作用機理
1、對樁端承載力的影響機理
泥漿的一個重要的作用就是樁底清孔，其目的就是為了防止砂粒在孔中沉澱超過設計規定的厚度。如泥漿不能將孔中的鑽渣清理乾淨，孔底就會有過多的沉澱，形成軟墊層，這樣必然降低樁端承載力，增加沉降，尤其是降低載入初期樁的剛度。
2、對樁側承載力的影響機理
泥漿在循環的過程中，泥漿中的自由水不斷向孔壁滲透，同時泥漿中的土顆粒不斷黏附在孔壁表面上，形成一層比較柔韌的黏土膜，抵抗沖刷介質對孔壁的沖刷，起到穩定孔壁、防止坍塌的作用，隨著鑽孔的加深和循環時間的延長，泥皮也在不斷地加厚。泥皮具有滲透能力差、止水性好、抗剪強度低的特點。其影響了混凝土與樁側土的直接結合，從而降低了混凝土灌注樁的樁側摩阻力，泥皮愈厚，降低程度越大。
3、對樁身自身強度的影響機理
在混凝土灌注階段，性能不好的泥漿的液柱靜切力對混凝土面上升起阻礙作用，容易造成混漿，即樁身混凝土中夾雜泥漿，從而影響樁身混凝土強度。
操作工藝
1．施工平台
（1）場地內無水時，可稍作平整、碾壓以能滿足機械行走移位的要求。
（2）場地為淺水且水流較平緩時，採用築島法施工。樁位處的築島材料優先使用黏土 或砂性土，不宜回填卵石、礫石土，禁止採用大粒徑石塊回填。築島高度應高於最高水位 1.5m，築島面積應按採用的鑽孔機械、混凝土運輸澆築等的要求決定。
（3）場地為深水時，可採用鋼管樁施工平台、雙壁鋼圍堰平台等固定式平台，也可採用浮式施工平台。平台須牢靠穩定，能承受工作時所有靜、動荷載，並能滿足機械施工、人 員操作的空間要求。
2． 護筒
（1）護筒一般由鋼板卷制而成，鋼板厚度視孔徑大小採用4～8mm，護筒內徑宜比設 計樁徑大100 mm，其上部宜開設1～2 個溢流孔。
（2）護筒埋置深度一般情況下，在黏性土中不宜小於lm；砂土中不宜小於1.5m；其高度尚應滿足孔內泥漿面高度的要求。淤泥等軟弱土層應增加護筒埋深；護筒頂面宜高出地 面300mm。
（3）旱地、築島處護筒可採用挖坑埋設法，護筒底部和四周回填黏性土並分層夯實；水域護筒設定應嚴格注意平面位置、豎向傾斜，護筒沉入可採用壓重、振動、錘擊並輔以護 筒內取土的方法。
（4）護筒埋設完畢後，護筒中心豎直線應與樁中心重合，除設計另有規定外，平面允 許誤差為50mm，豎直線傾斜不大於1%。
（5）護筒連線處要求筒內無突出物，應耐拉、壓、不漏水。應根據地下水位漲落影響， 適當調整護筒的高度和深度，必要時應打入不透水層。
調製和使用
鑽孔泥漿的主要性能有泥漿密度、黏度、靜切力、含砂率、膠體率、失水率、酸鹼度和塑性指數等。泥漿的性能指標是鑽孔灌注樁施工的重要工藝指標，每一個性能指標的變化都直接影響到機械鑽速、孔壁穩定、孔內淨化、鑽頭壽命和預防孔內事故等一系列的成孔工藝問題，直接影響孔深、孔徑、垂直度、泥皮厚度和孔底沉渣厚度等，特別對超長大直徑鑽影響更顯著。要充分發揮泥漿的作用，其性能指標的選取非常重要。
在泥漿性能指標中最主要的是密度指標。泥漿密度的大小決定於泥漿中固相物質的含量和固相的密度。而要保證灌注樁成孔過程中不塌孔，應要求泥漿具有適宜的密度。如果泥漿密度過大，雖能維持鑽孔和地層間壓力的平衡，維護孔壁的穩定,加大懸浮鑽碴的能力，但同時也會造成泥漿中無用固相含量較多，
