5.6.2  泥浆是由水、膨润土(或黏土)和添加剂等组成的浆体。在钻孔桩施工过程中，泥浆的作用为利用其与地下水之间的压力差控制水压力，使泥浆能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁，防止坍塌，同时稳定孔内水位。另外，泥浆还能起到带出孔内岩土碎屑的作用，因此，无论在成孔阶段以及灌注成桩阶段，泥浆都对成桩质量有重要的影响。

    泥浆的主要性能有泥浆比重、黏度、静切力、含砂率、胶体率、失水率、酸碱度等指标，实践证明泥浆是泥浆护壁成孔灌注桩成孔质量好坏的重要环节，在施工过程中应注意检测泥浆的各项指标，其中比重及黏度是最直观、最重要的指标，泥浆比重过大既影响钻速，又使孔壁泥皮增厚，泥浆比重过小则护壁性能差，容易塌孔。泥浆中的黏性可使土渣、岩屑悬浮而不发生沉淀，且能阻止泥浆向地基土中侵入，在黏性土中，黏土颗粒之间内聚力较大，泥浆中土渣不容易发生沉淀，在黏性土中黏度宜控制在18s～25s之间。在砂性土中，应适当加大泥浆黏度，以防止砂土中的土渣沉淀导致成孔质量不佳，根据经验，砂性土中黏度控制在25s～30s之间。

5.6.3  护筒一般应埋入不稳定地层底部，若护筒太长，可分成几节，孔口间应可靠连接。旋挖钻机的护筒既保护孔口，又是钻斗的导向装置，故旋挖钻机均应设置护筒，且护筒的垂直度应符合要求。

5.6.4  正循环成孔是由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，泥浆由泥浆泵输进钻杆内腔后，经钻头出浆口射出，带动钻渣沿孔壁上升到孔口，进入泥浆池净化后再使用。

    反循环成孔与正循环原理相似，区别在于泥浆液从钻杆和孔壁间的空隙中进入钻孔底部，并携带钻渣由钻杆内腔返回地面，同时，经过净化的泥浆又循环进入钻孔内进行护壁。

    当孔径较大时，正循环回转钻进，其与孔壁间的环状断面将会增大，泥浆上返速度将降低，排出钻渣的能力较差。反循环成孔时，由于钻渣由内腔返回地面，内腔断面小于钻杆与孔壁间空隙，故泥浆液上返速度较快，效率较高。

    一般反循环工艺适用于填土层、砂层、卵石层和岩层中，但块石、卵石块不得大于钻杆内径的3／4，以免造成钻头或管路堵塞。适宜反循环施工的粗粒砂主要包括卵砾石、碎石、砾砂层等。

    清孔一般有正循环成孔及反循环成孔。正循环清孔一般适用于直径小于800mm的桩孔，当孔底沉渣粒径较大，正循环难以将其带上来时，或长时间清孔难以达到要求时，应采用反循环清孔。

    正、反循环成孔灌注桩在黏土中成孔时，宜选用尖底钻头，中等钻速的钻进方法；在砂土及软土等易塌孔土层中，宜选用平底钻头，低档慢速钻进，泥浆比重应适量加大。在硬质土层或岩层中，易引起钻杆倾斜，成孔时宜低档慢速钻进，必要时，钻具应加导向。

5.6.5  冲击成孔灌注桩施工的关键在于合理确定冲击钻头重量，选择最优悬距、合适的冲击行程和冲击频率，一般冲击钻头重量按冲孔直径每100mm取100kg～140kg，悬距一般可取0.5m～0.8m，冲击行程为0.8m～1.2m，冲击频率宜为40次／min～48次／min。在冲击成孔时应根据土层情况，合理选择参数，勤松绳、少放绳、勤淘渣。

    在各类土层中的冲击成孔操作要点见表8。

表8 冲击成孔操作要点

    大直径桩孔可分级扩孔，第一级桩孔直径宜为设计直径的0.6倍～0.8倍。

    当遇土洞、溶洞时，应先采用注浆、填块石、长护筒等措施对土洞、溶洞进行处理，处理完毕之后再进行冲击成孔等后续施工步骤。

5.6.6  旋挖成孔时利用钻斗与液压力作为钻进压力切削土体，将土体装满钻斗后提升出土。其成桩质量较好，对地层扰动较小，且孔壁上的螺旋纹可提高桩的摩阻力，但其不适用于硬岩层、较致密的卵石层、孤石层等。粉细砂层厚度较大，且泵压地下水较大，沉渣处理较复杂，需更换清渣钻斗，在成孔过程中，不易形成泥皮，护壁能力较差。目前，旋挖钻机最大钻孔直径为3m，钻孔深度达120m。

