论冲击钻孔灌注桩施工技术的分析与研究.doc

毕 业 论 文 土木工程 冲击钻孔灌注桩施工技术 对质量控制的研究 西北工业大学网络教育学院毕业论文任务书一、题目：冲击钻孔灌注桩施工技术对质量控制的研究二、指导思想和目的规定：近年来，在云南省的高层建筑、重型厂房、桥梁等工程中大量采用桩基础，桩基已成为工程中重要的基础形式，在所有桩基类型中，灌注桩应用最为普遍，其中尤以钻孔灌注桩为主。钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土，对周边环境及邻近建筑影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点。这种施工方法，可以大大简化施工，缩短工期，减少工程造价，并且所需设备简朴，操作方便。随着经济发展和技术进步，钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大，单桩承载力也越来越高，同时，也使单柱单桩的设计成为现实。由于钻孔灌注桩的施工大部分用肉眼无法直接观测，成桩后也不能进行开挖验收，特别对于长桩、大桩，其施工难度大，易发生质量事故。而单柱单桩的设计，对桩的质量规定高，发生质量事故后，加固解决难度大，并且费用较高。假如施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至给投资者导致巨大经济损失和不良社会影响。因此，桩基如何施工是决定基础工程质量的关键阶段，要提高桩基工程的质量，就必须狠抓施工阶段的质量控制。研究桩基施工过程中的质量控制方法和要点，作到事前防止为主、事后解决为辅，具有实际的意义。目前，钻孔灌注桩的研究，从施工工艺到质量检测，已日益成熟。新的规范和规程也不断出台，而现行所采用的规范和规程，既是指导设计、施工的技术标准，又是评估桩基质量的依据。这些规范和规程从总体上对整个桩基行业确立了一个普遍合用的质量标准和操作规程，更加着重于对施工过程中可见工序的标准规定，如钢筋笼的验收，孔深的测量，混凝土塌落度的检查。而对具体项目不同条件下控制要点的研究，没有过细的总结，对如何具体操作以完毕质量目的还缺少针对性,还存在着实际操作难以达成理论规定的现实情况。由于灌注桩施工属隐蔽工程，施工结果往往是不可见的，就具体的灌注桩施工项目而言，由于受不同地质工程条件限制，所采用的施工工艺和方法也有所不同，这就使得过程控制方法、控制要点因不同项目特点而有所不同。如何贯彻标准，规范过程，如何针对不同项目的特点有针对性的进行施工管理，作到重视细节、防止质量事故是当务之急。三、重要技术指标：钻孔灌注桩；冲击成孔；施工；质量控制四、进度与规定：6月19日 论文动员大会，与指导教师见面6月16日-6月23日 论文调研，拟定题目，填写任务书6月24日-9月2日 论文写作修改9月 17 日-9月29日 论文答辩五、重要参考书及参考资料：1黄强等，建筑桩基技术规范JGJ94-20232袁庆华，某综合楼桩基质量事故因素与解决，北京，建筑技术出版社，1997年(9)，614-615页3赵明华等，土力学与基础工程，武汉，武汉工业大学出版社，2023年7月4金问鲁，顾尧章.地基基础实用设计施工手册，北京，中国建筑工业出版社，1995年5月5袁聚云，李镜培，楼晓明等.基础工程设计原理，上海，同济大学出版社，2023年1月6小桩的起源、应用与发展，筑龙网7史佩栋等，实用桩基工程手册，北京，中国建筑工业出版社，1999年5月8彭彦彬,屈彦玲，钻孔灌注桩清孔技术及断桩的防止和解决，铁道建筑出版社,2023年7月，44-46页9丁育南，钻孔灌注桩基础施工质量监控要点，施工技术，2023年6月10周向群，钻孔灌注桩质量控制的要点及实用方法，施工技术,2023年1月，99-101页11朱伟强，浅析钻孔灌注桩成桩缺陷及防止措施，施工技术,2023年12月，44-46页12宋云财，钻孔灌注桩施工中质量缺陷的防止与解决，铁道建筑,2023年8月，82-84页13王建斌，钻孔灌注桩常见问题分析及防治措施，铁道建筑，2023年2月，67-69页14郑昆，钻孔灌注桩施工中钢筋笼上浮问题的探讨，桥梁机械与施工技术,2023年4月，35-37页15程万祥，钻孔灌注桩断桩事故的产生因素及防止措施，铁道建筑，2023年7月，52-53页16李忠梅，钻孔灌注桩施工质量控制及埋笼事故解决，路基工程，2023年6月，136-137页学习中心：云南财税管理学院 班 级： 专 业： 土木工程 学 生： 张立明 指导教师： 常新强 摘 要近年来，随着经济、建筑施工技术和建筑材料的发展，我们居住的城市中央出现了越来越多的高层建筑，高层建筑可以节约城市土地，缩短公用设施和市政管网的开发周期，从而减少市政投资，加快城市建设，这些优点已经逐渐得到公认。