1、鉆孔樁施工技術應用主要內容鉆進施工方法與鉆機選擇沖擊成孔施工水下混凝土灌注施工前言鉆孔灌注樁是我國地基基礎工程中使用最廣泛的施工方法，具有施工方便、安全、高效及承載力高、可以穿越軟硬巖層等優點。鉆機鉆進成孔方式有旋挖鉆機成孔、旋轉鉆機成孔、沖擊鉆機成孔；按出碴與泥漿護壁方式分為泥漿正循環與泵吸反循環，掏碴筒出碴屬于正循環范疇。對于嵌巖樁通常采用的是沖擊成孔泥漿正循環方式。主要內容一、沖擊成孔泥漿正循環 1、施工工藝流程施工準備施工放樣安放鋼護筒鉆機就位對中鉆進清孔清渣及運渣埋設護樁選取鉆具驗孔吊裝鋼筋籠吊裝導管灌注混凝土樁基檢驗樁底壓漿鋼筋檢驗鋼筋籠制作鉆孔樁施工工藝流程圖準備工作包括：鉆機平

2、臺填筑與泥漿池開挖及運輸通道修理、測量放線、核實地質資料、機具鉆頭與備用應急物質準備、標識標牌及規章制度、現場管理層職責分工明確等6個方面。鉆孔樁施工范圍內的場地進行平整、碾壓，并在設置好四周臨時排水溝。其場地高度宜高于原地面0.3m以上，利于雨季排水；面積要滿足鉆機擺放要求；地面壓實后其承載力要滿足鉆機鉆進過程中不移位下沉及砼運輸車不下陷的要求。2、施工準備工作場地平整完畢后，開挖泥漿池。 泥漿池由制漿池（儲漿池）和循環沉淀池組成。對于正循環施工泥漿池的大小通常是樁孔體積的兩倍（非共用泥漿池），沉淀池一定要比儲漿池深0.5m。 泥漿循環：由泥漿泵通過軟管將泥漿輸進孔底，帶同鉆渣經護筒的出漿口

3、流出，溢進泥漿槽，返回沉淀池中凈化，再通過濾網流入泥漿循環池再供使用。 施工要點：在施工的過程中要經常清除沉淀池中的鉆渣，充分發揮沉淀池的沉淀作用，確保泥漿的質量，同時也減少了泥漿運輸量。2、施工準備工作場地平整完畢后，測量人員根據設計單位提供的控制點，準確放出各鉆孔樁的樁位及標高，并進行護樁，護樁與水準點設置在鉆孔樁施工影響范圍外且便于拉線恢復的地方，以便進行校核。護筒埋設后須進行樁位復核。樁基施工前，必須仔細核實地質資料，繪制地質柱狀圖并將資料張貼在施工標牌上。備足應急處理物資與機具。物資包括：片塊石、碎石與砂（砂袋）、粘土、1.25鋼套筒、方木（枕木）、抽水機及不小于100的水管。對于嵌

4、巖樁宜選用6瓣實心鉆頭，提高樁孔成型質量，減少鉆頭上卡的可能；另外，為保證進度，必須增加備用鉆頭，備用鉆頭數量按現場需要配置，減少因補焊鉆頭而停工等待的現象. 2、施工準備工作 樁基施工必須進行現場值班，明確責任，掌握鉆進動態，掌握應急處理物資與機具的使用情況，并及時補充。護筒埋設質量。鋼護筒埋設的質量對于鉆孔過程中孔口是否坍塌有著重要作用。護筒作用：保護孔口、形成水頭差、固定樁位與導向。護筒參數：壁厚、尺寸、長度。壁厚宜用不小于8mm鋼板卷制，根據不同樁徑，一般為812mm,樁徑大，鋼板宜厚些，保證剛度。其內徑大于設計樁徑0.2m0.3m（使用旋轉鉆機護筒比鉆頭大約20cm，使用沖擊鉆機護筒

