干作业成孔灌注桩

9.5干作业成孔灌注校

干作业成孔灌注桩即不用泥浆或套管护壁措施而直接排出土成孔

的灌注桩。这是在没有地下水阶状况下进行施工的措施。目前干作业

成孔的灌注桩常用的有螺旋钻孔灌注桩、螺旋钻孔扩孔灌注桩、机动

洛阳铲挖孔灌注桩及人工挖孔灌注桩四种。螺旋钻孔灌注桩的施工机

械形式有长螺旋钻孔机和短螺旋钻孔机两种。但施工工艺除长螺旋钻

孔机为一次成孔,短螺旋钻孔机为分段多次成孔外，其他都相似。

目前螺旋钻孔灌注桩的工作特性是以摩擦力为主的摩擦端承桩。螺旋

钻孔扩孔灌注桩的扩孔机具也有两种：一种是双管双螺旋扩孔机，可

以自钻自扩一次成孔，属于无桩根扩孔桩，见图977;另一种是运

用螺旋钻孔机成直孔，配扩孔器进行扩孔，属于有桩根扩孔桩，见图

9-8o桩的工作特性为以端承力为主的端承摩擦桩，直桩部分在施

工中的质量通病与螺旋钻孔灌注桩相似。

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V

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图9-7无桩图98有桩图9-9人工

根扩孔桩根扩孔桩挖孔扩孔桩

人工挖孔灌注桩一般采用现浇混凝土或钢筋混凝土护壁施工，

也分直身桩和扩底桩两种，见图9-9。

9.5.1孔底虚土多

1.现象

成孔后孔底虚土过多，超过规范所规定日勺不不小于10cm的

规定。

2.因素分析

(1)松散填土或具有大量炉灰、砖头、垃圾等杂物的土层，

以及流塑淤泥、松散砂、砂

卵石、卵石夹层等土中，成孔后或成孔过程中土体容易塌落。

(2)钻杆加工不直或在使用过程中变形，钻杆连接法兰不平,

使钻杆拼接后弯曲。因此

钻杆在钻进过程中产生晃动，导致孔径增大或局部扩大。提钻时，土从

叶片和孔壁之间的空隙掉落到孔底。钻头及叶片的螺距或倾角太大,

如在砂类土中钻孔,提钻时部分土易滑落孔底。

(3)孔口的土没有及时清理干净，甚至在孔口周边堆积有大量

钻出的土，钻杆提出孔

口后，孔口积土回落。

(4)成孔后，孔口盖板没有益好，或在盖板上有人和车辆行走,

孔口土被扰动而掉入孔中。

(5)放混凝土漏斗或钢筋笼时，孔口土或孔壁土被碰撞掉入孔内。

(6)成孔后没有及时浇筑混凝土，孔壁长时间暴露，被雨水冲刷

及浸泡。

(7)施工工艺选搔不当;钻杆、钻头磨损太大；孔底虚土没有清

理干净。

(8)成孔后，不及时浇筑混凝土，孔壁长时间暴露，水分蒸发，

孔壁土塌落。

(9)浮现上层滞水导致塌孔。

(10)地质资料和必要的水文地质资料不够具体，对季节施工考

虑不周。

3.避免措施

(1)仔细探明工程地质条件，尽量避开也许引起大量塌孔的地

点施工，如不能避开,

则应选择其他施工措施。

(2)施工前或施工过程中，对钻杆、钻头应常常进行检查，不符

合规定的钻杆、钻头应

及时更换。根据不同的工程地质条件，选用不同型式的钻头。

(3)钻孔钻出的土应及时清理，提钻杆前，先把孔口的积土清

理干净，避免孔口土回落到孔底e

(4)成孔后，尽量避免人或车辆在孔口盖板上行走，以免扰动

孔口土。混凝土漏斗及钢筋笼应竖直地故人孔中，要小心轻放，避免

把孔壁上碰塌掉到孔底。当天成孔后必须当天灌完混凝土。

(5)对不同时工程地质条件，应选用不同的施工工艺。一般来说

提钻杆的施工工艺有如下三种：

1)一次钻至设计标高后，在原位旋转半晌再停止旋转，静拔钻

杆。

2)一次钻到设计标高以上左右，提钻甩土，然后再钻至设计

标高后停止旋转，静拔钻杆。

3)钻至设计标高后，边旋转边提钻杆。

(6)成孔后应及时浇筑混凝土。