附著在孔壁的泥皮過厚，而且泥皮疏鬆，韌性較低，不但會使鑽孔縮徑，而且會引起孔壁水化崩塌，導致泥皮脫落，致使孔內不能淨化，造成清孔困難。有時還會使泥漿泵產生堵塞，使砼的置換產生困難。況且，泥漿中無用固相含量過高時，也會拖曳鑽頭的鑽進，使得岩屑顆粒重複破碎，導致機械鑽速下降，同時對管材、鑽頭、水泵、葉輪等會產生較大的磨損，降低其使用壽命。如果泥漿密度過小，泥漿護壁就容易失去阻擋孔壁土體坍塌的作用，造成坍孔，也會使清孔困難。
（1）護壁泥漿一般由水、黏土（或膨潤土）和添加劑按一定比例配製而成，可通過機械在泥漿池、鑽孔中攪拌均勻。
（2）泥漿的配置應根據鑽孔的工程地質情況、孔位、鑽機性能、循環方式等確定，調製好的泥漿應滿足要求。
（3）泥漿原料和外加劑的性能要求及需要量計算方法
1）泥漿原料黏性土的性能要求
一般可選用塑性指數大於25，粒徑小於0.074mm 的黏粒含量大於50%的黏性土製漿。當缺少上述性能的黏性土時，可用性能略差的黏性土，並摻入30%的塑性指數大於25 的黏 性土。當採用性能較差的黏性土調製的泥漿其性能指標不符合要求時，可在泥漿中摻入NaCO （俗稱鹼粉或純鹼）、氫氧化鈉（NaOH）或膨潤土粉末，以提高泥漿性能指標。摻 入量與原泥漿性能有關，宜經過試驗決定。一般碳酸鈉的摻入量約為孔中泥漿土量的0.1%～ 0.4%。
2）泥漿原料膨潤土的性能和用量
膨潤土分為鈉質膨潤土和鈣質膨潤土兩種。前者質量較好，大量用於煉鋼、鑄造中，鑽孔泥漿中用量也很大。膨潤土泥漿具有相對密度低、黏度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、 穩定性強、固壁能力高、鑽具迴轉阻力小、鑽進率高、造漿能力大等優點。一般用量為水的 8%，即8kg 的膨潤土可摻100L 的水。對於黏性土地層，用量可降低到3%一5%。較差的 膨潤土用量為水的12%左右。
3）泥漿外加劑及其摻量
a．CMC（Carboxy Methyl Celluose）全名羧甲基纖維素，可增加泥漿黏性，使土層表 面形成薄膜而防護孔壁剝落並有降低失水量的作用。摻入量為膨潤土的0.05%～0.01%。
b．FCI，又稱鐵木質素磺酸鈉鹽，為分散劑，可改善因混雜有土、砂粒、碎、卵石及鹽分等而變質的泥漿性能，可使上述鑽渣等顆粒聚集而加速沉澱，改善護壁泥漿的性能指標， 使其繼續循環使用。摻量為膨潤土的0.1%～0.3%。
c．硝基腐殖碳酸鈉（簡稱煤鹼劑）分散劑，其作用與FCI 相似。它具有很強的吸附能力，在黏性土表面形成結構性溶劑水化膜，防止自由水滲透，能使失水量降低，使黏度增加，
若摻入量少，可使黏度不上升，具有部分稀釋作用，摻用量與FCI 相同。兩種分散劑可任 選一種。
d．碳酸鈉（Na2CO3）又稱鹼粉或純鹼。它的作用可使pH 值增大到10。泥漿中pH 值
過小時，黏土顆粒難於分解，黏度降低，失水量增加，流動性降低；小於7 時，還會使鑽具 受到腐蝕；若pH 值過大，則泥漿將滲透到孔壁的黏土中，使孔壁表面軟化，黏土顆粒之間 凝聚力減弱，造成裂解而使孔壁坍塌。pH 值以8～10 為宜，這時可增加水化膜厚度，提高 泥漿的膠體率和穩定性，降低失水量。摻入量為膨潤土的0.3%～0.5%。
e．PHP，即聚丙烯醯胺絮凝劑。它的作用為，在泥漿循環中能清除劣質鑽屑，保存造
