旋挖钻机培训机构灌注桩施工工艺指南

一、适用范围

钻孔灌注桩适用于工业和民用建筑中地下水位高的软硬土层。其中，泥浆墙钻孔灌注桩一般适用于粘性土、粉末土、砂、填料、砾石土、风化岩层；旋转钻孔灌注桩适用于粘性土、粉末土、砂、填料、砾石土、风化岩层；除上述地质条件外，冲孔灌注桩还可穿透旧基础、建筑垃圾填料或大孤石等障碍物。在岩溶开发区域应仔细使用。使用时，应适当加密钻孔。

二、工艺流程

桩位测量桩机就位灌浆钻(冲)孔埋设护筒支撑层鉴定YN排渣，清孔检查沉渣厚度，清孔验收，吊放钢筋笼插入混凝土导管YNY浇筑混凝土N拔出护筒，钻机移位拔出导管。

三、施工工艺

1.放线定位桩位及高程

场地三通一平的基础上，桩位轴线方格控制网和高程基准点根据建筑物测量控制网的数据和基础平面布置图进行测量。桩位中心确定后，必须经有关部门审核，预检手续完成后开始钻孔。

2、桩机就位

桩机到位时，必须保持稳定，无倾斜和位移。为了准确控制钻孔深度，应在框架或管道上标记控制尺，以便在施工过程中观察和记录。

3、埋设护筒

3.1护筒一般由钢板制成，厚度视孔径为4-8mm，护筒内径应大于钻头直径(钻孔桩应大于1000)mm，冲孔桩应大于200mm），上部应开1-2个溢浆孔。

3.2.护筒埋设深度：粘性土中不小于1m，砂土不得小于1.5m。

3.2.护筒埋设深度：粘性土中不小于1m，砂土不得小于1.5m。

3.3.护筒顶部高度:反循环钻孔时，护筒顶部高度应保证孔内泥浆表面高于地下水位2m以上。采用正循环钻孔时，护筒顶溢出口底边应高于泥浆池面。

3.4.埋设护筒：地下水位超过1m挖埋法可用于时间。当地下水位设置困难时，可采用填筑法埋设。保护缸的位置应埋设正确稳定，保护缸与孔壁之间应填充粘土，保护缸中心与桩孔中心线之间的偏差不得超过50mm。

4、泥浆制备

4.1除能自行造浆的粘性土层外，均应制备泥浆。高塑性粘土或膨润土应用于泥浆制备。泥浆应根据施工机械、工艺和穿越土层进行配合比设计。

4.2.泥浆应用专用搅拌机搅拌。当粘土地层钻入时，泥浆可以在旋转和冲击下自然形成泥浆。泥浆的性能指标应满足现场的实际需要。

4.3.施工期间，护筒内的泥浆表面应高于地下水位1.0m受水位涨跌影响时，泥浆表面应高于最高水位1.5m以上。

4.在清孔过程中，应不断更换泥浆，直至浇筑水下混凝土。

4.5浇筑混凝土前，孔底500mm泥浆比应小于1.25；含砂率不得超过8%；粘度不得超过28s。

4.6.在易发生泥浆渗漏的土层中，应采取措施保持孔壁稳定。

4.7废浆、渣应处理，不得污染环境。

5.钻(冲)成孔施工

5.1正循环回转钻机成孔钻机

(1)钻头旋转中心对准护筒中心，偏差不大于20mm，利用钻杆加压的正循环旋转钻机，应在钻具中增加扶正器。

(2)在粘土层中钻入时，应采用低钻压、快钻速度、大泵量的钻入规程，并不断稀释泥浆。

(3)砂层钻入速度快，旋转阻力小，应采用密度大、粘度大、静切力大的泥浆，以提高泥浆悬浮和携带砾石的能力。

(4)砾石土层钻进时，应采用低档慢速、优质泥浆、慢进尺钻进。

(正循环旋转钻机成孔图：1-钻头，2-泥浆循环方向，

3-沉淀池，4-泥浆池，5-循环泵，6-水龙头，7-钻杆，

8-钻杆回转装置)

