【正文】 727 混凝土灌筑樁 7271 沖擊鉆成孔灌筑樁 沖擊成孔灌筑樁系用沖擊式鉆機或卷揚機懸吊沖擊鉆頭（又稱沖錘）上下往復(fù)沖擊，將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌筑混凝土成樁。其特點是：設(shè)備構(gòu)造簡單，適用范圍廣，操作方便，所成孔壁較堅實、穩(wěn)定，坍孔少，不受施工場地限制，無噪聲和振動影響等，因此被廣泛地采用。但存在掏泥渣較費工費時，不能連接作業(yè)，成孔速度較慢，泥渣污染環(huán)境，孔底泥渣難以掏盡，使樁承載力不夠穩(wěn)定等問題。適用于黃土、粘性土或粉質(zhì)粘土和 人工雜填土層中應(yīng)用，特別適于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅硬土層、巖層中使用，對流砂層亦可克服，但對淤泥及淤泥質(zhì)土，則要十分慎重，對地下水大的土層，會使樁端承載力和摩阻力大幅度降低，不宜使用。 1．機具設(shè)備 主要設(shè)備為 CZ2 CZ30 型沖擊鉆孔機（圖 762），其技術(shù)性能見表 758，亦可用簡易的沖擊鉆機（圖 763） 。它由簡易鉆架、沖錘、轉(zhuǎn)向裝置、護(hù)筒、掏渣筒以及 3~5t 雙筒卷揚機（帶離合器）等組成。所用鉆具按形狀分，常用有十字鉆頭和三翼鉆頭兩種（圖 764）；前者專用于礫石層和巖層；后者適用于土層。 鉆頭和鉆機用鋼絲繩連接，鉆頭重 ~，鉆頭直徑 60~150cm。轉(zhuǎn)向裝置是一個活動的吊環(huán)，它與主挖鋼繩的吊環(huán)聯(lián)結(jié)提升沖錘。掏渣筒用于掏取泥漿及孔底沉渣，一般用鋼板制成（圖 765）。 圖 762 CZ22 型沖擊鉆機 1電動機； 2沖擊機構(gòu)； 3主軸； 4壓輪； 5鉆具滑輪； 6桅桿； 7鋼絲繩； 8掏渣筒滑輪 圖 763 簡易沖擊鉆機 1鉆頭； 2護(hù)簡回填土； 3泥漿渡槽； 4溢流口； 5供漿管； 6前拉索； 7主桿； 8主滑輪； 9副滑輪； 10后拉索； 11斜撐； 12雙筒卷揚機 ； 13導(dǎo)向輪； 14鋼管； 15墊木 圖 764 沖擊鉆鉆頭型式 （ a）φ 800mm十字鉆頭；（ b）φ 920mm三翼鉆頭 圖 765 掏渣筒 （ a）平閥掏渣筒；（ b）碗形活門掏渣筒 1筒體； 2平閥； 3切削管袖； 4提環(huán) 2．施工工藝方法要點 （ 1） 沖擊成孔灌筑樁施工工藝程序是：場地平整→樁位放線、開挖漿池、漿溝→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機就位、孔位校正→沖擊造孔、泥漿循環(huán)、清除廢漿、泥渣→清孔換漿→終孔驗收→下鋼筋籠和鋼導(dǎo)管→灌筑水下混凝土→成樁養(yǎng)護(hù)。 （ 2） 成孔時應(yīng)先在孔口設(shè)圓形 6~8mm鋼板護(hù)筒或砌 磚護(hù)圈，它的作用是保護(hù)孔口、定位導(dǎo)向，維護(hù)泥漿面，防止坍方。