基础作为建筑结构中最重要的构件，也不断的得到了发展和进步，技术和材料的进步令高层建筑也随之发展起来，建设得越来越高，越来越多。作为高层建筑中常采用的基础形式之一的灌注桩是一种深基础，它具有很多优良的性质，比如适应性强，施工噪音小，对邻近的建筑物的影响很小等等，所以在世界范围得到了很广泛的应用。成孔的机械设备目前在云南重要有旋挖机，冲击钻、螺旋钻等，若地下水满足设计规定的，成孔也可以采用人工挖孔的方法；旋挖成孔灌注桩宜用于黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层，冲孔灌注桩除宜用于上述地质情况外，还能穿透旧基础、建筑垃圾填土或大孤石等障碍物，但是钻孔灌注桩由于施工工艺以及施工环境等等方面的因素影响也存在很多缺陷，特别是水下灌注砼由于不能直接肉眼观测成桩、浇灌砼，不可抗拒力因素很多，直接影响着成桩质量，能否达成设计规定的单桩竖向极限承载力标准值是检查施工合格验收的关键，所以很有必要对其进行施工过程的质量控制。本文是用云南省曲靖市富源县胜境一品商住楼桩基础工程作为案例项目，分析了冲击钻孔灌注桩的各种影响因素和常见质量事故，并结合本人在此项目中碰到的实际施工情况进行经验介绍和分析，对未来即将从事该类型基础施工的人员做个总结和了解；然后对施工工艺进行分析研究，提出施工控制体系，并对质量控制的手段和方法进行具体的介绍，分析出最适宜的泥浆混合比，并结合工程实际分析钻孔灌注桩在施工过程的质量控制。关键词：钻孔灌注桩；冲击成孔；施工；质量控制目录摘 要I第一章：概论11.1工程概况11.1.1基本概况11.1.2设计规定：11.2桩基础分类21.2.1按承台位置高低分类21.2.2按承载性质不同分类21.2.3按桩身材料分类31.2.4按桩的使用功能分类31.2.5按成孔方法分类41.3桩基础的合用性和钻孔灌注桩的优点41.3.1桩基础的合用性41.4钻孔灌注桩的实际运用5第二章：冲击钻孔施工要点及质量要点控制防止62.1冲击钻孔灌注桩的施工工艺简介62.1.1钻孔灌注桩的工艺类型与合用范围62.2冲击钻孔灌注桩关键工序控制122.3成孔作业122.2.1孔深与沉碴122.2.2泥浆护壁或稳定液施工132.2.3泥浆的制备142.3钢筋笼施工142.3.1加劲箍筋142.3.2分段制作钢筋笼的连接152.3.3保护层设立152.4水下灌注混凝土162.4.1清孔换桨162.4.2灌注水下混凝土的质量控制应满足下列规定 ：172.4.3水下混凝土的浇注182.4.4坍落度与水182.4.5用砂量192.4.6导管埋深与钢筋上浮192.4.7导管的提拉192.5钻孔灌注桩质量事故的因素和防止202.5.1坍孔及防止措施202.5.2桩底沉渣过厚及防止措施212.5.3护筒失效及防止措施212.5.4孔斜及防止措施222.5.5缩颈、扩径及防止措施222.5.6钢筋笼偏位及防止措施232.5.7断桩及防止措施23第三章：具体工程实践的桩基施工工艺研究253.1接桩法253.1.1.重要适应行情253.1.2接桩工艺253.1.3接桩法解决桩基事故的成功案例253.1.4接桩法的优缺陷253.2压浆法263.2.1合用行情263.2.2压浆法施工工艺263.2.3压浆法解决桩基质量事故的成功案例263.2.4压浆法解决桩基事故的优缺陷263.3结构措施法273.3.1合用行情273.3.2结构措施的通常作法:273.3.3结构措施法解决桩基事故的成功案例273.3.4运用结构措施解决桩基事故的优缺陷283.4加桩法解决桩基质量事故283.4.1合用行情283.4.2加桩法的做法283.4.3成功案例283.4.4加桩法解决桩基工程质量事故的优缺陷283.5置换法解决桩基事故293.5.1合用行情293.5.2置换法原理及做法:293.5.3成功案例293.6补强解决的基本原则293.6.1参数选择303.6.2 补强解决工艺要点303.6.1施工设备303.6.2劲性钢筋束材料及制安303.6.3孔口管埋设313.6.5注、压浆31第四章：结论与展望334.1结论334.2有待进一步工作的问题33参考文献35致 谢37第一章：概论桩基础是一种发展迅速的深基础，在高层建筑、桥梁及港口工程中应用极为广泛，当建筑场地浅层地基土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的规定，也不宜采用地基解决等措施时，往往需要以地基深层坚实土层或岩层作为地基持力层，采用深基础方案。