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01.简介
灌注桩是在设计好的桩位上直接开孔，截面为圆形。孔洞成型后，在孔洞内放置钢筋笼，浇筑混凝土。
由于施工时无振动、不挤压土体、噪音小、适合在建筑密集的城区使用等优点，灌注桩在施工中得到广泛应用。
灌注桩按其成孔方式不同可分为机钻灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩和爆扩灌注桩。 .
机械钻孔桩
是指用钻孔机钻出桩孔，在孔内浇注混凝土（或先在孔内挂钢筋笼）而形成的桩。根据钻机钻头是否在土壤含水层中施工，可分为挡泥成孔和干作业成孔两种方法。
(1)泥浆挡墙现浇桩施工工艺：测桩位→埋套管→配泥浆→成孔→清孔→下钢筋笼→水下浇注混凝土。
(2)干作业灌注桩施工工艺流程：测量桩位→钻孔→清孔→下钢筋笼→浇注混凝土。
输电线路基础多用于水塘、淤泥和低洼处，采用机械钻孔灌注桩和人工挖孔。机械钻孔灌注桩施工中普遍使用的钻机有GPS旋挖钻机、旋挖钻机、冲击钻机和YT三角架钻机。
02. 技术状况
2.1 GPS旋挖钻机
GPS旋挖钻机，成孔原理是利用合金钢钻头研磨地层，通过泥浆循环将地面土石排出孔外，成孔效率较好。
GPS-15的重量约为8T。
▲ GPS旋挖钻机
2.2 旋挖机
旋挖机，目前比较先进的钻机，具有自动平衡定位。它通过钻头将渣土挖入料斗，通过收缩钻杆将料斗中的渣土直接倾倒出孔，成孔效率高。
它的自重在32T以上。
▲旋挖机
2.3 冲击钻
冲击钻机的工作原理是用重锤将鹅卵石击碎，然后通过排渣法形成孔洞。冲击钻机成孔效率低，冲击时振动大，对相邻桩孔影响大。
自重约7T。
▲冲击钻
2.4 YT三角架钻机
三角架钻机由三角架本体、转台、传动轴等部件组成，采用机械传动和转台结构。
重量约为3T。
▲三脚架
2.5 钻机选型分析
GPS旋挖钻机、旋挖机、冲击钻机重量大、拆装困难，难以进入泥泞地区施工现场。他们经常需要修路或加围堰才能进入工地。
面对这种情况，只有减轻钻机重量，采用新型可拆式、便于运输的施工平台，才能满足这种地形的施工需要。三脚架钻机以其散装组合、拆装性强、重量轻、运输搬迁方便等特点，可满足此类土地施工的要求，与脚手架配套使用。
台式钻机性能对比分析
03.技术原理
在沼泽地区，采用三脚架钻机与作业平台相结合的技术进行灌注桩施工。流程图如下：
▲ 流程图
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3.1 桩位的确定
根据设计图纸进行分坑测量，沿水平线设置方向桩和标高控制桩。调查沼泽区的地理情况，即测量淤泥层厚度、当前水位高度、桩位到岸边的距离。
提示：实测水位需考虑水位最大可达高度，可向当地居民求证。
▲ 测量
测量这三个数据的目的是为了获得现场的第一手资料，从而计算出所需钢管脚手架的长度、高度和数量，也可以提前确定套管的高度。
测量泥层厚度可以确定在泥浆中架设的套管和钢管需要穿入泥层的最小值，进而根据水位高度得出套管和钢管的最终高度.