5.2反循环旋转钻机成孔

(1)砂石泵启动后，应形成正常的反循环，以便开启钻机缓慢旋转，把钻头放到孔底。

(2)在软土层钻进时，钻进速度应根据泥浆供应情况进行控制；硬层或岩层的钻进速度应以钻机不跳动为准。

（3）在钻孔过程中，应仔细观察进口尺和砂泵的排水渣。当排量减少或出口过多时，应控制钻孔速度，防止循环液密度过高或管道堵塞中断反循环。

(4)钻孔时，如有坍塌、涌砂等异常情况，应立即增加钻具，控制泵量，保持冲洗液循环，吸收坍塌物和涌砂，并将符合要求的泥浆输送到孔内。

(反循环钻机成孔示意图:1-钻头，2-新泥浆流动，

3-沉淀池，4-砂石泵，5-水龙头，6-钻杆，7-钻杆旋转

装置，8-混合液流向)

5.3冲击钻机成孔

(1)开孔时低锤密击，表土为淤泥、细砂等弱土层时，用粘土块夹住小石块，反复冲击造壁。孔内泥浆表面应保持稳定。孔内泥浆表面应保持稳定。

(2)护筒刃脚下2m内成孔时，采用小冲程1m泥浆比例1左右.2-1.5.软弱层可以用粘土块夹住小片石。

(3)粉砂或中粗砂层成孔时，采用中冲程2-3m，泥浆相对密度1.2-1.5.可将粘土块放入孔内，勤冲、勤挖渣。

(4)在密实粘土层中成孔时，采用小冲程1-2m，泵入清水和稀泥浆，经常清除钻头上的泥块。

(5)砂卵石层成孔时，采用中高冲程3-4m，泥浆的相对密度约为1.3，经常挖渣。

(6)回填重钻软弱土层或塌孔时，采用小冲程1m左右，用粘土块夹小片石反复冲击，泥浆相对密度为1.3-1.5。

(7)遇到孤石时，可采用预爆或高低冲程交替冲击，将孤石粉碎或挤入孔壁。

(8)进入基岩后，应采用大冲程、低频冲击。当发现成孔偏移时，应将片石回填到偏孔上方300-500㎜进入基岩后，非桩端持力层每钻300-500㎜桩端持力层每100-3000mm清孔取样一次，并做好记录。

（9）每钻进4-5m在更换钻头或容易缩孔之前，应测孔一次。

(冲击钻机位于孔施工中)

5.四旋挖钻机成孔

(1)旋挖钻孔应根据不同的地层条件和地下水位进行埋深，采用干作业成孔和泥浆护壁成孔工艺，干作业成孔不应用于污泥、污泥质土、砂土、砾石土、中间有硬夹层和地下水以下的土层。

(2)泥浆护壁旋挖钻机成孔时，应配备成孔清孔的泥浆和泥浆池(箱)。在容易产生泥浆渗漏的土层中，可采取措施提高泥浆比例，掺入锯末，增加粘合剂，提高泥浆粘度，保持孔壁稳定。

(3)泥浆制备能力应大于钻孔时的泥浆需求，每套钻机的泥浆储备量不得小于单桩体积。

(3)泥浆制备能力应大于钻孔时的泥浆需求，每套钻机的泥浆储备量不得小于单桩体积。

(4)旋挖钻机施工时，应保证机械的稳定性和安全运行，必要时可在现场辅设钢板或垫层(路基板)，以保证其安全行走和运行。

(5)钻孔前及每次提出钻斗时，应检查钻斗与钻杆连接销、钻斗门连接销及钢丝绳的情况，并清除钻斗上的渣土。

(旋挖钻机成孔施工)

