1、2016“”混凝土鉆孔灌注樁混凝土鉆孔灌注樁制作小組：劉洋、余文波、黃景然、盧航、毛焱平、郭宇、張仕豪“”混凝土鉆孔灌注樁定義 灌注樁系是指在工程現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。 鉆孔樁成孔的方法可分為沖擊鉆孔、回轉鉆孔和旋挖鉆孔。施工中常用的鉆機為沖擊鉆機、回轉鉆機和旋挖鉆機“”混凝土鉆孔灌注樁歷史 灌注樁由最早的100多年前的1893年，因為工業的發展以及人口的增長，高層建筑不斷增加，但是因為好多城市的

2、地基條件比較差，不能直接承受由高層建筑所傳來的壓力，地表以下存在著厚度很大的軟土或中等強度的黏土層，建造高層建筑如仍沿用當時通用的摩擦樁，必然產生很大的沉降。于是工程師們借鑒了掘井技術發明了在人工挖孔中澆筑鋼筋混凝土而成樁。于是在隨后的50年之后，即20世紀40年代初隨著大功率鉆孔機具的研制成功首先在美國問世，二戰后，世界各地特別是歐美發達國家經濟復蘇與發展，時至今日，隨著科學技術的日新月異發展，鉆孔灌注樁在高層、超高層的建筑物和重型構筑物中被廣泛應用。當然，在我國，鉆孔灌注樁設計及施工水平也得到了長足的發展。鉆孔灌注樁通常為一種非擠土樁，也有的為部分擠土樁。“”鉆孔灌注樁樁基礎的特點1、樁支

3、承于堅硬的（基巖、密實的卵礫石層）或較硬的（硬塑粘性土、中密砂等）持力層，具有很高的豎向單樁承載力或群樁承載力，足以承擔高層建筑的全部豎向荷載（包括偏心荷載）2、樁基具有很大的豎向單樁剛度（端承樁）或群剛度（摩擦樁），在自重或相鄰荷載影響下，不產生過大的不均勻沉降，并確保建筑物的傾斜不超過允許范圍。3、憑借巨大的單樁側向剛度（大直徑樁）或群樁基礎的側向剛度及其整體抗傾覆能力，抵御由于風和地震引起的水平荷載與力矩荷載，保證高層建筑的抗傾覆穩定性。4、樁身穿過可液化土層而支承于穩定的堅實土層或嵌固于基巖，在地震造成淺部土層液化與震陷的情況下，樁基憑靠深部穩固土層仍具有足夠的抗壓與抗拔承載力，從而可

4、確保高層建筑的穩定，且不產生過大的沉陷與傾斜。“”樁基礎設計原則在天然地基無法滿足上部荷載要求，且經過簡單人工處理也無法滿足的情況下，采用樁基礎，利用樁身把荷載力傳送到更深的能滿足承載要求的地層中去，樁基礎是承臺、樁間土、樁端持力層共同受力。鉆孔灌注樁是在地質條件復雜、持力層埋藏深、地下水位高等不利于人工挖孔及別的工藝成孔的情況下，比較好的工藝選擇。“”鉆機的適用范圍沖擊鉆機主要適用于卵（漂）石土、巖層中鉆孔。其主要機具設備大致分為兩類：一類為沖擊鉆機整套設備，本身配有鉆架、起吊及沖擊等設備；另一類為由帶有離合器的雙筒卷揚機組成的簡易沖擊鉆具，其鉆架由簡易桿件組成。按照泥漿的循環方式，沖擊鉆又

5、可分為沖擊正循環鉆和沖擊反循環鉆。回轉鉆孔可分為正循環回轉鉆孔、反循環回轉鉆孔。其特點是泥漿循環方式不同，壓入泥漿為正循環，抽吸泥漿為反循環。正循環適用于黏土，粉土，細、中、粗砂等各類土層；反循環適用于黏性土、砂性土、砂卵石和風化巖層，但卵石粒徑不得超過鉆桿內徑的2/3，且含量不大于20%。旋挖鉆機適用于砂性土、砂卵石和風化巖層。“”簡易沖擊鉆孔機螺旋鉆機“”施工方法鉆孔灌注樁的施工，因其所選護壁形成的不同，有泥漿護壁方式法和全套管施工法兩種。泥漿護壁施工法 沖擊鉆孔，沖抓鉆孔和回轉鉆削成孔等均可采用泥漿護壁施工法。 該施工法的過程是： 平整場地泥漿制備埋設護筒鋪設工作平臺安裝鉆機并定位鉆進成

6、孔清孔并檢查成孔質量下放鋼筋籠灌注水下混凝土拔出護筒檢查質量“”施工順序(1)施工準備施工準備包括：選擇鉆機、鉆具、場地布置等。鉆機是鉆孔灌注樁施工的主要設備，可根據地質情況和各種鉆孔機的應用條件來選擇。施工流程“”(2)鉆孔機的安裝與定位安裝鉆孔機的基礎如果不穩定，施工中易產生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩固。對地層較軟和有坡度的地基，可用推土機推平，再墊上鋼板或枕木加固。“” 為防止樁位不準，施工中很重要的是定好中心位置和正確的安裝鉆孔機，對有鉆塔的鉆孔機，先利用鉆機的動力與附近的地籠配合，將鉆桿移動大致定位，再用千斤頂將機架頂起，準確定位，使起重滑輪、鉆頭或固定