5、應比鉆頭大約30cm）。護筒長度應結合地面及地層情況，保證護筒底埋入穩固的不透水地層0.3m0.5m,但不宜小于2m。埋設要求：使護筒中心與樁位重合，偏差不大于5cm ；檢查其平整度和垂直度，再在護筒周圍對稱、均勻地回填粘土，并分層夯實，特別是護筒底部，保證護筒底部不得出現漏漿與坍塌，保證鉆進過程中孔內外水頭差。最后，把樁位十字線恢復到護筒上,便于鉆機對位。護筒高出施工地面0.3m。2、施工準備工作3.1鉆孔順序鉆進順序必須采取跳鉆方式，避免串孔及鉆進振動對新澆筑樁身混凝土的影響。以鐵路橋墩為例，如每個墩位只設置一臺鉆機，鉆樁順序依次為：。3、鉆進施工3.2鉆進操作要點：開鉆時以小沖程反復沖擊

6、造漿，使護筒底口以下孔壁堅實、不漏；鉆進過程中，必須勤松繩，少量松繩，防止打空錘；進入巖石后加大沖程，沖程控制為1.52.5m，勤取渣，使鉆頭能經常沖擊新鮮地層，鉆進過程中，經常檢查孔位，如發現偏孔，及時回填粘土和小片石進行糾偏，回填高度高出偏孔處0.5m；因故停鉆時，將鉆頭提出孔口，再開鉆時以小沖程沖擊從小逐漸加大，過渡到正常沖程范圍，更換鉆頭時，檢測鉆頭直徑，以免卡鉆。鉆進過程中要關注泥漿性能，及時投粘土與沉淀循環，達到護壁與排碴的目的。3、鉆進施工3.3鉆進安全要求： 起落鉆頭時，速度宜均勻，不可過猛或驟然變速以免碰撞孔壁；鉆進時，經常檢查鉆頭的轉向裝置，使鉆頭在鉆進中能自由轉動。發現鋼

7、絲繩磨損嚴重時，及時更換，鋼絲繩聯接不牢固時及時加固，同時要求鉆頭必須設保護繩，以防掉鉆；巖石中鉆進時，使沖程在一定范圍內經常變動，不可長時間采用同一沖程，以免沖成十字槽或梅花孔，而發生卡鉆；為了正確提升鉆頭的沖程，在鋼絲繩上做出醒目標記；鉆頭進出時，嚴禁孔口附近站人，防止發生鉆頭撞擊人身事故。 3、鉆進施工3.4泥漿的作用與控制：泥漿的作用在沖擊正循環水法施工中，泥漿主要作用為護壁與排碴，另外還有冷卻和潤滑鉆頭、懸浮砂礫防止水下混凝土灌注前沉淀過快，控制沉碴厚度的作用。故應重視對泥漿的控制。護壁作用：泥漿比重較水大且形成了孔內外水頭差，能對孔壁產生正壓，并在孔壁上形成一層泥皮，故起到護壁作用

8、。說明：泥皮的負作用是降低了樁周的摩擦力，對于第四紀地層中的摩擦樁，當孔壁能自穩時，應推薦使泵吸反循環方式清水鉆進。排碴作用：泥漿具有較高的粘性，能將砂礫懸浮起來，通過泥漿循環帶出孔外。3、鉆進施工3.4泥漿的作用與控制：泥漿的控制泥漿來源：原位造漿與外購制漿，制漿原料最好的是膨潤土,但原料有限,通常使用粘土。粘土性能現場判別方法：A.自然風干后，用手不易掰開捏碎；B.干土破碎時，斷面有尖銳的棱角；C.水浸濕后有粘滑感，加水和成泥后，容易搓成1mm的細長泥條，用手指捻，感覺砂粒不多，浸水后能大量膨脹；3、鉆進施工3.4泥漿的作用與控制：泥漿檢測：合格的粘土性能應達到：膠體率95%，含砂4%，造

