随着科学的不断发展钻孔灌注桩在高层、超高层和桥梁等构筑物中被广泛的应用，在施工过程中施工质量的好坏对桩的承载力影响很大，所以钻孔灌注桩在桥梁工程中是十分重要的一步施工步骤。它的施工工艺都有什么？它又容易碰到什么样的事故？

施工流程图：

一、场地准备

旱地：平整 、夯实场地

浅水：筑岛法

二、桩位放样

桩位放样采用全站仪坐标法对钻孔桩桩位放样，埋好护筒后在护筒四周标记。

▲测量放样中心点与设计允许偏差2CM

三、埋设护筒

1. 护筒的作用：

固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。

2.护筒的制作要求：

①护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况而定。钢护筒厚4~8mm，钢筋混凝土护筒厚8~10cm 。护筒上部设1～2个溢浆孔，

②护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。用回转钻机钻孔的宜加大20～30厘米；用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大30～40厘米。

3.护筒的埋设要求

①钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。

②埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压等方法，但注意避免引起孔口开裂，倾斜，埋设完毕及时用粘土沿四周对称分层填压夯实。

③埋置深度一般情况为2—4米，在粘性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m；其高度尚应

为防止护筒下沉特殊情况应加深；同时保证满足孔内泥浆面高度的要求，护筒顶面应高于(地）岛面0.2～0.5m。避免孔口四周浸泡，导致塌孔。

④护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求。

护筒入土深度：

▲锤击加压钢护筒时保证钢护筒垂直，避免倾斜

▲避免孔口四周浸泡，导致塌孔

▲埋设护筒

四、泥浆制备

泥浆作用：

在孔壁形成泥皮稳定孔壁、悬浮钻渣、润滑钻具 、正循环排渣。

组成及要求：

①水：水的PH值7～8之间，不含杂质

②粘土（或膨润土）：塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量的50%，相对密度为1.1～1.5

③添加剂：

无机：纯碱等促使颗粒分散、防止凝聚下沉

有机：丹宁液、拷胶液等降低粘度

▲泥浆池

泥浆护壁成孔灌注桩：泥浆池

泥浆三大指标检测：

泥浆三件套（比重计、粘度计、含沙量测定仪）

泥浆比重：将泥浆杯装满泥浆，加盖并擦净溢出的泥浆。让后置于支架上，移动 游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的比重。

泥浆稠度：计测量时用手指堵住漏斗下面的出口，用量杯分别将500ml和200ml 泥浆通过滤网倒入漏斗，然后打开出口，让泥浆从漏斗管中流出，用秒表测定流出500ml泥浆所需时间（s），即为泥浆稠度。

五、钻架与钻机就位

钻架要求

①能够承受钻具和其他辅助设备的重量，具有一定的刚度，具有足够的高度。

②钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻架必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。

③钻架安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实、塞紧，顶端用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检查。

▲冲击钻钻架与钻机

钻机就位之前准备工作：

1.进场钻机要进行进场合格报验

2. 反循环钻头直径至少大于桩设计直径

3.冲击钻钻头直径可小于设计桩径2-3cm

钻机就位：

六、钻孔

①冲击钻机钻孔：

十字钻头：

冲击钻孔的施工要点：

邻孔混凝土达2.5MPa后开钻；开孔小冲程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。

粘性土、风化层、砾砂石等中、低冲程：1～2m

砂卵石等中等冲程：2～3m

基岩、漂石和密实卵石层高冲程：3～5m

十字形钻头钻 1.5m以上孔径分2级

管形钻头0.7m以上孔分2～4级：分级、扩钻

② 全套管冲抓成孔：

特点：无噪音，无振动；不使用泥浆；挖掘时可以很直观地判别土壤及岩性特征，对于端承桩，便于现场确定桩长；挖掘速度快，挖掘深度大；成孔垂直度易于掌握；孔壁不会产生坍落现象，成孔质量高。成桩质量高；成孔直径标准，充盈系数很小；清孔彻底，速度快；自行式，便于现场移动。

冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。

冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。

适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。

③正循环钻孔：

正循环是用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心钻杆顶部，从钻杆底部喷出，底部的钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，随泥浆上升而溢出流至孔外的泥浆槽，经过沉淀池中沉淀净化，再循环使用。

