钻孔灌注桩施工技术施工与应用

1. 介绍：

钻孔灌注桩是采用不同的钻孔（或挖孔）方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋笼放到井孔内，再灌注混凝土。其适用范围广，可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，这是别的桩型很难做到的。 （一）钻孔灌注桩施工特点

1 、施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小；

2 、大直径钻孔灌注桩直径大、入土深；

3 、对于桩穿透的图层可以在空中作原位测试，以检测土层的性质； 4 、扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力；

5 、经常设计成一柱一桩，无需桩顶承台，简化了基础结构形式； 6 、钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小；

7 、某些利用“挤扩支盘”钻孔灌注桩可以有效减少桩径和桩长，提高桩的承载力，减少沉降量；

8 、可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，这是别的桩型很难做到的； 9、施工设备简单轻便，能在较低的净空条件下设桩；

10 、钻孔灌注桩在施工中，影响成桩质量的因素较多，质量不够稳定，有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象，桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化，

且又在较大程度上受施工操作影响

（二）施工方法

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。

1.泥浆护壁施工法

冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：

平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。 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，能为孔壁平衡孔外地下水压力或者加大孔内向水力、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时还有隔离地表水、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

钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。

钻孔灌注桩 (5)钻孔

钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应该事先规划好，既要保证

下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。 (6)清孔

钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。 (7)灌注水下混凝土

清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。 全套管施工法

全套管施工法的施工顺序。其一般的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、放导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。

全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。因此应该随时用水准仪及铅垂校核其垂直度。

钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程中的应用

钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程中的应用简介：在房屋建筑工程施工应用中，施工人员通常会采用具有一定的隐蔽性与复杂性特征的钻孔灌注桩施工技术进行施工建设的房屋建筑工程项目。此外，在应用钻孔灌注桩施工技术进行房屋建筑工程的施工中，要求施工操作人员有较高的技术水平才能进行相关工作，原因在于进行钻孔灌注桩施工的工作人员技术是否熟练或者水平够不够高将直接影响施工建设的房屋工程质量。最后，应用钻孔灌注桩进行建筑工程的施工应用时，对于房屋建筑结构功能改变影响和施工经济利益的损失作用等都比较小。

3.钻孔灌注桩施工技术要求

一、施工平台

1、采用筑岛法施工，填料宜选用透水性好、易于压实的砂性土

或碎石土，筑岛面积根据钻孔方法、选择的机具等确定，填筑高度应高于最高水位0.5～1.0m。

2、采用钢管桩等其它形式的施工平台，平台必须牢固稳定，能承受工作时所有静、动荷载，平台施工前需提供平台设计图纸及计算说明书，必要时组织专家论证，经总监办审核批复后方可施工，平台施工要按施工技术规范的有关规定执行。 3、旱地施工平台应进行清理和整平，面积满足使用要求，地面为软土时应进行适当处理，确保施工机械运输作业安全。

4、需要进行软基处理或路基填筑施工的桥台，必须待软基处理或路基填筑完成后才能进行桩基施工。 二、护筒

1、护筒应采用厚度不小于3mm的钢板制作，内径宜比桩径大20～40mm，护筒中心线应与桩中心线重合，平面位置偏差控制在5cm以内，竖直度不大于1%。 2、采用挖坑埋设法安置护筒时，护筒低部和四周所填粘质土必须分层夯实。 3、护筒宜高出地面0.3m或水面1.0～2.0m，埋置深度宜为2～4m，特殊情况应适当加大埋深防止漏浆，以保证钻孔和砼灌注的顺利进行。

4、对于钢管桩或其它形式架设的水中平台，护筒应沉入局部冲刷面以下不小于1.0～1.5m，并采取措施固定牢固。

5、护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。 三、泥浆

1、泥浆应选用优质粘土或膨润土配制，泥浆指标根据钻孔方法和地层情况，参照《公路桥涵施工技术规范》第6.2.2条选定。

2、摩擦桩宜采用回旋钻机施工，并采用优良泥浆（如膨润土泥浆），泥浆比重不应大于1.13，减小孔壁泥皮厚度，保证桩基承载力的发挥。

3、储浆池和沉淀池应分别设置，储浆池的大小应满足钻孔和清孔过程中保持孔内水头高度要求。钻渣和废弃泥浆应集中存放，妥善处理，避免污染环境。 四、钻孔

1、桩基施工前，应全面复查各墩、各桩基坐标及其各控制点高程，并复查净空要求，同时要求对工程地质勘查资料要进行详细的阅读和理解，掌握本工程范围内各种地层岩性的原岩特征、风化特征及物理力学性质，包括岩石名称、颜色、结构、主要矿物成分及岩石抗压强度等。