護(hù)筒（圈）內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑大 200mm，深一般為 ~，如上部松土較厚，宜穿過松土層，以保護(hù)孔口和防止塌孔。然后使沖孔機就位，沖擊鉆應(yīng)對準(zhǔn)護(hù)筒中心，要求偏差不大于177。 20mm，開始低錘（小沖程）密擊，錘高 ~，并及時加塊石與粘土泥漿護(hù)壁，泥漿密度和沖程可按表 781 選用，使孔壁擠壓密實，直至孔深達(dá)護(hù)筒下 3~4m后，才加快速度，加大沖程，將錘提高至 ~ 以上，轉(zhuǎn)入正常連續(xù)沖擊，在造孔時要及時將孔內(nèi)殘渣排出孔外，以免孔內(nèi)殘 渣太多，出現(xiàn)埋鉆現(xiàn)象。 各類土層中的沖程和泥漿密度選用表 表 781 項次 項目 沖程 （ m） 泥漿密度（ t/m3） 備注 1 在護(hù)筒中及護(hù)筒腳下3m以內(nèi) ～ ～ 土層不好時宜提高泥漿密度，必要時加入 小片石和粘土塊 2 粘土 1～ 2 清水 或稀泥漿，經(jīng)常清理鉆頭上泥塊 3 砂土 1～ 2 ～ 拋粘土塊，勤沖勤掏渣，防坍孔 4 砂卵石 2～ 3 ～ 加大沖擊能量，勤掏渣 5 風(fēng)化巖 1～ 4 ～ 如巖層表面不平或傾斜，應(yīng)拋入 20～30cm 厚塊石 使之略平，然后低錘快擊使其成一緊密平臺，再進(jìn)行正常沖擊，同時加大沖擊能量，勤掏渣 6 塌孔回填重成孔 1 ～ 反復(fù)沖擊，加粘土塊及片石 （ 3） 沖擊鉆成孔沖擊鉆頭的重量，一般按其沖孔直徑每 100mm取 100~140kg 為宜，一般正常懸距可取 ~；沖擊行程一般為~，沖擊頻率為 40~48次 /min為宜。 （ 4） 沖孔時應(yīng)隨時測定和控制泥漿密度。如遇較好的粘土層，亦可采取自成泥漿護(hù)壁，方法在孔內(nèi)注滿清水，通過上下沖擊使成泥漿護(hù)壁。每沖擊 1~2m應(yīng)排渣一次，并定時補漿，直至設(shè) 計深度。排渣方法有泥漿循環(huán)法和抽渣筒法兩種。前者是將輸漿管插入孔底，泥漿在孔內(nèi)向上流動，將殘渣帶出孔外，本法造孔工效高，護(hù)壁效果好，泥漿較易處理，但對孔深時，循環(huán)泥漿的壓力和流量要求高，較難實施，故只適于在淺孔應(yīng)用。抽渣筒法，是用一個下部帶活門的鋼筒，將其放到孔底，作上下來回活動，提升高度在 2m左右，當(dāng)抽筒向下活動時，活門打開，殘渣進(jìn)人筒內(nèi)；向上運動時，活門關(guān)閉，可將孔內(nèi)殘渣抽出孔外。排渣時，必須及時向孔內(nèi)補充泥漿，以防虧漿造成孔內(nèi)坍塌。 （ 5） 在鉆進(jìn)過程中每 1~2m 要檢查一次成孔的垂直度情況。如發(fā)現(xiàn)偏斜應(yīng) 立即停止鉆進(jìn)，采取措施進(jìn)行糾偏。對于變層處和易于發(fā)生偏斜的部位，應(yīng)采用低錘輕擊、間斷沖 擊的辦法穿過，以保持孔形良好。 （ 6） 在沖擊鉆進(jìn)階段應(yīng)注意始終保持孔內(nèi)水位高過護(hù)筒底口 以上，以免水位升降波動造成對護(hù)筒底口處的沖刷，同時孔內(nèi)水位高度應(yīng)大于地下水位 1m以上。 （ 7） 成孔后，應(yīng)用測繩下掛 重鐵碗測量檢查孔深，核對無誤后，進(jìn)行清孔，可使用底部帶活門的鋼抽渣筒，反復(fù)掏渣，將孔底淤泥、沉渣清除干凈。密度大的泥漿借水泵用清水置換，使密度控制在 ~。 （ 8） 清孔后應(yīng)立即放入鋼筋籠，并固 定在孔口鋼護(hù)筒上，使其在澆筑混凝土過程中不向上浮起，也不下沉。鋼筋籠下完并檢查無誤后應(yīng)立即澆筑混凝土，間隔時間不應(yīng)超過 4h，以防泥漿沉淀和坍孔?；炷翝仓话悴捎脤?dǎo)管法在水中澆筑。 3． 施工常遇問題及預(yù)防、處理方法（表 782） 沖擊鉆成孔灌筑樁常遇問題及預(yù)防處理方法 表 782 常遇問題 產(chǎn)生原因 預(yù)防措施及處理方法 樁孔不圓，呈梅花形 1． 鉆頭的轉(zhuǎn)向裝置失靈，沖擊時鉆頭未轉(zhuǎn)動 2． 泥漿粘度過高，沖擊轉(zhuǎn)動阻力太大，鉆頭轉(zhuǎn)動困難 3． 沖程太小，鉆頭轉(zhuǎn)動時間不充分或轉(zhuǎn)動很小 經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置的靈活性；調(diào)整 泥漿的粘度和相對密度；用低沖程時，每沖擊一段換用高一些的沖程沖擊，交替沖擊修整孔形 鉆孔偏斜 1． 沖擊中遇探頭石、漂石、大小不均，鉆頭受力不均 2．基巖面產(chǎn)狀較陡 3． 鉆機底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷 4．土層軟硬不均；孔徑大，鉆頭小，沖擊時鉆頭向一側(cè)傾斜 發(fā)現(xiàn)探頭石后，應(yīng)回填碎石或?qū)@機稍移向探頭石一側(cè)，用高沖程猛擊探頭石，破碎探頭石后再鉆進(jìn) 遇基巖時采用低沖程，并使鉆頭充分轉(zhuǎn)動，加快沖擊頻率，進(jìn)入基巖后采用高沖程鉆進(jìn)；若發(fā)現(xiàn)孔斜，應(yīng)回填重鉆；經(jīng)常檢查及時調(diào)整；進(jìn)入軟硬不均地層，采取低錘密擊，保持孔底 平整，穿過此層后再正常鉆進(jìn)；及時更換鉆頭 沖擊鉆頭被卡 1．鉆孔不圓，鉆頭被孔的狹窄部位卡住（叫下卡）； 沖擊鉆頭在孔內(nèi)遇到大的探頭（叫上卡）；石塊落在鉆頭與孔壁之間 2． 未及時焊補鉆頭，鉆孔直徑逐漸變?nèi)艨撞粓A，鉆頭向下有活動余地，可使鉆頭向下活動并轉(zhuǎn)動至孔徑較大方向提起鉆頭；使鉆頭向下活動，脫離卡點；使鉆頭上下活動 ，讓石塊落下及時修補沖擊鉆小，鉆頭入孔沖擊被卡 3．上部孔壁坍落物卡住鉆頭 4． 在粘土層中沖程太高，泥漿粘度過高，以致鉆頭被吸住 5．放繩太多，沖擊鉆頭傾倒頂住孔壁 6．護(hù)筒底部出現(xiàn)卷口變形，鉆頭卡在護(hù)筒底，拉不出來 頭；若孔徑已變小，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆頭直徑，并在孔徑變小處反復(fù)沖刮孔壁，以增大孔徑；用打撈鉤或打撈活套助提；利用泥漿泵向孔內(nèi)泵送性能優(yōu)良的泥漿，清除坍落物，替換孔內(nèi)粘度過高的泥漿；使用專門加工的工具將頂住孔壁的鉆頭撥正；將護(hù)筒吊起，割去卷口，再在筒底外圍用φ12mm圓鋼焊一圈包箍，重下護(hù)筒于原位 孔壁塌坍 1． 