空气潜孔锤灌注桩施工工艺及方法阐述

摘 要: 本文是对施工过程中采用空气潜孔锤灌注桩施工工艺及方法进行了阐述。

关键词: 潜孔锤灌注桩 ;施工 ; 工艺流程

一、施工工艺选型

塘朗车辆段大咽喉桩径800mm，桩长10m~~28m，设计桩数1200条，其中桩长大于28米为端承摩擦桩，设计要求嵌入强风化岩层；桩长小于28米为端承桩，设计要求嵌岩深度＞（微）1.0~（中）1.5m，嵌入岩层岩性为中风化或微风化花岗岩。根据地勘及详勘分析，直径达2-3米，含有多层孤石，，采用传统施工工艺，时间长。

根据工程设计要求及场地工程地质条件，钻孔灌注桩桩孔选用150PW型双回旋钻机，配370型风动潜孔锤冲钻成孔，因基岩上部土层松软、松散，极易产生缩径塌孔等现象，为防止桩孔缩径及塌孔等现象发生，基岩上部土部采用跟管钻进，即冲钻孔过程中采用外径为82.4cm，壁厚为1.6cm，无缝钢管跟进护壁。桩身砼水下砼,灌注采用直升导管法。套管采用5.5T履带式启动机配60型激震式震动锤进行起拔。

二、机械设备配备.

序号 设备名称 规格型号 功率（KW） 单位 数量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 桩机 钢管 履带式起重机 全液压挖掘机 空气压缩机 电焊机 振动锤 气割工具 导管 初灌斗 全站仪 经纬仪 水准仪 150PW回转钻机 φ810 QUY100T 中压 BZ-500 60型 φ250 220 330HP 台 米 台 台 台 台 个 套 m m3 台 台 台 1 200 1 1 1 3 1 1 40 1．5*2 1 1 1 注：空气压缩机、启动机和挖掘机以柴油为动力，现场设备只有钻机和电焊机需要电力，用电总负荷约450KW，其中经常性运行设备负荷约400KW。

三、施工原理：

空气潜孔锤是以压缩空气为功力的一种风动冲击工具。它所产生的冲击功和冲击频率可以直接传给钻头，然后再通过钻机和钻杆的回转驱动，形成对岩石的脉动破碎能力，同时利用潜孔锤排出的压缩空

气，将破碎后的岩石颗粒排出体外，从而实现了孔底冲击回转钻进清孔的目的，空气潜孔锤加套管护壁工艺虽然也是冲击成孔原理，但是加快了钻进速度，克服了坍孔问题，减少了环境污染，提高了工作效率。

四、 潜孔锤施工工艺流程

桩位放样→桩机就位→冲钻成孔及排渣（跟管钻进至基岩面后停止，采用内螺旋杆带风动潜孔锤冲钻嵌岩至设计孔深）→终孔→清孔→吊安钢筋笼→下导管灌注水下砼→起拔套管→桩机移位。

五、施工方法

1、施工准备

（1）、施工放样应在施工场地调整平整后进行，放样前要认真复核施工控制点，并在施工现场设立本工程的固定水准点，认真保护测量点位，经常地检查，防止点位受损或其他原因造成的精度下降。

（2）、桩位全站仪放样，测量仪器应通过有资格的检验单位进行有效标定，并在有效使用期间内。按照测量要求和为了防止测量失误或减小误差，测量要采用“双测制”，并经过监理或业主复检验收。

（3）、施工区附近设若干个以上不受打桩影响的水准点，以便控制桩顶标高，每根桩完成后均须作标高记录。

（4）、根据原始确认坐标点，测放测放桩位点，同时在不受打桩影响地段测量设置2个安全永久性控制点，用于施工过程中检查校正各轴线点或复核桩位。施工轴线必须严格按设计坐标点引测，并经多次复核后确认，施工现场轴线控制点位置应设在不受打桩作业影响的地方，并加以保护。

