斗提升机输送带在冲孔时，打到钢丝绳上对整体的拉有多大影响

桥梁桩基施工中溶洞处理方法 桥梁桩基础施工中,遇到溶洞的情况并不少见，作为地下隐蔽工程,给施工带来很大困难, 如处理方法不当,往往会造成掉钻、卡锤、埋锤、梅花孔、漏浆、塌孔等事故发生,甚至威胁桥梁运营安全。因而充分了解桥区桩位所遇溶洞的发育规律、基本形态、规模大小、溶穴顶板岩层厚度、完整性、洞内充填物形状等,采取稳妥的措施,保证施工的顺利进行,十分重要。京珠高速公路粤境南段大镇至广州太和段全长122. 34km ,路基宽3315m ,许多桥梁均通过岩溶区。其中第19 标段处于南岭中南段,地质构造上属于华南褶皱带的一部分,区域地质构造轮廓主要有NE 向及EW向构造带。3 座立交桥桩基设计为嵌岩桩,均处于石灰岩地区。设计地质资料显示有少量小溶洞,但在施工中发现地质资料不准确。通过地质补钻揭示溶洞发育,洞内漏水,分布复杂,最大洞高约5m ,溶洞层数多达5 层。钻孔施工过程中发生过漏浆、地面塌陷等事故,增加难度且影响进度。 工程勘察对溶洞区桩基施工前一般采用物探或其它如电磁波层析CT 探测等方法探明溶洞的具体情况。因此,在施工首根桩时发现地质情况与设计资料出入较大后,选择逐桩超前钻探,并按设计桩尖标高在完整基岩内加深5m ,确保桥梁的安全可靠性。

下面简要介绍和总结下国内其它大型桥梁桩基施工中溶洞的处理方法：

（一）广和大桥主桥基础溶洞处理

广和大桥位于广州市白云区石井镇鸦岗村的白坭河水道上，大桥全长791m，桥宽36m，最大跨径120m。其基础采用钻孔灌注桩，其中：φ150cm64根，φ200cm44根，共108根。施工总工期22个月。本桥位地质属于第四纪沉积层覆盖之下，基岩主要为石灰统壶天灰岩。这些石灰纪地层沉积成岩以后，经历了漫长的地质年代和多次构造运动，形成北东向褶皱，并有大致平行于褶皱轴向的纵断层和大致与之垂直的横断面层。后来经历了侵蚀和剥蚀作用，并在地下水的化学和机械作用下形成一系列岩溶地貌，最后在第四纪全新世珠江三角洲最后一次海侵中，形成以冲积相为主的第四纪松软沉积层。从地质资料分析，溶洞分布较广。主桥位溶洞分布广而多。在桥位方案论证中，第一方案，28个钻孔，有12个发现了溶洞；第二方案，28个钻孔，有17个发现溶洞；第三方案，28个钻孔，有11个发现溶洞，最大的溶洞约16m。溶洞按其填充状态可分为空的、半填充的和完全填充的三类：按其填充物的性质可分为粘性土、砂砾和稀土三类；按其漏水情况可分为漏水和不漏水两类。溶洞的走向与河流的流向相同。根据上述地质条件，从技术、经济等方面经过比较，选择了静压化学灌浆法、套内护筒法等施工技术配合使用处理溶洞，取得预期的效果，推介如下。

1主桥桩基对溶洞的处理：主桥桩基精确放样后，在桩基施工上用地质钻于桩中心进行超前钻，必要时增加钻位。根据超前钻的结果，确定护筒的打入深度。有溶洞的桩位，护筒沉至风化岩层，置于强风化岩面上，这样可穿过土洞。护筒的底部即为岩层或溶洞的顶部。没有溶洞的桩，护筒沉放要穿过淤泥质亚粘土、砂砾层，置于砂砾质亚粘土层至少2m深。根据溶洞的不同类型，最后决定兼用两种不同的施工方案。图1布孔平面及剖面示意方案a当溶洞内有填充物填满或有流砂的，或当溶洞为空洞或填充物不满（水洞）且深度在3m以内的，在钻孔桩施工前先进行预处理，采用静压化学灌浆法固填充物和流砂，或用此法填满溶洞，在固结体达到一定强度以后再钻孔施工。方案b当溶洞为空洞，且深度在3m以上的，拟用套内护筒法施工，即用内护筒穿过溶洞的施工方案。

2方案：a方案，b施工方法

2．1方案a（静压化学灌浆法）施工方法

2．1．1技术要求

溶洞预处理的目的是为了加固溶洞填充物和填满溶洞空间并达到一定的强度（20mpa以上），防止钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔等情况的发生，保障成孔及水下混凝土浇注等一系列施工工序的顺利完成。溶洞预处理施工，在钻孔桩施工之前进行，相当于在桩基础施工过程中，于钻孔桩施工工序之前加入一道预处理工序，与桩基施工的各工序一起形成流水作业。图2用钻机钻头钻杆压沉内护筒示意单位：cm

2．1．2施工方案

（1）处理方法选择由于溶洞埋藏较深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法处理，有效的处理方法是灌浆法。而在众多的灌浆法中，因溶洞的不规则性，决定了其处理的最有效和比较经济的方法是静压化学灌浆法。因此，采用静压化学灌浆法，同时也可兼用喷射灌浆法，促进填充物强度的加强。