漿的膨潤土粒；它具有低固相、低相對密度、低失水、低礦化、泥漿觸變性能強等特點。摻 入量為孔內泥漿的0.003%。
f．重晶石細粉（BaSO4），可將泥漿的相對密度增加到2.0～2.2，提高泥漿護壁作用。 為提高摻入重晶粉後泥漿的穩定性，降低其失水性，可同時摻入0.1%～0.3%的氫氧化鈉 （NaOH）和0.2%～0.3%的橡膠粉。摻入上述兩種外加劑後，最適用於膨脹的黏質塑性土 層和泥質頁岩土層。重晶石粉摻量根據原泥漿相對密度和土質情況檢驗決定。
g．紙漿、乾鋸末、石棉等纖維質物質，其摻量為水量的1%～2%，其作用是防止滲水 並提高泥漿循環效果。
以上各種外加劑摻入量，宜先做試配，試驗其摻入外加劑後的泥漿性能指標是否有所改 善，並符合要求。各種外加劑宜先製成小劑量溶劑，按循環周期均勻加入，並及時測定泥漿性能指標，防 止摻入外加劑過量。每循環周期相對密度差不宜超過0.01。
4）調製泥漿的原料用量計算
在黏性土層中鑽孔，鑽孔前只需調製不多的泥漿。以後可在鑽進過程中，利用地層黏性 土造漿、補漿。在砂類土、礫石土和卵石土中鑽孔時，鑽孔前應備足造漿原料，其數量可按如下公式計算：
m=Vρ= (ρ－ρ) ×ρ·V/ (ρ～ρ)
式中
m——造泥漿所需原料的總質量（t）；
V——造泥漿所需原料的總體積（m ） ；
V--泥漿的總體積（m ）；
ρ--原料的密度（t/m ）；
ρ——要求的泥漿密度（t/m ）；
ρ——水的密度，取ρ=1t/m 。
若造成的泥漿的黏度為20~22時，則各種原料造漿能力為：黃土膠泥1~3m /t ，白土、陶土、高領土3.5~8m /t，次膨潤土為9m /t，膨潤土為15m /t。
技術指標
（1）比重（亦稱相對密度）：1.1～1.3；
（2）粘度：一般地層為16~22秒：鬆散易坍地層為19～28秒；
（3）含砂率：新制泥漿不宜大於4%；
（4）膠體率：不應小於95%；
（5）PH值應大於6.5。
性能指標測定方法
①相對密度ρx：可用泥漿相對密度計測定。將要量測的泥漿注滿泥漿杯，加蓋並洗淨從小孔溢出的泥漿，然後置於支架上，移動游碼，使槓桿呈水平狀態（即氣泡處於中央），讀出遊碼左測所示刻度，即為泥漿的相對密度。
②粘度η（s）：工地用標準漏斗粘度計測定。用兩端開口量杯分別量取200ml和500ml泥漿，通過濾網去大砂礫後，將泥漿700ml均注入漏斗，然後使泥漿從漏斗流出，流滿500ml量杯所需時間（s），即為所測泥漿的粘度。
校正方法：漏斗中注入700ml清水，流出500ml，所需時間應是15s，如偏差超過±1s，則量測泥漿粘度時應校正。
③含砂率（%）：工地用含砂率計測定。量測時，把調製好的泥漿50ml倒進含砂率計，然後再倒450ml清水，將儀器口塞緊，搖動1min，使泥漿與水混合均勻，再將儀器豎直靜放3min，儀器下端沉澱物的體積（由儀器上刻度讀出）乘2就是含砂率（%）。（有一種大型的含砂率計，容積1000ml，從刻度讀出的數不乘2即為含砂率）。
④膠體率（%）：亦稱穩定率，它是泥漿中土粒保持懸浮狀態的性能。測定方法：可將100ml的泥漿放入乾淨量杯中，用玻璃板蓋上，靜置24h後，量杯上部的泥漿可能澄清為透明的水，量杯底部可能有沉澱物。以100-（水+沉澱物）體積即等於膠體率。