深基础重要有桩基础、沉井基础、墩基础和地下连续墙等几种类型，其中以桩基础的历史最为悠久，应用最为广泛。如我国秦代的渭桥、隋朝的郑州超化寺、五代的杭州湾大海堤以及南京的石头城和上海的龙华塔等，都是我国古代桩基的典范。1.1工程概况1.1.1基本概况富源县胜境一品商住楼项目，由昆明工程勘察公司作地质勘察，由厦门合道工程设计集团有限公司设计，项目场地位于富源县中安街与建设路交叉路口，拟建工程为1栋22层的商住楼、1栋6层商住楼、1层地下室，地下开挖深度5.00米左右，临边建筑距离轴线最近3米，最远为9米，基础按设计规定采用冲击成孔灌注桩，施工单位是云南立人基础工程有限责任公司。 1.1.2设计规定：1.1.2.1、正负零标高=1809.400m；1.1.2.2、施工工艺：釆用泥浆护壁冲击成孔灌注桩;1.1.2.3、施工桩径：桩径800 mm；1000 mm；1200 mm；1.1.2.4、施工桩长：抗压桩800 mm，最小有效桩长17m，桩数33根，单桩承载力特性值力4230KN，竖向极限承载力标准值8460 KN；抗压桩1000 mm最小有效桩长17 m，桩数50根，单桩承载力特性值力5450KN，竖向极限承载力标准值10900KN；抗压桩1200 mm最小有效桩长17 m，桩数42根，单桩承载力特性值力6780KN，竖向极限承载力标准值13560 KN；抗拔桩800 mm最小有效桩长17 m，桩数8根，单桩抗拔力特性值力1000KN，极限抗拔承载力标准值2023KN，均以5层中风化灰岩为持力层, 规定进入5层中风化灰岩500 mm。1.1.2.5、桩身砼强度为C30。1.2桩基础分类桩可按承载性状、使用功能、桩身材料、成桩方法和工艺、承台位置、桩径大小等进行分类。1.2.1按承台位置高低分类1.2.1.1高承台桩基: 由于结构设计上的需要, 群桩承台底面有时设在地面或局部冲刷线之上, 这种桩基称为高承台桩基。这种桩基在桥梁、港口等工程中常用;1.2.1.2低承台桩基: 凡是承台底面埋置于地面或局部冲刷线以下的桩基称为低承台桩基。房屋建筑工程的桩基多属于这一类。1.2.2按承载性质不同分类1.2.2.1摩擦型桩摩擦桩: 竖向荷载下, 基桩的承载力以桩侧摩阻力为主, 外部荷载重要通过桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周边的土层, 桩尖部分承受的荷载很小。重要用于岩层埋置很深的地基。这类桩基的沉降较大, 稳定期间也较长。端承摩擦桩: 在极限承载力状态下, 桩顶荷载重要由桩侧摩擦阻力承受。即在外荷载作用下,桩的端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥作用, 但桩侧摩擦阻力大于桩尖阻力。如穿过软弱地层嵌入较坚实的硬粘土的桩。1.2.2.2端承型桩端承桩: 在极限荷载作用状态下, 桩顶荷载由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩, 外部荷载通过桩身直接传给基岩, 桩的承载力由桩的端部提供, 不考虑桩侧摩擦阻力的作用。摩擦端承桩: 在极限承载力状态下, 桩顶荷载重要由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩, 由于桩的细长比很大, 在外部荷载作用下, 桩身被压缩, 使桩侧摩擦阻力得到部分地发挥。1.2.3按桩身材料分类根据桩身材料可分为混凝土桩、钢桩和组合材料桩等。1.2.3.1钢筋混凝土桩混凝土桩是目前应用最广泛的桩, 具有制作方便, 桩身强度高, 耐腐蚀性能好, 价格较低等优点。它可分为预制混凝土方桩、预应力混凝土空心管桩和灌注混凝土桩等。1.2.3.2钢桩由钢管桩和型钢桩组成。