钻孔灌注桩

适用：同正循环。
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⑤旋挖钻机钻孔
主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最大成孔直径可达1.5～ 4m，最大成孔深度为60～90m，可以满足各类大型基础施工的要求。
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旋挖钻机
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旋挖钻斗
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（六）清孔
目的： 钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底，必须将这 些沉积物清除干净，才能使灌注的混凝土与地层或岩层 紧密结合，保证桩的承载能力。
钻孔灌注桩
是指采用不同的钻孔方法，在土中形成一 定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架 （笼）吊入井孔中，灌注混凝土形成的桩基础。
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单元二 钻孔灌注桩施工
图4.2.5钻孔灌注桩施工工艺流程图
施工主要工序： 场地准备 制备泥浆 钻孔 清孔 灌注水下混凝土等
埋设护筒 钢筋笼入孔
成孔 下导管和钢筋笼 灌注水下混凝土 成桩
该方法适用于软岩、黏性土、砂土以及砾卵石粒径小于 钻杆内径2／3、含量小于20％的碎石土。
其钻进与排渣效率较高，但接长钻杆时装卸麻烦，钻渣 容易堵塞管路。另外，因泥浆是从下向上流动，孔壁坍塌 的可能性较正循环法大，为此需用较高质量的泥浆。
单元二 钻孔灌注桩施工
图4.2.4 反循环钻机施工
单元二 钻孔灌注桩施工
单元二 钻孔灌注桩施工
3. 正循环钻机施工 正循环钻机施工如图4.2.3所示，用钻头旋转切削土
体钻进，泥浆泵将泥浆压进钻杆顶部的泥浆龙头，通过钻 杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆携带钻渣沿钻孔上升，从 护筒顶部的排浆孔排出至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆流 入泥浆池循环使用。
该方法适用于淤泥、黏性土、砂土以及砾卵石粒径小 于10 cm且含量小于20％的碎石土。
导管上口一般设置储料槽和漏斗，在灌注末期，当钻孔 桩桩顶低于井孔中水面时，漏斗底口高出水面不宜 小于4～6 m；当桩顶高于井孔中水面时，漏斗底口 高出桩顶不宜小于4～6 m。导管使用前应进行必要 的水密、承压和接头抗拉等试验。吊装前应进行试 拼，接口连接应严密、牢固。吊装时，导管应位于 井孔中央，并在混凝土灌注前进行升降试验。
其优点是钻进与排渣同时连续进行，在适用的土层中 钻进速度较快。缺点是需设置泥浆槽、沉淀池等，施工占 地较大且机具设备较复杂。
单元二 钻孔灌注桩施工
图4.2.3正循环钻机施工
正循环钻结构示意图
单元二 钻孔灌注桩施工
4. 反循环钻机施工 反循环钻机施工如图4.2.4所示，与正循环法不同的是
泥浆输入钻孔内，然后从钻头的钻杆下口吸进，通过钻杆 中心排出至沉淀池内。
7. 当最后灌注的混凝土开始初凝时，应立即割断钢筋骨架 的吊环
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钢 筋 笼 制 作 １
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制作钢筋笼
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钢筋笼制作２
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起吊
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对准孔位
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对 准 孔 位 ２
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单元二 钻孔灌注桩施工
等锥体提升至孔口以上时，工人及时在井口放置一块钢盖 板，将手推车或其他运输工具放于其上。打开锥头控制栓， 使锥头张开，土体落入运输车中运走。移走钢板，即进行 下一轮冲抓作业，如此循环钻进。
该方法的优点是所需机械简单，成本较低。缺点是施 工自动化程度低，需人工清运渣土，劳动强度大，施工速 度较慢。适用于砂砾石和砂土地层。
钢筋笼焊接
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灌注桩钢筋冷挤压连5接0
钢筋笼安放就位
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（八）灌注水下混凝土
➢ 泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进 行的，故称为浇筑水下混凝土。
➢ 水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具 备良好的和易性，配合比应通过试验确定。
冲击钻孔的施工要点
