1、水下混凝土灌注樁沖孔法成樁施工工法混凝土鉆孔灌注樁，因其承載力高、適應性強、造價較低 ，廣泛用于路橋、港口、水電及高層建筑等建筑工程中。混凝土灌注樁沖孔法成樁系采用沖擊式鉆機或卷揚機懸吊沖擊鉆頭（又稱沖錘）上下往復沖擊，將硬質土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用掏渣筒掏出或泥漿泵抽漿換漿清孔，然后再灌注混凝土成樁。一、特點及適用范圍混凝土灌注樁沖孔法成樁的特點是：設備構造簡單，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅實、穩定、坍孔少，受施工場地影響小，噪聲和振動影響小等，因此被廣泛地采用，但存在掏渣及清孔較費工費時，成孔速度較慢，泥漿污染環境，孔底泥渣難以掏盡，使樁的承載力

2、不夠穩定等問題。沖孔法成樁適用于黃土、粘性土或粉質粘土和人工雜填土層，特別適于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅硬土層、巖層中使用，對流砂層亦可克服，但對層厚較大的淤泥及淤泥質土則要十分慎重。二、機具設備沖孔法成樁的主要設備為沖擊鉆機，它由簡易的鉆架、沖錘、卷揚機（帶離合器）、轉向裝置等組成。沖錘有十字、米字、圓型等多種，沖錘和鉆架用鋼絲繩連接，沖錘直徑60200cm。配套的設備有用于掏渣清孔的泥漿泵、掏渣筒、鋼護筒等。三、施工工藝流程圖場地平整樁位放線 探 孔 砌筑泥漿池護筒制作修整 埋設鋼護筒監理復核 鉆機就位、校正 樁位復測 泥漿循環 沖擊造孔，掏渣 監理驗收終孔情況測量孔深、垂直度、直徑 達

3、到終孔條件，清孔 監理驗收鋼筋籠安裝鋼筋籠 鋼筋籠制作鋼導管試壓 安裝鋼導管監理驗收清孔情況第二次清孔 制作混凝土試件 灌注水下混凝土成樁養護，拆護筒四、主要施工程序1、水下混凝土灌注樁沖孔法成樁施工工藝流程是：場地平整樁位放線探孔，砌筑或開挖泥漿池鋼護筒制作，埋設鋼護筒沖擊鉆機就位，孔位校正沖擊造孔，泥漿循環，清孔換漿終孔驗收下鋼筋籠和鋼導管、清孔灌注水下混凝土成樁養護。2、場地平整在陸地上施工時，平整樁基范圍內的場地，清除雜物、淤泥并壓實。在水上施工時，需搭設施工平臺。場地為淺水時，可采用筑島法施工。筑島的技術要求按照有關規范的規定執行，筑島面積應能滿足鉆機大小、泥漿池布置、安裝鋼筋籠等要

4、求，筑島的高度應高于最高施工水位0.51.0m。場地為深水時，可采用鋼管樁施工平臺、雙壁鋼圍堰平臺等固定式平臺，也可采用浮式施工平臺。平臺須牢靠穩定，能承受工作時所有動、靜荷載。水上平臺的設計與施工可按照有關規范的規定執行。3、造孔（1）在陸地上施工時，開孔前根據測量放線的樁中心位置及設計的樁徑或鋼護筒直徑的大小進行探孔，宜用人工開挖探孔，挖孔深度不小于3m，確認沒有地下管線，然后埋設鋼護筒。鋼護筒的作用是保護孔口、防止坍方、定位導向。旱地、筑島處護筒可采用挖坑埋設法，護筒底部和四周所填粘質土必須分層夯實。水域護筒設置，應嚴格注意平面位置、豎向傾斜和兩節護筒的連接質量。鋼護筒內徑宜比樁徑大20