测量桩位到岸边的距离；可以先确定通道所需的钢管数量，再考虑桩基根部开口尺寸和后续塔架组装所需的操作平台尺寸，计算出最终的钢管供应量。
3.2 脚手架搭建
确定脚手架所用钢管的直径（目前市场上有φ48和φ51两种规格的钢管）。施工前需明确架体承重，然后根据承重吨位搭建脚手架密度（水平距离一般为1.2-1.5m，垂直距离一般为1.2- 1.5m.距离为1.2～2m)，然后实施脚手架。
▲脚手架搭建俯视图
▲脚手架搭建主视图
▲池塘脚手架搭建后效果图
3.3 脚手架平台
根据承重吨位和运输方便的要求，铺设材料一般选用竹耙或木板进行施工。本课件以木板为例，在脚手架平台上铺设50mm厚、2-3m长的脚手架平台。木板。
▲ 铺设木板效果图
3.4 脚手架承重试验
承重试验是对架设好的脚手架主体的主要承重部位进行的。承重部分是三脚架钻机钻头、沙子、石头、水泥等材料堆放的地方。
▲承重测试采用叠袋方式
3.5 安装三脚架
选定的三脚架钻机分为各种单元。要求拆卸后的机组最便于运输。人工将零件运送到桩基，然后将三脚架钻机组装集成，然后将钻机架设到待钻孔位置。钻机中心与桩基中心的偏差不得超过50mm；钻杆中心偏差控制在20mm以内。钻机底座底部垫有木头，钻杆用扶正器固定，保证钻机对中后不动。安装钻机时，应将机器调平，
▲组装架设好的三脚架钻机
3.6 套管预埋
套管埋设在待钻桩处，套管埋入固体土层的深度不小于0.5m。该值为不包括粉砂层厚度的计算值。如果有淤泥层，需要加上淤泥层的厚度得到最终值。套管高度高于水面0.3m，套管内径比钻头直径大2m。立柱模板采用钢模板（水密），套管与钢模板之间的区域作为循环浆池。
3.7 钢模板制作
钢模板一般采用4-8mm钢板制作，使用旋挖钻机时其直径应比钻头直径大100mm。
钢模板位置应正确埋设，钢模板与坑壁之间的缝隙用粘土填平。钢模板中心与桩位中心的偏差不应大于50mm；单桩基础钢模板偏差应满足验收规范中整体基础尺寸允许偏差的规定。
钢模板埋入深度在粘土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m，并保持孔内泥面高于地下水位1m以上。受河流水位影响的桩基工程，应严格控制套管内外水位差。
3.8 制浆
技术指标为：
胶体率不低于95%，
含砂率不大于4%，
制浆能力不低于2.5L/kg。
野外应选择具有以下特点的粘土：自然风干后，用手不易破碎；干土破碎后棱角分明；用刀切割后表面光滑，颜色深；泡水后有粘稠感，拌成泥块后很容易揉成直径1mm的细长泥条。
制浆的性能和技术指标一般由泥浆密度、粘度、含砂量和胶体率等四项指标决定。调整钻井泥浆时，根据钻井方法、地质条件和桩身本身条件选择不同的泥浆性能指标。
3.9 钻孔
为使钻孔直立，防止孔径扩大，钻头回转应平稳，钻杆垂直钻进，无摇摆，即钻杆应尽可能在受拉状态下工作.
在软土层钻进时，应根据泥浆供应量控制钻进速度；在硬土层中，钻进速度应以钻机不跳动为准。
钻一段钻杆时，先停止转盘转动，然后将钻头抬升至孔底200-300mm，继续使用反循环系统对孔底进行排液，然后连接钻杆继续钻进。钻杆连接应拧紧牢固，防止螺栓、螺母、旋松工具等掉入坑内。
在钻孔过程中，应及时校正钻机的钻杆，确保孔不倾斜。泥浆粘度应符合设计要求，钻孔水位必须高于地下水位1.5m。若套管周围有斜孔、塌孔、泥浆等情况，应停止钻进，采取措施后再继续钻进。
3.10 清孔
在一般地质条件下，旋挖钻机清孔宜优先采用反循环系统。只有在淤泥层和淤泥地质条件下才能采用正循环系统清孔。
正循环系统清洗孔洞一般需要2小时以上；用反循环系统清洗孔洞一般需要20分钟左右。当孔内泥浆密度
