钻孔灌注桩基础知识

旋挖钻机旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。

主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。

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施工中的细节（1）：声测管端口毛刺注意处理，要求整洁干净；声测管常用的管子有钢管、钢质波纹管、塑料管3种。

钢管优点是便于安装，可用电焊焊在钢筋骨架外，可代替部分钢筋截面，而且由于钢管刚度较大．埋置后可基本上保持其平行度和平直度，许多大直径灌注桩均采用钢管作为声测管。

但钢管的价格较贵：钢质波纹管是一种较好的声测管材料，它具有管壁薄、钢材省和抗渗、耐压、强度高、柔性好等特点，通常用于预应力结构中的后张法预留孔道：用做声测管时。

可直接绑扎在钢筋骨架上，接头处可用大一号波纹管套接。

由于波纹管很轻，因而操作十分方便，但安装时需注意保持其轴线的平直。

塑料管声阻抗率较低，用做声测管具有较大的透声率，通常可用于较小的灌注桩，在大型灌注桩中使用时应慎重，因为大直径桩需灌注大量混凝土，水泥的水化热不易发散：鉴于塑料的热膨胀系数与混凝土的相差悬殊，混凝土凝固后塑料管因温度下降而产生径向和纵向收缩，有可能使之与混凝土局部脱开而造成空气或水的夹缝，在声通路上又增加了更多反射强烈的界面，容易造成误判。

声测管的直径，通常比径向换能器的直径大l0mm即可，常用规格是内径50-60mm。

管子的壁厚对透声率的影响很小，所以，原则上对管壁厚度不作限制，但从节省用钢量的角度而言，管壁只要能承受新浇混凝土的侧压力，则越薄越省。

成本在较深的桥梁码头高层建筑钻孔灌注桩施工中，对于灌柱桩基检测要求采用声波透射法检测桩基质量，按照设计要求应该预埋检测管（声测管）。

桩径0.8m 以下的需埋设两根检测管，两根检测管必须固定在钢筋笼内同一直线上。

桩径0.8m-2.0m的需埋设三根检测管，三根检测管必须呈等腰三角形固定在钢筋笼内。

2.0m以上的需埋设四根检测管，四根检测管必须呈正方形固定在钢筋笼内。

常规要求采用外径50-60mm的钢管，壁厚3.5mm左右，施工中采取现场焊接法（也有两管上下插入，做加固措施的声测管）桩基在混凝土灌柱时对声测管的密封性、抗渗性、抗拉性、抗扭矩、抗压等方面的要求特别严格，生产及安装中稍有不慎将造成堵管、渗漏或管变形，桩基检测将无法完成。

现场焊接无法检测管壁、接口及管底的封头密封性，因此抗渗漏性能很难保证。

桩基完整性检测完整性检测常用的方法：低应变反射波法、超声波声波透射法、钻芯法等；检测仪器：桩基完整性测试分析仪，数字超声波仪。

为检测成桩质量，本桩长大于40m或桩径大于2m的桩基，桩基设置有声测管。

1m～2m的基桩每根桩在桩身钢筋内侧按120°布置三根声测管；大于2m 的基桩，桩身内埋设4根声测管，呈90°布置。

声测管采用无缝钢管，内径50mm，壁厚3mm声测管与钢筋笼采用绑扎。

施工时应仔细检查声测管管底及接头处是否密闭，底部用钢片焊接封闭，在检测管内注水，以防砂浆、杂物等堵塞管道。

（1）桩身完整性概念：反映桩身截面尺寸相对变化、桩身材料密实性和连续性的综合定性指标；（7）抽芯检测也叫钻芯检测：是指在混凝土灌注桩上使用专用钻机钻芯，提取芯样，根据芯样的状况，分析评价桩身完整性；（3）超声波检测：也叫声波透射法检测，是在桩身预埋的声测管之间发射并接收声波，根据声波在桩身传播的时间、波幅、频率等声学参数的相对变化，反映桩身完整性；（4）低应变反射波法（5）完整性检测常用的方法：低应变反射波法、超声波声波透射法、钻芯法等；（6）竖向承载力：是一种检测桩身承载力的方法，这个做起来比较复杂，简单说，就是用一个反力装置通过千斤顶对桩头施加的压力，测试桩身受到得压力与沉降、时间等的关系。