(7)干作业成孔，地质和水文地质应具体描述，如遇有上层滞水

或在雨季施工时，应预先找出解决塌孔的措施，以保证虚土厚度满足

设计规定。

(8)钢筋笼的制作应在容许偏差范畴内，以免变形过大，吊放时

碰刮孔壁导致虚土超标，同步应在放笼后浇筑混凝土前，再测虚土厚

度，如超标应及时解决。

4.治理措施

(1)在同一孔内用本条避免措施⑸中第一种措施做二次或多次

投钻。

(2)用勺钻清理孔底虚土。

(3)孔底虚土是砂或砂卵石时，可先采用孔底灌浆拌合，然后

再灌混凝土。

(4)采用孔底压力灌浆法、压力灌混凝土法及孔底夯实法解决。

9.5.2桩身混凝土质量差

1.现象

桩身表面有蜂窝、空洞，桩身夹土、分段级配不均匀，浇筑混凝土

后的桩顶浮浆过多。

2.因素分析

⑴(1)混凝土浇筑时没有按操作工艺边灌边振捣，或只在桩顶

部振捣，下部没有振捣，

使混凝土不密实，浮现蜂窝、空洞等现象。

(2)浇筑混凝土时，孔壁受到振动，使孔壁土塌落同混凝土一起

灌入孔中，导致桩身夹土。

(3)混凝土浇筑一半后，放钢筋笼时碰撞孔壁使士掉入孔内,

再继续浇筑混凝土，导致桩身夹土。

(4)每盘混凝土的搅拌时间或加水量不一致：导致坍落度不均匀,

和易性不好，故混凝土浇筑时有离析现象，使桩身浮现分段不均匀阶

状况。

(5)拌制混凝土的水泥过期，骨料含泥量大或不符合规定，混凝

土配合比不当，导致桩身强度低。

(6)浇筑混凝土时，孔口未放铁板或漏斗，会使孔口浮土混入。

3.避免措施

(1)严格按照混凝土操作规程施工。为了保证混凝土和易性，可

掺入外加剂等。严禁把

土及杂物和在混凝土中一起灌入孔内。

(2)浇筑混凝土前必须先放好钢筋笼，避免在浇筑混凝土过程

中吊放钢筋笼。

(3)浇筑混凝土前，先在孔口放好铁板或漏斗，以避免回落土掉

入孔内。

(4)雨季施工孔口要做围堰，避免雨水灌孔影响质量。

(5)桩孔较深时，可吊放振捣捧振捣，以保证桩底部密实度。

4.治理措施

(1)如状况不严重且单桩承载力不大，则可与设计研究采用加大

承台梁的措施解决。

(2)如有严重质量问题，则按9.1.1“桩身断裂”的治理措

施解决。

(3)按照浇筑混凝土的质量规定，除要做原则养护混凝土试块，

还要在现场做试块(按照

有关规范执行)，以验证所浇筑的混凝土质量，并为此后补救措施提供

根据。

(4)浇筑混凝土时:应随灌溉随振捣，每次灌溉高度不得超过1.5

m;大直径桩振捣应

至少插入2个位置，振捣时间不少于30s。

9,5.3塌孔

1.现象

成孔后，孔壁局部塌落。

2.因素分析

(1)在有砂卵石、卵石或流塑淤泥质土夹层中成孔，这些土层

不能直立而塌落。

(2)局部有上层滞水渗漏作用，使该层土坍塌。

(3)成孔后没有及时浇筑混凝土。

(4)浮现饱和砂或干砂的状况下也易塌孔。

3.避免措施

(1)在砂卵石、卵石或流塑淤泥质土夹层等地基土处进行桩基

施工时，应尽量不采用干作业钻孔灌注桩方案，而应采用人工挖孔

并加强护壁的施工措施或湿作业施工法。

(2)在遇有上层滞水也许导致的塌孔时，可采用如下两种措施

解决。

1)在有上层滞水的区域内采用电渗并

1)在有上层滞水的区域内采用电渗井降

2)正式钻孔前一星期左右，在有上层滞

钻若干个孔，深度透过隔水层到砂层，在孔内填

石，让上层滞水渗漏至J下面的砂卵石层，然后

灌注桩施工，见图9-10o

图9-10钻孔灌注桩施工

(3)为核对地质资料，检查设备、施工______________

求与否合适，钻孔桩在正式施工前,宜进行“试成孔”，

以便提前做出相应的保证正常施工措施。

4.治理措施