（2）静压化学灌浆的加固特点浆材可在几秒或在几十秒内瞬间凝固，可控制浆液灌注在一定范围内且不流失，材料的利用率高，比较经济。浆材的结石率为100％，即1m3体积浆材可得1m3结石体。对溶洞中的砂、砾等土体，浆液是通过渗透作用板结砂和砾的；对于溶洞中的稀土、亚粘土等土体，浆液是通过劈裂、挤密作用加固土体的；对于无填充物和半填充溶洞的空间，浆液是通过充填作用填满溶洞的。浆液在土体中的渗透扩散方向是往小主应力面方向，浆液固化后，小主应力面得到加固，而原次小主应力面变成小主应力面。这样，通过对小主应力面反复不断的加固，一方面渗透、挤密溶洞中的土体的空隙，充填溶洞的空间，在桩体周围形成防水帷幕，防止流砂和保证护壁泥浆不流失；另一方面，提高溶洞中土体的承载力和抗剪力形成挡土墙，防止坍孔。

静压化学灌浆的关键在于浆材的和工艺。

图3内护筒底部及顶部灌浆封缝示意单位：cm（3）工艺设计

布孔：在超前钻有溶洞的桩位四周均布4个灌浆孔（见图1）。

钻孔：孔径80mm，孔深要求达到最深溶洞的底部。

材料：普硅425＃水泥（新标准为普硅32．5mpa水泥）与化学浆。

工艺：采用双液灌浆系统进行全孔灌浆，要求少量多次、反复灌浆。

2．1．3主要施工机械设备

主要机械设备有：bw250泥浆泵，bw150泥浆泵，100型钻机，泥浆搅拌机和贮浆槽，高压灌浆管及其配件。

2．2方案b（套内护筒）施工方法2．2．1内护筒长度的确定护筒长度l＝h＋3（m）（h为地质超前钻确定的溶洞高度）

2．2．2内护筒内径的确定内护筒内径应大于φ220cm，同时外径应小于外护筒内径5cm左右，如果只下一次内护筒（一层溶洞），内护筒内径选用233cm，壁厚为1cm，则外径为235cm（主桥外护筒内径为240cm）。当遇到第二层溶洞时，第二层溶洞的内护筒（即第三次护筒）选用220cm内径。

2．2．3溶洞顶部冲孔

根据超前钻的资料，当钻孔施工接近溶洞顶部时，提起钻头、钻杆，移开钻机（gps－30），采用冲击钻机ykc－30冲孔，冲孔钻头外径235cm。用冲击钻冲孔时，要求轻锤慢打，使孔壁圆滑坚固，提升高度一般不超过50cm。所有卡扣及钢丝绳必须先经测试检查，其它施工工艺及注意事项与常规相同。

2．2．4内护筒的沉放方法

（1）当冲击穿过溶洞顶部时要反复提升冲锤，在顶部厚度范围上下慢放轻提，冲锤不明显受阻碍，说明顶部已成孔并且是圆滑垂直的，此时用钢丝绳活扣绑住内护管，用吊机（或冲机自吊）把内护筒放入外护筒内至孔底。到孔底后，内护筒不会靠自重沉到溶洞底部（因溶洞底有沉渣、沉淀物等）。此时，gps－30钻机重新就位。

（2）护筒沉设利用gps－30钻机进行，在钻机的钻杆上附加压架，利用钻机的钻进压力和钻杆、钻头的重量，使内护筒随钻头的钻进而下沉，直到溶洞的底部（如图2）。

2．2．5内、外护筒间空隙及内护筒与溶洞底部间空隙的处理

（1）在内护筒底部及顶部100cm范围内回填砂、碎石，中部回填中砂（见图3）。

（2）用高压喷射灌浆法（施喷法）对回填体进行灌浆处理。灌浆后，内护筒上下两端空隙被砂、碎石及浆液冲填固结，固结强度要求达到30mpa，其抗渗系数可达10－7m／s。灌浆处理后，即可重新冲孔。

（3）在内护筒顶部及底部100cm范围内回填小碎石素水泥混凝土，内护筒中部回填砂，同样能起到堵塞空隙的目的。

（4）对于需要处理多层溶洞的桩基，一般仍采用上述灌浆法填充固结空隙进行施工。目的是为了增加溶洞底部（同时有可能是下层溶洞的顶部）附近填充物的密度和强度，并且增加内、外护筒间的胶合力。

（5）重新冲钻，直至嵌入完整基岩。当符合设计及规范要求时，经监理工程师同意即可终孔，此桩即成孔。成孔后的工序工艺与常规相同，并不赘述。

3结语

3．1根据溶洞的不同类型，用方案a、方案b进行分类处理，处理方法可靠，各项技术指标均能满足设计要求。

3．2化学灌浆法对溶洞的预处理达到预期目的，有效防止了钻孔桩施工时泥浆流失、流砂及坍孔现象，可保证成孔及水下水泥混凝土浇注等工序顺利完成。套内护筒法要求对施工过程的每个环节（从确定内护筒长度、内径到沉放方法乃至内外护筒间空隙、内护筒与溶洞底部间空隙的处理）都必须落实到位，便可顺利成孔。

3．3只要对其施工过程严格把好技术关，可有效缩短工期，保证了工程质量与经济效益的双赢。

（二）广州花都新雅桥

广州花都新雅桥位于新华镇建设南路与雅瑶镇交界处，是连接城区重要交通纽带。由于地质情况复杂，地下溶洞有3种情况：①覆盖层中的土洞内一般有充填物，但不密实，空洞范围一般不大；②基岩中的小溶洞，洞内无充填物，或有充填物，但不密实，即小空洞；③基岩中的大溶洞，洞内无充填物，或有充填物，但不密实即大空洞。

溶洞桩基施工方案：

1、对①、②两种情况，要求施工采用常规的溶洞处理方法，即洞顶打穿后抛填粘土、碎石、整包水泥后冲挤压密实，凝固后复冲。

2、对③种情况，则要求施工先进行溶洞内的充填加固，把土、溶洞用水泥、粉煤灰浆填满，7天后再进行成孔。对少量上面覆盖层地质较差的、砂砾层很厚的、一旦漏浆会塌孔情况，则采用加打钢护筒护壁措施。

