1、2016“”混凝土鉆孔灌注樁混凝土鉆孔灌注樁制作小組：劉洋、余文波、黃景然、盧航、毛焱平、郭宇、張仕豪“”混凝土鉆孔灌注樁定義 灌注樁系是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。 鉆孔樁成孔的方法可分為沖擊鉆孔、回轉鉆孔和旋挖鉆孔。施工中常用的鉆機為沖擊鉆機、回轉鉆機和旋挖鉆機“”混凝土鉆孔灌注樁歷史 灌注樁由最早的100多年前的1893年，因為工業(yè)的發(fā)展以及人口的增長，高層建筑不斷增加，但是因為好多城市的

2、地基條件比較差，不能直接承受由高層建筑所傳來的壓力，地表以下存在著厚度很大的軟土或中等強度的黏土層，建造高層建筑如仍沿用當時通用的摩擦樁，必然產(chǎn)生很大的沉降。于是工程師們借鑒了掘井技術發(fā)明了在人工挖孔中澆筑鋼筋混凝土而成樁。于是在隨后的50年之后，即20世紀40年代初隨著大功率鉆孔機具的研制成功首先在美國問世，二戰(zhàn)后，世界各地特別是歐美發(fā)達國家經(jīng)濟復蘇與發(fā)展，時至今日，隨著科學技術的日新月異發(fā)展，鉆孔灌注樁在高層、超高層的建筑物和重型構筑物中被廣泛應用。當然，在我國，鉆孔灌注樁設計及施工水平也得到了長足的發(fā)展。鉆孔灌注樁通常為一種非擠土樁，也有的為部分擠土樁。“”鉆孔灌注樁樁基礎的特點1、樁支

3、承于堅硬的（基巖、密實的卵礫石層）或較硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力層，具有很高的豎向單樁承載力或群樁承載力，足以承擔高層建筑的全部豎向荷載（包括偏心荷載）2、樁基具有很大的豎向單樁剛度（端承樁）或群剛度（摩擦樁），在自重或相鄰荷載影響下，不產(chǎn)生過大的不均勻沉降，并確保建筑物的傾斜不超過允許范圍。3、憑借巨大的單樁側向剛度（大直徑樁）或群樁基礎的側向剛度及其整體抗傾覆能力，抵御由于風和地震引起的水平荷載與力矩荷載，保證高層建筑的抗傾覆穩(wěn)定性。4、樁身穿過可液化土層而支承于穩(wěn)定的堅實土層或嵌固于基巖，在地震造成淺部土層液化與震陷的情況下，樁基憑靠深部穩(wěn)固土層仍具有足夠的抗壓與抗拔承載力，從而可

4、確保高層建筑的穩(wěn)定，且不產(chǎn)生過大的沉陷與傾斜。“”樁基礎設計原則在天然地基無法滿足上部荷載要求，且經(jīng)過簡單人工處理也無法滿足的情況下，采用樁基礎，利用樁身把荷載力傳送到更深的能滿足承載要求的地層中去，樁基礎是承臺、樁間土、樁端持力層共同受力。鉆孔灌注樁是在地質(zhì)條件復雜、持力層埋藏深、地下水位高等不利于人工挖孔及別的工藝成孔的情況下，比較好的工藝選擇。“”鉆機的適用范圍沖擊鉆機主要適用于卵（漂）石土、巖層中鉆孔。其主要機具設備大致分為兩類：一類為沖擊鉆機整套設備，本身配有鉆架、起吊及沖擊等設備；另一類為由帶有離合器的雙筒卷揚機組成的簡易沖擊鉆具，其鉆架由簡易桿件組成。按照泥漿的循環(huán)方式，沖擊鉆又

5、可分為沖擊正循環(huán)鉆和沖擊反循環(huán)鉆。回轉鉆孔可分為正循環(huán)回轉鉆孔、反循環(huán)回轉鉆孔。其特點是泥漿循環(huán)方式不同，壓入泥漿為正循環(huán)，抽吸泥漿為反循環(huán)。正循環(huán)適用于黏土，粉土，細、中、粗砂等各類土層；反循環(huán)適用于黏性土、砂性土、砂卵石和風化巖層，但卵石粒徑不得超過鉆桿內(nèi)徑的2/3，且含量不大于20%。旋挖鉆機適用于砂性土、砂卵石和風化巖層。“”簡易沖擊鉆孔機螺旋鉆機“”施工方法鉆孔灌注樁的施工，因其所選護壁形成的不同，有泥漿護壁方式法和全套管施工法兩種。泥漿護壁施工法 沖擊鉆孔，沖抓鉆孔和回轉鉆削成孔等均可采用泥漿護壁施工法。 該施工法的過程是： 平整場地泥漿制備埋設護筒鋪設工作平臺安裝鉆機并定位鉆進成

