钻孔灌注桩全流程施工要点总结

一、桩基分类及施工原则

1、按承载性桩分类

①摩擦型桩：

摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可以忽略不计。

端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。

②端承型桩：

端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到忽略不计。

摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力来承受。

2、按成桩方法分类

①非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩、套管护壁法钻（挖）孔灌注桩；

②部分挤土桩：冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩和H型钢桩。

③挤土桩：打入（静压）预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。

3、按照使用功能分类

抗拔桩、支护桩、承压桩等。

4、施工原则

成桩工艺应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、地下水位、施工设备条件、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，按安全使用、经济合理的原则选用。

二、钻孔灌注桩常用机械设备

钻孔灌注桩常用施工机械设备有旋挖钻机、冲击钻机、回旋钻机、汽车吊、泥浆泵、挖掘机、电焊机、对焊机等。

1、旋挖钻机

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械．广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基础施工工程，配合不同钻具，适应于干式（短螺旋），或湿式（回转斗）及岩层（岩心钻）的成孔作业，旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、轴向压力大、机动灵活，施工效率高及多功能特点。旋挖钻机适应我国大部分地区的土壤地质条件，使用范围广，基本可满足桥梁建设，高层建筑地基础等工程的使用．目前，旋挖钻机已被广泛推广于各种钻孔灌注桩工程。

目前我国工程界的大多数旋挖钻机均为德国和意大利的产品, 并已占据主导地位。

国内主要的生产厂家有徐工机械、山河智能、三一重工、中联重科等。

旋挖钻机

2、常用冲击钻机

靠钻具的垂直往复运动，使钻头冲击井底以破碎岩层。其结构简单，没有循环洗井系统，岩屑的清除与钻机不能同时进行，因而功效较低。 主要有2种：

①冲抓锥。利用钻具本身的重量冲击地层。钻具的下端是几个可以张合的尖角形抓瓣，当钻具在自身重量作用下向下运动时，抓瓣张开，切入岩层，然后由卷扬机通过钢丝绳提升钻具，抓瓣在闭合过程中将岩屑抓入锥体内，提出井口卸出岩屑。钻井深度通常为40～50米，最深达100～150米。

②钢丝绳冲击式钻机。由桅杆和装在顶端的提升滑轮、钢丝绳、冲击机构、钻具、电动机等组成。作业时，电动机通过传动装置驱动冲击机构，带动钢丝绳使钻具作上下往复运动，在向下运动时靠钻头本身的重量切入并破碎岩层，向上运动靠钢丝绳牵引。冲击频率30～60次／分。

冲击钻机

3、常用回旋钻机

①循环泥浆洗井转盘式钻机。由塔架、卷扬机、转盘、钻具、泥浆泵、水龙头和电动机等组成。作业时，动力机通过传动装置驱动转盘，由主动钻杆带动钻头旋转破碎岩层。有正、反两种循环方式。正循环钻机工作时，井底岩屑通过钻杆外的环形通道被带出井口，在沉淀池沉淀后，泥浆流回泥浆池供循环使用。反循环钻机工作时，泥浆在沉淀池沉淀后从井口自行流入井底，携带岩屑的泥浆则由砂石泵经钻头水口通过钻杆内腔向上抽吸出井，回沉到沉淀池。钻机在钻杆内形成很高的上升流速，排出岩屑和卵石的能力较强，钻井速度快，适用于土层、砂层和卵石直径小于钻杆内径的松散地层。

②压气洗井转盘式钻机。在转盘回转式钻机上用空气压缩机代替泥浆泵，用压缩空气代替泥浆洗井。通常采用反循环方式，又称气举反循环。适用于井深较大和缺水的干旱地区及寒带冻土层。

回旋钻机

正循环钻机的工作原理（如下图所示）。钻机由电动机驱动转盘带动钻杆、钻头旋转钻孔，同时开动泥浆泵对泥浆池中泥浆施加压力使其通过胶管，提水龙头，空心钻杆，最后从钻头下部两侧喷出，冲刷孔底，并把与泥浆混合在一起的钻渣沿孔壁上升经孔口排出，流入循环池。钻渣沉积下来后，较干净的泥浆又流回泥浆池，如此形成一个工作循环。