钢筋笼降下后，必须再次清理孔洞。泥浆密度不超过1.15×103kg/m?，端承桩桩底泥沙厚度不超过100mm，摩擦桩不超过300mm。清孔时严禁将残留废水直接排入池内，必须通过管道外送处理。
清孔后，必须将钻杆稍稍上提，使其空转机械挖孔桩，启动泥浆循环系统，排出孔内泥沙。清孔取样应选择在距孔底500mm以内，并要求泥浆密度
3.11 钢筋笼制作与吊装
钢筋笼应按设计长度和提升机起升高度分段成型。一般第一节可做成衣架高度的1.2～1.5倍，后面几节宜做衣架高度的0.8倍。
钢筋笼的接头应采用电焊机在开孔处对焊，焊接时间不超过2.5小时。主筋的接头应对齐，同一截面的接头数量不应超过50%。应先点焊，后施焊，待接头自然冷却后吊入孔内。
吊装前应检查钢筋笼的强度，防止钢筋笼变形。吊装钢筋笼入孔时，应避免与套管和孔壁发生碰撞。
吊装时，钢筋笼轴线应与桩孔轴线重合。
钢筋
钢筋质量必须符合设计图纸要求，钢材牌号和规格必须符合图纸要求，表面不得有折叠、裂纹、划伤、疤痕、麻点、和分层。每批钢材应有出厂合格证和材料检测报告，对成批采购的钢材应抽样检测。
各种规格钢筋每60t为一个检验批，送样检验一次。检查必须有监理人员在场见证。验收不合格的，不得在项目中投入使用。
焊条
钢筋焊接使用的焊条型号有E43、E50等，必须严格按照施工图要求的型号选择焊条型号。E43型焊条用于I级钢筋的焊接，E50型焊条用于II级钢筋的焊接。各种电极必须有出厂合格证，使用前应进行外观检查。选用的焊条应与焊接钢筋的强度和强度相匹配。性能相同，受潮的电极必须进行加工，工艺性能试验合格后方可使用，焊料剥落不准使用。
▲钢筋笼挂图
钢筋笼焊接严密，定位准确，防止钢筋笼定位不准，导致钢筋保护层厚度达不到设计要求。通常采用预制滑块覆盖钢筋。见下文
▲预制滑块安装定位
3.12 浇筑混凝土
待钢筋笼吊装完毕，隐蔽工程验收合格后，方可浇筑水下混凝土。
混凝土材料（砂、石、水泥、水）质量应符合混凝土验收规范要求，数量充足。
水下混凝土的配合比必须按照试验给定的配合比，严格控制砂、石、水泥的用量，混凝土具有良好的和易性，坍落度控制在180- 220 毫米。
使用的防水塞或防水球应具有良好的防水性能，以便排水顺畅。
▲坍落度检测
水泥
地基使用的水泥需经检验符合工程混凝土水泥的使用要求。外购水泥出厂时应保证出厂强度等级，各项技术应符合设计要求。购进的水泥在使用前必须取样复检。复验不合格的，不得在项目中投入使用。水泥出厂超过三个月，或者未超过三个月，但贮存不好的，必须进行检验，合格后方可使用。库存水泥堆放高度不超过10袋，并垫有防潮板。在存放过程中，袋子必须每月翻转一次。因贮藏不当受潮结块时，必须进行检查，合格后方可使用。水泥生产厂家或标签发生变化时，必须重新检验。
每200t水泥为一批，送样检验一次，检验必须有监理人员现场见证。
沙
严禁使用海砂和其他咸水砂作为混凝土中使用的轻骨料。对于砂子，必须从现场取样并通过试验，才能用作工程混凝土中的轻骨料。砂的平均粒径采用大于0.5mm的中粗砂。选砂时，要求所选砂的含泥量不超过5%，含泥量不超过1%，平均粒径必须符合上述要求。
砂每600t为一批，检验须有监理人员现场见证，取样检验。验收不合格的，不得在项目中投入使用。
碎石
选用的粗骨料为碎石，现场取样并进行检测鉴定，检测合格后方可作为本工程混凝土的粗骨料。现浇地基所用碎石粒度为20-40mm。选用本工程所用碎石时，选用的碎石必须符合以下要求：
(1) 砾石中针状、片状颗粒含量应小于25%，含泥量应小于2%，含泥量应小于0.7%。
(2)碎石的强度不应低于混凝土强度的1.5～2倍。石头要干净，不允许有泥土。使用前应用清水清洗外层土壤。