9、漿能力2.5l/kg。3、鉆進施工泥漿配制性能指標泥漿性能新配制循環泥漿廢棄泥漿檢驗方法粘性土砂性土粘性土砂性土粘性土砂性土比重（g/cm3）1.041.051.061.081.101.151.251.35比重計粘度（s）20-2425-3025355060漏斗計含砂率（%）3457811洗砂瓶PH值8-98-9881414試紙3.5鉆進常見施工故障及預防措施 ：塌孔事故的預防與處理： 控制鉆孔進度，并選用較大密度、粘度、膠體率的泥漿或高質量泥漿，鉆孔時隨時量測鉆孔深度并與設計勘測的地質資料相對應，同時備足粘土和片石，當鉆至溶洞頂時，采取低沖程鉆進。 保證孔內水頭高度，密切注意孔內泥漿高度。

10、清孔時應指定專人補漿，保持水頭高度和粘稠度。 在松軟砂層鉆進時，應控制進尺速度，且用較好泥漿護壁。 提取鉆頭、鋼筋籠下放時應對準鉆孔中心垂直插入，嚴防觸及孔壁。3、鉆進施工3.5鉆進常見施工故障及預防措施 ：鉆孔偏斜的處理措施：安裝鉆機應保證安裝牢固、底座水平，確保鉆頭和護筒中心在一條豎直線上，并經常檢查校正。軟硬地層交界處可加適量片石，小沖程鉆進；如遇探頭石，用低錘擊密，把石打碎；穿過傾斜巖層時，應采用自重較大的沖擊鉆，以慢速鉆孔。3、鉆進施工3.5鉆進常見施工故障及預防措施 ：卡鉆的處理措施：梅花孔卡鉆時，若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取鉆頭。由于“探頭石”引

11、起的卡鉆時，可以適當往下放鉆頭，而后，強力快速往上提，使“探頭石”受瞬間沖擊縮回，從而順利提起鉆頭（必須設有保護繩）。因鉆頭穿過巖層突變處導致的卡鉆，優先采用水下爆破的方法進行處理。在整體巖層中此方法容易奏效，砂土地層中不宜采取此方法處理。由于機械故障導致鉆頭在濃泥漿中滯留時間過長造成的鉆頭無法提升現象，應采取插入高壓水管置換泥漿的方法進行處理。3、鉆進施工3.5鉆進常見施工故障及預防措施 ：掉鉆的處理措施經常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和聯結裝置。卡鉆時應設有保護繩才準強提，嚴防鉆頭空打。出現掉鉆時，如果鉆孔壁穩定，直接用鉆機起吊“打撈器”入孔進行打撈。打撈前，先用“探針”探明鉆頭在孔中的位置為制

12、定打撈方案提供依據。打撈設備和打撈操作方法必須保證在抓住鉆頭后盡量一次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的現象發生。鉆孔壁出現局部坍塌將鉆頭埋沒且大部分鉆孔壁處于穩定時，應先加大孔內泥漿的濃度，將旋轉鉆頭放入安全的深度范圍攪動泥漿以加強鉆孔壁，而后，采取“氣舉法”清除鉆頭上方的沉積土和淤泥，確認鉆頭已露出后再實施鉆頭的打撈工作。鉆孔壁隨時有繼續坍塌可能時，先在孔內安裝長鋼護筒、攪拌樁圍護、帷幕法等方法加固鉆孔壁，而后打撈鉆頭。3、鉆進施工3.6、報驗程序與檢查內容：護筒埋設質量與鉆機就位為自檢，由項目部技術質量當班人員檢查；終孔后孔深、孔位檢查，鋼筋籠吊裝前孔形與垂直度檢查及沉碴厚度、泥漿指標檢

13、查須報監理檢查。3、鉆進施工4.1檢孔、清孔鉆孔達到設計標高后，對孔位、孔徑、孔深和孔形等進行檢查，孔位偏差不應大于10cm，斜度不可大于1%。 清孔是清除鉆渣和沉淀層，盡量減少孔底沉淀厚度，防止樁底存留過厚沉渣而降低樁孔的承載力，其次，清孔還為灌注水下混凝土創造了良好條件，使測深正確，灌注順利。終孔檢查后，迅速清孔，不可停歇過久，使泥漿、鉆渣沉淀增多，造成清孔工作困難甚至坍孔。清孔時先用取渣筒初清，盡量讓大顆粒沉渣取干凈，然后用空氣吸泥機清孔。4、鋼筋籠加工與吊裝施工主要內容二 、鋼筋籠加工與吊裝 主要內容三 、水下混凝土灌注 4.2 鋼筋籠的吊放 鋼筋籠應在成孔質量檢查合格，并在鋼筋籠驗收