    旋挖成孔过程中应控制钻斗在孔内的升降速度，速度过快，孔内泥浆将会对孔壁进行冲刷，甚至在提升钻斗时在钻斗下放产生负压，导致塌孔。钻斗升降速度可参考表9。

表9 钻斗升降速度

5.6.7  挤扩支盘灌注桩原理是在普通钻孔桩成孔完成后再挤扩、灌注混凝土，利用桩身不同部位的硬土层设置承力盘及分支，成为多支点摩擦端承桩，改善建(构)筑物的稳定性，抗震性，减小桩基沉降。单桩承载力提高可大大节省投资、工期，但是挤扩支盘桩施工期相对较长，挤扩过程中孔壁泥皮较厚、护壁泥浆控制不好时容易出现塌孔，而且桩端沉渣较厚，清孔不满足要求后承载力也会降低。根据成孔工艺，可采用泥浆护壁成孔、干作业成孔、水泥注浆护壁成孔、重锤捣扩成孔方法。

    (1)泥浆护壁成孔工艺：当地下水位较高时，一般采用泥浆护壁成孔，根据地质情况选择持力层设置分支及承力盘，下入液压挤扩支盘成型机，操作弓压臂(承力板)挤出、收回、反复转角、经多次挤压成盘，再由上至下或由下至上完成挤扩多个支盘的作业，之后安放钢筋笼、清孔、灌注混凝土成桩。

    (2)干作业成孔工艺：当地下水位较低时，水位以上采用螺旋钻机进行干作业成孔后，下入挤扩支盘机，按设计支盘位尺寸进行挤扩作业、下钢筋笼、灌注混凝土；

    (3)水泥注浆护壁成孔工艺：干砂成桩时，孔壁易坍塌，成盘作业无法进行，此时应采用灌注水泥浆工艺稳住孔壁后，再挤扩成盘。

    (4)重锤捣扩成孔工艺：浅层软土分布区利用浅部可塑黏性土层为依托，在管内用重锤冲捣将材料挤入孔壁到设计厚度后，放入支盘机，按设计盘位尺寸再挤扩成盘，下钢筋笼、灌注混凝土成桩。该法可以大量节约材料和投资，用于不受噪音和振动限制的场区。

    支盘机最初张开所需压力应根据土层、试成孔数据及经验确定，压力表读数不应小于0.8倍的预估压力值，当压力值相差较大时，应根据情况对盘位进行适当调整。

    在灌注混凝土前应进行二次清孔，二次清孔的质量直接影响挤扩支盘桩的承载力，必要时可采用后注浆技术提高桩端承载力。

5.6.8  与常规等截面桩相比，扩底桩施工工艺更加复杂，施工质量、扩底形状与扩底所处土层等都有较大的关系，因此应强调试成孔的重要性及施工过程中的控制与检测。

    桩身直孔段成孔完毕至扩底段钻进完毕时间间隔较长，泥浆中的悬浮颗粒会大量沉淀，扩底成孔中也会产生新的颗粒，因此应增加一次清孔。

5.6.14  钢筋笼接头应符合现行行业标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18以及《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107的规定，焊接接头在同一截面上的接头数量不应大于主筋总数的50％。机械接头接头百分率，Ⅱ级接头不应大于50％，Ⅰ级接头不受限制。接头应相互错开，错开距离为35倍的主筋直径。对于Ⅰ级接头和Ⅱ级接头的定义，现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107中Ⅰ级接头定义为：接头抗拉强度不小于被连接钢筋实际抗拉强度或1.1倍的钢筋抗拉强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。Ⅱ级接头定义为：接头抗拉强度不小于被连接钢筋屈服强度标准值，并具有高延性及反复拉压性能。

    钢筋笼主筋间距不应过密，否则影响灌注时混凝土的流动，导致混凝土难以进入钢筋笼外围空间，影响保护层质量。

5.6.16  由于水下灌注的混凝土实际桩身强度会比混凝土标准试块强度等级低，在设计图纸未注明水下混凝土强度等级时，试配时应提高等级，在无试验依据的情况下，水下混凝土配制的标准试块强度等级应提高，提高强度等级可参照表10。

