灌注桩(cast–in–situ concrete pile)

在现场桩位上，使用人工、机械或炸药在地层中排土、取土成孔，灌注混凝土而成的桩亦称就地现浇混凝土桩。灌注桩通常为实心圆形断面，有时将桩身底部扩成大头，可以提高桩的承载力。使用机械扩孔器、炸药爆扩或在下沉的钢管内用吊锤夯击管底混凝土等方法，可以扩大桩身底部断面尺寸。灌注桩的施工内容包括成孔、清孔、桩身配筋、浇注混凝土等。

成孔   有钻孔法、冲孔法、沉管法、爆孔法和人工挖孔法。

钻孔法   使用螺旋式钻孔机在地层中取土成桩孔的方法。适用于地下水位较深的一般粘性土地层。在地下水位较浅的软土地层，可使用潜水式钻孔机或装有螺旋钻的冲抓式冲孔机钻进取土成桩孔。为保持孔壁的稳定钻孔时需用泥浆进行护壁。

冲孔法   使用冲抓式冲孔机在地层中取土成桩孔的方法。适用于土石混合地层、卵石或岩石地层。当钻头偏打时，应向钻孔中投入石块后重新钻进。当钻头卡住时，应在钻头一侧放置小型炸药包，引爆后使钻头松动。

沉管法   使用振动式沉桩机、落锤或汽锤将底端有单向活门的钢制桩管沉入地层中排土成桩孔的方法，适用于砂土和软土地层，成孔后用拔桩机将桩管拔出。锤击沉管时宜采用退打法，振动沉管时可采用单打法、反插法或复打法。单打法适用于含水量小的土层，反插法和复打法适用于饱和土层。采用反插法时，灌满混凝土的桩管应先振动后再拔管，每次拔管0.5～1.0m，反插0.3～0.5m，拔管速度应小于0.5m／min。在桩尖处1.5m范围内，宜多次反插，以扩大桩尖处的桩孔断面。全复打时桩的入土深度接近原桩长度，局部复打时桩的入土深度要超过折断或缩颈区1m以上。

爆孔法   使用硝铵炸药或其他安全炸药引爆后成桩孔的方法，分药眼法和药管法，适用于地下水位较深的粘性土和人工填土地层。(1)药眼法。将直径为1.5～3.0cm的钢钎打入地层后拔出，在地层中形成孔眼(药眼)，将炸药和电雷管装入药眼内，引爆后药眼扩大而成桩孔，此法适用于含水量小于22％的地层。(2)药管法。用钻机在地层中挖出直径为6～8cm的孔洞，将直径为1.5～3.0cm的炸药管和电雷管放入孔洞内，引爆后孔洞扩大而成孔。此法适用于含水量较大的地层。

人工挖孔法   人工在地层中挖土成桩孔的方法。此法适用于地下水位较深的一般土层，不适用于粉细砂、有层压水和潜流的地层。成孔遇到硬层时，可用风镐或松动爆破法掘进。开挖时应安装护壁模板，开挖过程中遇到流砂和流动性淤泥时，可采用钢护筒或降水方法处理。作业时，桩孔内应有照明和送风设施。

清孔   成孔后的孔底沉渣或浮土清理工作。采用螺旋钻孔机成孔时，成孔后应用夯锤将孔底浮土夯实；采用冲抓式冲孔机成孔时，成孔后应继续换浆，用反循环法或用特制勺斗清渣；在地下水位较浅的软土地层，采用潜水式钻孔机或装有螺旋钻的冲抓式冲孔机钻进取土成孔时，钻渣可用压力水将其冲成泥浆后排出。浮土和钻渣的厚度可用沉渣测定仪测出。

桩身配筋   桩承受偏心荷载或水平荷载时，桩身全长配筋；桩只承受垂直荷载时，桩身仅顶部配筋，桩身应与承台牢固联结。

浇注混凝土   混凝土落距大于2m时，应使用吊桶或溜槽浇注，以防混凝土产生离析。桩孔内的地下水或渗水量大于1m³／h时，应采用水下浇注混凝土。采用锤击法下沉桩管时，仅顶部配筋的桩身混凝土可一次浇注至桩顶；全长配筋的桩身混凝土，第一次可浇注至孔底，待桩管内放入钢筋笼后再浇注至桩顶。采用振动法下沉桩管时，桩管灌满混凝土后，应先振动5～10s，然后再拔出桩管，边振边拔，每拔起0.5～1.0m后停拔，振动5～10s，如此反复直至桩管全部拔出。拔管速度一般土层为1.2～1.5m／min，软土层为0.6～0.8m／min。

成孔机械   常用的成孔机械有螺旋式钻孔机，潜水式钻孔机和冲抓式冲孔机。这些机械以履带式挖掘机或起重机的底盘为底架，其上设置龙门导杆，以支承钻具和引导钻孔方向。挖掘机和起重机的发动机作为钻孔机的动力装置。沉管成孔法所用的振动沉桩机、落锤和汽锤见预制桩。

螺旋式钻孔机   适用于民用和小型工业建筑的取土成孔。此机利用螺旋钻杆钻孔，螺旋钻杆通过上、下导架支承于桩架导杆上，其上端装有驱动螺杆钻进的动力头，下端装有硬质合金刀刃的钻头，作业时钻渣沿螺杆导槽自动排出。此外，还有冻土钻孔机和短螺旋钻孔机。

潜水式钻孔机   适用于地下水位较浅的软土地层的桩基取土成孑L。由潜水电动机、行星齿轮减速器和笼式钻头组成。电动机通过减速器驱动5～7个钻头切削土体，压力水沿水管从钻头尖部射出，使钻渣成泥浆排出。此设备简单，无公害、效率高。

冲抓式冲孔机   适用于大型工业建筑和桥梁桩基的取土成孔。由机架、卷扬机和钻抓工具组成。钻抓工具有螺旋钻、抓锥和冲锥，可根据土质不同更换使用。冲锥有一定重量，下端有刀刃，用于冲凿岩石和硬土。冲锥冲击岩石，将岩石破碎后抓石出渣而成孔。冲锥换成螺旋钻时，可在软土地层中钻孔。抓锥形如抓铲，用单索操纵，可抓掘石块和卵石。

展望   灌注桩的使用历史约百年，较预制桩使用历史短得多。20世纪50年代以后，随着城市高层和大型建筑的发展，单桩承载力要求越来越大，最大可达干吨以上。因此，大直径嵌岩桩得到大量应用。随着施工技术的进步，大功率多功能的挖孔、扩孔机械也相继出现，灌注桩的成孔直径可达3m，深度可达70m，基本上可取代沉井式深基础。灌注桩的发展趋向是采用超声波技术和质量跟踪设备监测混凝土桩身质量，研制孔底清渣技术和设备，完善质量保障系统，实现信息全自动化，普及应用护壁泥浆的自动检测和泥水自动分离装置，以重复使用泥浆，彻底解决泥浆污染问题。