14、合格后，開始吊放。 鋼筋籠采用整籠吊裝，應對鋼筋籠設置鋼筋保護層定位裝置；起吊鋼筋籠時應首先檢查吊點的牢固程度。 搬運鋼筋籠過程中平起平放，防止鋼筋籠變形。 鋼筋籠入孔吊放時，操作要防止脫落，下入也時要對準孔中心，扶正，保持垂直，然后徐徐放入。 吊放過程中，應避免鋼筋籠碰撞孔壁，如碰撞空壁下不去時，不得強行下放，必須將鋼筋籠上提1米以上，并將鋼筋籠轉動一定角度，然后在將鋼筋籠徐徐下放至設計吊放標高時，用吊筋將鋼筋固定。下鋼筋籠時采用定位卡，以防止鋼筋籠脫落或在澆注時鋼筋籠上浮，鋼筋籠入孔后應檢查鋼筋頂標高。如遇雨天，鋼筋在裝卸、制作、搬運過程中易出現籠身夾泥現象，如孔前應清除干凈。4、鋼筋籠加

15、工與吊裝施工5.1 灌注樁水下混凝土澆注形成機理鉆機開鉆成孔后，通過提高泥漿的質量來減少塌孔發生機率及孔底沉渣數量，清孔及驗孔合格后，就可以開始澆注混凝土了。灌注樁水下混凝土澆注就是用混凝土從樁孔底開始澆注，將樁孔內泥漿置換出來，形成混凝土樁。目前，水下混凝土澆注普通采用的是導管法。導管法是利用混凝土的重力自流使混凝土澆注到水下部位。導管法是澆注優質水下混凝土的最可靠方法，其突出的優點就是用導管澆注水下混凝土時能以可控制的速度且極少擾動地連續澆注。采用導管法澆注水下混凝土，導管系統基本上是由一個封閉的管道組成，管道垂直懸掛于水中，料斗就通過鉆機的吊裝裝置固定在管道的頂端用來接漏混凝土于管中。5

16、、水下混凝土灌注施工5.1 灌注樁水下混凝土澆注形成機理首批澆注的混凝土通過料斗及管道下落自樁孔底部后始終與泥漿接觸成為后灌混凝土與樁孔泥漿水的隔水保護層，隨后澆注的混凝土通過導管潛入隔水保護層下，混凝土從料斗向下澆注時由位能而產生的沖擊力，從導管底口流翻出來向上升起時，向下的沖擊力轉變為向上的頂托力，并頂托著隔水層不斷上升從而形成灌注樁的混凝土樁身，這就是鉆孔灌注樁水下混凝土形成的機理。5、水下混凝土灌注施工5.1 灌注樁水下混凝土澆注形成機理形成過程中關鍵就是頂托力的大小，它與混凝土澆注時的位能、澆注速度、混凝土的和易性及流動性、初凝時間、導管底口所處混凝土埋深與標高、導管外隔水層頂面標高

17、、孔內鋼筋籠構造和位置等因素都有密切關系。5、水下混凝土灌注施工一氣呵成、快速灌注成功的樁往往質量比較好,而灌灌停停的樁則容易出現質量問題。5.2 水下混凝土的性能指標總要求：除滿足強度等級外，還應具有較好的流動性、和易性 配合比設計要求：試配成的混凝土強度，應比樁身設計強度提高一個等級。用水量及水泥用量，應比普通混凝土大，水泥用量不宜小于350kg/m3；當摻用外加劑、摻和料時，水泥用量可減少，但不得小于300 kg/m3。 含砂量及水灰比是技術關鍵，含砂量宜取40%45%，水灰比能直接體現混凝土和易性及流動性。混凝土的初凝時間。砼初凝時間應大于樁的砼灌注時間，一般砼初凝時間僅35小時，只能