邻孔混凝土达2.5MPa后开钻；开孔小冲 程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。
中、低冲程： 中等冲程：
1～2m
2～3m
高冲程： 3～5mFra bibliotek分级 扩钻粘性土、 风化层、 砾砂石等
砂卵石等
基岩、漂 石和密实 卵石层
十字形钻头钻 1.5m以上孔径 分2级
管形钻头0.7m 以上孔分2～4 级
(2) 必须及时填写施工记录表，交接班时应交代钻进情况及下 一班应注意事项。
(3) 钻机底座和顶端要平稳，在钻进和运行中不应产生位移和 沉陷。回转钻机顶部的起吊滑轮缘、转盘中心和桩位中心 三者应在同一铅垂线上，偏差不超过2 cm。
(4) 钻孔作业应分班连续进行，经常对钻孔泥浆性能指标进行 检验，不符合要求时要及时改正。
泥浆作用：
在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑钻具 、正循环排渣。
组成及要求：
钻孔泥浆由水、黏土和添加剂组成。按钻孔方法和地质情况，一 般需采用泥浆悬浮钻渣和护壁。除地层本身全为黏性土，能在钻进 中形成合格泥浆外，开工前应准备数量充足和性能合格的黏土和膨 润土。调制泥浆时，先将土加水浸透，然后用搅拌机或人工拌制， 按不同地层情况严格控制泥浆浓度。为了回收泥浆原料和减少环境 污染，应设置泥浆循环净化系统。泥浆性能要求见表4.2.1。
注意：应以小冲程稳而准地开孔，待锥具全部进入护 筒后，再松锥进行正常冲抓。提锥应缓慢，冲击高度一般 为1.0～2.5 m。
全套管冲抓成孔
单元二 钻孔灌注桩施工
图4.2.1冲抓锥钻孔
单元二 钻孔灌注桩施工
2. 冲击钻孔
冲击钻孔设备由冲击钻头、三角立架、卷扬机三部分 组成，如图4.2.2所示。该方法适用于砂砾石和岩石地层。 其工作原理是：用卷扬机让钢丝绳通过三角立架上的滑轮 将锥头提起，然后放开卷扬机，使锥头自然下落，锥头的 冲击作用将砂砾石或岩石砸成碎末、细渣，靠泥浆将其悬 浮起来排出孔外。锥体一般为圆柱形，用钢材制成，锥头 呈十字形，利于破碎岩石。一般可先用60～80 cm的细锥头 钻进，然后再用大锥头扩孔至设计孔径。这样一是可以保 证孔壁稳定，防止塌孔；二是可以提高功效。卷扬机可以 人工操作，也可以选用自动操作设备，因而该方法节省人 力，可以24 h连续作业，施工效率较高，在工程中普遍适 用。
➢ ②护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻孔的宜加 大20～30厘米；用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大30～40厘米。
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3.护筒的埋设要求
➢ ①钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土， 并埋设护筒。
➢ ②埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法。 ➢ ③埋置深度一般情况为2—4米，特殊情况应加深。 ➢ ④护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求；
（五）钻 孔
冲抓锥钻进
钻孔
冲击钻孔 正循环钻机施工
反循环钻机施工
单元二 钻孔灌注桩施工
1.冲抓锥钻进 冲抓锥是一种最简单的钻孔机械， 由三角立架、锥
头、卷扬机三部分组成，如图4.2.1所示。施工时使三角立 架固定滑轮，绕过滑轮的钢丝绳下端吊着由三块钢锥片组 成的锥头；锥头张开的最大外围尺寸与桩孔直径相同。锥 头对准桩孔中心，放开制动，锥头在自重作用下下落，打 入孔内土层中。卷扬机将其向上提升时，通过拉索使锥头 合拢，砂土被封闭在锥体内提升至井外。
旱地： 平整 、 夯实场地 浅水： 筑岛 深水： 围囹法
1. 护筒的作用：
➢ 固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力， 防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。
2.护筒的制作要求：
➢ ①护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况而定。钢 护筒厚4~8mm，钢筋混凝土护筒厚8~10cm 。护筒上部设1～2个 溢浆孔，
（七）钢筋笼的制作和安装
注意事项：
1. 钢筋骨架一般每隔2～2.5米设置直径14～18毫米的加强 箍筋一道；
2. 钢筋骨架可分段制作；
3. 要确保保护层厚度；
4. 钢筋骨架运输无论采用何种方法，均不得使骨架变形。 5. 钢筋骨架可采用钻机塔架、扒杆或起吊机吊起，对准护
筒中心缓慢下放至设计标高。
6. 下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁
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护筒入土深度
护筒顶标高采用反循环钻时其顶部应高 出地下水位2.0 m；采用正循环钻时应 高出地下水位1.0～1.5 m；处于旱地 时，护筒在满足上述条件的基础上还应 高出地面0.3 m。
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埋 设 护 筒
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（三）泥浆制备