沖擊鉆頭或掏渣筒傾倒，撞擊孔壁 2． 泥漿相對密度偏低，起不到護(hù)壁作用；孔內(nèi)泥漿面低于孔外水位 3． 遇流砂、軟淤泥、破碎地層或松砂層鉆進(jìn)時進(jìn)尺太快 4．地層變化時未及時調(diào)整泥漿相對 密度 5． 清孔或漏漿時補漿不及時，造成泥漿面過低，孔壓不夠而塌孔 6． 成孔后未及時灌筑混凝土或下鋼筋籠時撞擊孔壁造成塌孔 探明坍塌位置，將砂和粘土（或砂礫和黃土）混合物回填到坍孔位置以上 1~2m，等回填物沉積密實后再重新沖孔；按不同地層土質(zhì)采用不同的泥漿相對密度；提高泥漿面；嚴(yán)重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁穩(wěn)定后，采用低速重新鉆進(jìn)；地層變化時要隨時調(diào)整泥漿相對密度，清孔或漏漿時應(yīng)及時補充泥漿，保持漿面在護(hù)筒范圍以內(nèi)；成孔后應(yīng)及時灌筑混凝土；下鋼筋籠應(yīng)保持豎直，不撞擊孔壁 流砂 1． 孔外水壓力比孔內(nèi)大，孔壁 松散，使大量流砂涌塞孔底 2． 掏渣時，沒有同時向孔內(nèi)補充水，造成孔外水位高于孔內(nèi) 流砂嚴(yán)重時，可拋入碎磚石、粘土，用錘沖入流砂層，做成泥漿結(jié)塊，使成堅厚孔壁，阻止流砂涌入保持孔內(nèi)水頭，并向孔內(nèi)拋粘土塊，沖擊造漿護(hù)壁，然后用掏渣筒掏砂 沖擊無鉆進(jìn) 1．鉆頭刃腳變鈍或未焊牢被沖擊掉 2． 孔內(nèi)泥漿濃度不夠，石渣沉于孔底，鉆頭重復(fù)擊打石渣層 磨損的刃齒用氧氣乙炔割平，重新補焊；向孔內(nèi)拋粘土塊，沖擊造漿，增大泥漿濃度，勤掏渣 鉆孔直徑小 1．選用的鉆頭直徑小 2．鉆頭磨損未及時修復(fù) 選擇合適的鉆頭直徑，宜比成樁直 徑小 20mm；定期檢查鉆頭磨損情況，及時修復(fù) 鉆頭脫落 1． 大繩在轉(zhuǎn)向裝置聯(lián)結(jié)處被磨斷；或在靠近轉(zhuǎn)向裝置處被扭斷，或繩卡松脫．或鉆頭本身在薄弱斷面折斷 2． 轉(zhuǎn)向裝置與鉆頭的聯(lián)結(jié)處脫開 用打撈活套打撈；用打撈鉤打撈；用沖抓錐來抓取掉落的鉆頭 預(yù)防掉鉆頭，勒檢查易損壞部位和機構(gòu) 吊腳樁 1．清孔后泥漿相對密度過低，孔壁坍塌或孔底涌進(jìn)泥砂，或未立即灌筑混凝土 2．清渣未凈，殘留沉渣過厚 做好清孔工作，達(dá)到要求立即灌筑混凝土 注意泥漿濃度，及時清渣； 注意孔壁 ，不讓重物碰撞孔壁 3． 沉放鋼筋骨架、導(dǎo)管等物碰撞孔壁，使孔壁坍落孔底 7272 回轉(zhuǎn)鉆成孔灌筑樁 回轉(zhuǎn)鉆成孔灌筑樁又稱正反循環(huán)成孔灌筑樁，是用一般地質(zhì)鉆機在泥漿護(hù)壁條件下，慢速鉆進(jìn)，通過泥漿排渣成孔，灌筑混凝土成樁，為國內(nèi)最為常用和應(yīng)用范圍較廣的成樁方法。