特点：排渣能力比较弱, 钻进速度较慢,钻具的磨损也比较大，但工艺比较简单,容易操作,正循环钻机的价格也比较便宜。

适用：粘土、亚粘土、淤泥质土层、粉砂、卵砾石层、基岩

正反循环成孔，现在是在护筒上拉十字线，是使钻机的钻头对准桩的中心线，等钻机对准后往护筒里放水，采用泥浆护壁进行钻孔

④反循环钻孔

反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反，泥浆由孔外流入孔内，由真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将吸浆泵随同钻锥一同钻进，从孔底将钻渣吸出孔外。

特点：反循环钻机排渣能力比较强,但工艺比较复杂,操作不当容易引起塌孔埋钻,而且反循环钻机价格比较高。

适用：同正循环。

▲反循环钻结构示意图

⑤旋挖钻机钻孔

主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最大成孔直径可达1.5～4m，最大成孔深度为60～90m，可以满足各类大型基础施工的要求。

七、终孔并第一次清孔

目的：钻孔过程中会有一部分泥浆和钻渣沉于孔底，必须将这些沉积物清除干净，才能使灌注的混凝土与地层或岩层紧密结合，保证桩的承载能力。

方法：抽浆清孔、换浆清孔、掏渣清孔

成孔检查验收：

1.在钻孔至设计桩底标高时，要提高钻头35cm左 右进行第一次洗孔，目的是将沉渣排除。

2.孔深严格控制，严谨已超钻代替清孔

3.由监理到现场进行验收包括孔深、孔径、倾斜度等。

4.泥浆性能检测，包括粘度、比重、砂率

比重：1.03—1.1

粘度：17—20

砂率：＜2%

▲ 泥浆粘度

▲泥浆比重

成孔验收后检孔器检测成孔制量：

检孔器直径：不小于桩的设计直径

长度：不小于4—6倍的检孔器直径

循环排渣：

八、钢筋笼的制作和安装

注意事项：

1、钢筋骨架一般每隔2～2.5米设置直径14～18毫米的加强箍筋一道；

2、钢筋骨架可分段制作；

3、要确保保护层厚度；

4、钢筋骨架运输无论采用何种方法，均不得使骨架变形。

5、钢筋骨架可采用钻机塔架、扒杆或起吊机吊起，对准护筒中心缓慢下放至设计标高。

6、下放钢筋骨架应防止碰撞孔壁

7、当最后灌注的混凝土开始初凝时，应立即割断钢筋骨架的吊环

▲ 钢筋笼制作１

▲钢筋笼制作2

▲起吊

▲对准孔位

钢筋笼搭接

钢筋笼搭接注意事项：

1.采用单面搭接焊时，焊缝长度要达到10d

2.采用帮条电弧焊时，焊缝长度要达到5d

3.焊缝要饱满，无气泡

▲钢筋笼焊接

▲ 灌注桩钢筋冷挤压连接

钢筋笼固定

允许偏差: 单位（mm）

1.顶面高程：±20

2.底面高程：±50

3.钢筋笼与桩心:20

▲ 钢筋笼安放就位

导管的检测与安装

注意事项：

1.导管在使用之前要做水密承压实验，合格后使用

2.导管长度控制在比孔深小0.3m—0.5m范围内

3.安装完导管以后，进行二次清孔

九、二次清孔

在成孔检验通过后，进行提钻，一直到钢筋的焊接安装完毕，约4小时左右，在这期间孔内泥浆不会有任何扰动情况，因此会发生沉淀现象，导致孔深要比钻孔深小，因此要进行二次清孔。二次清空采用真空循环系统，由泥浆泵提供动力将泥浆压入孔底孔口排出。

注意：在二次清孔结束后如有承压水出现，要泻压力水。

十、灌注水下混凝土

泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。

水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。

水下混凝土浇筑常用导管法。

浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。

▲ 导管法浇注桩身砼

水下混凝土灌注过程：

浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中。因为当混凝土直接与水接触穿过水层时，骨料和水泥很快将产生分离，骨料很快沉入水底，而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态，当其下沉时，已凝结硬化。因此水下混凝土的浇注，必须在与周围环境水隔离的条件下进行。水下混凝土浇筑的方法很多。最常用的是导管法。