6、孔清孔并檢查成孔質(zhì)量下放鋼筋籠灌注水下混凝土拔出護筒檢查質(zhì)量“”施工順序(1)施工準備施工準備包括：選擇鉆機、鉆具、場地布置等。鉆機是鉆孔灌注樁施工的主要設備，可根據(jù)地質(zhì)情況和各種鉆孔機的應用條件來選擇。施工流程“”(2)鉆孔機的安裝與定位安裝鉆孔機的基礎如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。對地層較軟和有坡度的地基，可用推土機推平，再墊上鋼板或枕木加固。“” 為防止樁位不準，施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機，對有鉆塔的鉆孔機，先利用鉆機的動力與附近的地籠配合，將鉆桿移動大致定位，再用千斤頂將機架頂起，準確定位，使起重滑輪、鉆頭或固定

7、鉆桿的卡孔與護筒中心在一垂線上，以保證鉆機的垂直度。鉆機位置的偏差不大于2cm。對準樁位后，用枕木墊平鉆機橫梁，并在塔頂對稱于鉆機軸線上拉上纜風繩。“”(3)埋設護筒鉆孔成敗的關鍵是防止孔壁坍塌。當鉆孔較深時，在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內(nèi)坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內(nèi)若能保持比地下水位高的水頭，增加孔內(nèi)靜水壓力，能為孔壁、防止坍孔。護筒除起到這個作用外，同時好有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導向作用等。制作護筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種。護筒要求堅固耐用，不漏水，其內(nèi)徑應比鉆孔直徑大（旋轉鉆約大20cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm），每節(jié)長度約23m。一般

8、常用鋼護筒。護筒“”(4)泥漿制備鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內(nèi)外滲流，防止坍孔的作用。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿，應根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應視地層變化或操作要求機動掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度。(5)鉆孔鉆孔是一道關鍵工序，在施工中必須嚴格按照操作要求進行，才能保證成孔質(zhì)量，首先要注意開孔質(zhì)量，為此必須對好中線及垂直度，并壓好護筒。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣(沖擊式用)，還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓

9、式鉆機施工時，附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩(wěn)固。所以鉆好的孔應及時清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應該事先規(guī)劃好，既要保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔，又要使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾。“”(6)清孔鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關系到成樁質(zhì)量與樁身曲直。為此，除了鉆孔過程中密切觀測監(jiān)督外，在鉆孔達到設計要求深度后，應對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設計要求時，應立即進行孔底清理，避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對于摩擦樁當孔壁容易坍塌時，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；當孔壁不易坍塌時，不大于20cm。對于柱樁，要求在射

10、水或射風前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的鉆機不同而靈活應用。通常可采用正循環(huán)旋轉鉆機、反循環(huán)旋轉機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機清孔，所需設備不多，操作方便，清孔也較徹底，但在不穩(wěn)定土層中應慎重使用。其原理就是用壓縮機產(chǎn)生的高壓空氣吹入吸泥機管道內(nèi)將泥渣吹出。鉆孔灌注樁清孔“”(7)灌注水下混凝土清完孔之后，就可將預制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi)，定位后要加以固定，然后用導管灌注混凝土，灌注時混凝土不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。全套管施工法全套管施工法的施工順序。其一般的施工過程是：平場地、鋪設工作平臺、安裝鉆機、壓套管、鉆進成孔、安放鋼筋籠、放導管、澆注混凝土、拉拔套管、檢查成

11、樁質(zhì)量。全套管施工法的主要施工步驟除不需泥漿及清孔外，其它的與泥漿護壁法都類同。壓入套管的垂直度，取決于挖掘開始階段的56m深時的垂直度。因此應該隨時用水準儀及鉛垂校核其垂直度。“”施工特點1、與沉入樁中的錘擊法相比，施工噪聲和震動要小的多；2、能建造比預制樁的直徑大的多的樁；3、在各種地基上均可使用；4、施工質(zhì)量的好壞對樁的承載力影響很大；5、因混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土質(zhì)量較難控制. 6、費工費時，成孔速度慢，泥渣污染環(huán)境；“”成孔時應注意的問題（1）塌孔預防措施：根據(jù)不同地層，控制使用好泥漿指標。在回填土、松軟層及流砂層鉆進時，嚴格控制速度。地下水位過高，應升高護筒，加大水頭。地

12、下障礙物處理時，一定要將殘留的砼塊處理清除。孔壁坍塌嚴重時，應探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上12m處，搗實后重新鉆進。（2）縮徑預防措施：選用帶保徑裝置鉆頭，鉆頭直徑應滿足成孔直徑要求，并應經(jīng)常檢查，及時修復。易縮徑孔段鉆進時，可適當提高泥漿的粘度。對易縮徑部位也可采用上下反復掃孔的方法來擴大孔徑。（3）樁孔偏斜預防措施：保證施工場地平整，鉆機安裝平穩(wěn)，機架垂直，并注意在成孔過程中定時檢查和校正。鉆頭、鉆桿接頭逐個檢查調(diào)正，不能用彎曲的鉆具。在堅硬土層中不強行加壓，應吊住鉆桿，控制鉆進速度，用低速度進尺。對地下障礙進行預先處理干凈。對已偏斜的鉆孔，控制鉆速，慢速提升，下降往復掃孔糾偏。“”鉆孔灌注樁的成孔方法，適用范圍及泥漿的作用成孔方法土層孔徑（mm)mm) 孔深 (m)(m)泥漿作用正循環(huán)回轉鉆黏性土，粉砂，細中粗砂，含少量礫石，卵石（含量少于20