7、鉆桿的卡孔與護筒中心在一垂線上，以保證鉆機的垂直度。鉆機位置的偏差不大于2cm。對準樁位后，用枕木墊平鉆機橫梁，并在塔頂對稱于鉆機軸線上拉上纜風繩。“”(3)埋設護筒鉆孔成敗的關鍵是防止孔壁坍塌。當鉆孔較深時，在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內坍塌、甚至發生流砂現象。鉆孔內若能保持比地下水位高的水頭，增加孔內靜水壓力，能為孔壁、防止坍孔。護筒除起到這個作用外，同時好有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導向作用等。制作護筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種。護筒要求堅固耐用，不漏水，其內徑應比鉆孔直徑大（旋轉鉆約大20cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm），每節長度約23m。一般

8、常用鋼護筒。護筒“”(4)泥漿制備鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內外滲流，防止坍孔的作用。調制的鉆孔泥漿及經過循環凈化的泥漿，應根據鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應視地層變化或操作要求機動掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護壁效果差；泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度。(5)鉆孔鉆孔是一道關鍵工序，在施工中必須嚴格按照操作要求進行，才能保證成孔質量，首先要注意開孔質量，為此必須對好中線及垂直度，并壓好護筒。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣(沖擊式用)，還要隨時檢查成孔是否有偏斜現象。采用沖擊式或沖抓

9、式鉆機施工時，附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩固。所以鉆好的孔應及時清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應該事先規劃好，既要保證下一個樁孔的施工不影響上一個樁孔，又要使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾。“”(6)清孔鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關系到成樁質量與樁身曲直。為此，除了鉆孔過程中密切觀測監督外，在鉆孔達到設計要求深度后，應對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設計要求時，應立即進行孔底清理，避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對于摩擦樁當孔壁容易坍塌時，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；當孔壁不易坍塌時，不大于20cm。對于柱樁，要求在射

10、水或射風前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的鉆機不同而靈活應用。通常可采用正循環旋轉鉆機、反循環旋轉機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機清孔，所需設備不多，操作方便，清孔也較徹底，但在不穩定土層中應慎重使用。其原理就是用壓縮機產生的高壓空氣吹入吸泥機管道內將泥渣吹出。鉆孔灌注樁清孔“”(7)灌注水下混凝土清完孔之后，就可將預制的鋼筋籠垂直吊放到孔內，定位后要加以固定，然后用導管灌注混凝土，灌注時混凝土不要中斷，否則易出現斷樁現象。全套管施工法全套管施工法的施工順序。其一般的施工過程是：平場地、鋪設工作平臺、安裝鉆機、壓套管、鉆進成孔、安放鋼筋籠、放導管、澆注混凝土、拉拔套管、檢查成

11、樁質量。全套管施工法的主要施工步驟除不需泥漿及清孔外，其它的與泥漿護壁法都類同。壓入套管的垂直度，取決于挖掘開始階段的56m深時的垂直度。因此應該隨時用水準儀及鉛垂校核其垂直度。“”施工特點1、與沉入樁中的錘擊法相比，施工噪聲和震動要小的多；2、能建造比預制樁的直徑大的多的樁；3、在各種地基上均可使用；4、施工質量的好壞對樁的承載力影響很大；5、因混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土質量較難控制. 6、費工費時，成孔速度慢，泥渣污染環境；“”成孔時應注意的問題（1）塌孔預防措施：根據不同地層，控制使用好泥漿指標。在回填土、松軟層及流砂層鉆進時，嚴格控制速度。地下水位過高，應升高護筒，加大水頭。地

12、下障礙物處理時，一定要將殘留的砼塊處理清除。孔壁坍塌嚴重時，應探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上12m處，搗實后重新鉆進。（2）縮徑預防措施：選用帶保徑裝置鉆頭，鉆頭直徑應滿足成孔直徑要求，并應經常檢查，及時修復。易縮徑孔段鉆進時，可適當提高泥漿的粘度。對易縮徑部位也可采用上下反復掃孔的方法來擴大孔徑。（3）樁孔偏斜預防措施：保證施工場地平整，鉆機安裝平穩，機架垂直，并注意在成孔過程中定時檢查和校正。鉆頭、鉆桿接頭逐個檢查調正，不能用彎曲的鉆具。在堅硬土層中不強行加壓，應吊住鉆桿，控制鉆進速度，用低速度進尺。對地下障礙進行預先處理干凈。對已偏斜的鉆孔，控制鉆速，慢速提升，下降往復掃孔糾偏。“”鉆孔灌注樁的成孔方法，適用范圍及泥漿的作用成孔方法土層孔徑（mm)mm) 孔深 (m)(m)泥漿作用正循環回轉鉆黏性土，粉砂，細中粗砂，含少量礫石，卵石（含量少于20