焊吊筋，防止浇筑砼时钢筋笼上浮：

灌注要求：

导管宜分段制作，每节长2米左右，最下端一节宜为3～6米，采用法兰连接，导管应不漏水、不漏气。

在孔内水面以上20～30厘米处设置隔水栓，待混凝土灌下时，剪断隔水栓的连接绳。

为保证水下灌注混凝土的速度和质量要求，导管上应采用混凝土储料斗。

水下灌注混凝土应连续进行，严禁中途停顿。导管在混凝土中埋入深度一般为2～4米，在任何情况下不得小于1米或大于6米。

▲水下混凝土浇筑专用下料斗

导管提升过程中，应保持位置居中，轴线垂直，逐步提升。

混凝土实际灌注高度应比设计桩顶高出一定高度。高出的高度应根据桩长，地质条件和成孔工艺等因素合理确定，其最小高度不宜小于桩长的5%，且不小于2米。

在灌注接近结束时，由于导管混凝土柱高度减小，压力降低，而导管管外的泥浆稠度增加，如出现混凝土面上升困难时，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使灌注工作顺利进行

▲砼坍落度现场监测

▲水下混凝土首灌开始

▲水下混凝土灌注

▲水下混凝土浇筑过程中的浇筑标高监测

▲水下砼浇筑过程中对排气孔的观测

▲根据水下混凝土浇筑标高分节拆除导管

▲拆除的导管及时冲洗和保养

▲砼浆泵吸去多余砼浆

▲截桩头

补充注意事项：浇筑前混凝土检验

1、查看孔深是否合格，此时涉及到一个沉淀厚度的概念，规范要求：

摩擦桩桩径≤1.5m；沉淀≤200mm；桩径＞1.5m；沉淀≤300mm；

支撑桩沉淀厚度出设计要求外≤50mm

2、塌落度要求

d＜1.5，塌落度要求180-220mm

d≥1.5，塌落度要求160-200 mm

同时要求具有良好的和易性，流动性。

3.混凝土石子粒径不宜过大，规范规定粗骨料最大粒径不大于导管直径和钢筋最小净距的1/4，同时不大于 37.5mm

▲桩头混凝土取样

浇筑注意事项

1.混凝土开仓时，做好开仓时间记录同时计算好首批混凝土入仓要求达到埋置导管1m以上。

2.浇筑过程中要控制拔管速度，控制导管在混凝土中的埋置深度在2-6m范围内，不能超拔亦不能少拔

3.浇筑到距钢筋底标高4米左右时，宜提高导管，减缓浇筑速度，直到混凝土面超过钢筋底面2m以上，再恢复正常的浇筑速度。为的是防止钢筋笼上浮。

十一、 钻孔事故的预防及处理

1)坍孔：

各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的表征是孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。

a.坍孔原因:

(a)泥浆比重不够及其他泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮:

( b)由于掏渣后未及时补允水或泥浆，或河水潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过砂砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够;

(c)护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机装置在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔

(d)在松软砂层中钻进，进尺太快:

(e)捉住钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长

(f)冲击(抓)锥或掏渣筒倾倒，撞击孔壁，或爆破处理孔内孤石、探头石、炸药量过大，造成过大振动;

(g)水头太大，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔

(h)清孔后泥浆比重、粘度等指标降低，’用空气吸泥机清孔，泥浆吸走后未及时补水，使孔内水位低于地下水位，清孔操作不当，供水管直接冲刷孔壁，清孔时间过久或清孔后停顿过久。

(i)吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

b.坍孔的预防和处理:

(a)在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进度速度，选用比重、钻度、胶体率较大的泥浆，或投人掺片(卵)石的猫土，低锤冲击，使钻土膏及片(卵)石挤入孔壁起护壁作用。

(b)汛期或涨潮，水位变化过大时，应采取升高护筒，增加水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定。

(c)发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

(d)如发生孔内坍塌，先判明坍塌位置，回填砂和猫土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1--2m，如坍孔严重时全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

(e)严格控制冲程高度和炸药用量。

(f)清孔时应指定专人补水，保证钻孔内必要的水头高度。

2)钻孔偏斜：

a.偏斜原因:

(a)钻孔中遇有较大的弧石或探头石;

(b)在有倾斜度的软硬地层交界处，或者在粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均

(c)扩孔较大处，钻头摆动偏向一方;

(d)钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷:

(e)钻杆弯曲，接头不正

b.预防和处理

(a)安装钻机时要使转盘、底坐水平:起重滑轮缘、固定钻杆的卡口和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正.

