第10讲 钻孔灌注桩施工

桥涵施工技术1/49

第10讲桩基础施工10.1沉入桩基础10.2钻孔灌注桩2/49

本地基浅层土质较差，持力层埋藏较深，需要采取深基础才能满足构造物对地基强度、变形和稳定性要求时，可用桩基础。桩基础分类：1.按材料：木桩、钢筋砼桩、预应力砼桩和钢桩;2.按制作办法：预制桩和钻（挖）孔灌注桩；3.按施工办法：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩、静力压桩、就地灌注桩与钻孔埋置桩等；（前四种统称沉入桩）桩基础选择考虑原因：地质条件、设计荷载、施工设备、工期限制及对附近建筑物产生影响等。适用情况：3/491.沉入桩使用形式：主要为预制钢筋砼桩和预应力砼桩。2.桩断面形式：实心方桩

尺寸：30×3030×3535×3535×4040×40（cm×cm）

桩长：10～24m空心管桩

外径：40cm、50cm；分上、中、下三节；

管壁厚度：8～10cm

（包括一般和预应力）4/49桩基础施工10.1沉入桩基础施工工序5/49桩基础施工10.1沉入桩基础

混凝土桩预制：1.制桩场地整平与扎实2.制模与立模3.钢筋骨架制作与吊放4.砼浇筑与养护6/49桩堆放与起吊桩基础施工10.1沉入桩基础支点位置一般应按各支点处最大负弯矩与支点间桩身最大正弯矩相等条件来确定。支点位置选择标准：场地注意事项：接近沉桩现场，场地平整坚实，并备有防水措施，以免场地出现湿陷或不均匀沉陷。7/49接桩办法：1.法兰盘连接；2.钢板连接；3.硫磺胶泥（砂浆）连接等。预制桩制作要求：1.桩表面平整无蜂窝，麻面深度不得超出15mm；2.桩棱角碰损深度应在10mm以内，其长度不得大于50mm；3.桩顶与桩尖均不得有蜂窝和破损，桩身不得有钢筋露出；4.预应力桩等：5.出场前应进行检查，出场时应具有出场所格检查统计。8/49办法锤击振动射水静压沉管灌注

施工办法备注：振动、沉管灌注在背面详细解释介绍桩基础施工10.1沉入桩基础一般适用于中密砂类土、粘性土。桩径一般不能太大（<0.6m）入土深度在40m左右，不然对沉桩设备要求较高；办法视土质情况而异：射水、锤击或振动各有侧重。一般适用于砂质土、硬塑及软塑粘性土和中密及较涣散碎、卵石类土。每一根桩沉桩作业应一次完成，不可半途停顿，以免土层摩阻力恢复，增加下沉难度。系用静压力将桩压入土中。适用于高压缩性粘性土或砂性较轻亚粘土层。灌注桩一种9/4910/49

单打汽锤桩基础施工10.1沉入桩基础11/49震动打桩机桩基础施工10.1沉入桩基础12/49沉管内不进水和泥、沉管内保持2.0m混凝土，严格拔管速度。斜桩

垂直桩

1％倾角正切约15％施工重点沉管灌注桩沉桩允许误差桩基础施工10.1沉入桩基础13/49

水中桩基施工

（1）钢板桩围堰法（2）吊箱围堰法（3）打桩船法（4）套箱式模板修筑承台先围堰后沉桩，先沉桩后围堰次序：搭设平台打钢板桩装支撑水中挖土沉桩水下混凝土封底抽水筑承台。有底套箱桩基础施工10.1沉入桩基础14/49用吊箱围堰修建水中桩基础施工工序15/49

套箱式模板修筑承台驳船起吊脚手支架起吊桩基础施工10.1沉入桩基础驳船:无动力装置，由拖轮拉着或推着行驶船16/4910.2钻孔桩基础就地灌注桩：系指采取不一样钻（挖）孔办法，在土中形成一定直径井孔，达成设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注砼形成为桩基础。工艺历史：

1.始于欧洲上世纪四十年代早期；

2.我国马路桥梁在上世纪五十年代末期，河南从人力转动钻头钻孔开始，逐渐推广到全国。

3.早期孔径0.25m，七十年代2.0m,目前达成6m以上。

4.安徽铜陵长江大桥，桩径达4m。17/49

施工主要工序：

⑴准备工作

场地准备

旱地：

浅水：

深水：平整、扎实场地围囹法筑岛场地准备埋设护筒制备泥浆钻孔清孔钢筋笼入孔灌注水下混凝土等桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础10.2钻孔桩基础18/49