表10 水下混凝土强度等级对照表

5.6.17  导管管径应与桩径匹配，桩径小而管径大容易造成顶管，钢筋笼上拱。桩径大而管径小，将增加混凝土浇筑时间。对于小于800的桩，导管内径宜为200mm；800～1500的桩，导管内径宜为250mm，大于1500的桩，导管内径宜为300mm。

5.6.18  混凝土初灌量是水下混凝土施工的关键，通过积聚一定量的混凝土积蓄的能量将导管内泥浆逼出，实现水下封底，并保证封底后导管外泥浆不会进入混凝土内。

5.6.19  本条规定是为了将隔水栓顺利排出。

5.6.20  水下混凝土浇筑时，导管埋入深度对成桩质量影响较大，导管埋入较深会发生因顶升阻力加大而产生局部夹泥，或因混凝土泛出阻力较大，上部混凝土长时间不流动，造成灌注不畅。埋入过浅会发生将导管拔出混凝土面，或发生新灌入混凝土冲翻顶面，造成夹泥断桩等事故。

    桩顶设计标高以上混凝土预留长度与桩身、地质条件、施工工艺以及施工过程中的控制等有关。

5.6.22  灌注桩在浇筑时，孔底处会留有松软沉淀物，影响桩基承载力，桩端及桩侧后注浆工艺原理是灌注桩成桩后，桩身混凝土达到一定强度时，浆液在一定的压力作用下，通过预埋在桩身中的注浆管和桩端桩侧注浆器向周围扩散，同时沿桩身上泛，浆液中矿物与水发生水解及水化反应，通过渗透、劈裂和挤密作用，固化桩端沉渣，加固桩侧土体，改善土体性质及泥皮性质，由此改善桩端及改变桩侧土体的受力特性，从而提高桩端阻力和桩侧阻力，达到提高钻孔灌注桩的承载力和减少桩身的沉降量的效果。

    后注浆技术对提高灌注桩竖向承载力和减小离散性效果显著，尤其是对桩端进入密实粉土及粉细砂层的桩。在施工前，应进行注浆工艺试验，通过试验确定合理的注浆压力和注浆速度等工艺参数。

    后注浆地基土极限承载力的确定应以静载荷试验结果为依据，不宜直接以预估方法得到的结果作为最终设计依据。

5.6.23  注浆管内径宜为25mm，当注浆管作为声测管时，管径应满足声测要求。注浆管数量主要应考虑注浆分布均匀性及注浆管开通的情况，保证其可靠性。其中最关键的在于注浆器是否能开通，能否保证注浆管路的通畅，因此应尽可能采用可靠性高的注浆器，保证注浆成功率。

    为保证桩端后注浆浆液尽可能分布于桩端附近土体，注浆器应进入桩端以下土层一定深度。

    在一般土层中，注浆管做成竖直向，在岩层中为了避免注浆管在插入槽底之后损坏，宜做成水平的。

5.6.24  当注浆压力达不到条文所述要求时应采取间歇式注浆工艺。

    后注浆工艺流程为：灌注桩成孔完成后，注浆管随钢筋笼同时下放，注浆管与钢筋笼采用钢丝固定，注浆管下放时须进行注水试验，严防漏水。桩端注浆管底标高设置要求管端注浆器插入桩端持力层0.2m～0.5m，顶端位置宜高出地面0.2m，注浆管上口须用堵头封闭。混凝土浇筑后7h～8h进行清水开塞，起到压通注浆管路及检查注浆管路状况的作用，当压水压力出现瞬间归零时，应视为开塞成功。开塞的时间应把握准确，过早会对桩身混凝土产生破坏，过晚则会降低开塞成功率。在灌注桩桩体混凝土强度达到70％时，开始注浆。

    另外，在一些地区也采用桩底抛石压浆的技术，在成孔时按设计标高超钻0.2m～0.3m，钢筋笼绑扎注浆管并安装到位，随后抛入0.2m～0.3m的碎石，粒径约为20mm～40mm。在桩身混凝土灌注完成，达到设计强度70％～80％的强度后，进行桩底注浆，对孔底土层进行加固，提高桩基承载力。

    浆液水灰比将影响注浆有效性，水灰比过大将降低注浆有效性，过小则增大注浆阻力，降低可注性。水灰比的选择应根据土的饱和度、渗透性确定，结合工程经验给出上述数据。当浆液水灰比不大于0.5时，加入减水剂等外加剂，可增加浆液流动性及对土体的增强效应。