18、滿足淺孔小樁徑灌注要求，深樁灌注時間約為57小時。因此用于鉆孔灌注樁的水下砼應摻加外加劑，使砼的初凝時間大于8小時，所摻加的外加劑不僅要具有緩凝作用，還應具有減水、改善和易性及節省水泥等材料作用。5、水下混凝土灌注施工5.2 水下混凝土的性能指標配合比設計要求：坍落度控制。水下混凝土的坍落度應控制在180mm220mm，同時要求其擴展度大于500mm。對于摻用聚羧酸高效減水劑的混凝土，其60min坍落度損失值不應大于20mm。在鉆孔灌注樁水下砼灌注中發生堵管等問題往往砼的坍落度、初凝時間等性能指標有關，所以必須嚴把砼質量關。砼原材料。細骨料宜選用中砂，細度模數在2.63.0之間為宜 ；粗骨料宜

19、優先選用卵石，其含泥量應小于2%，以確保砼和易性、流動性，防止堵管現象。 5、水下混凝土灌注施工5.3 灌注前的準備。孔內泥漿性能指標的控制：泥漿比重控制為1.101.25、含砂率小于等于8%、粘度小于等于28s。因為泥漿比重過小，泥漿護壁就容易失去了阻擋土體坍塌的作用，如果泥漿的比重過大、過稠會降低泥漿流動性，增加澆注砼的阻力，使得置換砼產生困難，從而影響成樁的質量。灌漿導管的選擇：一般大直徑導管可以縮短砼灌注時間，在滿足鋼筋籠直徑要求的前提下，盡量用較大直徑的導管。導管長度視樁深來確定，一般有標準節管（長度與不同廠家有關，2.65m3.0m）與調節管長度為0.5m、1.0m、2.0m，底管

20、長度不小于4m，導管底距沉碴頂面距離宜控制在0.30.5m，樁徑小時取大值 。5、水下混凝土灌注施工5.3 灌注前的準備。灌漿導管的選擇：導管之間的連接采用通常采用快速接頭，在使用前應試拼裝、試壓，試水壓力為0.61.0MPa，使用時將導管內壁雜物清除，并檢驗防水膠墊是否完好、有無老化現象，對導管進行量長度、編號，確保導管連接可靠、使用有序、易于裝卸及良好的密封性。設置隔水栓塞：目前采用較多的是壓膽法，隔水栓塞有預制砼圓柱塞、球膽及橡膠栓塞。因球膽栓塞具有良好的彈性、隔水性、可多次重復使用及排出順利等優點，使用較多，球膽栓塞采用籃球或排球膽。檢查內容：水下混凝土灌注前沉碴厚度、泥漿指標檢查，

21、導管密閉性、編節檢查， 到場的混凝土坍落度、和易性檢查， 料斗、封底球、隔離板、測繩等料具工具是否準備到位，混凝土運輸道路是否暢通，場地是否平整夯實。5、水下混凝土灌注施工5.4 砼封底。樁底沉渣量過大及清孔不干凈，或導管距孔底太遠，初灌量不夠沒能埋住導管等因素都可能造成水下混凝土初灌不封底，因此應認真清孔及檢查計算。在下完鋼筋籠后，認真檢查沉渣量，不能超過規范要求，如有必要還應二次清孔；核算初灌量混凝土量；導管底端距孔底高度依據樁徑、隔水層等因素而定，一般最高不超過0.5m為宜。5、水下混凝土灌注施工5.4 砼封底。漏斗內砼的初灌注量必須滿足初灌時導管底部一次性埋入砼中1.01.5m。初灌量

22、過小會造成脫管現象、底管口砼離析，造成斷樁等事故，影響成樁質量。初盤砼數量為：V(d2h1+D2Hc)/4說明：V首批砼所需數量(m3)h1井孔砼面達到Hc時，導管內砼柱所需高度(m)：h1=wHw/cHw井孔內砼面以上泥漿深度(m)w井孔內泥漿比重(kN/m3)c砼比重Hc灌注首批砼時所需井孔內砼面至孔底的高度(m)Hc= h2+ h3h2導管初次埋置深度，h21mh3導管底端至孔底間距，約0.4mD井孔直徑(m)；d導管內徑(m)5、水下混凝土灌注施工5.4 水下混凝土灌注。嚴格控制好整樁澆筑時間優質的水下混凝土是通過以不變的澆注混凝土速度連續澆注而獲得的，如果澆注混凝土的中斷時間大于混凝