④反循环钻孔
反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反，泥浆由孔外流入 孔内，由真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻渣通过 钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将吸浆泵随同钻锥一同钻进， 从孔底将钻渣吸出孔外。
特点：反循环钻机排渣能力比较强,但工艺比较复杂,操作不 当容易引起塌孔埋钻,而且反循环钻机价格比较高。
循环排渣
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（七）钢筋笼的制作和安装
（5） 钢筋笼制作。
在钻孔之前或者钻孔的同时要制作好钢筋笼，以便成孔、 清孔后尽快灌注混凝土，防止塌孔事故发生。
钢筋骨架钢筋骨架由主筋、加强筋、螺旋箍筋、定位筋 四部分组成，其构造应满足设计要求。
钢筋笼应按图纸尺寸要求以及吊装和钢筋单根定长确定 下料长度，注意主筋在50 cm范围内接头数量不能超过截面 主筋根数总数的50％，加强筋直径要准确；箍筋要预先调 直，螺旋形布置在主筋外侧；定位筋应均匀对称地焊接在 主筋外侧。下钢筋笼前应对其进行质量检查，保证钢筋根 数、位置、净距、保护层厚度等满足要求。
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导
管 法
➢ 六、 水下混凝土的灌注
浇
灌注混凝土之前，应先探测孔底泥浆沉淀厚度。
注 如果大于规定，要再次清孔，但应注意孔壁的稳定，
桩 防止塌孔。运至桩位的混凝土应检查其均匀性和坍落
身 度，如不符合要求，应进行第二次拌和。二次拌和仍
换浆清孔法适用于正循环钻孔的摩擦桩。在钻孔完成之 后，提升钻锥距孔底10～20 cm，继续循环，以相对密度较 低(1.1～1.2)的泥浆压入，把钻孔内的悬浮钻渣和相对密 度较大的泥浆换出。
喷射清孔法只宜配合其他清孔方法使用，是在灌注混凝 土前对孔底进行高压射水或射风数分钟，使剩余少量沉淀 物漂浮后，立即灌注水下混凝土。
方法： 抽浆清孔 换浆清孔 掏渣清孔
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单元二 钻孔灌注桩施工
掏渣清孔法是用掏渣筒、大锅锥或冲抓锥清掏孔底粗钻 渣，仅适用于机动推钻、冲抓、冲击钻孔的各类土层摩擦 桩的初步清孔。
抽浆清孔法清孔效果较好，适用于各种方法钻孔的柱桩 和摩擦桩，一般用反循环钻机、空气吸泥机、水力吸泥机 或真空吸泥泵等进行。
③钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实、塞 紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检查。
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（五）钻 孔
➢ 二、 钻孔施工方法
无论采用哪种钻孔方法，都要遵循以下一般要求：
(1)钻孔就位前，应对钻孔的各项准备工作进行检查，包括场 地与钻机座落处的平整和加固，主要机具的检查与安装。
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泥浆池
泥 浆 护 壁 成 孔 灌 注 桩 ： 泥 浆 池
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泥 浆 指 标 检 测 仪 器
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（四）钻架与钻机就位
要求
①能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的刚度， 具有足够的高度。
②钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻架必须保 持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。
① 冲击钻机钻孔
钻头
十字形 管形
十字钻头
单元二 钻孔灌注桩施工
图4.2.2冲击钻孔
单元二 钻孔灌注桩施工
施工时应注意以小冲程开孔，使初成孔坚实、竖直、 圆顺并起导向作用。钻进深度超过钻锥全冲程后才能施行 正常冲击。若遇坚硬漂卵石层，可采用中、大冲程，但最 大冲程不宜超过4～6 m。钻进过程中及时排除钻渣，并添 加黏土造浆，防止塌孔和沉积，从而使钻锥经常冲击新鲜 地层。冲击表面不平整的漂石、硬岩时，应先投入黏土夹 小片石，将表面垫平后再钻进，防止出现偏孔、斜孔。
➢ 水下混凝土浇筑常用导管法。 ➢ 浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导
管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断 悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速 排出球塞进入水中。
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（八）灌注水下混凝土
1. 导管导管是灌注水下混凝土的重要工具，一般选用 刚性导管。刚性导管用钢管制成，内径一般为25～ 35 cm，每节长约4～5 m，用端头法兰盘螺栓连接， 接头间夹有橡胶垫防止漏水。