钢桩桩身材料强度高, 桩身表面积大而截面积小, 在沉桩时贯透能力强而挤土影响小, 在饱和软粘土地区可减少对邻近建筑物的影响。型钢桩常见有工字形钢桩和H 形钢桩。钢管桩由各种直径和壁厚的无缝钢管制成。由于钢桩价格昂贵, 耐腐蚀性能差, 应用受到一定的限制。1.2.3.3木桩目前已经很少使用，只在某些加固工程或能就地取材的临时工程中使用。在地下水位以下时，木材有很好的耐久性，而在干湿交替的环境下，木材很容易腐蚀。1.2.3.4灰土桩重要用于地基加固。1.2.3.5砂石桩重要用于地基加固和挤密土壤。1.2.4按桩的使用功能分类1.2.4.1 竖向抗压桩: 竖向抗压桩重要承受竖向荷载, 是重要的受荷形式。根据荷载传递特性, 可分为摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩及端承桩四类。1.2.4.2竖向抗拔桩: 重要承受竖向抗拔荷载的桩,应进行桩身强度和抗裂性能以及抗拔承载力验算。1.2.4.3水平受荷桩: 港口工程的板桩、基坑的支护桩等, 都是重要承受水平荷载的桩。桩身的稳定依靠桩侧土的抗力, 往往还设立水平支撑或拉锚以承受部分水平力。1.2.4.4复合受荷桩: 承受竖向、水平荷载均较大的桩, 应按竖向抗压桩及水平受荷桩的规定进行验算。1.2.5按成孔方法分类1.2.5.1非挤土桩非挤土桩是指成桩过程中桩周土体基本不受挤压的桩。在成桩过程中，将与桩体积相同的土挖出。因而桩周边的土很少受到扰动。这类桩重要有干作业法、泥浆护壁法和套管护壁法钻挖孔灌注桩或钻孔桩、井筒管桩和预钻孔埋桩等。1.2.5.2部分挤土桩这类桩在设立过程中，由于挤土作用轻微。故桩周土的工程性质变化不大。这类桩重要有打入的截面厚度不大的工字型和H型钢桩、开口钢管桩和螺旋钻成孔桩等。1.2.5.3挤土桩在成桩过程中，桩周边的土被挤密或挤开，使桩周边的土受到严重扰动，土的原始结构遭到破坏，土的工程性质发生很大变化。挤土桩重要有打入或压入的混凝土方桩、预应力管桩、钢管桩和木桩。1.3桩基础的合用性和钻孔灌注桩的优点1.3.1桩基础的合用性桩基础通常作为荷载较大的建筑物基础，其具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、便于机械化施工，适应性强等突出特点，与其它深基础比较，桩基础的合用范围最广，一般对下述情况可考虑选用桩基方案：(1)、地基的上层土质太差而下层土质较好；或地基软硬不均匀或荷载不均，不能满足上部结构对不均匀变形的规定。(2)、地基软弱，采用地基加固措施不合适；或地基土性特殊，如存在可液化土层、自重湿陷性黄土、膨胀土及季节性冻土等。(3)、除承受较大垂直荷载外，尚有较大偏心荷载、水平荷载、动力或周期荷载作用。(4)、上部结构对基础的不均匀沉降相称敏感；或建筑物受到大面积超载的影响。(5)、地下水位很高，采用其它基础型式施工困难；或位于水中的构筑物基础，如桥梁、码头、钻采平台等。(6)、需要长期保存、具有重要历史意义的建筑物。通常，当软弱土层很厚，桩端达不到良好地层时，桩基设计应考虑沉降等问题。假如桩穿过较好土层而桩端位于下卧软弱层，则不宜采用桩基，因此，在工程实践中，必须认真做好地基勘察、具体分析地质资料、综合考虑、精心设计施工，才干使所选基础类型发挥出最佳效益。1.4钻孔灌注桩的实际运用尽管冲击钻孔灌注桩具有入土深、能进入岩层、刚度大、承载力高、桩身变形小，并可方便地进行水下施工等优点，是目前用途最广泛的一种桩基础，但由于其施工工艺的多样性和复杂性、地基地质条件的差异以及钻孔灌注桩自身的沉桩效应，质量控制易出现偏差，钻孔灌注桩质量事故频繁发生。钻孔灌注桩基础是造价昂贵的一种基础，一般基础造价要占总个土木木工程造价的1/5，甚至1/3。因此，钻孔灌注桩的质量控制非常重要，目前，钻孔灌注桩质量评价及事故解决技术是一个值得进一步研究的课题。钻孔灌注桩是最常用的基础形式之一，它具有适应性强、对邻近结构影响较小、抗震性能强、施工噪音小、无振动、所需设备简朴、操作方便、施工安全等特点；并且钻孔灌注桩可将所有上部结构传来的动载和静载均匀地传递至深层稳定的土层中，从而大大减少了基础沉降和不均匀沉降，故钻孔灌注桩被广泛采用。