(1)先钻至塌孔如下l—2m,用豆石混凝土或低强度等

级混凝土(C10)填至塌孔以上1m,待混凝土初凝后，使填

的混凝土起到护圈作用，避免继续坍塌，再钻至设计标高。

也可采用3:7灰土夯实替代混凝土。

(2)钻孔底部如有砂卵石、卵石导致的塌孔，可采用钻

深的措施，保证有效桩长满足设计规定。

(3)成孔后要立即浇筑混凝土。

(3)成孔后要立即浇筑混凝土。

(4)采用中心压灌水泥浆护壁工法,可解决滞水所导致的塌孔问

题。

9.5.4钻进困难

1.现象

钻进时很困难，甚至钻不进。

2.因素分析

(1)遇有坚硬土层，如硬塑粉质粘土、灰土；或有地下障碍物,

如石块、混凝土块等。

(2)钻机功率不够，钻头的倾角、转速选择不合适。

(3)钻进速度太快或钻杆倾斜太大，导致鳖钻，因而钻不进去。

3.避免措施

(1)同9.5.3“塌孔”的避免措施(1)。

(2)根据工程地质条件，选择合适的钻机、钻头及转速。

(3)施工时钻杆要直，并控制钻进速度。

4.治理措施

(1)如石头、混凝土等障碍物埋得不深，可提出钻杆，清理完障

碍物后重新钻进。遇有

理得较深的大块障碍物，如不易挖出，可拔出钻杆，在孔内填进砂土或

素士，同设计人员协商变化桩位，躲过障碍物再钻。如实在无法变化

桩位，可用带合金钢钻头的牙轮钻或筒钻，把石块或混凝土块磨透取

出;也可用少量炸药爆破，取出碎块后重新钻进，

(2)对于饱和粘性土层,可采用慢速高扭矩钻机进行钻孔；对于硬塑

粉质粘土或灰土之类的硬土层，除采用上述钻机外，还需采用钻硬土

的伞型钻。在硬土层中钻孔时，可合适在孔中加水，一方面避免钻头过

热，同步润滑和软化土层，加快钻进速度。

(3)遇到干硬粘土层，当钻至该土层时，钻出一定量的孔，然后灌

入定量的自来水，使其渗入1〜2d,再继续钻入,依次循环穿过次层为

止。

9.5.5桩孔倾斜

1.现象

桩孔垂直偏差不小于规范规定的l/100o

2.因素分析

(1)地下遇有坚硬大块障碍物，把钻杆挤向一边。

(2)地面不平，桩架导向杆不垂直，稳钻杆时没有稳直。

(3)钻杆不直，特别是两节钻杆不在同一轴线上，钻头的定位尖与

钻杆中心线不在同一粕线上。

3.避免措施

(1)同9.5.4“钻进困难”的治理措施(1)。

(2)不符合规定的钻杆及钻头不应使用，或及时更换。

(3)同9.1.1“脏身断裂”避免措施⑵及9.1.5“桩身倾斜”

的避免措施(1)o

4.治理措施

(1)对严重倾斜的桩孔,应用素土填死夯实，然后重新钻子L。

⑵同9.5.4“钻进困难”的治理措施(1)o

9.5.6扩孔底虚土多

1.现象

扩孔底虚土超过规范规定过多。

2.因素分析

扩孔底虚土多的因素重要来自两方面。

(1)清孔没有清理干净，清孔时规定扩孔刀片比原扩孔时位

置约低5cm“扫膛”一次，

而施工时没有做到这一点，有时反而比原扩孔位置高。这就使原扩孔

时留在孔底的虚土不能清理干净。

(2)同9.5.1“孔底虚土多”的因素分析(1)、(3)、(5)、

(6)。

3.避免措施

⑴施工中严格执行施工操作规程，采用合理的施工工艺，把好质

量关。

(2)同9.5.1“孔底虚土多”的避免措施(1)、(3)、(4)o

(3)根据电流值或油压值，随时调节扩子L刀片削土量，避免

浮现超荷现象。

(4)在扩底过程中，如遇地下水或塌孔等状况，应会同有关

单位研究解决。

4.治理措施

虚土过多时，应重新进行清孔，直到满足规范规定为止。

9.5.7孔形不完整

1.现象

孔形不符合设计规定，浮现豁口、“梅花”孔等状况。

2.因素分析

(1)钻直孔时,孔的垂直偏差过