六、孔底清理及排渣

6.1不易塌孔的桩孔，可采用空气吸泥清孔。

6.2.稳定性差的孔壁应采用泥浆循环或排渣筒排渣。采用排渣筒排渣时，应及时补充泥浆；清孔后灌注混凝土前的泥浆指标应符合要求。

6.3.清孔时，应不断更换泥浆，直至浇筑水下混凝土。清孔时，孔内泥浆表面应高于地下水位1.0m上述(受水位涨跌影响时，泥浆表面应高于最高水位1.5m以上)。

6.在浇筑混凝土前，孔底沉渣的允许厚度应符合设计和规范要求。

7.吊钢筋笼

7.钢笼的材料和尺寸应符合设计要求。

7.钢筋笼的接头应采用焊接或机械接头。

7.加劲箍应设置在主筋外侧，因施工工艺有特殊要求时也可放置在内侧。钢筋笼加工完成后，可加入设置两个吊耳，防止吊装过程中箍筋和焊口损坏。

7.4导管接头的外径应小于钢筋笼的内径100mm以上。

7.5.搬运和吊装钢笼时，应防止变形。放置钢笼前，应绑好砂浆垫块。吊装时，应对准孔位，吊直稳定，缓慢下沉，避免碰撞孔壁和自由落下。当钢笼放置在设计位置时，应立即固定，以防止浮动。

(测量坍落度)

(放置隔水栓)

8.4开始灌注混凝土时，导管底部与孔底的距离应为300-500mm；同时，应有足够的混凝土储备，导管一次埋在混凝土灌注面以下不得少于0.8m。

8.埋入混凝土的导管深度应为2-6m，严禁将导管提出混凝土灌注面，并控制提升导管速度。应有专人测量导管埋深与管内外混凝土灌注面高差，并填写水下混凝土灌注记录。

8.6.灌注水下混凝土必须连续施工。每根桩的灌注时间应根据初始混凝土的初始冷凝时间进行控制，并记录灌注过程中的故障。

8.7应控制最后一次灌注量，超灌高度应为0.8-1.0m，凿除泛浆高度后，必须保证暴露桩顶混凝土强度达到设计等级。

1.基桩轴线的控制点和水准点应设置在不受施工影响的地方。

1.基桩轴线的控制点和标准点应设置在不受施工影响的地方。开工前，经审核后应妥善保护，施工过程中应经常复试。

2.桩机到位后，必须平整稳定，确保施工过程中不倾斜或移动；为准确控制孔深，应在桩架或钻具上设置控制深度尺，以便在施工过程中观察和记录。

3.埋在土壤中的护筒深度应满足要求。护筒周围应用粘土回填，并分层压实。

4、桩施工前，应进行试成孔。

5.成孔过程中注意地层变化，随时调整钻孔工艺。成孔的控制深度应满足以下要求:摩擦桩应由设计桩长控制成孔深度；端承摩擦桩必须保证设计桩长和桩端进入持力层深度；端承桩必须保证桩端进入持力层的设计深度。

6.斜孔、塌孔、护筒周围冒浆、失稳等现象在成孔过程中发生时，应停止施工，并在采取相应措施后进行施工。

7.浇筑混凝土前，应严格控制孔底沉渣的厚度，以满足设计和规范的要求。

8.钢笼应在专用平台上加工。主筋和箍筋应点焊牢固，支撑加固措施应可靠，吊装应垂直，使其顺利放入桩孔中，保持骨架完好。

9.检查孔隙质量合格后，应尽快灌注混凝土。直径大于1m或单桩混凝土量超过255m3.每桩桩体混凝土应留有一组试件；直径不大于1m桩或单桩混凝土量不得超过25m3桩，每个灌注台班不得少于1组试件；每组试件应留3件。