5、0400mm，護筒高度宜高出地面0.3 m或水面1.02.0m。當鉆孔內有承壓水時,應高出穩定后的承壓水位2.0 m以上。當處于潮水影響地區時，應高于最高施工水位1.52.0m，并應采用穩定護筒內水頭的措施。護筒埋置深度一般情況下為24m，特殊情況應加深以保證鉆孔和灌注混凝土的順利進行。護筒中心豎直線應與樁中心線重合，除設計另有規定外，護筒中心與樁中心的平面偏差不大于50mm，護筒的傾斜度偏差小于1%，采用經緯儀縱橫向測量檢查。（2）開始沖擊前，操作人員要檢查沖錘直徑是否符合灌注樁直徑要求，沖錘的直徑可根據樁徑和不同巖層中的擴孔系數確定。泥漿池根據現場情況和環境要求可采用磚砌或在地面開挖坑池的

6、方法，泥漿池應設置沉淀池和凈漿池，泥漿池的容積根據灌注樁的直徑、深度確定，一般情況下不小于60m3。（3）施工前要先制備泥漿，泥漿一般由水、粘土（或膨潤土）和添加劑按適當配合比配制而成。在易坍地層施工時，泥漿的性能指標可參照下列數值：相對密度1.201.40，粘度2230Pas，含砂率4，膠體率95，失水率20ml/30min，酸堿度pH值811。如樁基礎地層為較好的粘土層，亦可采取自成泥漿護壁，方法是在孔內注滿清水，通過沖錘上下沖擊使成泥漿護壁。待泥漿池及樁孔內全部儲夠泥漿后，開始低錘（小沖程）密擊，錘高0.40.6m。直至孔深達到護筒下34m后，才加快速度，加大沖程將錘提高至1.52.0m

7、以上，轉入正常連續沖擊。在成孔過程要及時將孔內殘渣排出孔外，以免孔內殘渣太多，出現埋鉆現象。（4）在沖進過程中，進尺快慢根據土質情況來控制，將泥漿的相對密度控制在1.11.4之間，并經常對泥漿的相對密度和泥漿面進行檢查。穿過淤泥層及砂層時，應選用較大比重、粘度的泥漿，并放慢進尺速度。也可投入粘土塊摻小片石，慢速沖進，將粘土膏、片石擠入孔壁穩定孔壁。根據不同地質，調整泥漿比重，確保泥漿具有足夠的稠度，確保孔內水位差，維護孔壁穩定。發生孔內坍塌時，判明坍塌位置，回填砂和粘土混合物到坍孔處以上12m。如坍孔嚴重時應全部回填，待回填物沉積密實后再行沖進。在粘性土及含砂率小的強風化巖中，用中等速度沖進。

8、各類土層中的沖程和泥漿密度可按下表選用。地層沖程（m）泥漿相對密度備注在護筒中及護筒腳下3m以內0.91.11.11.3土層不好時宜提高泥漿密度，必要使加入小片石和粘土塊粘土121.01.1經常清理沖錘上的泥塊砂土121.21.4拋粘土塊，勤換漿掏渣，防坍孔砂卵石1.52.51.21.4加大沖擊能量，勤換漿掏渣風化巖131.11.3如巖層表面不平或傾斜應拋入2030cm厚塊石使之略平，然后低錘快擊使其成一緊密平臺，再進行正常沖擊，同時加大沖擊能量，勤換漿掏渣坍孔回填重造孔11.5m1.21.4反復沖擊，加粘土塊及片石（5）沖擊過程要經常排渣并及時補漿，每沖進12m應排渣一次。排渣方法有泥漿循環

9、法和掏渣筒法。前者是將輸漿管插入孔底使泥漿在孔內向上流動，將殘渣帶出孔外。此方法造孔效率高，護壁效果好，泥漿較易處理，但孔深較深時，循環泥漿的壓力和流量要求高，較難實施。掏渣筒法是用一個下部帶活門的鋼筒，將其放到孔底，作上下來回活動，提升高度在2m左右，當掏渣筒向下活動時，活門打開，殘渣進入筒內；向上運動時，活門關閉，可將孔內殘渣抽出孔外。排渣時，必須及時向孔內補充泥漿，以防止孔壁坍塌。（6）在沖擊過程要經常檢查成孔的垂直度、孔徑、孔深、泥漿性能指標等，始終保持孔內泥漿面高于護筒底0.5m以上，以免泥漿面升降波動造成對護筒底口處的沖刷，同時孔內泥漿面保持高于地下水位1m以上。（7）沖進成孔過程