根据本项目的地质勘察报告介绍，结合总平面布置图和设计规定，为保证本工程桩长、桩径、单桩承载力、施工进度、工程质量，决定釆用泥浆护壁冲击成孔灌注桩施工工艺进行施工，而成孔速度快的旋挖机由于对土质规定较高，不适合在中风化岩层中使用，故不考虑使用旋挖成孔施工。第二章：冲击钻孔施工要点及质量要点控制防止2.1冲击钻孔灌注桩的施工工艺简介2.1.1钻孔灌注桩的工艺类型与合用范围目前国内高层建筑中应用的机械成孔灌注桩直径达2.5m以上，桩长超过90m；随着成孔机械与工艺的不断完善，可以根据不同的建(构)筑物规定、土层情况、场地施工条件等，合理选择施工工艺。重要施工工艺类型和特点有：2.1.1.1正循环钻成孔施工法1.正循环钻成孔施法是采用正循环钻进工艺，即泥浆经钻杆内腔流向孔底，将钻头切削下来的钻渣岩屑，经钻杆与孔壁的环状空间，携带至地面，具有设备简朴轻便，适应狭小场地作业，操作简易，配套设备器具少，工程费用较低等优点，但对桩孔直径较大(一般1.0m)，桩孔深度较深(80m)，及容易塌孔的地层，正循环钻进工艺效率低，排渣能力差，泥皮厚等特点，对具有卵砾石的地层，正循环钻进不适应。2.正循环钻孔施工工艺（1）工艺特点泥浆经钻杆内腔流向孔底，将钻头切削破碎下来的钻渣岩屑，经钻杆与孔壁的环状空间，携带至地面；设备简朴轻便，适应狭小场地作业，操作简易，配套器具少，工程费用较低，但对桩孔直径较大（一般大于1.0m），桩孔深度较深（一般大于80m），及容易塌孔的地层，正循环钻孔施工工艺表现出钻进效率低，排渣能力差，孔底沉渣多，孔壁泥皮厚等缺陷；对具有卵砾石的地层，正循环钻孔施工工艺不适合。（2）操作要点合理选择钻头和调配泥浆性能。钻具入孔后，应先进行泥浆循环，然后慢下至孔底，轻压满转数分钟后，逐步增大转速钻压，进入正常钻进。孔内如遇有较大卵石、漂石或其它障碍物，引起钻具跳动、蹩车（泵）、钻孔偏斜时，要及时控制钻进速度，减少转速，加大泵量，来回清扫。必要时，要对孔内障碍物专门打捞清除，或增长导向装置，以防孔斜。基岩钻进应合理设计桩孔结构和钻孔工艺。采用多种钻孔工艺钻孔时，必须在更换另一种钻孔工艺之前，清洗孔底，修正孔形，以满足新的钻孔工艺规定。钻进粘性土层，宜选用导流排渣性能好、切削刀具锐利、不易产生糊钻的尖锥形钻头和低粘度、低重度泥浆；钻进砂性土层的钻头，除具有良好的导流排渣能力外，还应使钻头底部呈层锥（锅）形，刀具呈梳齿状排列，使用高粘度、中档重度的泥浆。加接钻杆时，应先将钻具提离孔底，待泥浆循环35min后，再拆卸加接钻杆。清孔时应经常移动排渣管（出水管）在孔底的位置，以便使孔底边沿处沉渣吸出。下好钢筋笼后，应进行二次清孔，保证孔底沉渣符合规范规定。2.1.1.2螺旋钻成孔施工法特点1.螺旋钻成孔是一种无需泥浆循环的干式成孔施工方法，钻头切削下来的钻渣通过螺旋钻杆不断从孔底输送到地表。螺旋钻成孔施工法合用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂性土、风化软岩及粒径不大的砾砂层。在地下水位以下及具有较大卵石、块状物的土层，施工困难较大。该施工法的重要优点是不使用循环介质，噪声和振动小，对环境影响较小，施工速度快，设备简朴，易操作，由于干作业成孔，混凝土灌注质量能得到较好的控制。存在的缺陷是孔底常留有虚土不易清除干净，影响桩的承载力，螺旋钻具回转阻力较大，对地层的适应性有一定的条件限制。螺旋钻成孔施工法有长螺旋成孔、短螺旋成孔、环状螺旋成孔、振动螺旋成孔和跟管螺旋成孔几种。常用的是长螺旋和短螺旋成孔两种。长螺旋钻进成孔直径较小，一般不超1.0米。短螺旋钻进效率比长螺旋低，但深度较大(可达50米)。桩孔直径可达3.0米。2.螺旋钻孔施工工艺（1）工艺特点螺旋钻孔是一种无需泥浆循环的干式钻孔施工工艺，钻头切削下来的钻渣通过螺旋钻杆不断从孔底输送到地表。螺旋钻孔施工工艺合用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂性土、风化软岩及粒径不大的砾砂层。在地下水位以下及具有较大卵石、块状物的土层，施工困难较多。（2）操作要点螺旋钻进应根据地层情况，合理选择和调整钻进参数，并可通过电流表来控制进尺速度，电流值增大，说明孔内阻力增大，应减少钻进速度。开始钻进及穿过软硬土层交界处时，应缓慢进尺，保持钻具垂直；钻进具有砖头瓦块卵石的土层时，应控制钻杆跳动与机架摇摆。钻进中遇蹩车、不进尺、缓慢时，应停机检查，找出因素，采用措施，避免盲目钻进，导致桩孔严重倾斜、垮孔甚至卡钻、折断钻具等恶性孔内事故。