其特點是：可利用地質(zhì)部門常規(guī)地質(zhì)鉆機，可用于各種地質(zhì)條件，條種大小孔徑（ 300~2020mm）和深度（ 40~100m），護(hù)壁效果好，成孔質(zhì)量可靠；施工無噪聲、無振動、無擠壓；機具設(shè)備簡單，操作方便，費用較低。但成孔速度慢，效率低，用水量大，泥漿排放量大，污染環(huán)境，擴孔率較難控制。適用于高層建筑中， 地下水位較高的軟、硬土層，如淤泥、粘性土、砂土，軟質(zhì)巖等土層應(yīng)用。 1．機具設(shè)備 主要機具設(shè)備為回轉(zhuǎn)鉆機，多用轉(zhuǎn)盤式，常用型號及技術(shù)性能見表 761。鉆架多用龍門式（高 6~9m），鉆頭常用三翼或四翼式鉆頭、牙輪合金鉆頭、或鋼粒鉆頭，以前者使用較多；配套機具有鉆桿、卷揚機、泥漿泵（或離心式水泵）、空氣壓縮機（ 6~9m3/h） 、測量儀器以及混凝土配制、鋼筋加工系統(tǒng)設(shè)備等。 2．施工工藝方法要點 （ 1） 鉆機就位前，先平整場地，鋪好枕木并用水平尺校正，保證鉆機平穩(wěn)、牢固。在樁位埋設(shè) 6~8mm厚鋼板護(hù)筒，內(nèi)徑比孔口大100~200mm，埋深 1~，同時挖好水源坑、排泥槽、泥漿池等。 （ 2） 成孔一般多用正循環(huán)工藝，但對于孔深大于 30m端承樁宜用反循環(huán)工藝成孔。鉆進(jìn)時如土質(zhì)情況良好，可采取清水鉆進(jìn)，自然造漿護(hù)壁，或加入紅粘土或膨潤土泥漿護(hù)壁，泥漿密度為 。 （ 3） 鉆進(jìn)時應(yīng)根據(jù)土層情況加壓，開始應(yīng)輕壓力、慢轉(zhuǎn)速，逐步轉(zhuǎn)入正常，一般土層按鉆具自重鋼繩加壓，不超過 10kN；基巖中鉆進(jìn)為 15~25kN；鉆機轉(zhuǎn)速：對合金鉆頭為 180r/min；鋼粒鉆頭100r/min。在松軟土層中鉆進(jìn)，應(yīng)根據(jù)泥漿補給情況控制鉆進(jìn)速 度，在硬土層或巖層中的鉆進(jìn)速度，以鉆機不發(fā)生跳動為準(zhǔn)。 （ 4）鉆進(jìn)程序，根據(jù)場地、樁距和進(jìn)度情況，可采用單機跳打法（隔一打一或隔二打一）、單機雙打（一臺機在二個機座上輪流對打）、雙機雙打（兩臺鉆機在兩個機座上輪流按對角線對打）等。 （ 5） 樁孔鉆完，應(yīng)用空氣壓縮機清孔，可將 30mm 左右石塊排出，直至孔內(nèi)沉渣厚度小于 。亦可用泥漿置換方法進(jìn)行清孔。 （ 6） 清孔后測量孔徑，然后應(yīng)用吊車吊放鋼筋籠，進(jìn)行隱蔽工程驗收，合格后澆筑水下混凝土。水下混凝土的砂率宜為 40%~45%；用中粗砂，粗骨料最大粒徑＜ 40mm；水泥用量不少于 360kg/m3；坍落度宜為 180~20mm。配合比通過試驗確定。 （ 7） 澆筑混凝土的導(dǎo)管直徑宜為 200~250mm,壁厚不小于 3mm，分節(jié)長度視工藝要求而定，一般由 ~，導(dǎo)管與鋼筋應(yīng)保持100mm距離，導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝，以水壓力 ~。 （ 8） 開始澆筑水下混凝土?xí)r，管底至孔底的距離宜為300~500mm