灌注桩施工必备知识

混凝土灌注桩，是指直接在施工现场采用桩工机械或通过人工等方法成孔，孔内放置钢筋笼（亦可不放置），再灌注混凝土所形成的桩基。

（一）灌注桩施工准备与一般规定

1．场地准备

灌注桩施工前的场地准备工作包括：

（1）为方便施工，灌注桩施工前应拆除场地内地下构筑物，迁移高架电线和地下管线。

（2）施工场地应进行平整处理。

（3）桩基施工用的临时设施，如供水、供电、道路、排水、临时房屋等，必须在施工前准备就绪。

（4）基桩轴线的控制点和水准基点应设置在不受施工影响的地方。

2．一般施工规

（1）成孔

① 成孔设备就位规定。成孔设备就位后，必须平正、稳固，确保在施工中不发生倾斜、移动。为准确控制成孔深度，在桩架或桩管上应设置控制深度的标尺，以便在施工中进行观测记录。

② 成孔控制深度的规定。端承型桩中，当采用钻（冲）、挖掘成孔时，必须保证桩孔进入设计持力层的深度；当采用锤击沉管法成孔时，沉管深度控制以贯入度为主，以桩端持力层设计标高控制为辅。

③ 成孔施工的允许偏差。灌注桩成孔施工的允许偏差应满足表有关要求。

④ 桩在施工前，宜进行“试成孔”。试成孔是为核对地质资料、检验设备、工艺以及技术要求是否适宜。

（2）钢筋笼制作与安放。钢筋笼制作应符合以下要求：

① 钢筋笼制作应按设计要求采用人工方法进行。当钢筋经处理后，先在加劲筋上布置好主筋间距，将主筋与加劲筋焊接，再焊接箍筋，形成笼体。为了便于加工、吊桩和运输、钢筋笼制作长度不宜超过8 m。如钢筋笼较长，应分段制作。两端钢筋笼的连接宜采用焊接。

② 为防止钢筋笼在搬运、吊桩和安放时变形，可每隔2.0～2.5 m设置加劲筋一道，加劲筋宜设置在主筋外侧。

③ 主筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上。主筋一般不设弯钩。根据施工工艺的要求设置的弯钩不得向内圆伸露，以免妨碍导管施工。钢筋笼内径应比导管接头处外径大100 mm以上。

④ 混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准应符合有关规定。

（3）混凝土灌注。灌注桩混凝土强度等级不应低于设计要求。所用粗骨料可选用碎石或卵石，应注意其最大粒径。细骨料应选用洁净的中、粗砂。混凝土坍落度的要求是：水下灌注时宜为160～220 mm；干作业时宜为70～100 mm。

混凝土灌注的方法有多种，当于孔内水下灌注时宜采用导管法；孔内无水或渗水量很小时的灌注宜用串管法；孔内无水或孔内虽有水但能疏干时的灌注宜用短护筒直接投料法；大直径桩混凝土灌注宜用混凝土泵进行。

为控制混凝土灌注质量，桩身混凝土必须留有试块。混凝土的灌注充盈系数必须大于1。灌注后的桩顶标高应适当超过桩顶设计标高。

（二）干作业成孔灌注桩

1、螺旋钻孔机

螺旋钻孔机由动力箱、钢丝绳、螺旋钻杆、龙门导架及钻头等组成，如图2-13所示。常用钻头类型有平底钻头、耙式钻头、筒式钻头和锥底钻头四种，如图2-14所示。

2．干作业成孔灌注桩施工

干作业成孔灌注桩施工程序是：场地清理→测设桩位→钻机就位→取土成孔→成孔质量检校→清除孔底沉渣→安放钢筋笼→安置孔口护孔漏斗→浇筑混凝土→拔出漏斗成桩。

施工质量控制的主要内容有以下几方面：

（1）钻杆应保持垂直稳固，位置正确，防止因钻杆晃动引起孔径扩大；

（2）钻进速度应根据电流值变化，及时调整；

（3）钻进过程中，应随时注意清理孔口积土，遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况时，应及时处理；

（4）成孔达到设计深度后，孔口应予以保护，并按相关规定验收；

（5）浇筑混凝土前，应先放置孔口护孔漏斗，随后放置钢筋笼并测量孔内虚土厚度。浇筑桩顶以下5 m范围内混凝土时，应随浇随振动，每次浇筑高度应≤1.5 m。

（三）泥浆护壁成孔灌注桩

1．施工程序

泥浆护壁成孔灌注桩是由钻孔设备在设计桩位处钻孔。钻孔过程中，为防止孔壁坍塌，于孔内注入泥浆护壁；钻孔的土屑与护壁泥浆混合后，通过循环泥浆的流动，被携带出孔外成孔；钻孔达到设计深度后，清除孔底泥渣，然后安放绑扎好的钢筋笼，在泥浆下灌注混凝土而成桩。

其施工程序是：场地清理→测设桩位→埋设护筒→桩机就位→设置泥浆池制备泥浆→钻机成孔→泥浆循环流动清渣→清孔→安放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒。

2．埋设护筒

埋设护筒时，位置应准确，护筒应稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50 mm；护筒顶部宜开设1～2个溢浆孔，以便多余泥浆溢出流回泥浆池；护筒的埋置深度在黏性土中不宜小于1.0 m，砂土中不宜小于1.5 m，为保证筒内泥浆面水头，护筒顶应露出地面0.4～0.6 m。如图2-15所示。

3．泥浆制备

制备泥浆可采用两种方法：黏性土中成孔时，向孔中注入清水，削下来的土屑与清水混合后，即可成浆；其他土层中成孔时，应以高塑性黏土或膨胀土为原料，在桩孔外泥浆池中用水调制。

泥浆的作用是将孔内土层中的孔隙渗填密实，以防塌孔。泥浆循环排土时，还起着携渣、冷却和润滑钻头、减少钻进阻力的作用。

4．成孔及成孔质量控制

泥浆护壁成孔灌注桩有潜水钻机成孔、回转钻机成孔、冲击钻机成孔和冲抓钻机成孔等多种方式，在此主要介绍冲击钻机成孔和潜水钻机成孔。

（1）冲击钻机成孔。冲击钻机成孔是将带刃口的重型钻头提升到一定高度，然后使其自由下落，通过下落时的冲击力来破碎岩层或冲挤土层，再排出泥渣成孔。冲击钻机示意图如图2-16所示。

（2）潜水钻机成孔。潜水钻机由潜水电钻、钻头、钻杆、桩架、卷扬机等组成，如图2-17所示。潜水电钻是将防水电机和齿轮减速器安置在具有绝缘及密封装置的钢制外壳内形成。它是钻机主要工作部分，与钻头紧密连接在一起，因此两者能共同潜入水下工作。

钻削下来的土屑混合进护壁泥浆后，通过泥浆循环流动被带出孔外。泥浆循环流动方式有正循环和反循环两种。正循环排泥法。