遇孔内渗水、垮孔、缩颈等异常情况时，立即起钻，采用 相应的技术措施；上述情况不严重时，可调整钻进参数，投入适量粘土球，经常上下活动钻具等，保持钻进顺畅。冻土层、硬土层施工，宜采用高转速，小给进量，恒钻压。短螺旋钻进，每回次进尺宜控制在钻头长度的2/3左右，砂层、粉土层可控制在0.81.2m，粘土、粉质粘土在0.6m以下。钻至设计深度后，应使钻具在孔内空转数圈清除虚土，然后起钻，盖好孔盖口，防止杂物落入。2.1.13旋挖成孔施工法特点1旋挖钻成孔施工法，又称钻斗施工法或土钻施工法.成孔原理是在一个可闭合启动的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀具，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，钻斗装满后提出孔外卸土，如此循环形成桩孔.旋挖钻成孔施工具有低噪音、低振动、扭距大、成孔速度快、无泥浆循环等优点；缺陷是在粘性较大的粘土、淤泥土层中施工，回转阻力大，钻进效率低、容易糊钻。该施工法合用于填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵砾石层、软中硬基岩等地层，桩孔沉渣少，孔壁泥皮薄，桩侧摩阻力发挥更好。螺旋钻成孔是一种无需泥浆循环的干式成孔施工方法，钻头切削下来的钻渣通过螺旋钻杆不断从孔底输送到地表。螺旋钻成孔施工法合用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂性土、风化软岩及粒径不大的砾砂层。在地下水位以下及具有较大卵石、块状物的土层，施工困难较大。该施工法的重要优点是不使用循环介质，噪声和振动小，对环境影响较小，施工速度快，设备简朴，易操作，由于干作业成孔，混凝土灌注质量能得到较好的控制。存在的缺陷是孔底常留有虚土不易清除干净，影响桩的承载力，螺旋钻具回转阻力较大，对地层的适应性有一定的条件限制。螺旋钻成孔施工法有长螺旋成孔、短螺旋成孔、环状螺旋成孔、振动螺旋成孔和跟管螺旋成孔几种。常用的是长螺旋和短螺旋成孔两种。长螺旋钻进成孔直径较小，一般不超1.0米。短螺旋钻进效率比长螺旋低，但深度较大(可达50米)。桩孔直径可达3.0米。.2.旋挖钻孔施工工艺（1）工艺特点钻孔原理是在一个可闭合启动的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀具，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，钻斗装满后提出孔外卸土，如此循环形成桩孔。旋挖钻孔施工工艺具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点。缺陷是在粘性较大的粘土、淤泥土层中施工，回转阻力大，钻进效率低，容易糊钻。该施工工艺合用于填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵砾石层、软至中硬基岩等地层，桩孔沉渣少，孔壁泥皮薄，桩侧摩阻力发挥更好。（2）操作要点根据地层对的选择钻斗类型结构，软土层选择楔形齿、小切削角、小刃角、齿宽稍大；硬土层则选用较大切削角、较窄的弯曲齿套；粘土层的齿间距宜大些，以免糊钻。孔口护筒应高出地面2030cm，保持泥浆液面高度，以形成足够的泥浆柱压力，并随时向孔内补充泥浆。套管跟管钻进时，套管底口要保持与钻斗旋挖深度相适应，使跟管顺利，钻斗也不会超挖。钻进硬层，回次进尺深度太小，斗内钻渣太少时，可换用小直径筒形齿状钻斗，先钻一小孔，然后再用钻斗扩孔钻进；也可换用短螺旋钻进，然后再下钻斗捞渣。钻进砂砾石层，为保护孔壁稳定，可事先向孔内投入适量粘土球；下入孔内的钻斗，其底盘进渣口必须装闭合阀板，以防提钻时砂砾石从底部漏落孔内。2.1.1.4冲击成孔施工法1.钢绳冲击成孔施工法是运用卷扬机钢丝绳，将具有较大质量的冲击钻头提高至一定高度，然后使钻头自由下落，产生较大的冲击能量来冲击硬碎岩土层，并运用专门的捞渣工具捞取孔内的渣土岩屑。钻头每冲击一次，就在孔底转动一定的角度，形成圆形断面。在易垮孔地层，需要采用高粘度、高密度泥浆，或向孔内投入大量粘土球来保护孔壁。