（5）、根据设计的桩位图，按施工顺序将桩逐一编号，依桩号对应的轴线，按尺寸要求施放桩位。

（6）、桩位放样允许误差<10mm ，设置桩点用0.5米钢筋头打入地坪，外露0.1米，距桩点1米设置护点（使用钢筋），并在打桩前进行复核。

（7）、开桩时应会同监理单位共同复核样桩，及时办理隐蔽工程验收签证手续。 2、冲钻成孔

空气潜孔锤的钻机型号为MZ150，为国内先进设备；美国公司产螺杆空气压缩机一台，型号为900XHH~1150XH，公称容积流量25.5 m3/32.6m3，额定排气压力3.45MPa/2.41Mpa，可以满足凿岩、排渣清孔的需要。长螺旋钻杆提升排渣，钻孔产生的渣由潜孔锤排渣孔排出；为保证钢套管较好的护壁作用，防止卡钻、埋钻和提高钻进效率，在进入岩石前钻进时，要保持潜孔锤与套管的同步跟进，并且要进行1~2次提拔长螺旋钻杆排渣清孔，尤其是在大块径砂卵石层尤为重要；套管的入岩深度要认真控制，最大进入岩石层20cm，以减少套管和岩壁的摩擦，也可延长套管钻头的使用寿命。

先启动空气压缩机，当气压达到12Mpa压力时，潜孔锤形成随旋转振动，开动钻机内外动力头进行冲钻。为防止偏孔，开孔时要采取慢速冲击；钢套管解决了防止桩孔坍孔、卡钻或埋钻的问题。套管随潜孔锤进尺而跟进至基岩面后关闭外动力头，跟管停止，内动力头带潜孔锤继续冲钻入岩至设计孔深。

（1）冲钻过程中采用匀速慢进，遇阻力大时潜孔锤向上提升，提升距离约0 .30-0.50米，再次随旋转振动冲击进尺，孔深钻至5-8米，提升螺旋杆排除钻渣一次，钻至孔深钻至10.00米进行第二次排除钻渣，孔深达到设计要求。采用空压机气压达到12Mpa压力清孔2-3分钟，提升螺旋杆排除钻渣。

（2）钻进参数：330HP空压机，钻进过程中为12Mpa气压，进入岩石层电流表参数值为220A，潜孔锤气压值2.41-3. 钻进过程中禁止移动钻机，要保持机架的稳定；按设计要求桩基端头进入中微风化岩石一倍桩径深度，可本钻机随机取样困难，为保证桩基施工质量，钻孔深度可根据地质勘察报告，再利用桩架上的高度标志进行控制，潜孔锤进入岩石层时，从钻机钻进的转动声音也可直观地听到，所以入岩深度便于控制。如果为了工程保险起见，也可按2倍桩径入岩深度来进行控制。45Mpa，内螺旋杆转数17转/分，外护筒（套筒）7.8转/分。

孔深及孔底沉渣经检验符合要求后终孔。 3、清孔

钻孔达到设计孔深后潜孔锤孔底通过气压清孔2-3分钟随螺旋杆提升排除沉渣，经检测孔深与沉渣厚度≤50mm满足设计要求后停止。在钻机潜孔锤头端部设有排渣通道，凿除的渣可利用压力风为介质由排渣通道排到长螺旋钻杆上，将

长螺旋钻杆提升，钻出的渣就可直接排至孔外，完成钻孔的清孔，通过高压高速压力风的清理后，孔底被清理干净，不存在沉渣。

当检测沉渣厚度>50mm时，应将潜孔锤再次下入孔内进行第二次请孔，直到满足实际要求。 4、钢筋笼制作与吊装

钢筋笼采用现场加工，当钢筋笼长小于24米时，整体吊装。当钢筋笼长大于24米时，采用孔口焊接连接钢筋笼。整体吊装钢筋笼使用吊绳吊装，在钢筋笼上不少于4个吊点。 5、水下砼灌注

钢筋笼就位后，可将事先连接好的砼浇注料斗和导管整体吊入孔内，吊入时要有专人监护调正，防止刮挂钢筋笼。导管要连接牢固，并带有密封圈，保证

密封。料斗容积选用1.2 m3，可以满足初灌方量，砼浇注前要在下料斗安装好隔水板。工程采用商品混凝土，利用混凝土臂架输送泵车浇注；浇注过程中，起重机要保持起吊状态，随时提拔导管；浇注完成后，起吊料斗和导管，放到另外钻孔验收合格的桩孔中，待重复下道浇注工序；如果未能在短时间实现继续浇注砼时，要用清水清洗料斗和导管。 6、套管起拔

当桩基混凝土灌注完成，检查无误后，采用55T履带式起重机配合60型激振式振动锤将套管拔出。先开启振动锤振动1分钟后再起吊拔管，起拔速度控制≦1米/分,自浇注完成后，振动拔管时间控制在30分钟完成，最长不得超过60分钟。