溶洞桩基处理方案：

1、对于封闭的比较小的溶洞，采取注浆措施，提供成孔条件穿过溶洞。若洞内无填充物，则采取先填充碎石或干砂，然后注浆；若充填物呈软塑状态时，直接注浆固结。

2、溶洞内无填充物需向洞内填充砂子的，选择一个合适的孔位，放入并固定钢套管，将注砂管与钢套管相连接，在注浆前灌砂。用压风机将干砂压入，为防止洞内高压阻止灌砂，利用其它孔作为减压孔。待达到计算的填充体积，压力稳定，即可停止。

3、对于一些溶槽、溶沟、小裂隙等，冲孔时可采取投放片石、粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，保证泥浆不流失，使钻孔顺利通过岩溶区。

桩基套管钢护筒要求

φ1200mm桩的套管钢护筒的内径为1350mm，采用10～12mm厚的钢板卷制而成。采用的钢护筒长度为24～32m，分节运到现场。有大溶洞需要打钢护筒的桩基，先用φ1350mm的桩机锤成孔至溶洞顶，采用60kW以上的振动锤和25t以上的吊机配合打设钢护筒。钢护筒采用分节吊装焊接，分节高度为8．0～10．0m，孔口对焊，振打入桩孔内，一般每节振打只需5～20分钟。

实施情况：

施工过程中，曾发生过以下几方面的情况，按相应要求采取了岩溶地区桩基冲桩施工技术处理，取得很好的施工效果：

1、原设计桩底岩层不好。多次遇到冲孔快到终孔标高时，但岩样不是微风化岩，不能终孔，需超前钻取样重新确定桩底标高。

2、意外跑浆。地质资料揭示无溶洞或只有很小的溶洞，但突然发生跑浆，估计是挤破了旁边大溶洞的洞壁，或小溶洞与旁边的大溶洞是相连的。采取投放片石、碎石夹粘土，甚至投入整袋水泥堵塞起到护壁作用，使钻孔顺利通过岩溶区。

3、遇到岩面是斜面，发生了偏孔，应低锤轻冲击、慢冲击，要多次抛块石纠斜，因为打斜岩应低锤轻冲击、慢冲击。

4、遇到较大的土洞、空溶洞时，或连体薄层深洞迅速跨塌，出现掉锤现象，在快到溶洞项板2m距离位置时应低锤轻冲击、慢冲击，减少溶洞大面积跨塌锤现象。

5、遇到混凝土卡管及混凝土不合计量的现象，测试分析混凝土由于坍落度为12cm及施工人员未用水冲洗湿润管，混凝土和易流动性差是造成塞管的原因，混凝土坍落度以18～22cm为宜；浇筑导管必须密闭良好，浇筑时先放置隔水塞，浇注混凝土必须连续、快速；混凝土灌注与计算偏大是孔中有浆浸入溶洞，在溶洞地区浇筑桩基混凝土应增加，备料应不少于十立方米。

施工验桩结果：

整座桥桩基的质量是符合设计要求的，达到优良级标准（超声波检测结果一类桩占98％以上，其余也均为合格桩）。尽管岩溶地区地下情况千变万化，但通过我们的认真分析，采取有效的岩溶地区桩基冲桩施工技术对策、措施来处理施工，做好超前钻孔，重点注意冲桩成孔，控制灌注混凝土，岩溶地区桩基冲桩施工质量安全也是容易控制的。

通过本工程的实践，我们认为：岩溶地区桩基冲桩施工的施工技术措施，应做好超前钻孔，重点注意冲桩成孔，控制灌注混凝土，一定能达到我们施工的期望。

（三）京珠高速公路靠椅山至大镇段

京珠高速国道主干线粤境南段靠椅山至大镇段54座桥梁中，有17座处于溶洞地区。其中练屋中桥、坝子中桥和横石水大桥岩溶极为发育，桩的垂向溶洞个数为1 ~ 13个，其中最大的达22.1m。溶洞内有的有充填物，多为亚粘土或亚砂土；有的为半充填或无充填(空洞)；有的溶洞不漏水，有的为半漏水。在这桥梁施工中，遇到许多问题，经采用相应措施，比较圆满地完成了桩基的施工任务。

2 溶洞地质桩基的施工方法

2.1 常规成孔法(按照无溶洞地质考虑)

当溶洞内有充填物，是可塑或软塑的亚粘土，并且溶洞不漏水，这时不官溶洞有多大，也不管溶洞垂向数量多少，都可以不考虑溶洞的存在，而按照正常的地质情况施工。可以采用人工挖孔或冲击钻成孔。练屋中桥大多数溶洞内充填物为亚粘土，物理力学性质较好，湿密度1.88g/cm3，天然孔隙比为0.899，塑性指数为12.3%，容许承载力为190kPa，洞内的土质和溶洞外的土质没有什么区别，可以按无溶洞的情况施工。练屋中桥和横石水大桥在桩的上部采用人工挖孔，自地表挖至11 ~ 17m时，已经穿透了透水层和一些溶洞，施工没有受到溶洞的影响。再往下改为冲击钻成孔，也不骨出现漏浆和坍孔现象，按照正常的地质情况施工。

