一、工作原理、适用范围

 

泥浆护壁成孔：是用成孔机械成孔，在成孔过程中通过泥浆保护孔壁并排出土渣。主要有正循环钻孔法、反循环钻孔法、冲击成孔法及旋挖成孔法等几种。泥浆作用：具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣以及冷却与润滑钻头的作用。泥浆一般需专门配制，当在粘土中成孔时，也可用孔内钻渣原土自造泥浆。工艺流程：所有泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程大致都一样，如下图所示。要点：钻头选型、泥浆指标参数控制和清孔是泥浆护壁灌注桩施工控制的关键环节。

泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程图

 

 

 

（一）正、反循环钻成孔法

正、反循环钻成孔法区别在于正循环钻成孔时，泥浆循环方向为泥浆池、泥浆泵、钻杆而由钻头进入孔内，在完成护壁功能的同时将渣土悬浮带出地面，再靠重力作用流回泥浆池，在渣土泥浆池中沉淀后，经重新稀释后再注人孔内。反循环钻成孔时，泥浆的循环方向正好与上述相反，泥浆从孔壁与钻杆间的空隙注人孔内，携带渣土的泥浆由泵或空气(气举法)经钻杆排出孔外至沉淀池，经处理符合要求后，再流回孔内。反循环钻进按孔内和钻杆内冲洗液动力来源与工作原理不同分为：泵吸反循环钻进、气举(压气)反循环钻进和喷射(射流)反循环钻进等三种方式。适用范围：正循环钻孔法受其排渣方式的限制，其成孔深度和适用地层都受一定限制，一般仅适用于粉砂、黏土等细粒土，成孔深度一般在30~40m。相对于反循环钻孔，该方法设备简单、钻机小、适用较狭窄的场地，但对桩径较大、桩孔较深及容易塌孔的地层，这种方法钻进效率较低，排渣能力差,孔底沉渣多。反循环钻成孔法适用范围较广，从软土、粉细砂到软砾石层、风化岩层，成孔深度可达100m，最大孔径达5m，是其他机械成孔工艺难以达到的。

 

 

 

（二）冲击成孔法

冲击成孔灌注桩施工法是采用冲击式钻机或卷扬机带动一定重量的钻头，在一定的高度内使钻头提升，然后突放使钻头自由降落，利用冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔,再用掏渣筒或反循环抽渣方式将钻渣岩屑排除。每次冲击之后,冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下转动一定的角度，从而使桩孔得到规则的圆形断面。冲击钻头形式有十字形、一字形、工字形、人字形、圆形和管式等。其中以十字形钻头应用最广，其接触压力较大，冲击成孔形较好，适用于各类土层和岩层。遇到回旋钻及其他钻进方法难以施工的卵砾石层或岩层时，选用冲击成孔施工法，常能取得较理想的结果。

 

 

 

 

二、施工流程及质量控制

 

（一）施工流程

（1）测定桩位根据设计图纸对桩位进行放线，严格控制桩位精度，是保证桩基础施工质量的前提条件。所有桩点一次性全部测放、复核，每天对预钻进桩点进行二次复核检查，确保桩位准确，桩点放线偏差应≤10mm,采用4根木桩加钉小钉（即定位桩）十字法定位，如下页图所示，并防止车辆、机械、人员等碾压、踩踏移位、破坏。

 

 

（2）埋设护筒

 

 

 

 

护筒是用4～8mm厚钢板制作，内径应大于钻头直径100 mm，上部宜开设1～2个溢浆孔。

护筒的设置不仅仅起到桩孔定位及护口作用，在地下水位较高或水下施工中，还起到隔离水流渗入孔内的作用。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋土中，保证其准确、牢固、稳定，倾斜率≤5‰。检查并控制护筒中心与桩中心点的偏差不得大于50mm，护筒与坑壁之间用粘土填实，必要时在面层铺设20mm厚水泥砂浆，以防漏水。护筒的埋设深度，在粘性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m，护筒顶面应高于地面0.4～0.6m，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上，受水位涨落影响或水下施工的灌注桩，护筒应加高加深，保证泥浆面高出最高水位线1.5m以上。在正式施钻前，复核检查每一个桩中心与护筒中心偏差值，控制其在规范或设计要求范围内。（3）桩机就位桩机就位时，精心调平，保证钻头中心与桩位中心相重合，偏差≤20mm；垂直度偏差＜1%，并确保成孔机械在整个钻孔过程中的稳定性，避免其产生前倾和侧倾，以至影响桩孔的垂直度。为此，对于土质软弱的施工现场需要对地面进啊行适当的加固处理，并适当加大承重枕木的面积。 （4）成孔钻孔机具及工艺的选择，应根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放及处理等条件综合确定。如果是端承为主的结构桩，地基土中含有碎石土、砂卵石、土层较坚硬及风化岩比较多，则适宜选用冲击钻机成孔方式，即冲孔桩；（5）清孔当钻孔达到设计深度要求后，即应进行验孔和清除孔底沉渣、淤泥。在灌注混凝土之前，孔底沉渣应符合下列规定：端承型桩≤50mm；摩擦型桩≤100mm；抗拔、抗水平力桩≤200mm。为此，在清孔过程中要不断置换泥浆，直至浇筑水下混凝土，并保持孔底500mm以内的泥浆比重应＜1.25。含砂率不得大于8%；黏度不得大于28s；在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。孔底沉渣可用重锤法或X-2型沉渣仪检测。重锤法是依据手感来判断沉渣表面位置，然后凭测锤重量夯入沉渣的厚度作为测量值。重锤法要求经验丰富，否则测量误差较大。X-2型沉渣仪是利用测试探头和仪表量测。如下图所示