10、灌注桩使用的原材料必须符合设计要求和施工规范的规定。实际浇筑混凝土量不得小于实际理论计算体积，桩体平均直径与设计直径之比不得小于1。

11.从开始成孔到浇筑水下混凝土，保护筒内的泥浆表面应始终高于地下水位1m受水位涨跌影响，上述水位应高于最高水位1.5m以上。

12.使用前，导管应进行水密性试验。安装时，应放置密封圈并拧紧丝扣。在孔中，导管底部与孔底部的距离应为300-500mm，上部高于泥浆表面不少于3000mm。

13.当混凝土浇筑到靠近桩顶时，应随时测量顶部标高，以免截桩或补桩过多。

表2.钻(冲)孔灌注桩钢筋笼质量检验标准

注：表2选自JGJ《建筑桩基技术规范》94-2008。

1、钻孔偏斜

1.1.原因：钻机安装就位稳定性差，钻机安装不稳定或钻杆弯曲；地面弱或软硬不均匀；土层斜分布或土层中夹有大孤石或其他硬物。

1.2防治措施：首先将场地压实平整，轨道枕木应均匀着地；安装钻机时，转盘中心与钻架上的起吊滑轮应在同一轴线上，钻杆位置偏差不大于20cm。

1.2防治措施：首先将场地压实平整，轨道枕木应均匀着地；安装钻机时，转盘中心与钻架上的起吊滑轮应在同一轴线上，钻杆位置偏差不大于20cm。钻孔不均匀地层时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。当进入不均匀的地层、斜岩层或遇到孤石时，钻速应减慢。此外，安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏差时，可以提起钻头，上下反复扫钻几次，以切断硬土。如果纠正无效，应将粘土局部回填到孔中的偏孔0.5m以上，重新钻进。

1.3处理措施

(1)钻机倾斜时，应先拆下钻机，检查钻墙情况。如果钻墙相对稳定，应加固施工范围内的基础或增加钻机的支撑面积，然后重新安装钻机恢复施工；如果钻墙随时可能坍塌，钻孔应回填到原地，地层静置稳定后，重新开始钻孔。

（2）如果地质结构不均匀，首先分析岩层的方向，然后使用适当的回填材料（回填材料通常是由粘土、纯碱、锯末组成的混合物）将钻孔回填到计算确定的高度，静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的，静置1-2h然后可以继续钻孔；孔中心偏差大于20cm根据情况静置2h在地层沉积稳定后，钻孔施工甚至需要更长的时间才能恢复。孔中心偏差小于20cm的，静置1-2h然后可以继续钻孔；孔中心偏差大于20cm根据情况静置2h甚至在地层沉积稳定后更长时间恢复钻孔施工。在通过倾斜岩层的过程中，应使用重量较大的复合牙轮钻和冲击钻进行慢速钻孔。

2、护筒脱落

2.1.原因:由于护筒外回填质量差，地面水浸泡等因素导致护筒失去稳定性和脱落。

2.2处理措施:如果护筒脱落，应立即停止钻孔，移除钻机，并采取相应措施处理。由于地面流水，可先排除流水，在原地面填充一层粘土，使地面干燥无渗漏，然后重新安装保护缸（保护缸外填筑），恢复钻孔施工。

3、卡钻

3.1.原因：相邻岩层通过岩层界面时强度差异较大，操作中钻头行程未根据地质条件及时调整。

3.2处理措施

（1） 由于“探头石”引起的卡钻现象，钻头可以适当放下，然后，强度迅速上升，使“探头石”立即收缩，从而顺利提升钻头。

(2)水下爆破优先处理钻头穿过岩层突变处造成的卡钻。这种方法在整个岩层中很容易奏效，这种方法不应用于砂土地层。

(3)由于机械故障导致钻头在浓泥中停留时间过长，钻头无法提升，应插入高压水管更换泥浆。

4、缩颈

4.1原因：颈部收缩是饱和粘土和淤泥粘土的独特现象，特别是在流塑性土层中。原因是该地层含水量高，塑性大，钻孔后钻孔壁收缩，导致钻孔直径小于设计桩直径。

4.2防治措施：采用优质泥浆，减少失水。成孔时，应增加泵量，加快成孔速度。如果孔壁在成孔一段时间内形成泥皮，孔壁不会渗水或膨胀；或在导正器外焊接一定数量的合金刀片，在钻孔或钻孔时起到扫孔作用。如果颈部收缩，应采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。