⑤失水量（ml/30min）和泥皮厚（mm）：用一張120㎜×120㎜的濾紙，置於水平玻璃板上，中央畫一直徑30㎜的圓圈，將2ml的泥漿滴於圓圈中心，30min後，量算濕潤圓圈的平均半徑減去泥漿坍平成為泥餅的平均半徑（㎜）即失水量，算出的結果（㎜）值代表失水量，單位：ml/min。在濾紙上量出泥餅厚度（㎜）即為泥皮厚。泥皮愈平坦、愈薄，則泥漿質量愈高，一般不宜厚於2~3mm。
護壁泥漿成孔灌注樁施工
鑽孔
（1）一般要求
1）鑽孔前，應根據工程地質資料和設計資料，使用適當的鑽機種類、型號，並配備適 用的鑽頭，調配合適的泥漿。
2）鑽機就位前，應調整好施工機械，對鑽孔各項準備工作進行檢查。
3）鑽機就位時，應採取措施保證鑽具中心和護筒中心重合，其偏差不應大於20mm。
鑽機就位後應平整穩固，並採取措施固定，保證在鑽進過程中不產生位移和搖晃，否則應及 時處理。
4）鑽孔作業應分班連續進行，認真填寫鑽孔施工記錄，交接班時應交待鑽進情況及下
一班注意事項。應經常對鑽孔泥漿進行檢測和試驗，不合要求時應隨時糾正。應經常注意土 層變化，在土層變化處均應撈取渣樣，判明後記入記錄表中並與地質剖面圖核對。 5）開鑽時，在護筒下一定範圍內應慢速鑽進，待導向部位或鑽頭全部進入土層後，方 可加速鑽進。
6）在鑽孔、排渣或因故障停鑽時，應始終保持孔內具有規定的水位和要求的泥漿相對 密度和黏度。
（2）潛水鑽機成孔
潛水鑽機適用於小直徑樁、較軟弱土層，在卵石、礫石及硬質岩層中成孔困難，成孔時應注意控制鑽進速度，採用減壓鑽進，並在鑽頭上設定不小於3 倍直徑長度的導向裝置，保 證成孔的垂直度，並根據土層變化調整泥漿的相對密度和黏度。
（3）迴轉鑽機成孔
1）迴轉鑽機適用於各種直徑、各種土層的鑽孔樁，成孔時應注意控制鑽進速度，採用 減壓鑽進，保證成孔的垂直度，根據土層變化調整泥漿的相對密度和黏度。
2）在黏土、砂性土中成孔時宜採用疏齒鑽頭，翼板的角度根據土層的軟硬在30o～60°之間，刀頭的數量根據土層的軟硬布置，注意要互相錯開，以保護刀架。在卵石及礫石層中 成孔時，宜選用平底楔齒滾刀鑽頭；在較硬岩石中成孔時，宜選用平底球齒滾刀鑽頭。
3）樁深在30m 以內的樁可採用正循環成孔，深度在30～50m 的樁宜採用砂石泵反循 環成孔，深度在50m 以上的樁宜採用氣舉反循環成孔。
4）對於土層傾斜角度較大，孔深大於50m 的樁，在鑽頭、鑽桿上應增加導向裝置，保 證成孔垂直度。
5）在淤泥、砂性土中鑽進時宜適當增加泥漿的相對密度；在卵石、礫石中鑽進時應加 大泥漿的相對密度，提高攜渣能力；在密實的黏土中鑽進時可採用清水鑽進。
6）在卵石、礫石及岩層中成孔時，應增加鑽具的重量即增加配重。
（4）衝擊鑽機成孔
1）開孔時應低錘密擊，表土為淤泥、細砂等軟弱土層時，可加黏土塊夾小石片反覆沖 擊造壁；
2）在護筒刃腳以下2m 以內成孔時，採用小衝程lm 左右，提高泥漿相對密度，軟弱層 可加黏土塊夾小石片；
3）在砂性土、砂層中成孔時，採用中衝程2～3m，泥漿相對密度1.2～1.4，可向孔中 投入黏土；
4）在密實的黏土層中成孔時，採用小衝程1～2m，泵入清水和稀泥漿，防粘鑽可投入 碎石、磚；