钻孔灌注桩断桩的原因分析断桩是严重的质量事故。

对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。

断桩产生的原因有以下几个方面。

1.灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。

特别是钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。

因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误。

2.在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。

导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。

3.卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。

由于人工配料（有的机械配料不及时校核）随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时干。

坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。

所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。

4.坍塌。

因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，施工者谈不上有什么经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。

这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例，较为严重。

而且位置深、难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。

5.导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。

因此应认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量很重要。

6.施工原因。

由于导管下距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土软件充填。

桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开。

由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣桩身出现空洞体。

未采用“回顶”法灌注，而是采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段产生疏松、空洞现象。

钻孔灌注桩灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。

钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。

钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种泥浆护壁及其施工顺序泥浆主要指标的作用1.泥浆比重对施工的影响：大家都知道水的比重为1。

比重大小形成的压力、压强是不一样的。

比如泥浆比重为1.1的浆液形成的压力、压强就是11米高水柱与10米高水柱产生的压力、压强的区别。

比重的大小在泥浆护壁方面的作用是，比重越大压力压强越大，泥浆对孔壁的支撑力就越大，仅从护壁方面来讲，比重越大越好。

但是从灌注砼角度来讲就不是这样的。

比重越大压力压强就越大，灌注就越困难。

就旋挖钻孔灌注桩来讲，在下笼、下导管后进行的二清不仅是清理孔底沉渣，而且也要稀释浆液，使浆液的比重略微大于1，这样就容易灌注。

在冲击钻成孔后灌注前必须稀释浆液（因为冲击钻施工工艺形成的浆液比重较大）。

而现在采用的新型可利尔化学浆，因其添加量只有10000分之3-5左右（用量少、添加方便）形成的浆液比重几乎仍是谁的比重1。

这样对灌注是极好的状况。

而从比重方面形成的压力压强对孔壁的支撑力来讲是个缺点。

事物往往就是这样既是优势又是劣势。

这就要综合考虑。

有化学泥浆公司曾经宣传有所谓的进口材料可以增加其化学泥浆的比重。

这样的观点是幼稚的：比重是什么？通俗来讲就是在浆液容积一定时增加里面的物质重量（无论国产、进口；无论固相、非固相），如果要达到使用膨润土泥浆的大比重就必须加入与膨润土重量相等的物质，别无二法。

如果这样就失去使用化学泥浆的意义了。

所以根据地质状况（比如卵石较大、含量高、级配型差）要采用传统膨润土造浆就不要使用化学泥浆，而其他情况几乎都可以使用可利尔化学泥浆。

2.粘度对施工的影响：在传统造浆工艺中，粘度与比重几近一致（在含沙率一样情况下）。

所以二者对施工的影响也大致趋势一样。

传统膨润土泥浆粘度大比重就大，而化学泥浆粘度大比重也不大。

泥浆粘度大，其携带钻渣、护壁能力强，但是泥皮厚，净化能力差，并且影响钻进效率、清孔时间、水下混凝土的灌注；年度过小又会。

，因此泥浆的黏度应该根据钻进地层和泥浆的循环方式确定。

使用新材料就是要改变一些固有的传统意识。

泥浆在护壁作用方面，粘度作用方面应该比重作用方面大。

3.含沙率对施工的影响：可以这么说，泥浆里面含沙率越高泥浆就越差（尽管有时细小的沙粒也会增加浆液的比重），有时在利用循环钻、冲击钻的排出的浆液一定要沉淀下，因其内含沙率很高的。

地下连续墙成槽施工对浆液的含砂率要求很严，都要设立沉淀池，把沙沉淀下去再使用。

泥浆还具有携渣和冷却、润滑机具作用，具有一定粘度的泥浆可以携同泥渣一起排出。

1.泥浆可以作机具的润滑和冷却剂，在冲洗机具的同时,也可以冷却机具。

2.防止槽壁坍塌或剥落，并维持挖成的形状不变。

泥浆护壁及其施工顺序(1)施工准备施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。

钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。

(2)钻孔机的安装与定位安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。

对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，再垫上钢板或枕木加固。

为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。

钻机位置的偏差不大于2cm。

对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。

(3)埋设护筒钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。

当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。

钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。

护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。

制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。

护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。

一般常用钢护筒。

(4)泥浆制备现场设泥浆池一般为钻孔容积的2.0倍，泥浆池的底部和四周要铺设塑料布或采取其它封闭措施，防止泥浆外流。