送电线路跨越河流，订立在河滩、河床内的塔位，多选用灌注桩基础，要求基础顶面高出最高洪水位，桩柱地基又多为弱土层，有一定的冲刷深度，所以多做成深桩承台式，桩柱的嵌固深度达15～30m，最深的达50m以上。灌注桩基础一般做成四柱承台式(如图3-3-50所示)或群桩承台式。灌注桩基础的施工一般采用钻孔灌注的方法。

图3-3-50　灌注桩基础

1.灌注桩基础施工的特点

(1)钻孔时向孔内灌泥浆水，用泥浆水护壁。一般河滩均为砂土，地下水位很高，钻孔较深时孔壁极易坍塌，其原因是在开挖后地下水失去平衡，井孔内挖去部分失去压力，四周的地下水都向井孔中涌去，孔壁的四周都有水向孔内渗透，这渗透压力随孔深而加大，使孔壁四周的土层剥落而致井孔倒塌，如图3-3-51(a)所示。

为了保持施工时井孔孔壁完整，就必须使井孔内水压大于地下水的压力，使井孔内的水向井孔外渗透。这就需要在钻孔时向井孔内灌水，并保持井内水位高于井外地下水位1.5m左右，则井孔内水的压力大于地下水的渗透压力，这样孔中积水，不仅可以阻止地下水涌入孔内，还能使孔内积水向四周扩散，增加孔壁抗塌能力，如图3-3-51(b)所示。

图3-3-51　地下水与基础孔内水的压力

(a)地下水对基坑的渗透压力；(b)基坑孔内水对地下水的压力

如果用泥浆水代替清水，其效果更加显著，因泥浆水比重大于水，同样的水位差，可以产生较高的压力。当泥浆向孔壁四周扩散时，泥浆渗入砂中，附着在砂粒上，形成一层比较密实的泥砂层，不但减小了孔中积水流失速度，而且增强了孔壁抗塌能力。

作泥浆的黏土质量应有严格的要求，应尽量选用颗粒小，含砂率低，塑性指标高的黏土，即小于0.01mm的颗粒不少于40%～50%，大于0.01mm颗粒不宜超过6%。黏土以水化快，造浆能力强，黏性大的膨润土或接近地表经过冻融的黏土为好。泥浆的比重要大于1，黏土的用量一般约为成型孔体积的两倍。

(2)水中浇灌混凝土。在水中浇灌混凝土，要用铁制薄壁导管，插入有水的深孔中，管底距孔底约400mm，用铁丝悬一隔水球于导管内一定深度，用以阻止导管内混凝土不能掉下去。当导管内隔水球上部混凝土有足够的数量时，剪断铁丝，则隔水球与混凝土顺导管猛冲而下，在较大重力的作用下，将导管内积水压出去，如图3-3-52(a)所示。混凝土经过较长的冲程，它的冲量在到达孔底时，能够把水挤出并向导管外反冲上来，将导管底部埋上，如图3-3-52(b)所示。以后继续不断的向导管内灌注混凝土，同时逐渐提升导管，但必须保持导管埋入混凝土内的深度约2m，埋入太深影响翻浆，埋入太浅稍有不慎便会出现脱节事故。第一批随隔水球而下的混凝土，与泥浆水接触，在浇灌过程中，它一直保持与泥浆水接触，形成隔离层。

图3-3-52　水中浇灌混凝土

(a)水中开始浇灌混凝土；(b)水中继续浇灌混凝土

2.灌注桩施工主要工序

灌注桩基础施工工艺流程见图3-3-53。

图3-3-53　灌注桩基础施工工艺流程图

3.准备工作

(1)施工前复测桩位、分坑，控制桩要有足够数量及足够的距离，在施工中要保护好。

(2)护口筒的埋设。护口筒用铁板制作，直径比桩孔径稍大，埋置深度一般约为1～2m左右，高出地面深度约0.5～1m。护口筒埋设的位置要正确，筒身要正直，筒的底部及四周要分层夯实，回填黄土以防漏水，所填黄土的干湿要适中以能夯至密实为准。护口筒要固定牢固，在施工中不能错位。