2.2 片石粘土筑壁法

溶洞内无充填或半充填，溶洞高度不太大，一般在3m以内，但存在严重漏水,护筒内水头高度不能保持时，可采有片石加粘土(按1:1体积比)回填冲击，使其形成泥石护壁。反复多次回填片石粘土，反复冲击直至形成泥石护壁不再漏浆为止。练层中桥和横石水大桥大部分桩基是采取这种方法成孔的，这也是个比较成熟的施工方法。粘土片石筑壁法施工时，钢护简必须穿透砂砾及卵石层等透水层，座落在不透水的亚粘土层上，这样可以防止由于溶洞漏水，水头高度急剧下降而造成的坍孔。在地下水容易控制的地质情况下，也可以采取人工挖孔砼护壁的方法施工，并且 要穿 透透水层，座落在亚粘土层上。练屋中桥、横石水大桥均采取这种方法施工。有些桩在施工中几次严重漏水，护筒内水头高度急剧下降，均未出现坍孔现象。练屋中桥第一次进场的施工队，就是因为钢护筒很短，没座在亚粘土层上，造成坍孔，导致钻头被 埋在孔内。打油林小桥4#桩、坝子中桥14#桩也都由于这个原因造成坍孔。坝子中桥9#桩坍孔时还将钻头埋在孔中。

2.3 钢护筒跟进法

溶洞较大，洞内无充填物或流塑充填物，漏水很严重，采取片石加粘土反复打密，仍然无法形成泥石护壁的，可采取钢护筒跳进法施工。该方法就是一面冲孔，一面接高护筒，并且将其震动下沉至已钻成的孔内，有以隔断溶洞内流塑充填物或水的活动。

钢护筒跟进有两种施工方法。一是冲击钻成孔钢护筒跟进法。还有一种情况就是桩孔穿过多个溶洞，并且均已成功造壁，在下面冲孔时，上面已形成的泥石护壁坍塌漏水并且无法解决时，可以钢护筒跟进到这个溶洞位置堵漏，漏几个溶洞钢护筒跟到几个溶洞。

当地下水很小并且容易控制时，应优先采用人工挖孔、砼护壁的方法施工。这种方法的优点是速度快、质量好、成本低。

人工挖孔桩所有桩孔可以同时开工，进展快。砼护壁的中心、垂直度及孔径大小易于控制，使钢护筒和井壁有较小的间隙，利于钢护筒下沉，给一层护筒到底创造了条件。人工挖桩设备简单、成本低。但人工开挖法受一定深度限制，并要注意工人的安全。

在地下水非常丰富、桩孔内的水不易抽干、人工无法挖孔作业时，可采用冲击钻成孔钢护筒跟进法施工。施工中应充分利用冲击钻的扩孔性能，使钢护筒能顺利下沉。一般钻头外径和钢护筒内径空隙控制在3 ~ 5cm，保证冲击店在护筒内顺利提升或下冲为度。在护筒跟进很困难时，可以先下在大护筒后下小护筒，然后割掉在大护筒下缘以上的内护筒，以保证桩砼与外护筒的连接。

如果冲击钻在坚硬的岩石中的扩孔系数较小，不能使钢护筒下沉时，可采用小量电雷管焊破，保证 钢护筒顺利下沉，可在井口上部估一个简易导向装置进行控制。

在井口用20槽钢焊一个井字架，两槽钢间的距离大于钢护筒外径10mm左右。在距孔口4 ~ 5m的位置 设一个导向用的环形钢筋，内径也是大于钢护筒外径10mm左右，锚固在砼护壁上，钢护筒沿这两个定向装置下滑。上下钢护筒拼接时，用2台经纬仪(或2人持垂球)在两个垂直方向看护筒边缘均在竖直线上，护筒是竖直的。拼好的钢护筒沿导向装置下滑。

为保证钢护筒顺利下滑，要求桩孔要竖直，无歪斜、缩颈。钢护筒孔径要准确，连接要顺直，用卷板机成型。钢护筒要有一定的刚度，钢板厚为8 ~ 10mm为宜。

由于钢护筒外缘与人工挖桩砼护壁或冲击钻的孔壁还有一定的问隙，桩顶在水平力作用下可能产生一定的水平位移，在施工中可采取一些措施予以解决。

(1)将钢护筒上端4 ~ 5m左右高度割掉(在人工挖桩有砼护壁的情况下可以这样做，否则易坍孔)，浇注桩身砼并与砼护壁连在一起，5m以下的部分也可渗入一些砂浆，使钢板和孔壁也能连接在一起。这样做既保证了桩的质量，还可节约一部份的钢板。

(2)在孔口浇注厚30cm的砼封盖。在封盖上钢护筒和井壁间预留2个孔，一个孔用作注浆，一个孔留作排气。用灰浆泵将水泥浆压入护筒与护壁间的孔隙中，将灌注桩与井壁连在一起。

3 坍孔

钢护筒只有1 ~ 2m高，座落在砂砾和卵石层上。当冲击到溶洞后，突然漏浆造成水头高度急剧下降，砂砾和卵石层失去稳定，形成漏斗状的坍孔。坝子中桥9#孔、打油林小桥4#孔均由于钢护筒埋得太浅，没有座落在亚粘土不透水层上，造成坍孔。

3.1.1 预防坍孔的方法

(1)在地下水可以控制的情况下，可优先考虑人工挖桩砼护壁，穿过透水层座落在不透水的土层上，这种方法预防坍孔比较有效。练屋中桥和横石水大桥都采用了人工挖孔砼护壁，并且都座落在亚粘土层，即使溶洞漏水很厉害，在回填片石粘土反复冲击反复漏水的情况下，仍未出现坍孔现象。