（2）埋设护筒护筒作用护筒埋置深度固定桩位、导向头、隔离地面水、保护孔口、提升水位。

黏土、粉土

砂土土岛护筒顶护筒厚度钢4～8mm钢筋混凝土：

8~10cm地下1.0m地下2.0m河床底面下列1.0m高出施工水位2.0m,地面以上0.5m桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础19/49护壁套筒桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础20/49（3）泥浆制备护壁机理其他作用土质化学处理剂净化孔壁土体液态支撑；形成泥皮稳定孔壁

悬浮钻渣、润滑钻具、正循环排渣。膨润土，水PH值7～8之间，不含杂质

重力沉淀法；振动筛净孔法。无机：纯碱等。促使颗粒分散、避免凝聚下沉有机：丹宁液、拷胶液等减少粘度桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础21/49泥浆池桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础22/49冲击法冲抓法旋转法钻孔

钻孔桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础23/4924/4925/49

①冲击钻机钻孔钻头十字形管形桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础26/49十字钻头桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础27/49桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础28/49孔径0.8~2.0m；孔深80m孔径1.2~2.5m；孔深80m桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础29/49冲击钻孔施工重点邻孔混凝土达2.5MPa后开钻；开孔小冲程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。中、低冲程：1～2m中等冲程：2～3m高冲程：3～5m分级扩钻粘性土、风化层、砾砂石等砂卵石等基岩、漂石和密实卵石层十字形钻头钻1.5m以上孔径分2级管形钻头0.7m以上孔分2～4级桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础30/49②冲抓钻机钻孔桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础31/49

③旋转钻机钻孔类型人工推钻、机械推钻或螺旋钻、正循环旋转、反循环旋转钻、潜水钻等。桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础32/49正循环钻构造示意图桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础33/49桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础34/49反循环钻构造示意图桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础35/4936/4937/49

2.钻孔灌注桩施工现有测量工作，又有机械操作、钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，可谓工程种类繁多，技术含量高，影响原因多。3.在施工过程中，容易出现桩位偏差过大、孔底沉渣偏多、钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题，这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求，且补救困难，不能完全通过事后检查来判断存在问题，必须加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等施工全过程中各步骤质量监控，采取多种有效预防措施，才能确保或提升钻孔灌注桩成桩质量。钻孔灌注桩特点：1.施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等长处。38/49

常见事故：坍孔、钻孔漏浆、弯孔、糊钻、缩孔、梅花孔、卡钻和掉钻。

钻孔事故桩基础施工10.2钻孔灌注桩基础39/49钻孔事故处理：1.坍孔：处理办法：应认真分析原因和查明位置，然后进行处理。（1）不严重：回填至坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能，加高水头、埋设护筒等措施，继续钻进。（2）较严重：应立即将钻孔所有用砂或小砾石夹粘土回填，暂停一段时间后，查明坍孔原因，采取对应措施重钻。（3）坍孔位置不深：采取深埋护筒法。将护筒周围土夯填实，重新钻孔。40/492.孔身偏斜、弯曲措施：（1）较轻时：一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直；（2）严重时：应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后重新钻进。3.扩孔、缩孔措施：采取避免坍孔和钻锥摆动过大措施；缩孔：一般是钻锥磨损过甚、焊补不及时或地层中有遇水膨胀软土、粘土泥岩造成；补救措施：及时补焊钻锥；用失水率小优质泥浆护壁；已发生缩孔，宜在该处反复扫孔扩大孔径。41/49措施：（1）如护筒内水头不能保持：宜采取将护筒周围回填筑实、增加护筒埋置深度、合适减小水头高度或加稠泥浆、倒入粘土慢速转动等措施；（2）用冲击法钻时：能够填入片石、碎卵石土，反复冲击以增强护壁。4.漏浆5.梅花孔（多见冲击钻孔）原因：钻锥转向装置失灵、泥浆太稠、旋转阻力过大或冲程太小，钻锥来不及旋转；措施：采取片石或卵石与粘土混合物回填钻孔，重新冲击钻进。42/496.糊钻、埋钻（常出现正、反循环回转钻进和冲击钻进）糊钻：（1）不严重：应对泥浆稠度、钻渣进出口、钻杆内径大小、排渣设备进行检查计算，并合适控制；（2）严重：立即停钻，提出钻锥，清除钻渣。埋钻：使用空气吸泥机吸出埋钻泥砂，提出钻锥。7.卡钻（常出目前冲击钻孔）措施：不宜强提。只宜轻提，轻提不动时，可用小冲击钻锥冲击或用冲、吸办法将钻锥周围钻渣松动后再提出。8.掉钻落物措施：宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞；若落物已被泥砂埋住，先清除泥砂，使用打捞工具接触落体后再进行打捞。注意：处理钻孔事故时，在任何情况下，严禁施工人员进入