(3)搭设施工平台。因护口筒高出地面，所以必须搭设施工平台，如因地下水位比较低，护口筒不需高出地面，施工平台可以不搭。

(4)安置钻井机械。钻孔机械种类很多，有旋转式钻孔机、冲击式钻孔机、冲抓式钻孔机等，选用钻井设备应根据地质条件和现有设备情况而定。但无论采用什么挖掘设备，要根据设备要求安装和操作，并保证井孔中心、护井筒中心与钻头中心重合，以保证井位正确。

(5)设立泥浆池与搅拌泥浆。要在距井孔适当的位置设立泥浆池及泥浆输送设备。泥浆可用人工搅拌或机械搅拌，其比重应不小于1.1，施工中应经常测定泥浆比重。

(6)修筑排水泥浆沟。根据地形修筑带坡度5%～10%的排水泥浆沟，把泥浆水排入河滩低洼处。

(7)做好施工前的三通一平工作(通电、通水、通路、场地平整)。

(8)建设临时设施；疏通地方关系，安排好施工人员的食宿。

(9)选择施工用的砂、石，并取样化验。

(10)确定水泥供货商；做混凝土配合比设计，试体块。

(11)向施工人员进行技术交底和质量、安全、环保培训教育。

(12)根据设计要求，组织进货钢材、水泥、砂、石及施工用的黏土。

4.钻孔

(1)钻杆要始终保持垂直，在钻孔过程中应随时检查、校正钻杆的位置。钻斜的桩孔时，钻杆下应设斜底板，并在钻杆上安设导向筒，钻孔时，导向筒应随钻头深入桩孔中。

(2)在钻孔过程中，要保持水满井口，要经常检查泥浆的比重，并设专人负责往孔内加水添浆；停钻时应将钻头提出孔口外，并刷洗干净，严禁将钻头放在孔内，以防坍孔或泥浆沉淀将钻头埋住。

(3)随时掌握钻进中发生的各种情况，找出原因，以便采取相应措施。如钻进困难，可能是遇到了较硬土层，这时如系人力推杆，可在推杆时下压或更换特殊钻头；也可能是钻头被胶泥粘附，这时应将钻头提出，刮除黏泥。如遇钻进太快，可能是土质松软，这时应放慢速度，或提起钻头空转，加强保护层，防止坍孔。

(4)钻孔时如发生轻微坍孔现象，应立即提出钻头，并调整水头和泥浆比重；若坍孔严重，可向桩孔内回填砂或黏土，再重新钻孔。

(5)钻孔完成后，应用测孔器检查桩孔直径，吊重锤检查孔深和孔底情况。

5.清孔

清孔的目的是清除孔内泥浆、钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀层厚度，防止桩底留有过厚沉淀土而降低桩的承载力。此外，清孔还可以为下一工序灌注水下混凝土创造良好条件，使测深正确、灌注顺利、保证混凝土质量。

冲击锥钻孔，终孔后常用掏渣筒清孔。在钻孔中其破碎的钻渣，一部分和泥浆一起被挤进孔壁，大部分要靠掏渣筒清除。在开孔初始阶段为了使钻渣泥浆尽量挤入孔壁，因此一开始不必掏渣，待冲进4～5m后，才应勤掏渣。若孔底沉渣太厚，泥浆逐渐变稠，会减弱冲击锥对孔底的冲击作用，影响进尺速度。因此，勤掏渣是提高进尺速度的重要措施之一。一般进尺0.5～1.0m就要掏一次渣，每次掏4～6筒，但遇钻孔进尺变化时，例如：岩卵石层钻孔进度每小时少于5.0cm时，亚黏土，黏土钻孔进度每小时小于15cm时，就应掏渣一次。

掏渣注意事项：

(1)每次掏渣完毕即应向孔内加黏土和清水，保证水头高度，但一次不宜倒进黏土过多，以免发生粘锥。

(2)掏渣筒放到孔底后，要在孔底上下提放几次，使多进些钻渣，然后提出倒掉。

(3)每次应轻倒轻放，防止发生事故。

6.钢筋骨架的制作与安装

(1)钢筋骨架的制作。钢筋骨架可以集中加工制作。大型钢筋骨架宜就地制作，以免装卸、运输中变形。主筋应尽可能用整根的，必须连接时宜用搭接焊接，并注意接头方向，以免钩挂导管。其接头方法见图3-3-54(a)。