(2)采用冲击钻冲孔施工时，可将钢护筒座落在亚粘土层上，再继续冲击成孔，也可避免坍孔。

(3)发现漏浆及时补水。

3.1.2 坍孔的处理方法

(1)当成孔深度不大时，可全孔回填粘土，并暂停一段时间后，再深埋钢护筒不透水层方可重新钻孔。

(2)当成孔深度较大时，可将钢护筒一直座落在坍孔的嗽叭口下缘的亚粘土层上，护筒周围回填粘土，挤实，再重新钻孔。

3.2 卡钻

卡钻的原因和处理方法：

(1)冲击钻刃脚磨钝、孔径变小，造成卡钻。应经常对冲击钻进行补刃。

(2)孔不圆，形成梅花孔。最好用6刃和4刃钻头打圆孔，不用一字钻。

(3)钻头在冲击填充的片石时，进起的石块将钻头和孔壁的空隙挤住，钻头不能上下。可放小炮震活钻头，也可用小冲击钻冲动，或用冲吸的方法将卡在钻头的石碴松动再提出。

(4)钻头冲破溶洞顶板，掉入溶洞，钻头倾斜，提不出来，应放小炮炸顶板岩。一般用量为300 ~ 500g即可，一次不行可反复几次。

(5) 卡钻时不宜强提，免得拉坏机械，拉断钢丝绳，掉钻头。练屋中桥在刃脚焊2圈钢筋扩孔，卡住了，用卷扬机强拉，结果卷扬机拉坏了。

3.3 斜孔

斜孔是由于岩石表面倾斜或出现探头石，致使钻头沿软的低的部位下滑造成的。解决的方法是回填片石，也可以灌注水下砼，待强度形成后用小冲程打紧绳反复冲击，直至调正过来为止。过大的冲程会成孔不圆，造成斜孔，一般应采用1 ~ 4m为宜。

3.4 漏浆

在冲击成孔中，由于有的溶洞与地下暗河或其他溶洞相通，泥浆迅速流走，水头高度急剧下降，造成漏浆。在溶洞桩基施工中，要在孔边备足一定数量的片石和粘土，一旦出现漏浆，要及时回填片石粘土冲击造壁，并且马上补水，防止水头高度继续下降。

3.5 坍孔埋钻

埋钻的原因是坍孔造成的。施工中发现漏浆应立即将钻头提到孔外，如果未及时提钻，漏浆后坍孔，钻头便被埋在孔中。

(1)人工挖土钢护筒跟进法。桩孔进尺较短，地下水易于控制，没有大的承压力，人可以下到桩孔中去挖坍落的泥石，边护筒跟进。要注意工人的安全，一直挖到钻头的位置，护筒也跟进到钻头位置。

(2)真空吸渣法。将导管置于坍孔的底部，用9m3空压机通过钢管压入空气吸出沉渣。这种方法适用于坍孔的石子粒径小于25cm(导管的内径)。在溶洞地区进行桥梁桩基施工是比较困难的，如何在施工中实施对桩基质量的有效控制显得爓为重要。本方结合京珠高速公路粤境南段靠椅山至大镇段的实践经验，对如何根据工程特性选择合适的施工方法，保证桩基的质量作了初步探讨，希望在同类的工程施工中提供参考

冲孔灌注桩是由专门的冲钻机冲成较深的孔，再放入钢筋笼和水下浇筑混凝土的桩基，周边由钢筋混凝土作为护壁。是种深型的基础型式，适用于地下水位高或是淤泥类的地质，特别是跨河等地，主要承受摩擦力。以下是上海强劲地基冲孔桩施工准备工作方案

1、设备准备：桩机损耗件、钢丝绳、合金齿、天车滑轮，泥浆池设定；

2、冲击系统的连接：

（1）转向环和锤头连接：将准备好的连接环（直径50毫米圆钢，长约110～120厘米制成的）穿套于转向环的下端，然后将连接环的两脚与锤头焊接牢固。其焊缝长度不少于30厘米。

（2）卷扬机和冲锤的连接：主拉钢丝绳的一端固定在卷扬机上，另一端通过地滑轮、顶滑轮，而与转向环的上端连接，为了加大钢丝绳在弯曲部分的受力半径，延长钢丝绳的使用寿命，在钢丝绳的弯曲部位安装特制的槽形护铁。固结钢丝绳的第一个卡扣不可拧得太紧，以避免钢丝绳受力后在这里受伤而断脱。一般用3个卡扣，卡扣之间的间距应不少于6倍钢丝绳的直径。

3、埋设护筒：

（1）护筒口必须高出地面至少50厘米以上，以保持孔内水位高于孔外水位或地面，使孔内水压力增加，利于保护孔壁不坍。

（2）回填：在护筒外围填筑粘性土，做到层层密实，防止地表水的渗透，同时使护筒固定不动。

（3）准备护壁料：如地表为软土质，则在护筒里加片石、砂砾和黄土，其比例大致为3：1：1。如地表为砂砾卵石，在护筒里只加小石子（小颗粒的砂砾石）和黄土，比例大致为1：1。

4、护壁泥浆的调制和使用地表皆为回填土，含有较多粘性土，原则为原土造浆，另根据试桩情况考虑备用部分黄土（黏性土），用于制浆。当缺少上述性能的黏性土时，可用性能略差的黏性土，并掺入30%的塑料指数大于25的黏性土。

冲孔灌注桩示意图

冲孔灌注桩的施工

1、准备工作 （1）安装卷扬机： ①卷扬机距离桩孔控制在15米左右，不宜太远。如距离过大，冲击时钢丝绳摆动太厉害，冲击能损失大，而且不安全。同时影响视线，看不准，不易控制提锤高度，特别是夜间工作，容易打空锤发生事故。 ②卷扬机的转筒要对准地滑轮槽口，以防止钢丝绳出槽绞断，造成危险。 ③在卷扬机后面须设置地锚与卷扬机连接，拉住卷扬机，以阻止向前走动。 （2）冲击系统的连接：

①转向环和锤头连接：将准备好的连接环（直径50毫米圆钢，长约110～120厘米制成的）穿套于转向环的下端，然后将连接环的两脚与锤头焊接牢固。其焊缝长度不少于30厘米。