4.3处理措施：针对颈部收缩的原因，采用块、卵石土回填，然后用重冲击钻冲击挤压钻壁；或在导体外焊接一定数量的合金叶片进行旋转清洗。

5、掉钻

5.1原因：由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素，钻头落入孔底的现象通常称为“掉钻”。

5.2处理措施:“掉钻”发生后，应及时采取适当的打捞方法。

(1)钻墙稳定时，直接用钻机吊起“打捞器”进孔打捞。打捞前，先用“探针”探明钻头在孔中的位置，为制定打捞方案提供依据。抓住钻头后，必须保证打捞设备和打捞操作方法尽可能成功，避免起吊至空气再次落入孔中的现象。

(2)钻孔壁局部坍塌当钻头埋设且大部分钻墙稳定时，应首先增加孔内泥浆的浓度，将旋转钻头放入安全深度范围，搅拌泥浆，加强钻墙。然后，采用“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥，确认钻头暴露后进行钻头打捞。

(3)当钻孔壁随时可能继续坍塌时，先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护、窗帘法等加固钻孔壁的方法，再打捞钻头。

6、护筒冒水

护筒外壁冒水，严重时会造成地基沉降，护筒倾斜移位，造成钻孔偏差，甚至无法施工。

6.1原因：埋设护筒周围土壤不密实，或护筒水位差过大，或钻头起落时碰撞。

6.2防治措施:埋筒时，坑和周围应分层压实含水量最好的粘土。在保护筒的适当高度开孔，保持保护筒1.0-1.5m水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。

6.3处理措施:发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，并用粘土填充加固。如果护筒严重下沉或移位，应重新安装护筒。

7、孔壁坍陷

在钻孔过程中，如果发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然泄漏，则表示孔壁坍塌迹象。

7.1.孔壁坍塌的主要原因是土壤松散，泥浆壁保护不良，筒体周围没有粘土密封，筒体内水位不高。钻孔速度过快，空钻时间过长，成孔后待灌时间过长，灌注时间过长也会导致孔壁坍塌。

7.2防治措施：在松散易坍塌的土层中，适当埋深保护缸，用粘土密封保护缸周围，使用优质泥浆，提高泥浆的比例和粘度，保持保护缸内泥浆水位高于地下水位。搬运吊装钢筋笼时，应防止变形，放置对齐孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼长时间加快焊接时间，尽量缩短沉放时间。成孔后，待灌注时间一般不超过3小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的同时，尽量缩短灌注时间。

8.桩底沉渣过多

8.1.原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比例过小或泥浆注入不足，难以浮起沉淀物；钢笼吊装过程中，与孔壁碰撞，使土壤坍塌至桩底；清孔后，灌溉时间过长，导致泥浆沉积。

8.2防治措施:钻头成孔后，将孔底提高100-200mm，保持空转缓慢，循环清孔时间不少于30分钟。采用性能好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水代替。吊装钢筋笼时，使钢筋笼中心与桩中心保持一致，避免与孔壁碰撞。钢筋笼冷压接头工艺可用于加快钢筋笼对接速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。钢筋笼完成后，检查沉渣量。如果沉渣量超过规范要求，应使用导管进行二次清孔，直至孔口回浆比和沉渣厚度符合规范要求。

9.水下混凝土灌注的常见问题及处理

9.1封底失败

(1)原因:第一批混凝土灌注入孔后，由于第一批混凝土数量过小，孔底沉渣厚度大，水下混凝土封底未实现的现象称为封底失败。

(2)处理措施:封底失败后，应立即暂停灌注，并及时清理孔内灌注的混凝土。

9.2卡管

(1)原因:初次灌溉时，隔水栓堵塞管道；混凝土易性和流动性差导致离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障导致混凝土浇筑不连续，导管停留时间过长，导管堵塞；导管进水导致混凝土离析等。