钢绳冲击成孔施工具有设备简朴、操作方便、动力消耗少，机械故障少等优点，适宜在杂填土、粘土、粉土、砂土、卵砾石、漂石、孤石、基岩等地层施工，而回转钻进对卵砾石层、漂石、孤石及硬基岩往往是较为困难的。钢绳冲击成孔施工的缺陷是钻进效率低，清孔难度较大，桩孔不规则，容易发生孔斜及掉钻头、卡钻等孔内事故。钢绳冲击成孔施工的桩孔直径通常在500-1800mm，最大可达2500mm，桩孔深度一般在40m左右，深度增长，钻进效率显著下降。泥浆护壁冲击成孔嵌岩灌注桩施工工艺流程图如下：主流程 重要检测内容 子流程2.2冲击钻孔灌注桩关键工序控制钻孔灌注桩施工中应做好关键工序的控制工作，只有这样，对钻孔灌注桩质量才干取得事半功倍的作用。质量控制点是在施工过程中为了保证工程质量而拟定的重点控制对象、关键部位或薄弱环节。设立质量控制点是保证施工质量达成预定规定的必要前提。在钻孔灌注桩施工中，通过事前对施工过程进行分析，明确其中的关键部位和薄弱环节，拟定重点控制对象，将其设立为质量控制点，根据控制对象的不同拟定将要采用的预控对策，并在施工过程中严格执行，同时严格按照规范和规程施工，以实现钻孔灌注桩施工质量的积极控制。钻孔灌注桩施工质量控制点的选择原则是：在施工过程中的关键部位、薄弱环节、隐蔽工程以及质量不稳定工序设立质量控制点。而是否设立为质量控制点，重要是看它对质量特性的影响限度、危害大小以及它的质量保证的难度大小。为避免出现质量通病，保证工程符合国家规范、规程的质量规定，经反复研究拟定钻孔灌注桩的施工质量控制点如下：泥浆的制备、清孔、钢筋笼制作、水下混凝土的浇注2.3成孔作业2.2.1孔深与沉碴钻孔灌注桩施工中应特别注意孔深与沉碴的控制，特别对于端承桩，终孔时要测验一次孔深，灌注混凝土前测一只孔深，以拟定孔底沉碴厚度，不能只在灌注桩前测一只孔深，以设计孔深来拟定孔底沉碴厚度，防止“多打少报”。孔深一般用测绳测量，应注意测绳的遇水收缩问题，使用前要先在水中浸泡一段时间，然后用钢尺校正后使用，终孔时最佳测量钻杆长度拟定孔深，并和测绳测量孔深对比，测孔深测绳要专用，使用中还应不时用钢尺校正，以保证孔底沉碴厚度不超标。施工中特别注意的是沉渣的厚度，本项目设计规定的沉渣厚度值为30mm，在成孔验收时候应用测绳认真测量，测量方法为两次，分别在清孔后测量一次，砼灌注前再测量一次，得出的数值误差小于30mm方可进行下一道工序，如发现沉渣厚度超过规定，则必须用换浆的方式将底部沉渣托出，换浆后不能立即停止，而在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二次换浆作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合规定，保证砼成桩质量。沉渣的厚度超过设计值将影响灌注桩的竖向承载力，因此必须严格履行此道工序，方能保证在桩基础施工完毕后的下道检测工序静载实验中达成沉降合格。2.2.2泥浆护壁或稳定液施工钻进成孔过程中要注意泥浆的浓度是否满足护壁，假如钻进粘性土层不易塌孔，用清水钻进最佳，假如存在厚度大、易塌孔的砂层，就要使用泥浆，避免塌孔。使用泥浆应注意避免孔壁泥皮厚度过大。在成桩过程中，桩周形成泥皮是不可避免的，泥皮达成一定厚度时，就会使桩的侧摩阻力大减少，对泥皮厚度的规定理论上是越小越好，至于具体多大可以保证单桩承载力设计值，由于成孔方法、泥浆性能等的不同，尚有待于研究，据相关资料介绍，泥皮厚度应控制在11cm以内。控制好桩周泥皮厚度，应做到:1)选取择适当的成孔方法，合理组织时间；2)设立有效的泥浆循环系统，在施工中加强泥浆的管理和维护，经常检查，及时清碴，调节泥浆性能；3)必要时，采用泥皮清除器或溜孔器清除泥皮。泥浆护壁是成孔的关键，在成桩过程中，由于桩端过深，未保证桩不塌孔，导致不必要的损失且影响工期，在成孔过程中需要泥浆或稳定液护壁，泥浆实验和调制进行质量控制。成孔过程中检查所用泥浆能否适应穿过各种地层的需要。规定实验人员做好泥浆实验，并作好记录，根据施工情况及时调整泥浆性能。一般规定造孔泥浆性能按以下技术指标控制： 比重： 1.101.15 g/cm3 粘度： 1025 s 含砂量： 小于6%胶体率: 大于95%需要特别注意的是假如工程所在地粘土不能满足护壁的规定，就需要从外借土来满足护壁，因此，外借的粘土是否满足需要，也是要特别注意的。