23、土的凝固時間就會形成一個冷縮縫，致使水下混凝土形成的質量下降。通過導管法澆注的水下混凝土有一個“流體靜力平衡點”，在這個點上，導管內重力與水的流體靜壓力所引起的流動阻力平衡，又與混凝土和導管壁、先澆混凝土形成的隔水層阻力的摩擦平衡。“流體靜力平衡點”失衡就會引起混凝土流動，在“流體靜力平衡點”以上添入的混凝土越多，流動就越快。因此，要控制好澆筑時間，就應確保混凝土不間斷地供應，控制好添入料斗的混凝土的速度就能主動順利地完成一根樁水下混凝土的澆注。5、水下混凝土灌注施工5.4 水下混凝土灌注。澆注過程防止導管堵塞及控制導管的埋深導管的堵塞與澆注時間、混凝土和易性、澆注技術操作有關。如：澆注時間過

24、大，易使上部混凝土接近初凝，形成硬殼，泥漿殘渣不斷沉淀，加厚積累在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注困難而形成堵管；混凝土和易性不好或離析使石子聚集在一起流動性差，也會導致堵管；澆注技術操作不佳，不能快速連續澆注，混凝土和泥漿不能保持流動狀態，也可使導管堵塞；在澆注過程中，導管埋深過大，或灌注時間過長，會導致已澆注的混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導管壁的摩擦力，在提升時而導致導管破裂而產生斷樁。導管插入混凝土中的深度應根據混凝土的質量、供應速度、澆注速度，孔內護壁泥漿狀態來決定，同時，為減少混凝土在澆注過程中的擾動，一般情況下，要求水下澆注導管達到埋入新澆混凝土最小深度0.7米，最大為2米

25、至5米為宜。5、水下混凝土灌注施工5.4水下混凝土灌注。防止鋼筋籠上浮鋼筋籠上浮的主要原因是由于孔內砼面上升太快，其流動引起的鋼筋籠上升力大于了鋼筋籠重量及摩阻力，對于小直徑樁易發生。，為防止水下混凝土澆注時鋼筋籠上浮，一方面應確保樁孔內鋼筋籠構造和位置嚴格按設計要求焊制和安裝固定到位，另一方面當澆注到鋼筋籠底部時放料要緩慢，以及盡量減小導管埋深以減小沖力。5、水下混凝土灌注施工5.5水下混凝土澆注質量控制分析灌注樁屬于隱蔽工程，由于影響水下混凝土澆注質量的因素很多，對其澆注過程每一環節都必須要嚴格要求，對各種影響因素都應作周密的考慮，如地質因素、鉆孔工藝、泥漿護孔、混凝土的配制、澆注工藝操作

26、等。在保證配制混凝土質量合格的前提下，其他問題都可以概括為導管內混凝土的沖擊力大于了混凝土的灌入阻力。沖擊力為：P= R=d2/4LRb-Fw內灌入阻力R可按下式估算：R=（D2d2）/4（L1Rw L2Rb+L3R水）+(Fw+Fb)式中：D為樁直徑，d為導管直徑，rw為泥漿比重，rb為混凝土比重，L1為導管外混凝土的高度，L2為導管外泥漿的高度, L為導管內混凝土的高度，Fw為導管外混凝土與孔壁的摩阻力， Fw為泥漿與孔壁的摩阻力，Fw內為導管內混凝土與導管的摩阻力。5、水下混凝土灌注施工5.5鉆孔灌注樁水下混凝土澆注質量控制分析要克服很大的灌入阻力保證混凝土樁身質量，必須有沖出力，沖出力越大，完成每一斗混凝土灌注的時間越短，混凝土樁身越均勻。由于混凝土是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒徑則摩擦系數不一樣。因