反循环钻机的工作循环（如下图所示）。这类钻机工作泥浆循环与正循环方向相反，夹带杂渣的泥浆经钻头、空心钻杆，提水笼头、胶管进入泥浆泵，再从泵的闸阀排出流入泥浆池中，而后泥浆经沉淀后再流向孔井内。 

4、汽车吊

汽车吊主要用于钢筋笼吊装、钻机移位、混凝土导管下放及其他材料吊装用；主要根据钢筋笼的重量和现场实际吊装工况进行选型。

5、泥浆泵

6、其他设备

挖掘机、电焊机、对焊机等。

三、钻孔灌注桩施工工艺 

1、施工准备

钻孔灌注桩是一项质量要求高，施工工序多，并需在一个短时间内连续完成的地下隐蔽工程。要保证施工有秩序、快节奏地进行，必须在开工前认真做好技术准备、现场准备、劳动力准备、机械设备准备、材料准备。

1）技术准备工作

图纸会审、测量交点、施工组织设计的编制审核、技术交底；

根据地质资料进行施工方法选择及机械设备选型；

2）现场工作准备

场地平整，施工道路规划及形成、钢筋加工场地及运输道路形成、泥浆池、泥浆沟的布置及实施、弃渣场的布置及设置、水电布置及形成。

2、测量定位

测量控制网根据业主提供的平面布置图和各单位工程的轴线布置。

对业主交给的测量控制点、高程基准点等关键部位重点保护、标识，并列详细文字资料备案。

桩位测放及标高测量所用仪器为全站仪、水准仪和塔尺。

根据业主提供的测量控制网采用全站仪测放。桩位测放前，应根据施工图和场区坐标系计算出各控制点和桩位的坐标，经复核无误后，填写《施工桩位坐标一览表》，以备测放桩位时使用。

未经验收的桩位严禁施工。

3、护筒埋设

（1） 护筒一般由钢板卷制而成，钢板厚度视孔径大小采用4～8mm，护筒内径宜比桩径大（旋挖钻机大于200mm，冲击钻机大于400mm），其上部宜开设1～2 个溢流孔。

（2） 护筒埋置深度一般情况下，在黏性土中不宜小于lm；砂土中不宜小于1.5m；其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求。淤泥等软弱土层应增加护筒埋深；护筒顶面宜高出地面500mm，并宜高出施工水位和地下水位2000mmm。

（3） 旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周回填黏性土并分层夯实；水域护筒设置应严格注意平面位置、竖向倾斜，护筒沉入可采用压重、振动、锤击并辅以护筒内取土的方法。

（4） 护筒埋设完毕后，护筒中心竖直线应与桩中心重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜不大于1％。

（5） 护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压、不漏水。应根据地下水位涨落影响，适当调整护筒的高度和深度，必要时应打入不透水层。

4、护壁泥浆的调制

（1） 护壁泥浆一般由水、黏土（或膨润土）和添加剂按一定比例配制而成，可通过机械在泥浆池、钻孔中搅拌均匀。

（2） 泥浆的配置应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、循环方式等确定。

5、钻孔施工

（1） 一般要求

1）钻孔前，应根据工程地质资料和设计资料，使用适当的钻机种类、型号，并配备适用的钻头，调配合适的泥浆。

2）钻机就位前，应调整好施工机械，对钻孔各项准备工作进行检查。

3）钻机就位时，应采取措施保证钻具中心和护筒中心重合，其偏差不应大于20mm。钻机就位后应平整稳固，并采取措施固定，保证在钻进过程中不产生位移和摇晃，否则应及时处理。

4）钻孔作业应分班连续进行，认真填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时应随时纠正。应经常注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。

5）开钻时，在护筒下一定范围内应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入土层后，方可加速钻进。

6）在钻孔、排渣或因故障停钻时，应始终保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和黏度。

（2）回转钻机成孔

1）回转钻机适用于各种直径、各种土层的钻孔桩，成孔时应注意控制钻进速度，采用减压钻进，保证成孔的垂直度，根据土层变化调整泥浆的相对密度和黏度。

2）在黏土、砂性土中成孔宜采用疏齿钻头，翼板的角度根据土层的软硬在30°～60°之间，刀头的数量根据土层的软硬布置，注意要互相错开，以保护刀架。在卵石及砾石层中成孔时，宜选用平底楔齿滚刀钻头；在较硬岩石中成孔时，宜选用平底球齿滚刀钻头。