5）在砂卵石層中成孔時，採用中高衝程2～4m，泥漿相對密度1.2～1.3，可向孔中投 入黏土；
6）軟弱土層或塌孔回填重鑽時，採用小衝程lm 左右、加黏土塊夾小石片反覆衝擊， 泥漿相對密度1.3～1.5；
7）遇到孤石時，可採用預爆或高低衝程交替衝擊，將孤石擊碎擠入孔壁。
（5）沖抓錐成孔與衝擊鑽成孔方法基本相同，只是起落沖抓錐高度隨土質而不同，對 一般鬆軟散土層為1.0-1.5m；對堅實的砂卵石層為2～3m。
（6）鑽進過程中的注意事項
1）鑽進時應時刻注意鑽具和鑽頭連線的牢固性、鋼絲繩的磨損等如有異常應及時處理。
2）大直徑樁孔成孔可分級成孔，一般情況下第一級成孔直徑為設計樁徑的0.6～0.8 倍。
3）在鑽進過程中出現鑽桿跳動、機架晃動、鑽不進尺等異常情況，應立即停車檢查， 排除故障；如鑽桿或鑽頭不符合要求時，應及時更換，試鑽達到正常後，方可施鑽。
4）鑽孔完畢，應及時將混凝土澆築完畢，或及時蓋好孔口，並防止在蓋板上過車、行 人；鑽進過程中應及時清理虛土，提鑽時應事先把孔口積土清理乾淨。
5）鑽進成孔過程中應時刻注意土層變化，調整泥漿性能、採用合理的進尺方法，確保 不塌孔、不縮頸。
清孔
（1）清孔分兩次進行，鑽孔深度達到設計要求，對孔深、孔徑、孔的垂直度等進行檢查，符合要求後進行第一次清孔；鋼筋骨架、導管安放完畢，混凝土澆築之前，應進行第二 次清孔。
（2）第一次清孔根據設計要求，施工機械採用換漿、抽漿、掏渣等方法進行，第二次 清孔根據孔徑、孔深、設計要求採用正循環、泵吸反循環、氣舉反循環等方法進行。
（3）第二次清孔後的沉渣厚度和泥漿性能指標應滿足設計要求，一般應滿足下列要求； 沉渣厚度摩擦樁≤300mm，端承樁≤50mm，摩擦端承或端承摩擦樁≤100 mm；泥漿性能指 標在澆注混凝土前，孔底500mm 以內的相對密度≤1.25，黏度≤28s，含砂率≤8%。
（4）不論採用何種清孔方法，在清孔排渣時，必須注意保持孔內水頭，防止塌孔。
（5）不應採取加深鑽孔深度的方法代替清孔。
鋼筋骨架製作、安放
（1）鋼筋骨架的製作應符合設計與規範要求。
（2） 長樁骨架宜分段製作，分段長度應根據吊裝條件和總長度計算確定，應確保鋼筋 骨）在移動、起吊時不變形，相鄰兩段鋼筋骨架的接頭需按有關規範要求錯開。
（3）應在鋼筋骨架外側設定控制保護層厚度的墊塊，可採用與樁身混凝土等強度的混 凝土墊塊或用鋼筋焊在豎向主筋上，其間距豎向為2m，橫向圓周不得少於4 處，並均勻布 置。骨架頂端應設定吊環。
（4）大直徑鋼筋骨架製作完成後，應在內部加強箍上設定十字撐或三角撐，確保鋼筋 骨）在存放、移動、吊裝過程中不變形。
（5）骨架入孔一般用吊車，對於小直徑樁無吊車時可採用鑽機鑽架、灌注塔架等。起 吊應按骨架長度的編號入孔，起吊過程中應採取措施確保骨架不變形。
（6）鋼筋骨架的製作和吊放的允許偏差為：主筋間距±10mm；箍筋間距±20mm；骨架外徑±10 mm；骨架長度±50mm；骨架傾斜度±0．5%；骨架保護層厚度水下灌注±20mm， 非水下灌注±10 mm；骨架中心平面位置20mm；骨架頂端高程±20mm，骨架底面高程± 50mm。鋼筋籠除符合設計要求外，尚應符合下列規定：
1）分段製作的鋼筋籠，其接頭宜採用焊接並應遵守《混凝土結構工程施工質量驗收規 范》(GB 50204-2002) 的規定。
