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1、7-2-7 混凝土灌筑桩混凝土灌筑桩 7-2-7-1 冲击钻成孔灌筑桩冲击钻成孔灌筑桩 冲击成孔灌筑桩系用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击， 将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用掏渣筒掏出 成孔，然后再灌筑混凝土成桩。其特点是：设备构造简单，适用范围广，操作方便，所成 孔壁较坚实、稳定，坍孔少，不受施工场地限制，无噪声和振动影响等，因此被广泛地采 用。但存在掏泥渣较费工费时，不能连接作业，成孔速度较慢，泥渣污染环境，孔底泥渣 难以掏尽，使桩承载力不够稳定等问题。适用于黄土、粘性土或粉质粘土和人工杂填土层 中应用，特别适于有孤石的砂砾石层、漂
2、石层、坚硬土层、岩层中使用，对流砂层亦可克 服，但对淤泥及淤泥质土，则要十分慎重，对地下水大的土层，会使桩端承载力和摩阻力 大幅度降低，不宜使用。 1机具设备 主要设备为 CZ-22、CZ-30 型冲击钻孔机（图 7-62） ，其技术性能见表 7-58，亦可用简 易的冲击钻机（图 7-63） 。它由简易钻架、冲锤、转向装置、护筒、掏渣筒以及 35t 双筒 卷扬机（带离合器）等组成。所用钻具按形状分，常用有十字钻头和三翼钻头两种（图 7- 64） ；前者专用于砾石层和岩层；后者适用于土层。钻头和钻机用钢丝绳连接，钻头重 1.01.6t，钻头直径 60150cm。转向装置是一个活动的吊环，它与主挖
3、钢绳的吊环联结提 升冲锤。掏渣筒用于掏取泥浆及孔底沉渣，一般用钢板制成（图 7-65） 。 图 7-62 CZ-22 型冲击钻机 1-电动机；2-冲击机构；3-主轴；4-压轮；5-钻具滑轮；6-桅杆；7-钢丝绳；8-掏渣筒滑轮 图 7-63 简易冲击钻机 1-钻头；2-护简回填土；3-泥浆渡槽；4-溢流口；5-供浆管；6-前拉索；7-主杆；8-主滑轮； 9-副滑轮；10-后拉索；11-斜撑；12-双筒卷扬机；13-导向轮；14-钢管；15-垫木 图 7-64 冲击钻钻头型式 （a）800mm 十字钻头；（b）920mm 三翼钻头 图 7-65 掏渣筒 （a）平阀掏渣筒；（b）碗形活门掏渣筒 1
4、-筒体；2-平阀；3-切削管袖；4-提环 2施工工艺方法要点 （1）冲击成孔灌筑桩施工工艺程序是：场地平整桩位放线、开挖浆池、浆沟护筒 埋设钻机就位、孔位校正冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣清孔换浆终孔验 收下钢筋笼和钢导管灌筑水下混凝土成桩养护。 （2）成孔时应先在孔口设圆形 68mm 钢板护筒或砌砖护圈，它的作用是保护孔口、 定位导向，维护泥浆面，防止坍方。护筒（圈）内径应比钻头直径大 200mm，深一般为 1.21.5m，如上部松土较厚，宜穿过松土层，以保护孔口和防止塌孔。然后使冲孔机就位， 冲击钻应对准护筒中心，要求偏差不大于20mm，开始低锤（小冲程）密击，锤高 0.40.6m，并