10、，經常注意渣樣的撈取，并注意地層的變化，在地層變化處均應撈取渣樣，判明后并記入記錄表中，以便與地質剖面圖核對。終孔時必須取巖樣，并保留巖樣。（8）處理孔內事故或因故停止沖擊時，必須將沖錘提出孔外，以防埋錘。（9）沖至樁底標高，終孔巖樣經過各方驗收合格后，才可以進行終孔和清孔。4、終孔及清孔（1）當沖擊到設計標高后，進行第一次清孔工序的施工，清孔采用換漿法施工，即沖孔完成后，提起沖錘至距樁底20cm繼續低擊，然后以相對密度較小的泥漿壓入，逐步把孔內懸浮的殘渣和相對密度較大的泥漿換出。清孔時應指定專人負責補漿，保證孔內必要的水頭高度。清孔后的泥漿密度小于1.1，泥漿粘度控制在1720Pa.s，其含

11、砂率不得大于2%，清孔結束時應測定孔底的沉淀，孔底的沉淀厚度符合設計和施工規范規定（摩擦樁和端承樁允許沉淀厚度不同）。（2）清孔工作完成后，進行孔徑、孔深、孔位、垂直度的檢查，當這些指標達到要求后，通知監理工程師進行工序驗收。驗收合格后，才能進行鋼筋籠的安裝。 5、鋼筋籠的制作與安裝（1）按施工的實際樁長來決定鋼筋開料長度，根據樁的長短及吊裝能力來確定分段制作的長度，分段接長同一截面鋼筋接頭不超過50%。（2）先制作相應的加勁箍筋，然后按設計圖紙的根數布置主筋。每隔2m設一道加勁箍筋，排列好后將主筋按規定間距焊接在加勁箍筋上，再依設計的規定間距綁扎螺旋箍筋。超聲波檢測鋼管焊接或用鐵絲綁扎固定在

12、加勁箍筋上，并采用套管駁接，接口必須密封。（3）成孔驗收完，第一次清孔后，利用吊車將第一節鋼筋籠吊入樁孔，每下完一節后用鋼管或方木固定，再用吊車吊起另一節進行駁接，駁接采用幫條焊接，單面焊縫不應小于10d。吊放鋼筋骨架入樁時，下落速度要均勻，鋼筋籠要居中，人力配合扶正鋼筋籠，切勿碰撞孔壁。（4）鋼筋籠落到設計標高后，將其轉正在樁中心位置并用鋼筋焊接固定在鋼護筒上，防止澆筑樁身混凝土時發生浮籠。（5）第二次清孔：鋼筋籠安裝完畢后，安放鋼導管至樁底，往導管內壓入較稀的泥漿，繼續進行循環清孔，對沉渣進行清除。待沉渣厚度、泥漿比重、含砂率經監理工程師驗收滿足要求后才能進行水下混凝土的灌注。6、樁身混凝

13、土的灌注（1）水下混凝土應有良好的和易性，混凝土的配合比設計根據設計圖紙和有關施工規范執行。水下混凝土灌注時間不得長于首批混凝土初凝時間，若估計灌注時間長于首批混凝土初凝時間，則應摻入緩凝劑。混凝土拌和地點距離灌注樁地點較遠時應采用混凝土攪拌運輸車運輸混凝土。灌注時應保持足夠的流動性，坍落度為180220mm。（2）水下混凝土用鋼導管灌注，導管內徑為200350mm。導管使用前應進行水密承壓和接頭抗拉試驗，嚴禁用壓氣試壓。進行水密試驗的水壓不小于孔內水深1.3倍的壓力，也不小于導管壁和焊縫可能承受灌注混凝土時最大內壓力的1.3倍。（3）第一批混凝土澆筑數量應能滿足導管首次埋置深度（不小于1米）