钢箍圆度要求准确，接头宜用电焊；钢筋与主筋的连接应用点焊，每隔一定的距离(2m左右)设置一根φ10的圆箍，以增强钢筋骨架的刚性。为确保主筋的位置正确，组装钢筋骨架可用木样板。木样板有两块半圆形木板拼成，上面开有与主筋数量相等的凹槽，见图3-3-54(b)。

图3-3-54　主筋的连接及组装示意图

(a)搭接焊接；(b)木样板

(2)主筋接头处理。按设计要求，采用平面搭接焊。在搭接时，采用双面焊，其焊长不小于5d(d为钢筋直径)，同时在同一截面内接头不超过50%。吊装时，利用钻机和2-2滑车组起吊钢筋笼，如果钢筋笼刚度不够，可临时用8号线绑扎补强钢筋，待起吊吊件垂直后，就可去掉补强钢筋。在坑口处两钢筋笼对接时，应采用单面立焊，其焊长≥10d，同时在同一截面内接头不超过50%。

在坑口焊接钢筋笼时，钢筋笼应用钢管或方木架住，以便焊接。在吊装过程中，钢筋笼应保持垂直，徐徐下落，不能碰撞孔壁。灌注混凝土前，钢筋笼应用吊环临时固定，固定时应找正位置。(www.daowen.com)

7.水下灌注混凝土

钻孔灌注桩一般采用水下灌注混凝土的方法施工，见图3-3-55。

(1)主要工具。

1)导管。导管是水下灌注混凝土的主要工具，其结构和加工质量对整个施工影响很大。导管通常用薄钢板卷制焊成，导管内径与桩孔直径有关，可参照表3-3-26数值选用。导管总长应超过最大孔深3～5m，末节长度为3～4m，其余节长度为1.5m。各节间应加密封胶垫，然后用法兰盘连接。

表3-3-26　导管内径选择表

2)隔水球(或隔水塞子)。隔水球装在导管内，在灌注第一次混凝土时，随混凝土一起下落，防止导管内的混凝土受地下水涌进而被冲散。隔水球可用混凝土预制成圆形球，并带有钢筋吊环。直径d略小于导管直径。隔水球示意图，见图3-3-56。

图3-3-55　水下灌注混凝土示意图

1—进料口；2—漏斗；3—导管；4—护筒；5—隔水球

图3-3-56　隔水球示意图

1—8号铁丝；2—导向架；3—圆铁垫；4—穿心螺栓；5—隔水胶垫；6—混凝土球或木球

3)漏斗。漏斗用来往导管输送混凝土。漏斗的外形为方截锥形，上口尺寸为800mm×800mm，下口尺寸略小于导管内径，用4mm钢板制成。

(2)对混凝土的要求。混凝土的强度一般不低于C20级，坍落度以15～20cm为宜。为了改善混凝土的和易性，可在其中掺入减水剂和粉煤灰等掺和物。水泥标号宜用#425，水泥用量不小于350kg/m3，骨料宜用砾石，粒径不宜大于30mm。

(3)施工方法和步骤。

1)准备工作。水下灌注混凝土必须连续进行，因此，做好各项灌注前的准备工作，尤为重要。一般在桩成孔后，在清孔的同时，就应着手进行灌注前的工器具及需用物资材料的准备工作。

2)放入导管。导管利用钻架吊装，在桩孔内吊导管时，要防止触碰钢筋骨架。导管的组装应垂直平整，接头应严密，做到不漏水、漏浆，同时能使隔水球顺利下落。导管的安装深度，一般应距孔底大约500mm，以保证隔水球能冲出管口，避免发生混凝土堵口。

3)安装隔水球。导管安装好后，将隔水球放入到导管内。隔水球的位置一般距孔内水面200mm。隔水球上拴的8号铁丝应引到导管外边，然后装好漏斗和起吊索具。

4)灌注混凝土。灌注混凝土是一项紧张而细致的工作，要有健全的组织和明确的分工，做到各负其责，遇到操作事故，要冷静分析处理。

①第一次灌注混凝土量的计算。第一次灌注混凝土量计算式为

V≥0.785D2(a1+a2)

