认为va=2～3m／s较好，可使钻碴上升速度vs=1～1.5m／s。

3)砂石泵排量 可按下式计算：

其他符号同前。

我国生产的砂石泵，进水口直径为100～250mm，排量为150～400m3/h，可根据式(5-21)合理选用。

4)主动钻杆长度H：

主动钻杆长度H直接影响水龙头顶部最高点T至孔内液面的距离HL，而HL的大小又直接影响水龙头顶部最高点T处的压力，而此压力不得小于循环介质的汽化压力，以防引起气蚀现象，损坏水龙头和砂石泵。因此，主动钻杆长度不宜过长，但如果太短则加接钻杆时间长，不利提高钻进效率。在HL一定时，宜增大H。正常钻进时，当钻完主动钻杆加接一根钻杆后HL最大(图5-22)，此时

HL=Ha+H+Hb+a (2-22)

由式(2-22)可知，为了增大H，就要尽量降低钻机转盘的设计和安装高度Ha和尽量缩短水龙头的高度Hb。过去认为只要主动钻杆的长度不大于3．5m就可以起动砂石泵，实现反循环钻进．以致常由于转盘安装高度过大而导致砂石泵起动困难，甚至无法起动。

5)泥浆液面(图5-23)：

国内外实践证明，在第四系地层中钻进成孔，只要孔内水头压力比孔外地下水压力大2×104Pa以上，就能保证孔壁的稳定。即

由式(5-23)可以看出，要满足静水压力的要求，可以单独增大H或γa，或同时改变H和γa。但γa不应过大，最大不宜超过1．10×104N／m3，以防砂石泵起动困难和增大压力损失。但H过大会提高设备安装高度，且护筒埋深需加大，以防孔内泥浆顺护筒外侧反窜至地面，故须综合考虑。

一般当L≥2m时，可用清水护壁；当1m≤L≤2m时，可提高护筒，设法提高孔内液位，使之高出地面1m左右，用清水或稀泥浆护壁；当L≤1m时，设法提高孔内水位1.5m，用泥浆护壁。若泥浆重度过大，影响钻进效率和难

以解决泥浆反窜问题时，则可考虑加大护筒的埋深。

6)钻压

排碴能力强钻压可大；排碴能力弱钻压应小，以获得适应的钻进速度。钻压的大小取决于单颗切削工具切入岩土所要求的压力。

7)转速：

钻头线速度达到一定值时，再增加转速则钻进速度不增加或增加很少。转轴功率一定时，增加转速会减小回转扭矩，对切削地层不利。转速按式(5-15)计算，取决于钻头线速度和钻头直径。

用反循环回转钻机成孔时，钻孔前需埋设好护筒，护筒起定位、保护孔口和维持水头压力等作。护筒内径比钻头直径大100mm，埋入土中深度不小于1m，护筒中心线同桩位中心线的偏差不得大于50mm，顶部开溢流口。钻机就位必须平整稳固，确保钻孔过程中不产生倾斜和移动。在粘土、粉质粘土层中钻孔，可清水钻孔，原土造浆护壁，泥浆相对密度控制在1．1左右，在砂层中钻孔要适当提高泥浆相对密度和牯度。要使孔内液面不低于护筒溢流口。

钻孔时为防止缩径，对每一新开工程，须用井径仪测得孔径曲线资料，做为控制缩径的依据；钻孔时宜用阶梯形保径钻头，对易缩径的土层可进行复钻。磨损过大的钻头要及时更换，允许偏差为-10mm。为防止超径，不准使

用过于弯曲的钻杆，钻头连接应保证同心度。需根据土层种类选择合适的转速。为防止孔斜，钻机塔架要安置平稳、垂直。转盘保持水平；护筒不偏斜。水笼带我拉绳不应绷得过紧，防止把钻杆拉斜。钻孔的顺序要考虑有必要的间距，一般应不小于4m。钻进中的加压给进要随地层变化而及时调整。钢筋笼的制作、吊放和水下混凝土的拌制与浇筑都应符合相应的规定。

本章小结：

本章主要讲述了高层建筑桩基的形式，着重介绍了预制桩施工中桩架、桩锤的选择以及锤击应力的计算，打桩公害的预防及大直径钻孔灌注桩施工方法及质量的控制等。

用过于弯曲的钻杆，钻头连接应保证同心度。需根据土层种类选择合适的转速。为防止孔斜，钻机塔架要安置平稳、垂直。转盘保持水平；护筒不偏斜。水笼带我拉绳不应绷得过紧，防止把钻杆拉斜。钻孔的顺序要考虑有必要的间距，一般应不小于4m。钻进中的加压给进要随地层变化而及时调整。钢筋笼的制作、吊放和水下混凝土的拌制与浇筑都应符合相应的规定。

本章小结：

本章主要讲述了高层建筑桩基的形式，着重介绍了预制桩施工中桩架、桩锤的选择以及锤击应力的计算，打桩公害的预防及大直径钻孔灌注桩施工方法及质量的控制等。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3xqo.html