2、软土地段的钻孔，首先应进行地基加固，保证钻孔设备的稳定和钻孔孔位准确，再行钻孔。

3、钻机安装后应进行固定，保证底座和顶端应平稳，在钻进过程中不应产生位移和沉陷。

4、开钻前应对钻孔平面位置进行复测，冲击钻的钢丝绳、钻头中心及桩位中心要保持在同一垂直线上；回旋钻机的转盘要水平，立轴要垂直。护筒埋设前应设置交角不小于60°的桩位护桩，以便在钻进过程中随时检测桩中心位置。

5、采用冲击钻成孔过程中，应根据钻机的性能和对应地层岩性选择合适的冲程，采用循环钻时应采用减压钻进。

6、钻孔作业应分班连续进行，如实填写钻孔施工记录。间隔时间不得大于2小时，地质层转变也要及时记录。应经常对钻孔泥浆进行检测和记录，不符合要求时，应随时调整。

7、开钻前及钻孔过程中要经常检查钻头直径，任何情况下钻头直径不得小于设计桩径。禁止采用缩小钻头，通过钻进过程自然护孔达到设计桩径的办法。 8、钻孔过程中，应高度重视渣样的取样和保存，并对应记录在钻孔记录表中。现场要配置足够的渣样盒及封口塑料袋，渣样盒的尺寸宜为10×10×10cm。取出的渣样要清洗干净，按顺序放人渣样盒内，渣样数量不少于渣样盒的2/3，及时填写标签，放在渣样盒内，待渣样表面干燥后取一部分存入封口塑料袋，袋内也应放置取样标签。取样标签上应注明桥名、桩基编号、岩石名称、取样孔深、取样标高及时间等。放人塑料袋的渣样至少要保存到收到桩基检测报告以后。

9、取样频率要求：对于摩擦桩，进入能取得渣样的土（岩）层后按每钻进1米或地层变化处取样；对于嵌岩桩，进入嵌岩界面（持力层顶面）前取样要求同摩擦桩，进入嵌岩界面后每钻进0.5米取样，桩底均需取样。

10、对于嵌岩桩，钻孔进入嵌岩界面时，要通知驻地监理进行确认，存在疑问时通知总监办工程部，总监办工程部安排专业工程师到现场核实确认，确认后在钻孔记录表上注明签认进入嵌岩面标高。

11、班进尺是判断岩石强度的重要指标，工班钻进作业的起讫时间和前后孔底标高应如实填写。

12、钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外，并记录在钻孔施工记录表中。

13、当采用冲击法钻孔时，为防止冲击震动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌砼的凝固，以免影响邻桩砼质量，应待邻孔砼灌注完毕，并达到2.5Mpa抗压强度后，才能开钻。 五、检孔及终孔

1、用检孔器检查成孔质量，检孔器尺寸为：外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm（不得大于钻头直径），长度为4～6倍孔径。

2、所有桩基终孔必须有总监办专业监理工程师参加，共同签认。桩底标高的调整必须向业主代表报告，摩擦桩桩长变化大于2米时、嵌岩桩终孔标高提高大于2米或降低大于3米时，应与设计单位联系，现场确定终孔标高。

3、桩基终孔标高的调整属于E类变更，参加各方要在现场及时签署《工程变更论证及现场勘查意见表》。 六、清孔

1、清孔时注意保持孔内水位高度，防止塌孔。

2、清孔后应从孔低、中、上三个部分提取试样，检查泥浆指标。

3、用沉渣盒或孔低标高比较法等方法测定孔低沉渣厚度，清孔后孔底沉淀层厚度应按图纸规定值进行检查，按图纸规定：嵌岩桩≦5cm，摩擦桩直径≦1.5m时≦10cm；桩径﹥1.5m时≦12cm。