2）主筋淨距必須大於混凝土粗骨料粒徑3 倍以上。
3）加勁箍宜設在主筋外側，主筋一般不設彎鉤，根據施工工藝要求所設彎鉤不得向內 圓伸露，以免妨礙導管工作。
4）鋼筋籠的內徑比導管接頭處外徑大100mm 以上。
（7）搬運和吊裝時，應防止變形，安放要對準孔位，避免碰撞孔壁，就位後應立即固
定。鋼筋骨架吊放入孔時應居中，防止碰撞孔壁，鋼筋骨架吊放入孔後，峰舉嚏氧幕涌津闞 筋固定，使其位置符合設計及規範要求，並保證在安放導管、清孔及灌注混凝土過程中不發 生位移。
灌注水下混凝土
（1）灌注水下混凝土時的混凝土拌和物供應能力，應滿足樁孔在規定時間內灌注完畢; 混凝土灌注時間不得長於首批混凝土初凝時間。
（2）混凝土運輸宜選用混凝土泵或混凝土攪拌運輸車；在運距小於200m 時，可採用機動翻斗車或其他嚴密堅實、不漏漿、不吸水、便於裝卸的工具運輸，需保證混凝土不離析， 具有良好的和易性和流動性。
（3）灌注水下混凝土一般採用鋼製導管回頂法施工，導管內徑為200～250mm，視樁 徑大小而定，壁厚不小於3mm；直徑製作偏差不應超過2mm；導管接口之間採用絲扣或法蘭連線，連線時必須加墊密封圈或橡膠墊，並上緊絲扣或螺栓。導管使用前應進行水密承壓 和接頭抗拉試驗（試水壓力一般為0.6～1.0 MPa），確保導管口密封性。導管安放前應計算 孔深和導管的總長度，第一節導管的長度一般為4～6m，標準節一般為2～3m，在上部可 放置2～3 根0.5-1.0 m 的短節，用於調節導管的總長度。導管安放時應保證導管在孔中的 位置居中，防止碰撞鋼筋骨架。
（4）灌注水下混凝土的技術要求
1）混凝土開始灌注時，漏斗下的封水塞可採用預製混凝土塞、木塞或充氣球膽。
2）混凝土運至灌注地點時，應檢查其均勻性和坍落度，如不符合要求應進行第二次拌 合，二次拌和後仍不符合要求時不得使用。
3）第二次清孔完畢，檢查合格後應立即進行水下混凝土灌注，其時間間隔不宜大於 30min。
4）首批混凝土灌注後，混凝土應連續灌注，嚴禁中途停止。
5）在灌注過程中，應經常測探井孔內混凝土面的位置，及時地調整導管埋深，導管埋
深宜控制在2～6m。嚴禁導管提出混凝土面，就要有專人測量導管埋深及管內外混凝土面的 高差，填寫水下混凝土灌註記錄。
6）在灌注過程中，應時刻注意觀測孔內泥漿返出情況，傾聽導管內混凝土下落聲音， 如有異常必須採取相應處理措施。
7）在灌注過程中宜使導管在一定範圍內上下竄動，防止混凝土凝固，增加灌注速度。
8）為防止鋼筋骨架上浮，當灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部lm 左右時，應降低混凝土的灌注速度，當混凝土拌和物上升到骨架底口4m 以上時，提升導管，使其底口高於骨 架底部2m 以上，即可恢復正常灌注速度。
9）灌注的樁頂標高應比設計高出一定高度，一般為0.5～1.0m，以保證樁頭混凝土強度， 多餘部分接樁前必須鑿除，樁頭應無鬆散層。
10）在灌注將近結束時，應核對混凝土的灌入數量，以確保所測混凝土的灌注高度是否 正確。
11）開始灌注時，應先攪拌0.5～1.0m3 同混凝土強度的水泥砂漿放在料斗的底部。