每600t碎石为一批，检验必须有监理人员现场见证，取样检验。验收不合格的，不得在项目中投入使用。
水
混凝土浇筑和基础养护用水应符合下列规定：
⑴ 饮用水和干净的河水不需检测，仅目测即可。水中不应含有影响水泥正常凝结硬化的油脂、有害杂质和糖类。
⑵ 污水和pH值小于4的酸性水和硫酸盐含量超过水重1%的水不得使用。
(3)若水质难以判断，应取样送专业实验室检测，以免影响混凝土质量。
⑷ 不要使用海水。
要求导管密封、气密、平直。导管壁厚不应小于3mm，直径应为200-250mm，底管长度不应小于4m，导管接头宜采用法兰或双螺纹方扣快速连接器。吊装导管时，不得卡住钢筋笼。为此，可以提供保护性三角形加强筋或锥形法兰罩。
为保证止水塞排水顺畅，导管底部距孔底的距离应为300-500mm；当桩径小于600mm时，导管底部至孔底的距离可适当加大。
初浇混凝土应有足够的混凝土储备，混凝土浇筑过程不能中断，使导管下端可一次埋入混凝土0.8-1.2m深。初浇混凝土所需的最低混凝土用量应经计算确定。
混凝土的初浇量是水下浇筑混凝土的关键，其成功的标志是浇筑混凝土后管道内无泥水。
加压水冲洗成功后，应继续从导管向孔内浇注混凝土。随着混凝土的上升，导管应适当提升和拆除。起吊管道时，根据现浇桩基础施工规范要求，管道应埋入混凝土2-3m，根据施工经验，以1.5-2m为宜，管子严禁吊出混凝土表面。
在混凝土浇筑过程中，每拆除一段导管，同时计算桩径。应指定专人测量管道埋深和管道内外混凝土面高差，并填写水下混凝土浇筑记录。水下混凝土必须连续施工，吊管间隔时间不得超过初凝混凝土的初凝时间，浇筑过程中出现的所有故障均应记录在案。
3.13 浇注注意事项
一个。保持运营的连续性，并采取措施防止停电、暴雨和机械故障；
b. 严格按设计配比测量，经常检查混凝土坍落度；
▲浇筑施工
C。浇筑过程中，应有专职质检员值班，经常检查孔深和混凝土深度，认真填写记录；
d. 导管应“轻缓起吊”，经常检查导管是否在钻孔中心，否则应及时校正，防止导管挂在钢筋笼上。
▲浇筑施工
3.14地脚螺栓的安装
桩身混凝土浇筑至距基柱顶面1900mm时停止浇筑，用清渣滤清器清除浮浆，拆下漏斗，拆下钻机，撑起柱模并找正。
▲ 导管取出示意图
将地脚螺栓放入柱中。地脚螺栓要用固定支架牢固地固定在柱模板上，并保证地脚螺栓位于柱子的中心。同时检查基础根部开口、地脚螺栓小根部开口、地脚螺栓外露高度、地脚螺栓偏心等基础尺寸；二次浇筑时间控制在混凝土初凝前2小时。
3.15 维护
①混凝土应在浇筑后12小时内进行覆盖和保湿；
②混凝土浇水养护时间：掺硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥的混凝土，不少于7天；混凝土，不少于14d。
③混凝土强度未达1.2N/mm?前，不得踩踏。
注意事项：日平均气温低于5℃时不宜浇水。
3.16 拆模
混凝土强度不低于自身强度的75%时方可拆除。拆模前应通知监理工程师和项目部安全质量人员到现场检查外观质量。拆模时，严禁碰撞地脚螺栓，以防松动。
▲拆除后的桩基
施工中常见的质量问题有钻斜、缩孔、孔壁坍塌等。
如何处理斜孔。为查明井斜的位置和程度机械挖孔桩，一般可在井斜处上下悬挂钻头反复扫孔，使孔变直。
如果斜度严重，应在斜度上方用砾石或混有岩石的粘土回填孔眼，待密实后重新钻孔。
缩孔处理法。当塑料土层遇水膨胀引起缩孔粘连时，应反复上下扫孔；如因钻头磨损严重导致钻孔小于桩径，应先焊补钻头再扫孔。
防止孔壁塌陷的方法：
(1)在松散砂或流砂中钻进，应控制进尺，选用密度、粘度、胶体率较高的优质泥浆。
(2)将套管底部埋入粘土或粉质粘土中0.5m以上。应根据地质条件选择成孔速度。