14、和填充導管底部的需要。灌注應連續進行，并邊灌注邊提升導管和邊拆除上一節導管，使混凝土經常處于流動狀態。導管底埋置于混凝土內深度不超過6m，導管提升時速度不能過快，提升后導管的埋深不宜小于2m，提管過程中注意進行反插。逐節拆除導管時應先將頂上漏斗挪開，然后垂直提升導管，拆去頂上一節再接上漏斗繼續灌注。提升導管要保持導管垂直和居中，不使傾側和牽動鋼筋籠。混凝土澆筑過程始終保持導管埋入混凝土的長度在26m。（4）混凝土灌注到樁頂上部5m以內時特別注意加大拔管與反插的密度以確保混凝土密實度。（5）混凝土灌注過程中有短時間停歇時，經常上下移動導管，使混凝土保持足夠的流動性，避免發生塞管事故。間歇時間應小

15、于前批混凝土的初凝時間。（6）混凝土灌注高度應比樁頂設計標高高出0.51m，以保證混凝土強度。在灌注將近結束時，應核對混凝土的數量，以確定所測混凝土的灌注高度是否正確。（7）混凝土灌注過程中溢出的泥漿用泥漿泵抽到泥漿運輸車上或泥漿池里，泥漿運輸到指定的地點排放，確保不污染環境。五、水下混凝土灌注樁沖孔法成孔施工過程常遇問題及處理方法常遇問題產生原因防治處理方法樁孔不圓，呈梅花形1、鉆頭的轉向裝置失靈，沖擊時鉆頭未轉動2、泥漿粘度過大，沖擊時轉動阻力太大，鉆頭轉動困難3、沖程太小，鉆頭轉動時間不充分或轉動很小經常檢查轉向裝置的靈活性；調整泥漿的粘度和相對密度；用低沖程時，每沖擊一段換用高一些的沖

16、程沖擊，交替沖擊修整孔型鉆孔偏斜1、沖擊中遇探頭石、漂石、大小不均，鉆頭受力不均2、基巖面傾斜3、鉆機底座未安置水平或產生不均勻沉陷4、土層軟硬不均；孔徑大，鉆頭小，沖擊時鉆頭向一側傾斜發現探頭石后，應回填碎石，用高沖程猛擊探頭石，破碎探頭石后再沖進沖進到基巖面時采用低錘密擊，并使鉆頭充分轉動，進入基巖后采用高沖程沖進；若發現孔斜，應回填重鉆；經常檢查及時調整；進入軟硬不均地層，采取低錘密擊，保持孔底平整，穿過此層后再正常沖進沖錘被卡1、鉆孔不圓，沖錘被孔的狹窄部位卡住2、未及時補焊鉆頭，鉆孔直徑逐漸變小，鉆頭入孔沖擊被卡3、上部孔壁坍落物卡住鉆頭4、在粘土層中沖程太高，泥漿粘度太大，以致鉆頭

17、被吸住5、放繩太多，沖錘傾倒頂住孔壁6、護筒底部出現卷口變形，沖錘卡在護筒底若孔不圓，鉆頭向下有活動余地，可使鉆頭向下活動并轉動至孔徑較大方向提起鉆頭；使鉆頭向下活動，脫離卡點；在基巖鉆頭被卡處采取水下爆破，待卡點松動后提起鉆頭；若孔徑變小，應嚴格控制鉆頭直徑，并在孔徑變小處反復沖刮孔壁，以增大孔徑；用打撈工具幫助提起鉆頭；利用泥漿泵向孔內泵送優質泥漿，清除坍落物，替換粘度過高的泥漿；將護筒吊起，割掉卷口，修整護筒重新安放孔壁坍塌1、沖錘撞擊孔壁2、泥漿相對密度偏低，起不到護壁作用；孔內泥漿面低于孔外水位3、遇流砂、軟淤泥、破碎地層或松砂層時進尺太快4、地層變化時未及時調整泥漿相對密度5、清孔