式中　V——第一次灌注混凝土量，m3；

D——桩孔直径，m；

a1——导管下端距孔底距离，m；

a2——导管埋入混凝土内的深度，m，一般取0.5～1m。

②灌注混凝土过程中导管提升高度计算。混凝土灌注高度计算式为

h6=h3-h4

导管埋入混凝土深度计算式为

h2=h1-h5

式中　h1——导管长度，m；

h2——导管埋入混凝土中的深度，m；

h3——桩孔深度，m；

h4——已灌注的混凝土表面至桩孔口距离，m；

h5——已灌注的混凝土表面至导管上口的距离，m；

h6——混凝土灌注高度，m。

③灌注混凝土。先用水泥砂浆(水泥15kg、砂30kg)注入导管内隔水球上方，接着向导管和漏斗内灌注混凝土，当混凝土量达到V的数值后，剪断拴住隔水球的8号铁丝，隔水球与混凝土一起冲向孔底，将导管内的水同时挤出导管，然后，继续向导管内灌注混凝土。

④提升导管。随着混凝土的灌注，导管埋入混凝土的深度逐渐加大，这时应逐渐提升和卸去导管。

⑤基础的灌注、捣实、养护。桩柱下部的混凝土是依靠混凝土很大的冲力及挤压作用而捣实的。当混凝土灌注到基础的顶部时，需要配合捣固钎或震动棒进行捣实。有时，还需要在地脚螺栓下留施工缝，待安装、找正好地脚螺栓后，进行第二次灌注。灌注后的混凝土与普通浇制基础一样，需要进行覆盖与洒水养护。

8.导管埋深的控制

(1)混凝土灌注高度的控制。混凝土灌注高度是计算导管埋深的主要依据，同时也可用来计算桩孔断面的直径。一般情况下，可每灌注3m3混凝土测量一次。测定方法是用一根50m的测绳，下系重量为3～4kg的垂球，将垂球靠近导管送下；为确保测量的正确性，应将垂球上、下反复提升2～3次，以判断垂球是否正好落在被测量混凝土的表面；当混凝土灌注到最后5～10m时，由于泥浆很稠，需换用较重的垂球，并用一根长5～10m细杆配合测量。

(2)导管埋深的控制。当隔水球跌落时，导管埋深应不小于0.5m，此后进入正常浇制阶段，导管埋深控制在1～3m，最多不超过5m。太小时，可能使导管提漏(即导管提过头，使导管底部提离混凝土面)；太大时，阻力加大，增加水下灌注混凝土的困难。

(3)常见问题的处理。

1)孔壁坍塌。钻孔过程中，有时在排出的泥浆中，不断出现气泡，有时护筒内的水位突然降低，这都是漏孔的迹象。发现漏孔时，首先应保持孔内水位。如系小塌，可加浓泥或投入黏土膏，继续钻孔；如系大坍，应立即根据地质资料分析坍孔部位，用黏土回填到已坍孔壁的高度以上，停一段时间，待土与水位稳定以后，再进行重钻。

2)钻孔偏斜。如发现钻孔有偏斜，应减慢钻进速度，并提起钻头，上下反复扫钻几次，以便有足够的力量削去硬层，然后进入正常的钻孔状态。如在孔口不深处发现有孤石，可用炸药炸除。

3)钢筋笼上浮。当混凝土灌至钢筋笼处，若此时导管底端距钢筋笼仅有1m左右距离时，由于混凝土自导管冲出后冲击力较大，推动钢筋笼上浮。另外，如灌注时间过长，表层混凝土已形成硬壳，当混凝土向上运动时，也会带动钢筋笼上浮。处理办法是：向钢筋笼加压，当混凝土表面接近钢筋笼，临时减慢灌注速度，当导管底部接近钢筋笼时，先保持3m距离，当混凝土超过钢筋笼底部3m以上时，应及时将导管提升到钢筋笼底部以上部位。

4)混凝土超灌。由于扩孔，混凝土少量的超量(10%～20%)是正常的。减少超量的措施主要是要掌握好各层土的钻进速度；在正常钻孔作业中，中途不要随便停钻，以避免过大扩孔。

9.承台制作

在各个灌注桩均浇制完工后，制作承台，先去掉与泥浆水相混的混凝土。按承台制作工艺施工。

灌注桩主要工具机械如表3-3-27所示。

表3-3-27　灌注桩主要施工机械