②卷扬机和冲锤的连接：主拉钢丝绳的一端固定在卷扬机上，另一端通过地滑轮、顶滑轮，而与转向环的上端连接，为了加大钢丝绳在弯曲部分的受力半径，延长钢丝绳的使用寿命，在钢丝绳的弯曲部位安装特制的槽形护铁。固结钢丝绳的第一个卡扣不可拧得太紧，以避免钢丝绳受力后在这里受伤而断脱。一般用3个卡扣，卡扣之间的间距应不少于6倍钢丝绳的直径。

（3）埋设护桶：

①挖坑：挖深0.5～1米。护桶口必须高出地面至少50厘米以上，以保持孔内水位高于孔外水位或地面，使孔内水压力增加，利于保护孔壁不坍。基坑挖好后，安放护桶。

②回填：先在护桶外围底部垫厚约20厘米的胶泥（耙耙泥）用脚踩紧，然后叠砌黄土草袋，草袋交错叠放，砌好一层草袋，又铺上一层胶泥，踩紧之后，叠砌第二层草袋，又铺一层胶泥，踩紧，如此更续填筑，使之略低于护桶口20厘米左右为止。黄土草袋和胶泥必须做到层层密实，这样既可防止河水渗透，同时使护桶固定不动。

③准备护壁料：如地表为软土质，则在护桶里加片石、砂砾和黄土，其比例大致为3：1：1。如地表为砂砾卵石，在护桶里只加小石子（小颗粒的砂砾石）和黄土，比例大致为1：1。这些工作都要在开始冲孔之前作好。

2.中孔

（1）开孔：在开孔阶段冲孔进度不宜太快，一般控制台班进尺在1米以内，相应地提锤高度要小，冲击次数要多（见下表），这样产生的冲击力小，使孔壁逐渐受水平力的挤压而密实。

土壤 提锤高度（厘米） 冲击次数（次/分） 泥浆浓度

土 40～60 20～25 1.4～1.5

砂 砾 40～60 20～25 1.5～1.7

此时如果冲击过猛，进度太快，孔壁不能较好地形成，反而会引起坍孔。所以在开孔阶段要严格控制冲孔进度，以利于加强孔壁。在开孔深度，护桶底以下3～4米范围之内，要求尽可能把孔壁护得牢实一些，此后进入正常冲孔，就不容易产生坍孔。

（2）正常冲孔：经过轻冲击的开孔阶段之后，即开始正常冲孔，以加快速度。提锤高度可增至1.5～2米以上，泥浆浓度相应降低，大致在1.5以下。在正常情况下，冲孔进尺每台班为1～1.5米左右，有时更多一些。

（3）冲打岩层：岩层表面大多是高低不平，或为倾斜面，因此在冲孔刚进到岩层时，

最容易产生偏孔。所以在冲孔接触岩层时，要特别谨慎。通常是向孔底抛掷直径20～30厘米的片石，将岩层斜面和高低不平之处嵌补填平。然后进行绷紧绳子低锤快打，造成一个较紧密的平台，承托冲锤，均匀受力，防止偏孔。但要注意岩层倾斜突出部分没有冲平以前，仍不能提高锤，待岩层基本上打平后，方可高锤猛打，加快冲孔进度。

冲进岩层后，泥浆浓度降到1.2左右，以减少阻力和粘锤的毛病，但不能太小，否则石渣浮不上来，掏渣困难。

3.掏渣

在冲孔过程中被冲碎的石渣，一部分和泥浆挤入孔壁空隙之中，大部分靠掏渣筒清除出外。在开孔阶段，为了要使石渣泥浆夹石子尽量挤入孔壁周围孔隙，以固孔壁，因此在冲击过程中不掏石渣，待冲进达到4～5米之后，作一次掏渣，以降低泥浆浓度。在正常冲孔阶段，掏渣要及时，不然阻力太大，不利于冲击。一般每台班掏渣一次，每次掏出石渣泥浆4～5桶，但在掏渣的同时要注意两点：

（1）及时向孔内加水，保持孔内水位必须的高度，以免水压降低而坍孔。

（2）掏完石渣之后，应即向孔内加添护壁料，恢复泥浆正常浓度。如此循环更换，可以保证冲孔顺利进展。至于冲进岩层以后，一般也是每台班掏渣一次，每次掏出的渣浆5～6桶。

4.下钢筋笼

为了吊放钢筋笼的方便，钢筋笼不宜太长，每节8～10米左右，因此钢筋笼长度可根据桩孔深度及其总长度分节绑扎，又为了增加钢筋笼的起吊刚度，可采取临时措施，用直径约15厘米的圆木，长为钢筋笼长度的一半，绑扎于钢筋笼内的中部，钢筋笼竖直以后，即将圆木解除，然后下放。

根据三脚架的高度和钢筋笼的长度采取如下的方法吊放：

钢筋笼分节吊放，但要在三脚架上端立一独脚扒杆，以增加起吊高度，把第一节钢筋笼吊放孔内，并把它挂起来，即把第二节吊上去，对好第一节，进行焊接，焊接完毕，撤掉吊挂钢筋笼的设施，然后继续吊放下去。

在起吊和下放钢筋笼时，要控制吊放速度。起吊要慢，速度要均匀，使钢筋笼沿着三脚架的脚徐徐上升，逐渐竖起来。起吊过猛，可能使钢筋笼变形，钢筋笼起吊竖立以后，要使之顺直徐徐下去，要防止钢筋笼在孔内摆动。碰撞孔壁，引起坍孔。