4、不得用加深钻孔的方式代替清孔。

5、清孔常采用换浆并结合掏渣的方法，当泥浆中含有较多的粉细砂无法通过放稀泥浆比重沉淀排出时，为缩短清孔时间并防止塌孔，建议配置泥沙分离器，加快清孔速度。

6、在吊入钢筋骨架及导管后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。

七、钢筋笼加工及水下混凝土灌注

1、进场钢筋经检验合格后方可使用，钢筋笼的制作应符合设计要求和技术规范的有关规定，分段制作时应考虑搭接长度并错开接头，且定位准确，便于搭接。连接采用立焊时应作立焊工艺试验；确定为声测法检测的桩基应按设计规定安装声测管，并在逐节下放时向声测管内灌满清水；钢筋笼吊装及运输应采取措施防止过大变形，安装应采用吊车起吊垂直放人孔中。

2、保护层装置按设计或规范要求布置，安装要牢固，保证下笼时不脱落或产生位移。钢筋笼采用悬挂固定，底部应有保护层；顶部连接刚度足够的骨架，骨架要升出泥浆面。钢筋笼孔口位置要利用护桩校核，四周用短钢筋支撑在钢筋护筒内。 3、水下混凝土的拌和应按批准的配合比进行，砼生产能力要满足连续灌注的需要。 4、砼灌注时间不得长于首批砼初凝时间，运到孔口的砼工作性能满足坍落度18～22cm要求。

5、导管首次使用前应作水密承压和接头抗拉试验，并分节编号记录长度，料斗的容量至少满足导管首次埋深不小于1m的砼用量体积。

6、砼灌注应连续进行，应有专人记录，并经常测探井孔内混凝土面的位置，控制导管埋深2～6m。首批混凝土下落后应检查导管有无漏水情况，若漏水严重，则应停止灌注。

7、灌注的混凝土顶面距钢筋笼骨架底部1m左右时，应放慢灌注速度。当混凝土面上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。

8、灌注的桩顶标高应比设计高0.5～1m，以保证破除桩头后桩顶的混凝 土质量。

9、拔护筒时应垂直拔出，禁止斜拖导致钢筋笼发生偏位。

10、灌注完成后，应对混凝土的实际灌注数量进行统计，并与设计数量比较。当实际灌注混凝土数量小于设计计算体积时，应分析原因并及时报告有关方面研究处理。 八、其它

1、凿除桩头工作应待混凝土具有一定强度后才能进行，采用人工凿除时，须达到2.5MPa，用风镐凿除时，须达到10Mpa。 2、凿除后的桩头应平整密实，边缘无破损现象。

3、凿除桩头完成后，及时恢复桩基中心，检查桩基偏位情况。

4、桩基施工过程中应严格保证施工质量，在灌注过程中出现导管拔出砼面等严重影响桩基质量的现象时，应停止灌注。原则上不允许出现已知故障桩后继续灌注，依靠桩检结果或后部采用高压旋喷注浆等补救方式处理。

5、桩基浇筑完成后14d或达到砼强度至少达到设计强度的70%且不小于15MPa后，应及时申请桩基检验，分批上报桩基检测计划。

6、施工前各项目部要认真组织进行施工技术、安全交底。

3.总结

钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程施工应用中，最大的优势就是具有施工噪音与影响小、施工振动小以及适用范围广等，也正因如此使得它可以在各类房屋建筑地基结构中进行施工应用，也因而使得其房屋建筑工程的施工应用中的应用范围越来越广泛。钻孔灌注桩施工技术的自研发后就很快得到了推广，得以在土木工程中实施着重要的作用，随着该项技术的进一步发展与完善对于土木工程的工程质量与施工安全是有极大的推动作用。不过从目前的发展水平来看，钻孔灌注桩施工技术还是面临着一些缺陷和不足，需要继续进行完善。也只有切实地认识到该项技术对于土木工程的巨大意义，掌握其使用过程中的相关问题，对这些问题做认真的探究，然后在实践中找出解决方案，才可以推动钻孔灌注桩施工技术的提高，促进土木工程水平的提升与发展。

参考文献

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