3）桩深在30m 以内的桩可采用正循环成孔，深度在30～50m 的桩宜采用砂石泵反循环成孔，深度在50m 以上的桩宜采用气举反循环成孔。

4）对于土层倾斜角度较大，孔深大于50m 的桩，在钻头、钻杆上应增加导向装置，保证成孔垂直度。

5）在淤泥、砂性土中钻进时宜适当增加泥浆的相对密度；在卵石、砾石中钻进时应加大泥浆的相对密度，提高携渣能力；在密实的黏土中钻进时可采用清水钻进。

6）在卵石、砾石及岩层中成孔时，应增加钻具的重量即增加配重。

（3）冲击钻机成孔

1）开孔时应低锤密击，表土为淤泥、细砂等软弱土层时，可加黏土块夹小石片反复冲击造壁；

2）在护筒刃脚以下2m 以内成孔时，采用小冲程lm 左右，提高泥浆相对密度，软弱层可加黏土块夹小石片；

3）在砂性土、砂层中成孔时，采用中冲程 2～3m，泥浆相对密度1.2～1.4，可向孔中投入黏土；

4）在密实的黏土层中成孔时，采用小冲程1～2m，泵入清水和稀泥浆，防粘钻可投入碎石、砖；

5）在砂卵石层中成孔时，采用中高冲程2～4m，泥浆相对密度1.2～1.3，可向孔中投入黏土；

6）软弱土层或塌孔回填重钻时，采用小冲程lm 左右、加黏土块夹小石片反复冲击，泥浆相对密度1.3～1.5；

7）遇到孤石时，可采用预爆或高低冲程交替冲击，将孤石击碎挤入孔壁。

（4）钻进过程中的注意事项

1）钻进时应时刻注意钻具和钻头连接的牢固性、钢丝绳的磨损等如有异常应及时处理。

2）大直径桩孔成孔可分级成孔，一般情况下第一级成孔直径为设计桩径的0.6～0.8 倍。

3）在钻进过程中出现钻杆跳动、机架晃动、钻不进尺等异常情况，应立即停车检查，排除故障；如钻杆或钻头不符合要求时，应及时更换，试钻达到正常后，方可施钻。

4）钻孔完毕，应及时将混凝土浇筑完毕，或及时盖好孔口，并防止在盖板上过车、行人；钻进过程中应及时清理虚土，提钻时应事先把孔口积土清理干净。

5）钻进成孔过程中应时刻注意土层变化，调整泥浆性能、采用合理的进尺方法，确保不塌孔、不缩颈。

6、清孔

（1）清孔分两次进行，钻孔深度达到设计要求，对孔深、孔径、孔的垂直度等进行检查，符合要求后进行第一次清孔；钢筋骨架、导管安放完毕，混凝土浇筑之前，应进行第二次清孔。

（2）第一次清孔根据设计要求，施工机械采用换浆、抽浆、吸泥法、掏渣等方法进行，第二次清孔根据孔径、孔深、设计要求采用正循环、泵吸反循环、气举反循环等方法进行。

（3）第二次清孔后的沉渣厚度和泥浆性能指标应满足设计要求，一般应满足下列要求；沉渣厚度摩擦桩≤300mm，端承桩≤50mm，摩擦端承或端承摩擦桩≤100mm；泥浆性能指标在浇注混凝土前，孔底500mm 以内的相对密度≤1.25，黏度≤28s，含砂率≤8％。

（4）不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止塌孔。

7、钢筋骨架的制作安装

（1）钢筋骨架的制作应符合设计与规范要求。

（2）长桩骨架宜分段制作，分段长度应根据吊装条件和总长度计算确定，应确保钢筋骨架在移动、起吊时不变形，相邻两段钢筋骨架的接头需按有关规范要求错开。

（3）应在钢筋骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，可采用与桩身混凝土等强度的混凝土垫块或用钢筋焊在竖向主筋上，其间距竖向为2m，横向圆周不得少于4 处，并均匀布置。骨架顶端应设置吊环。

