12.1.3 钻孔桩基础施工
1.场地准备工作
灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内部放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。特点：与沉入桩中的锤击法相比，施工噪声和振动要小得多；能建造比预制桩直径大得多的桩；在各种地基上均可使用；施工质量的好坏对桩的承载力影响很大；混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土质量较难控制。施工前应根据施工地点的水文、工程地质条件及机具、设备、动力、材料、运输等情况，布置施工现场。具体如下。
（1）场地为旱地时，应平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实，钻机底座应布置在坚实的填土上。
（2）场地为陡坡时，可用木排架或枕木搭设工作平台，平台应牢固可靠，保证施工顺利进行。
（3）场地为浅水时，可采用筑岛法，岛顶平面应高出水面1～2 m。
（4）场地为深水时，根据水深、流速、水位涨落、水底地层等情况，采用固定式平台或浮动式钻探船。
2.钻孔成桩施工准备
（1）钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。
（2）开钻前按照施工图纸要求在选定位置进行试桩，根据试桩资料验证设计采用的地质参数，并根据试桩结果确定是否调整桩基设计。根据地层岩性等地质条件、技术要求确定钻进方法和选用合适的钻具。
（3）对钻机各部位状态进行全面检查，确保其性能良好。
（4）浅水基础利用草袋围堰构筑工作平台。
3.钻孔方法
钻孔灌注桩的施工，有泥浆护壁施工法和全套管施工法两种。
1）泥浆护壁施工法
冲击钻孔、冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程：平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→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。施工工序如下。
（1）施工准备。
施工准备包括选择钻机、钻具，场地布置等。钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。
（2）钻孔机的安装与定位。
安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，再垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准，施工中重要的措施是定好中心位置和正确安装钻孔机。对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动，大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在同一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2 cm，对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
（3）埋设护筒。
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌，当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌，甚至发生流砂现象。钻孔内应保持孔壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，以防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20 cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40 cm），每节长度2～3 m，一般常用钢护筒。
（4）泥浆制备。
钻孔泥浆由水、黏土（膨润土）和添加剂组成，具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度。泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠，会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
（5）钻孔。
钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量。首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣（冲击式用），还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到振动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
（6）清孔。
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩，桩径小于等于1.5 m时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于20 cm；桩径大于1.5 m或桩长大于40 m时，灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30 cm；对于支承桩，灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于5 cm。
（7）灌注水下混凝土。
清孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。
2）全套管施工法
全套管施工法的施工顺序：平整场地→铺设工作平台→安装钻机→压套管→钻进成孔→安放钢筋笼→放导管→浇筑混凝土→拉拔套管→检查成桩质量。
全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其他的与泥浆护壁法类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的5～6 m深时的垂直度，因此应使用水准仪及铅锤校核其垂直度。
4.钻孔故障及处理措施
1）塌孔
预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标；在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度；地下水位过高，应升高护筒，加大水头；地下障碍物处理时，一定要将残留的混凝土块处理清除；孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和黏土混合回填至坍塌孔段以上1～2 m处，捣实后重新钻进。
2）缩径
预防措施：选用带保径装置钻头，钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复；易缩径孔段钻进时，可适当提高泥浆的黏度，对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。
3）桩孔偏斜
预防措施：保证施工场地平整，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正；钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具；在坚硬土层中不得强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺；对地下障碍物预先处理干净，对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。
5.钢筋骨架吊放及预防措施
1）钢筋笼安装与设计标高不符
预防措施：钢筋笼制作完成后，注意防止其扭曲变形；钢筋笼入孔安装时要保持垂直；混凝土保护层垫块设置间距不宜过大；吊筋长度精确计算，并在安装时反复核对检查。
2）钢筋笼的上浮
钢筋笼上浮的预防措施：严格控制混凝土质量，坍落度控制在（18±3）cm，混凝土和易性要好；混凝土进入钢筋笼后，混凝土上升不宜过快；导管在混凝土内埋深不宜过大，严格按照规范控制在2～6 m，提升导管时，不宜过快，防止导管钩将钢筋笼带上等。
6.混凝土的灌注及预防措施
（1）混凝土采用200～300 mm钢导管灌注，导管采用吊车分节吊装，丝扣式快速接头连接。灌注前，对导管进行水密性试验和承压试验。
（2）安装储料斗及隔水栓，储料斗的容积要满足首批灌注下去的混凝土埋置导管深度的要求，封底时导管埋入混凝土中的深度不得小于1 m；首批混凝土方量是根据桩径和导管埋深及导管内混凝土的方量而定，将混凝土搅拌运输车内的混凝土倒入封底料斗内，由专人统一指挥，待全部准备好后将隔水栓拉起进行封底，同时混凝土搅拌运输车快速反转，加快出料速度。
（3）灌注开始后应紧凑连续地进行，不得中断，同时要防止混凝土从漏斗内溢出或从漏斗外掉入孔底；在灌注过程中，技术人员应经常检查孔内混凝土面的位置和混凝土质量，掌握拆除导管时间，严格控制导管埋深，防止导管提漏或埋管过深拔不出而出现断桩；使导管埋入混凝土内的深度始终保持在2～6 m，并做好灌注记录；测深时采用专用测绳及测锤，每测一次都应用钢尺检查深度，以钢尺测量为准，探测至混凝土面时手感有石子碰撞测锤为准，否则为砂浆或沉渣。
（4）灌注混凝土时，要保持孔内水头，防止出现坍孔。
（5）桩身混凝土灌注顶面高出设计桩顶高程0.8～1.0 m，以保证桩头质量。
7.钻孔灌注桩质量检验要求
（1）混凝土质量的检查和验收，应符合规范的规定。每桩试件组数一般为2组。
（2）对规定的钻孔桩，采用无破损检测法，进行桩的质量检验和评价。小桥选有代表性的桩或重要部位的桩进行检测；中桥、大桥及特大桥的钻孔桩，应逐根进行检测。
（3）在工地配备能对全桩长钻取70 mm直径或较大芯样的设备和经过训练的工作人员，也可以分包给经验丰富的钻探队来承担钻取芯样的工作。
（4）若设计对桩有规定或在施工中遇到的任何异常情况证明桩的质量可能低于要求的标准，应采用钻取芯样对桩进行检验，以检验桩的混凝土灌注质量。对支承桩应钻到桩底0.5 m以下。钻芯检验应在监理部门的指导下进行，检验结果若不合格，则应视为废桩。
（5）当监理部门对每一根成桩平面位置的复查试验结果及施工记录都认可后，监理部门应以书面形式进行批准，在未得到监理部门的批准前，不得进行该桩基础的其他工作。