5、及时加块石与粘土泥浆护壁，泥浆密度和冲程可按表 7-81 选用，使孔壁挤压 密实，直至孔深达护筒下 34m 后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至 1.52.0m 以上， 转入正常连续冲击，在造孔时要及时将孔内残渣排出孔外，以免孔内残渣太多，出现埋钻 现象。 各类土层中的冲程和泥浆密度选用表 表 7-81 项次项目冲程 （m） 泥浆密度 （t/m3） 备注 1在护筒中及 护筒脚下 3m 以内 0.91.11.11.3土层不好时宜提高泥浆密度，必要时加入 小片石和粘土块 2粘土12清水或稀泥浆，经常清理钻头上泥块 3砂土121.31.5抛粘土块，勤冲勤掏渣，防坍孔 4砂卵石231.31.5加大冲击
6、能量，勤掏渣 （3）冲击钻成孔冲击钻头的重量，一般按其冲孔直径每 100mm 取 100140kg 为宜， 一般正常悬距可取 0.50.8m；冲击行程一般为 0.781.5m，冲击频率为 4048 次/min 为宜。 （4）冲孔时应随时测定和控制泥浆密度。如遇较好的粘土层，亦可采取自成泥浆护壁， 方法在孔内注满清水，通过上下冲击使成泥浆护壁。每冲击 12m 应排渣一次，并定时补 浆，直至设计深度。排渣方法有泥浆循环法和抽渣筒法两种。前者是将输浆管插入孔底， 泥浆在孔内向上流动，将残渣带出孔外，本法造孔工效高，护壁效果好，泥浆较易处理， 但对孔深时，循环泥浆的压力和流量要求高，较难实施，故只适于
7、在浅孔应用。抽渣筒法， 是用一个下部带活门的钢筒，将其放到孔底，作上下来回活动，提升高度在 2m 左右，当 抽筒向下活动时，活门打开，残渣进人筒内；向上运动时，活门关闭，可将孔内残渣抽出 孔外。排渣时，必须及时向孔内补充泥浆，以防亏浆造成孔内坍塌。 （5）在钻进过程中每 12m 要检查一次成孔的垂直度情况。如发现偏斜应立即停止钻 进，采取措施进行纠偏。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击 的办法穿过，以保持孔形良好。 （6）在冲击钻进阶段应注意始终保持孔内水位高过护筒底口 0.5m 以上，以免水位升 降波动造成对护筒底口处的冲刷，同时孔内水位高度应大于地下水位 1m 以上。
8、 （7）成孔后，应用测绳下挂 0.5kg 重铁碗测量检查孔深，核对无误后，进行清孔，可 使用底部带活门的钢抽渣筒，反复掏渣，将孔底淤泥、沉渣清除干净。密度大的泥浆借水 泵用清水置换，使密度控制在 1.151.25 之间。 （8）清孔后应立即放入钢筋笼，并固定在孔口钢护筒上，使其在浇筑混凝土过程中不 向上浮起，也不下沉。钢筋笼下完并检查无误后应立即浇筑混凝土，间隔时间不应超过 4h，以防泥浆沉淀和坍孔。混凝土浇筑一般采用导管法在水中浇筑。 3施工常遇问题及预防、处理方法（表 7-82） 冲击钻成孔灌筑桩常遇问题及预防处理方法 表 7-82 常遇问题产生原因预防措施及处理方法 桩孔不圆， 呈梅花形
9、 1钻头的转向装置失灵，冲击时钻头 未转动 2泥浆粘度过高，冲击转动阻力太大， 钻头转动困难 3冲程太小，钻头转动时间不充分或 转动很小 经常检查转向装置的灵活性；调整 泥浆的粘度和相对密度；用低冲程 时，每冲击一段换用高一些的冲程 冲击，交替冲击修整孔形 钻孔偏斜 1冲击中遇探头石、漂石、大小不均， 钻头受力不均 2基岩面产状较陡 3钻机底座未安置水平或产生不均匀 沉陷 4土层软硬不均；孔径大，钻头小， 冲击时钻头向一侧倾斜 发现探头石后，应回填碎石或将钻 机稍移向探头石一侧，用高冲程猛 击探头石，破碎探头石后再钻进 遇基岩时采用低冲程，并使钻头充 分转动，加快冲击频率，进入基岩 后采用高冲