（4）大直径钢筋骨架制作完成后，应在内部加强箍上设置十字撑或三角撑，确保钢筋骨架在存放、移动、吊装过程中不变形。

（5）骨架入孔一般用吊车，对于小直径桩无吊车时可采用钻机钻架、灌注塔架等。起吊应按骨架长度的编号入孔，起吊过程中应采取措施确保骨架不变形。

（6）搬运和吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定。钢筋骨架吊放入孔时应居中，防止碰撞孔壁，钢筋骨架吊放入孔后，使其位置符合设计及规范要求，并保证在安放导管、清孔及灌注混凝土过程中不发生位移。

8、混凝土灌注

（1）灌注水下混凝土时的混凝土拌和物供应能力，应满足桩孔在规定时间内灌注完毕;混凝土灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。

（2）混凝土运输宜选用混凝土泵或混凝土搅拌运输车；在运距小于200m 时，可采用机动翻斗车或其他严密坚实、不漏浆、不吸水、便于装卸的工具运输，需保证混凝土不离析，具有良好的和易性和流动性。

（3）灌注水下混凝土一般采用钢制导管回顶法施工，导管内径为200～250mm，视桩径大小而定，壁厚不小于3mm；直径制作偏差不应超过2mm；导管接口之间采用丝扣或法兰连接，连接时必须加垫密封圈或橡胶垫，并上紧丝扣或螺栓。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验（试水压力一般为0.6～1.0 MPa），确保导管口密封性。导管安放前应计算孔深和导管的总长度，第一节导管的长度一般为4～6m，标准节一般为2～3m，在上部可放置2～3根0.5—1.0 m 的短节，用于调节导管的总长度。导管安放时应保证导管在孔中的位置居中，防止碰撞钢筋骨架。

（4）灌注水下混凝土的技术要求

1）混凝土开始灌注时，漏斗下的封水塞可采用预制混凝土塞、木塞或充气球胆。

2）混凝土运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度，如不符合要求应进行第二次拌合，二次拌和后仍不符合要求时不得使用。

3）第二次清孔完毕，检查合格后应立即进行水下混凝土灌注，其时间间隔不宜大于30min。

4）首批混凝土灌注后，混凝土应连续灌注，严禁中途停止。

5）在灌注过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深，导管埋深宜控制在2～6m。严禁导管提出混凝土面，就要有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写水下混凝土灌注记录。

6）在灌注过程中，应时刻注意观测孔内泥浆返出情况，倾听导管内混凝土下落声音，如有异常必须采取相应处理措施。

7）在灌注过程中宜使导管在一定范围内上下窜动，防止混凝土凝固，增加灌注速度。

8）为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部lm 左右时，应降低混凝土的灌注速度，当混凝土拌和物上升到骨架底口4m 以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m 以上，即可恢复正常灌注速度。

9）灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般为0.5～1.0m，以保证桩头混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，桩头应无松散层。

10）在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确保所测混凝土的灌注高度是否正确。

四、施工平面布置 

施工场地在设备进场前要进行平整；接通水、电、铺设施工车辆进出道路；按成孔、灌注、制作钢筋笼，堆置砼材料、废水废渣临时存放，材料工具存放，及搭建工地临时设施等方面的需求进行规划布置。

由于在施工过程中会产生大量的废浆污水和含泥浆的钻渣，稍有管理不慎即会四处流水淌，使作业场地变得遍地泥泞，影响人员车辆通行和设备器材的搬移，污染施工材料，同时污染周边环境。因此作业场地准备要考虑现场泥泞的可能，除了适当增大循环系统的尺寸容积外，还需布置多条废浆钻渣的清运通道，必要时可在通道上铺垫碎石炉渣并充分压实或备用钢板，在通道两旁和场地其它低洼易积水处挖设排水沟和积水池，并经常进行疏浚，防止污水外溢。

场地按“三通一平”要求交付后，按照施工总平面布置图对现场进行统筹安排考虑，合理布置泥浆循环系统，材料堆放合理便利、整齐有序，即要考虑到材料出入便利，又要照顾到施工操作方便。

五、质量标准及控制要点 

(一)钢筋笼质量检验标准 （mm）