(2)防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相匹配，隔水性能好，保证排放顺畅。

(2)防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相匹配，隔水性能好，保证排放顺畅。混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具有良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度应为18-22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，也不得小于40mm。水下混凝土应与外加剂混合，以提高混凝土的和易性和缓凝性。导管连接部位的密封性应保证，导管使用前应试组装试压，试水压力为0.6-1.0MPa，避免导管进水。混凝土浇筑过程中，混凝土应缓慢倒入漏斗导管，避免导管内形成高压气塞。在施工过程中，应始终监控机械设备，确保机械运行正常，避免机械事故。

(3)处理措施

上述处理方法不能立即停止，认为已断桩。

9.3断桩

（1）原因：由于导管底部远离孔底，冲洗液稀释混凝土，增加水灰比，导致混凝土不凝固，混凝土桩与基岩填充不凝固；受地下水活动或导管密封不良影响，冲洗液浸入混凝土中的水灰比增加，形成桩中间的混凝土不凝结；浇筑混凝土时，导管升降过多，露出混凝土表面，或因停电、待料等原因夹渣，导致桩内岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分离；浇筑混凝土时，混凝土不是从导管中灌入的，而是通过直接从孔口倒入的方式灌入，导致混凝土离析，凝固后不致密、不硬，个别孔段疏松空洞。

(2)防治措施:成孔后，必须仔细清孔，一般采用冲洗液清孔。冲孔时间应根据孔内沉渣情况确定。冲孔后应及时浇筑混凝土，避免孔底沉渣超过规范。

(2)防治措施:成孔后，必须仔细清孔，一般采用冲洗液清孔。冲孔时间应根据孔内沉渣情况确定。冲孔后应及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范。灌注混凝土前，仔细测量孔径，准确计算全孔和第一次混凝土灌注量。在混凝土浇筑过程中，应随时控制混凝土表面的标高和导管的埋深，提高导管应准确可靠，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应具有良好的易性和流动性，坍落度损失应符合灌注要求。在地下水活动较大的地区，应提前用套管或水泥处理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管中灌注，要求灌注过程连续、快速，准备灌注的混凝土应充足，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。绑扎水泥隔水塞的铁丝应根据第一次混凝土浇筑量确定，防止断裂。为保证导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度来确定，不要起吊过多。

(3)处理措施:灌注过程中发生断桩事故后，应立即停止灌注，提升导管和钢笼，尽量减少损失。并采取以下措施处理：

9.4.钢笼上浮:

(1)原因:钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管埋在混凝土中深度过大，钢筋笼由混凝土支撑上升；如果混凝土倒入钢筋笼下，此时提升导管，导管底端距钢筋笼仅1m左右时，由于浇筑混凝土自导管流出后冲击力大，推动钢笼上浮；当混凝土浇筑钢笼，导管埋深较大时，上层混凝土接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢笼具有一定的握力。此时，导管底部未及时提及钢笼底部以上，导管流出后混凝土将以一定速度上升，同时也带动了钢筋笼的上升。

(2)防治措施:钢筋笼的初始位置应准确定位，并与孔固定牢固。

（2）预防措施：钢笼的初始位置应准确定位，并与孔固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或与外加剂混合，防止混凝土顶层进入钢笼时流动性降低。当混凝土接近笼时，控制导管埋深1.5-2.0m。混凝土浇筑过程中，应随时掌握混凝土浇筑标高和导管埋深。当混凝土埋在钢筋笼底部2-3时m导管应及时提到钢筋笼底部以上。混凝土表面导管的埋深一般应保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，严禁将导管提出混凝土表面。钢筋笼上浮时，应立即停止浇筑混凝土，准确计算导管埋深和浇筑混凝土表面标高，提升导管后浇筑，上浮现象可消失。

(3)处理措施:如发现钢筋笼上浮，应立即暂停灌注，并采取以下措施处理。

10.灌注成桩后发现的质量缺陷的处理