10、程钻进；若发现孔斜， 应回填重钻；经常检查及时调整； 进入软硬不均地层，采取低锤密击， 保持孔底平整，穿过此层后再正常 钻进；及时更换钻头 冲击钻头被 卡 1钻孔不圆，钻头被孔的狭窄部位卡 住（叫下卡） ； 冲击钻头在孔内遇到大的探头（叫上卡） ；石块落在钻头与孔壁之间 若孔不圆，钻头向下有活动余地， 可使钻头向下活动并转动至孔径较 大方向提起钻头；使钻头向下活动， 脱离卡点；使钻头上下活动，让石 5风化岩141.21.4如岩层表面不平或倾斜，应抛入 2030cm 厚块石使之略平，然后低锤快 击使其成一紧密平台，再进行正常冲击， 同时加大冲击能量，勤掏渣 6塌孔回填重 成孔 11.31.5反复
11、冲击，加粘土块及片石 2未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐变 小，钻头入孔冲击被卡 3上部孔壁坍落物卡住钻头 4在粘土层中冲程太高，泥浆粘度过 高，以致钻头被吸住 5放绳太多，冲击钻头倾倒顶住孔壁 6护筒底部出现卷口变形，钻头卡在 护筒底，拉不出来 块落下及时修补冲击钻头；若孔径 已变小，应严格控制钻头直径，并 在孔径变小处反复冲刮孔壁，以增 大孔径；用打捞钩或打捞活套助提； 利用泥浆泵向孔内泵送性能优良的 泥浆，清除坍落物，替换孔内粘度 过高的泥浆；使用专门加工的工具 将顶住孔壁的钻头拨正；将护筒吊 起，割去卷口，再在筒底外围用 12mm 圆钢焊一圈包箍，重下护 筒于原位 孔壁塌坍 1冲击钻头或掏
12、渣筒倾倒，撞击孔壁 2泥浆相对密度偏低，起不到护壁作 用；孔内泥浆面低于孔外水位 3遇流砂、软淤泥、破碎地层或松砂 层钻进时进尺太快 4地层变化时未及时调整泥浆相对密 度 5清孔或漏浆时补浆不及时，造成泥 浆面过低，孔压不够而塌孔 6成孔后未及时灌筑混凝土或下钢筋 笼时撞击孔壁造成塌孔 探明坍塌位置，将砂和粘土（或砂 砾和黄土）混合物回填到坍孔位置 以上 12m，等回填物沉积密实后 再重新冲孔；按不同地层土质采用 不同的泥浆相对密度；提高泥浆面； 严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔 壁稳定后，采用低速重新钻进；地 层变化时要随时调整泥浆相对密度， 清孔或漏浆时应及时补充泥浆，保 持浆面在护筒范围以
13、内；成孔后应 及时灌筑混凝土；下钢筋笼应保持 竖直，不撞击孔壁 流砂 1孔外水压力比孔内大，孔壁松散， 使大量流砂涌塞孔底 2掏渣时，没有同时向孔内补充水， 造成孔外水位高于孔内 流砂严重时，可抛入碎砖石、粘土， 用锤冲入流砂层，做成泥浆结块， 使成坚厚孔壁，阻止流砂涌入保持 孔内水头，并向孔内抛粘土块，冲 击造浆护壁，然后用掏渣筒掏砂 冲击无钻进 1钻头刃脚变钝或未焊牢被冲击掉 2孔内泥浆浓度不够，石渣沉于孔底， 钻头重复击打石渣层 磨损的刃齿用氧气乙炔割平，重新 补焊；向孔内抛粘土块，冲击造浆， 增大泥浆浓度，勤掏渣 钻孔直径小 1选用的钻头直径小 2钻头磨损未及时修复 选择合适的钻头直径，宜比成桩直 径小 20mm；定期检查钻头磨损情 况，及时修复 钻头脱落 1大绳在转向装置联结处被磨断；或 在靠近转向装置处被扭断，或绳卡松 脱或钻头本身在薄弱断面折断 2转向装置与钻头的联结处脱开 用打捞活套打捞；用打捞钩打捞； 用冲抓锥来抓取掉落的钻头 预防掉钻头，勒检查易损坏部位和 机构 吊脚桩 1清孔后泥浆相对密度过低，孔壁坍 塌或孔底涌进泥砂，或未立即灌筑混凝 土 2清渣未净，残留沉渣过厚 3沉放钢筋骨架、导管等物碰撞孔壁， 使孔壁坍落孔底 做好清孔工作，达到要求立即灌筑 混凝土 注意泥浆浓度，及时清渣； 注意孔壁，不让重物碰撞孔壁