5.清孔

钢筋笼下好之后，即进行清孔工作。

（1）安装清孔器：

在孔口附近将清孔导管两节一拼，拼成几大节。下节接好进气管，上节安好喷嘴弯头。然后利用吊架的顶滑轮顺序吊放。首先把最下一大节吊入孔内，下至适当位置挂住，随即将第二大节吊上去与之连结，如此更续吊装下放，直至全导管安装完毕。导管要高出地面3～4米，喷嘴要对准出水口，为了防止导管转动出事故，用两根圆木将导管夹住，即控制喷水方向，还起压住导管的作用。同时接通水源。清孔开始之后，即向孔内灌水，以保持孔内水位，避免造成坍孔。

（2）清孔：

空压机和抽水机同时开动。空压机的气压不小于6～7公斤。按照吹砂器的一般原理，空压机不断向导管内输送高压气，导管内形成一般强大的高压气流向上跑，被搅动泥渣随着高压气流向上涌，从喷嘴喷出来（如下图），直至孔口喷出清水为止。这样一般小于清孔管直径的卵石都可以被清除出来，留在孔底的只是个别的大于清孔管直径的卵石，这对于混凝土的质量是没有什么坏处的。

根据实践经验，认为这种清孔方法，基本上是可以达到要求的。

6.灌注水下混凝土

（1）安装导管：

①在清孔的同时，即进行灌注混凝土的准备工作，并且要求在清孔完毕之前准备就绪。清孔完毕，撤除清孔设备，吊出清孔器，随即吊装混凝土导管。混凝土导管必须事前试拼，并分成几段，依次摆好，以便吊装。对导管的要求：必须顺直，不要有弯曲不平，以免阻碍隔水球下落；导管连结法兰盘的螺栓要拧紧，不要漏水漏浆。

②混凝土导管利用三脚吊架起吊安放。

③导管应安放在桩孔的中心，加以固定。下端出口距离孔底30～40厘米，不能太大。这里采用的导管直径是30厘米的，混凝土的隔水球尺寸也较大，所以导管出口距离孔底较大，因此最初流出的混凝土发生较重的水洗。导管直径以20或25厘米为宜，隔水球的尺寸也要减小，这样导管口距离孔底可控制在30～35厘米以内，混凝土水洗现象当可减轻。导管顶端高出地面或水面3～4米，隔水球悬吊在水面以下（如下图）。

（2）灌注混凝土：

①混凝土流动性不宜太大，其坍落度一般控制在18～20厘米左右。

②在剪球之前必须储备足够的混凝土，计算须使混凝土埋没导管五、六十厘米深。剪球之后，混凝土须不断下入漏斗，毋使导管内混凝土发生中断。

③控制导管埋置在混凝土内的深度，一般当导管下部埋入混凝土2～2.5米时，就要提管，提管必须谨慎，防止提出混凝土以外，务使导管下端仍埋没在混凝土内100厘米左右，以免翻浆出事故。如果埋设太深，提管将发生困难。

④混凝土打完即将护桶撤掉。

①多数工人为了省事直接用盖板，把盖板放在漏斗底部，把混凝土装满漏斗，再直接拉掉盖板，这种方法我一般不采取

②第二种是用水泥袋装上少许混凝土(也就是所谓的“球”)，用铁丝绑住放在漏斗底部导管口，要特别注意的是，漏斗底部不能有泥浆渗透出来(把漏斗提高可杜绝此问题，一般工人都懂得操作)，把铁丝绑在钢丝绳上，然后将混凝土缓缓装满漏斗，将铁丝剪断，砼浇筑不能间断。

当然第二种方法最好是将“球”放下十米或者更深后再剪“球”，这样再一次将桩底沉渣清理干净(导管长度必须符合要求)，但是这样大多工人因技术问题，在操作中出现问题，导致“球”破掉，所以还是放在漏斗底部更为简单些，工人更易操作。

要是堵了一根的话，用其余两根可以做检查。分析是什么原因堵管，硬物堵管可以根据深度用钢筋捅一捅，或用钢丝绳绑根稍粗点的钢筋捅一捅，软物堵管，可以用空压机管子通下去开启空压机吹一下。如果是漏浆堵管什么办法也捅不开，只能跟检测人员沟通换一种检测方法了，例如：低应变、钻芯法！

冲孔灌注桩是灌注桩的一种,

灌注桩是直接在桩位上就地成孔,然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成.冲孔灌注桩施工冲孔机冲击成孔，为泥浆护壁成孔。

冲孔灌注桩是冲击钻成孔,然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成,主要用于岩土层中成孔,成孔时将冲锥式钻头提升到一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层,然后用掏渣筒来掏取孔内的渣浆.