2.2.3泥浆的制备除能自行造浆的土层外，均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土。拌制泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。膨润土泥浆可按表2.1的性能指标制备。施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土；浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25；含砂率8%，粘度28s；在容易产生泥浆渗漏的土层中应采用维持孔壁稳定的措施。表2.1 制备泥浆的性能指标项次项目性能指标检查方法1比重1.11.15泥浆比重计2粘度1025s50000/70000漏斗法3含沙率6%4胶体率95%量杯法5失水量30ml/30min失水量仪6泥皮厚度13mm/30min失水量仪7静切力1min2030mg/cm210min50100mg/cm2静切力计8稳定性0.03g/cm29PH值79PH试纸2.3钢筋笼施工2.3.1加劲箍筋有的设计把加劲箍筋放在钢筋笼主筋内侧，这对于直径较小的桩，采用导管法水下灌注混凝土时很容易发生挂笼事故，使笼上串，特别是对于法兰式导管，应注意，不小心法兰边沿就会挂住加劲箍筋。若混凝土埋笼较深，导管埋深较大，混凝土流动性差，挂笼后导管上下活动受限或干脆无法活动，解决不好，严重的会使导管拔不出来，丢在孔内，导致断桩。虽然也可以在法兰盘处设立锥形法兰护罩或焊上三角形加劲钢板，避免发生挂笼事故，但是设立锥形法兰护罩因麻烦又不方便，现在施工中一般不用。若是焊上三角形加劲钢板，数量多了，影响拧螺栓，不方便施工，数量少了，效果不太好。因此，在施工前要认真查阅图纸，假如桩径较小，加劲箍筋设计在钢筋笼主筋内侧，就应向甲方、设计方建议进设计变更，把加劲箍筋放在钢筋笼主筋外侧，消除施工事故隐患，保证施工质量;同样，在建筑桩基技术规范JGJ94-2023里也明确指出了加劲箍筋宜设在主筋外侧2.3.2分段制作钢筋笼的连接对于分段制做的钢筋笼，连接时相邻的主筋接头应互相错开，错开距离大于35D且不小于500mn，保证同一截面内接头数不大于主筋根数的50%。吊放入孔时，两段笼的连接应垂直，特别是一段笼吊着在孔口和已经入孔的另一段笼焊接，要用吊锤测量垂直度，避免连接不垂直。下入孔内时碰挂孔壁，入孔困难，强行入孔后，导致孔壁坍塌，或导致成桩后钢筋出露，没有保护层。此外，使用法兰式导管时，应注意使主筋接头沿笼的圆周排列，避免每段笼的下接头向笼内突出台阶，灌注混凝土起拔导管时挂卡法兰盘，一旦挂住，若解决不好，或挂起钢筋笼或起拔不动导管，酿成事故。而螺旋箍筋的绑扎是满扎还是梅花型绑扎无具体的规范规定，可征询设计人员拟定，但从施工过程中来看，未避免放笼时由于操作不妥，导致钢筋笼与桩孔发生碰擦的现象时有发生，因而采用满扎较符合工程实际。工程实行过程中，就出现过此类问题，吊车设备在吊运钢筋笼过程中，不能顺利入孔，当再次吊起钢筋笼时，螺旋箍筋就发生了位移，还好提前对绑扎做出了明确技术交底，故而位移情况不算严重。2.3.3保护层设立水下灌注混凝土，主筋的混凝土保护层厚度一般为50mm，保护层允许偏差为20mm，应注意的是有的设计规定把钢筋弯制成“耳朵”形焊在主筋外侧来保证主筋保护层的厚度，由于“耳朵”形钢筋很容易挤入孔壁，导致保护层厚度偏小，甚至露筋锈蚀；也有的设计规定在“耳朵”形钢筋外侧加焊条形铁片或用铁条弯制成“耳朵”形焊在主筋外侧来保证主筋保护层的厚度，虽然效果不错，但是费工费料。施工中我们用水泥和砂子制成轮形保护块，直径50mm，厚度70mm，中间穿上钢筋焊在两根主筋外侧，数量视笼径、笼长以及分段情况而定，这等于给钢筋笼安上了轮子，使钢筋笼吊放入孔时比较顺利且不易挤入孔壁，使用效果相称不错，还避免了材料浪费。2.4水下灌注混凝土2.4.1清孔换桨桩孔钻至设计标高后，孔内一部分泥渣沉淀，一部分呈悬浮状态，另一部分附着在孔壁上。同时随间歇时间的增长，后两部分泥渣还会继续沉淀，从而使孔底积成一层沉渣，减少桩的承载能力。所以在灌注桩身混凝土前，必须将其清除，这项工作称清孔。现行规范规定，沉渣的允许厚度为：摩擦桩30cm；柱桩10cm。清孔的方法应根据钻孔方法、设计对清孔的规定、机具设备和孔壁土质情况而定，常用的方法有抽渣法、吸泥法、换浆法。抽渣法用抽渣