(3)地下水位发生变化时，应采取加高套管、增加水头或接虹吸管等措施。
⑷钢筋笼捆扎吊装时，应对准孔中心，避免与孔壁碰撞。
⑷如出现塌孔，应先查明塌孔位置，在钻孔前将砂粘土混合物填至孔位上方1-2m；如果塌孔严重，应在钻孔前完全回填。
04. 进取与创新
对于沼泽地区的灌注桩，采用三脚架钻机与钢管脚手架平台联合施工的方式。以钻机为主，平台可拆分成更小的结构单元。田间道路的特点。从技术、经济和社会三个方面分析了这一成果的效益。
4.1 技术效益分析
以桩径1.5m的桩基为例，各种钻机所需配置如下：GPS15型旋挖钻机自重8.3T，旋挖机1台，自重超过32T，自重7T的冲击钻机。
三脚架钻机YT400自重仅3.2T，三脚架钻机可拆卸，通过脚手架平台人力将配件运送至施工现场。其他钻机无法通过搭建的简易脚手架平台到达。只能通过铺设更高的承重脚手架或坚硬的道路才能到达。
4.2 经济效益分析
仍以桩径为1.5m的桩基为例，桩基位于池塘中，距离岸边30m。使用三角架和GPS旋翼机进行对比，可节省成本40200元。见下表对比：
4.3 社会效益分析
三脚架钻机与钢管脚手架平台相结合，不需要额外铺设进场道路，在淤泥中占地少，更好地获得当地政府和村民的支持，更快地完成施工过程，减少各种环境污染。
500kVXX线28座拉线塔改造工程全线28座拉线塔全部改造。本工程共设9座现浇桩基础。现浇桩基础经过的地段，4个基础位于蟹塘内，其余5个基础位于蟹塘内平地。很难在国内运到杆位。如果使用大型钻机进场，需要在蟹塘铺设道路，土建协调难度很大。
例如，按照常规的路面铺设施工方式，每个基塔场地的永久占地、临时占地、池塘占地，需要数十万元的民事赔偿。考虑到修建临时路面所需的材料和人工成本，基建投资将更高。大的。
因此，经过实际勘察论证，采用三脚架钻机与钢管脚手架平台相结合的施工方式。这个问题一下子就解决了，节省了不少成本。在确保施工安全和质量的同时，工期按时完成。
本工程于2010年12月竣工，经回访反馈，500kVXX线路28座电缆塔改造工程基础状况良好。
05.工程应用分析
500kVXX线28座拉线塔改造工程全线28座拉线塔全部改造。本工程共设9座现浇桩基础。现浇桩基础经过的地段，4个基础位于蟹塘内，其余5个基础位于蟹塘内平地。很难在国内运到杆位。如果使用大型钻机进场，需要在蟹塘铺设道路，土建协调难度很大。
例如，按照常规的路面铺设施工方式，每个基塔场地的永久占地、临时占地、池塘占地，需要数十万元的民事赔偿。考虑到修建临时路面所需的材料和人工成本，基建投资将更高。大的。
因此，经过实际勘察论证，采用三脚架钻机与钢管脚手架平台相结合的施工方式。这个问题一下子就解决了，节省了不少成本。在确保施工安全和质量的同时，工期按时完成。
本工程于2010年12月竣工，经回访反馈，500kVXX线路28座电缆塔改造工程基础状况良好。
06.技术发展趋势
该成果可以满足大部分沼泽地区灌注桩施工的需要，但由于三脚架钻机本身性能的限制，该成果也存在一定的局限性。
局限性：三脚架钻机的适用条件比较狭窄。适用于粘土、粉土、中粗砂等土壤。它也可以用于沙子和卵石含量低于 20% 的土壤。例如，当地质为岩层时，则无法完成钻孔施工，需要更换钻机才能满足施工要求。
因此，进场前需要对泥浆中的灌注桩进行地质复核，以便在地质与图纸相符的情况下，合理布置施工机械。
下一步将对三脚架钻机的设备进行升级改造，使其能够满足各种地质的钻孔要求，解决所有泥浆灌注桩施工成本过高、工期长的问题。领域。
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