==============================================================对桩的检测试验设计有明确要求：

（1） 高应变动力栓测试验，试桩数量不少于桩总数的2%。

（2） 低应变动力栓测试验，试桩数量每一柱下承台不少于一根，试验总数量不少于桩的总数量的30%。

（3） 单桩竖向静载试验，试桩数量同一桩径不少于该桩径总数的1%，且不少于 根。

（4） 单桩水平静载试验，试桩数量同一桩径不少于该桩径总数的1%，且不少于 根。试桩的位置由监理、设计及业主根据桩的施工质量情况确定。

（5） 抽芯检查，检查数量不少于桩的总数的3%。

……

4.质量标准

1．主控项目：

（1）冲孔灌注桩使用的原材料必须符合设计要求和施工规范的规定。

（2）成孔深度必须符合设计要求，沉渣厚度严禁大于50mm。

（3）实际浇筑混凝土量严禁小于实际理论计算体积，桩身任意一段平均直径与设计直径之比严禁小于1。

（4）浇筑后的桩顶标高及浮浆的处理必须符合设计要求和施工规范的规定。

（5）钢筋的规格和数量必须符合设计要求。

（6）砼强度必须符合设计要求。

（7）桩端伸入持力岩层和深度必须符合设计要求。

（8）桩端持力岩层的性质和持力岩层的厚度必须符合设计要求，

……

6.监理具体实施细则

a， 制备泥浆：泥浆的使用材料和质量由承包人按规定自检为主，监理人抽检。使用前的主要质量指标宜符合下列要求：

b， 安装护筒：

检查护筒制作质量：宜用4-6mm钢板制作，其内径宜大于钻头直径100mm。

检查护筒埋设质量：埋设必须牢固，准确。护筒中心与桩位中心的偏差不大于50mm。

质量由承包人自已控制为主，监理人监督为辅。但中心偏差应成批报验签证。护筒检查符合要求后，监理人和承包人口头通知安装钻机，进行下道工序。

c， 安装钻机：钻机安装应水平、稳固，钻机安装质量是桩垂直度和桩位的质量保证的重要措施。质量由承包人自已控制为主，监理人监督为辅。符合要求后，监理人和承包人口头下令开孔，进行下道工序。

d， 冲击成孔：控制冲进速度：开孔时应低垂慢冲，软土层中以泥浆补给情况控制速度，在硬土层或岩层中以钻机不发生跳动为准控制钻进速度。

控制钻孔的垂直度：注意钢丝绳在孔中的位置，偏斜后应及时调整。

要及时置换泥浆排碴；

e， 钢筋笼吊装：

�8�5 检查焊接接头：长度、错开距离、每个桩断的数量是否符合要求；

�8�5 检查钢筋笼长度，送筋长度，特别注意伸入承台的锚固长度；

�8�5 检查钢筋笼的主筋保护层的措施及厚度是否符合要求；

�8�5 特别注意钢筋笼的中心偏差，请注意桩的最后中线位置的检查是以钢筋笼的中心为准的，因此，当桩孔有偏差时可以利用钢筋笼安装时作适当调整，但调整幅度不大于20mm。

……

i， 第二次清孔：

第二次清孔要复测孔深、沉碴厚度、泥浆质量其要求和第一次清孔要求如下：孔底500mm内的比重≤1.25、含砂率≤8%、粘度≤25s。经监理人同意后立即浇灌砼。

j， 安装漏斗、隔水栓：

k， 灌注水下砼：

第二次清孔后30min内必须灌注砼；必须检查确定砼的初凝时间，每根桩必须在砼初凝前浇灌完毕，最好是在1/2初凝时间内浇灌完毕。承包人确定砼配舍比时应注意调整砼的初凝时间；

砼的初灌量承世人必须计算确定：一般要求导管插入桩内砼内深度为1500mm；

在灌注砼的过程中，应注意拔管速度，导管埋入桩内新砼中的深度保持2-6m，承包人应派专人测量导管内外砼面的高度，作出施工记录；

每根桩灌注到顶后应注意超高800mm的质量，承包人应检查标高。标商按设计标高加800mm进行检查。

……

冲孔打桩机是一种广泛应用于桥梁、高层建筑等工程项目中的桩基础施工机械，其结构包括有机架、机座、卷扬机构(电机、变速箱、卷筒等)、钢丝绳、冲锤(又称重钻头)、定滑轮、离合控制手柄、刹车控制手柄等，上述的钢丝绳一端固定并卷绕在卷筒上，另一端连接于冲锤。它的工作原理是:用卷扬机构通过卷绕在卷筒上的钢丝绳把连接于钢丝绳一端的带钻刃的冲锤提升到一定高度后再放开，靠自由下落的冲击力来削切土层及岩层，同时用泥浆护壁，防止桩孔坍塌，如此反复进行，直至达到设计孔深，然后排出碎渣成孔，最后放下钢筋笼，灌注混凝土成桩。现有的冲孔打桩机的控制方式主要是手动控制。打桩时，操作人员拉紧离合控制手柄，卷筒正转带动钢丝绳将冲锤提起，当提到一定高度时，松开离合控制手柄，冲锤在重力作用下带动钢丝绳自由下落，冲击桩孔底部冲击面，完成一次打桩操作。在实际操作中，如何把握好松开、拉紧离合的时机是打桩过程能否正常进行的关键:松开离合太早，会造成提锤高度不够，冲击力小，打桩的进度慢；松开离合太迟，会造成提锤高度过高，冲击力过大，当遇到粘土层时冲锤极易被粘住而提不上来(即“粘锤”现象)，另外还会加大钢丝绳的损伤，降低钢丝绳的使用寿命；过早的拉紧离合，会造成冲锤还未下落至桩孔底部就被强行拉起(即“空锤”现象)，同时会造成桩机的强烈振动和移位及钢丝绳的损伤，降低桩机、钢丝绳的使用寿命，并会因桩机的移位而造成偏孔

施工法的过程是：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装机器设备并定位→冲孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。

冲孔是用冲击钻机把带钻刃的重钻头（又称冲锤）提高，靠自由下落的冲击力来削切岩层，排出碎渣成孔。冲击钻机有钻杆式和钢丝绳式两种。前者所钻孔径较小、效率较低、应用较少。后者钻孔直径大，可根据设计的桩径来修改钻头的大小，锤重在3000kg—10000kg（具体根据桩径的大小来确定锤重） 。

扩展资料：

冲孔灌注桩 是灌注桩的一种。

灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔,然后放入钢筋笼再灌注混凝土而成.冲孔灌注桩施工冲孔机冲击成孔，为泥浆护壁成孔。优点是：对邻近建筑物及周围环境的有害影响小；桩长和直径可按设计要求变化自如；桩端可进入持力层或嵌入岩层；单桩承载力大等。缺点是：灌注桩成孔工艺较复杂，操作要求较严，易发生质量事故，且技术间隔时间长，不能立即承受荷载，冬季施工困难较多。

参考资料：百度百科-冲孔灌注桩