(b)由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大，必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水笼头，使其沿导向架向中钻进。

(c)钻杆、接头应逐个检查，及时调正。主动钻杆弯曲，要用千斤顶及时调直。

(d)在有倾斜的软、硬地层钻进时。应吊着钻杆控制进尺，低速钻进。或回填片、卵石冲平后再钻进。

查明钻孔偏斜的位置和偏斜情况后，一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使钻孔正直。偏斜严重时应回填砂钻土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。

冲击钻进时，应回填砂砾石和黄土待沉积密实后再钻进.偏斜严重的可在开始偏斜处设置少量炸药爆破，然后用砂土和砂砾石回填到该位置以上lm左右重新冲钻。

3)掉钻、落物:

各种钻孔方法均可能发生掉钻、落物事故。

(a)卡钻时强提强扭，操作不当使钢丝绳或钻杆疲劳断裂;

(b)钻杆接头不良或滑丝;

(c)电动机接线错误，使不应反转的钻机反转，钻杆松脱;(d)冲击钻头合金套灌注质量差，钢丝绳拔出;

(e)转向环、转向套等焊接处断开;

(f)钢丝绳与钻头连接钢丝绳卡数量不足或松弛等，或钢丝绳过度陈旧，断丝太多;

(g)操作不慎落人扳手撬棍等物。

a.掉钻、落物原因:

b.预防和处理:预防措施:

(a)开钻前应清除孔内落物.零星铁件可用申磁铁吸取较大落物和钻具也可用冲抓锥打排。然后在护筒口加盖;

(b)经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和连接装置;

(c)为便于打捞落锥，可在冲锥上预先焊打捞环、打捞杠或在锥身上围捆几圈钢丝绳等。

处理方法:

掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔。使打捞工具能接触钻锥。打捞工具有以下几种:打捞叉，打捞钩，打捞活套，偏钩和钻锥平钩，打捞钳:

4)糊钻和埋钻:

糊钻(吸锥)和埋钻常出现于正反循环回转钻进和冲击锥钻进。在软塑猫土层回转钻进，因进尺快，钻渣量大，出浆口堵塞而造成糊钻。

预防处理办法：首先应对钻杆内径大小进行计算决定;还应控制进尺，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥。若已严重糊钻，应将钻锥提出孔口，清除钻锥残渣。对冲击锥钻分进行预防措施是减少冲程，降低泥浆稠度，在钻土层上回填部分砂、砾石。

5)扩张和缩孔:

扩孔是孔壁坍塌浩成的结果.采用各种钻孔方法时均可能发生扩孔情况。

若因孔内局部发生坍塌而扩孔，钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是使混凝土灌注量大大增加。

若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理

缩孔原因有两种:

一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥，则往往会钻出较设计桩径稍小的孔。

另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土)，遇水膨胀后使孔径缩小。

为防止缩孔，前者应及时修补磨耗的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁快转慢进，并复转二三次;

或使用卷扬机吊住钻锤上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直到缩孔部位达到设计孔径为止。

6)钻孔漏浆：

在透水性强或有地下水流动的地层中，稀泥浆会向孔外漏失，护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严密，会在护筒刃脚或接缝处漏浆，也可能由于水头过高使孔壁渗浆。

为防止漏浆，可加稠泥浆或倒人粉土慢速转动，或回填土掺片石强护壁，在有护筒防护范围内，接缝处泥浆可由潜水工用棉絮堵塞，、卵石，反复冲击增封闭接缝。

版权申明：版权归原作者所有，如涉及作品版权问题，请与我们联系，我们将第一时间删除内容！

全过程工程总咨询师、全过程专业咨询工程师和全过程工程项目管理师全过程系列高端研修认证

详情

基建财务测算/国际项目财税，你报我就送，报线下课程在赠送海量直播课程

详情

举办《海外EPC与基建投资项目税务筹划、税务管理及风险管控》专题培训班

详情

举办《基建财务分析、后评价以及多个子项目如何进行财务分析》实操培训班

详情

EPC项目招投标、造价管控、索赔与审计 实务疑难问题解析专题培训

详情

24位专家全方位讲解 ——2022国际工程市场开发与项目管理实务暨风险点管控

详情

举办建设工程项目重大风险隐患排查整治 与新《安全生产法》视野下“危大”工程安全管理及施工企业刑事合规体系建设专题培训班

详情

开展工程建设企业全员经营管理人才提升行动

详情

举办新基建下业主方总控管理能力提升、EPC新政下设计施工融合管理创效与全过程工程咨询高级培训班

详情

举办当前复杂形势下建筑领域项目管理转型的机遇 与挑战及项目管理案例运用高级研修班

详情

举办当今基建大干快上新机遇下总工及技术负责人的数智转型和绿色转型专题培训班

详情

举办建筑领域组织变革背景下工程总承包、全过程工程咨询 和建筑师负责制实务操作培训班

详情

举办“新版《清单计价标准》背景下工程造价全过程管控实战100问与招标采购管理专题培训班”

详情