18、或漏漿時補漿不及時，造成泥漿面過低，內外壓差大而塌孔6、清孔后未及時灌注混凝土或安裝鋼筋籠時撞擊孔壁而塌孔探明塌孔位置，將砂和粘土混合物回填到塌孔位置以上12m，等回填物沉積密實后再重新沖孔；按不同地層土質采用不同的泥漿相對密度；保持泥漿面；嚴重塌孔，用粘土膏投入，待孔壁穩定后采用低速重新沖擊；清孔或漏漿時及時補充泥漿；清孔后及時灌注水下混凝土；安裝鋼筋籠時保持鋼筋籠豎直；不撞擊孔壁流砂1、孔外水壓力比孔內大，孔壁松散，使大量流砂涌入孔內2、掏渣時沒有及時向孔內補充水，造成孔外水位高于孔內流砂嚴重時可拋入碎石、粘土，用沖錘擠入流砂層，做成泥漿結塊，使成堅厚孔壁，阻止流砂涌入；保持泥漿面；增大泥

19、漿的相對密度鉆孔直徑小1、選用的沖錘直徑小2、沖錘被磨損未及時修復選擇合適的沖錘直徑；定期檢查沖錘磨損情況，及時修復沖錘脫落大繩在轉向裝置聯結處被磨斷；繩卡脫落；鋼絲繩使用時間長磨損較大，在薄弱斷面折斷用打撈工具打撈掉落的鉆頭；經常檢查易損壞部位、鋼絲繩和轉向裝置、聯結部位六、水下混凝土灌注樁沖擊成孔過程遇溶洞的處理1、充分摸清地質情況，溶巖地區每樁要有一個或幾個地質鉆探孔。2、結合實際制定先易后難的總體施工原則，即先施工單個小溶洞、充填或半充填溶洞、溶洞底面巖面平坦的樁基礎，等基本摸清溶洞地質施工規律，掌握溶洞處理措施，再施工存在大溶洞、多層溶洞、無充填溶洞的樁基礎。3、每孔開鉆前，將地質剖

20、面柱狀圖掛在鉆機上，讓每一位參與施工的人員都充分掌握要施工樁位的溶洞的位置、大小和填充情況等地質資料；沖進過程中，由技術人員對施工人員進行跟班技術交底，不同地層采取不同沖程、不同的處理措施，對地質異常復雜的樁，則根據每樁的不同特點，制定專門的處理措施。4、溶洞施工以做好預防為主，鉆孔前在孔口附近儲備大量粘土、片石及一定數量的袋裝水泥，鉆孔過程中配備大功率泥漿泵兩臺以上，同時具備充足的水源，保證一旦漏漿，可立即進行補漿。5、若溶洞內進尺過快，則在孔底已穿過溶洞底后，再次提升沖錘，投入片石、粘土，重新進行沖砸，使片石與粘土在溶洞內形成堅實護壁，保證順利成孔。6、每遇到一層溶洞，無論是否漏漿，是否為

21、充填溶洞均應向孔內投入一定數量的片石、粘土，然后用小沖程沖擊混合物，使其擠入裂隙、溶槽內，反復操作多次，堵塞漏漿通道。7、對于無充填或半充填的大溶洞，特別是地質鉆探顯示漏漿的溶洞，在擊穿洞頂之前，要密切注意孔內泥漿面的變化，一旦泥漿面下降，應迅速補漿，也可將預先準備好的片石、粘土、水泥按適當的比例拋入，直至孔內泥漿面停止下降，并慢慢上升，此后用沖錘適當擠壓，直至把裂隙、溶槽都填滿或堵死，只有當泥漿漏失現象消失后才轉入正常沖進。8、遇到特大型溶洞，為防止漏漿造成孔壁坍塌，采用預鉆孔注漿，也可用大直徑沖錘成孔，然后埋長鋼護筒隔離上部松軟覆蓋層的方法進行處理。9、偏孔是溶巖地質沖孔灌注樁施工的常見現象。沖錘穿越溶洞時要密切注意大繩的抖動和偏移情況，以便判斷是否偏孔。若偏孔應回填片石和粘土至偏孔處0.5m以上，重新沖砸。七、質量檢驗及質量標準1、沖擊成孔在終孔和清孔后，應進行孔位、孔深檢驗。2、孔徑、孔形和傾斜度可采用外徑為樁的鋼筋籠直徑加100mm（不得大于沖錘直徑），長度為46倍外徑的鋼筋檢孔器吊入孔內檢測。3、沖孔成孔的質量標準項目允許偏差孔的中心位置（mm）群樁：