超长大直径钻孔灌注桩的施工方法

权利要求书： 1.一种超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于，包括以下施工步骤：S1、施工准备：原材料进场、验收，场地平整，现场定位放样；

S2、钻孔灌注桩成孔系统施工：施工钻孔平台（1），制作并埋设钢护筒（3），设计并制作反循环钻机（2）的钻头（5），制备泥浆循环系统，制备泥浆；所述的钻孔灌注桩成孔系统，包括钻孔平台（1）、反循环钻机（2）、钢护筒（3）、钻杆（4）、钻头（5）、泥浆管（6）、滤网槽（9）、牵引式刮渣系统（10）、排渣孔（11）、集渣箱（12）、沉淀池（13）和泥浆池（15）；

钻孔灌注桩通过多段式渐进牙轮钻头和锥型牙轮钻头组合钻进成孔，所述的钻孔灌注桩成孔系统中的钻头（5）包括多段式渐进牙轮钻头和锥型牙轮钻头；多段式渐进牙轮钻头的钻体（16）为阶梯式渐进结构，且沿钻体（16）底部周边布置有钻齿（17）；锥型牙轮钻头的钻尖（20）为锥型结构，三个侧翼（18）通过固定翼（19）固定于钻杆（4）上，钻齿（17）均匀布置于侧翼（18）和钻尖（20）周边；所述的钻孔灌注桩成孔系统中的钢护筒（3）通过顶部设置的嵌合齿翼环（21）固定于钻孔平台（1），且钢护筒（3）底部设置有钢板加劲带（22）作为刃角；

护壁泥浆由泥浆管（6）经砂石泵（7）通过出渣口（8）泵送入倾斜式的滤网槽（9），液体泥浆通过滤网槽（9）的滤网直接流入到沉淀池（13），过滤留存的大颗粒钻渣通过排渣孔（11）排出到集渣箱（12），通过人工统一运出处理，沉淀池（13）中的泥浆沉淀后采用泥浆泵（14）通过泥浆管（6）泵入到泥浆池（15）中备用，并适当加入膨胀土、烧碱及纤维素改善泥浆的PH、胶体率及粘度性能指标；所述的钻孔灌注桩成孔系统中的滤网槽（9）为倾斜式布置并通过支架（23）进行固定，滤网槽（9）底部为滤网，滤网槽（9）侧面焊接钢板，滤网槽（9）整体呈凹槽形，且在滤网槽（9）底端设置有排渣孔（11），将大颗粒钻渣排入到集渣箱（12）中；所述的钻孔灌注桩成孔系统中的牵引式刮渣系统（10）由刮渣板（24）、牵引杆（25）、牵引绳（26）、卷扬机（27）和卷扬机工作平台（28）组成；牵引杆（25）与刮渣板（24）固定连接，牵引杆（25）通过牵引绳（26）连接卷扬机（27），卷扬机（27）位于卷扬机工作平台（28）上，由卷扬机（27）带动牵引绳（26）完成滤网槽（9）中大颗粒钻渣的清理；

S3、泵吸反循环钻机施工：根据实际地质情况开孔时，若地层为黏土层、粉砂层、小卵石层或泥岩层，采用多段式渐进牙轮钻头钻进，当钻头（5）进入粒径较大的卵石层时，观察钻具运转情况、进尺速度和排渣情况，当进尺速度小于6cm/h时或者没有进尺、出渣困难时，更换为锥型牙轮钻头，当穿透大粒径卵石层后再采用多段式渐进牙轮钻头钻进；钻孔到设计深度后，采用检孔器对钻孔深度、直径及孔的垂直度进行检测，成孔孔径不小于设计直径；

S4、清孔换浆：清孔时将钻具提离孔底30～50cm，旋转钻具，补充优质泥浆，进行反循环清孔，同时保持孔内水头；

S5、钢筋笼制作与定位：首先在钢筋加工厂集中制作桩基钢筋笼制作与定位装置，然后将主筋（50）布置于钢筋笼胎架（31）上的搁筋齿（44）中，在主筋（50）上等距焊接加强箍圈（49），在加强箍圈（49）顶部焊接一根主筋（50）依次利用调节挂钩将其它主筋（50）分别布置在加强箍圈（49）上整体焊接成型，整体骨架成型后再通过箍筋槽（45）固定钢筋笼骨架外侧的箍筋（51）；通过调节可伸缩的支撑杆（35）的长度调整钢筋笼滚焊动力系统的位置，进而将钢筋笼抬起，通过驱动电机（40）提供动力带动钢筋笼的转动，通过人工进行钢筋笼的箍筋（51）焊接；钢筋笼整体制作完成后，确定吊点位置，将分离式吊装套管安装于加强箍圈（49）和主筋（50）交点处，采用若干根等长吊绳进行吊装；钢筋笼定位系统采用钢护筒（3）和型钢（61）组合而成，当钢筋笼下降到顶部吊点附近的加强箍圈（49）接近孔口时，用插销钢板（62）穿过钢护筒（3）卡在加强箍圈（49）的下方，将钢筋笼临时支撑于孔口，接着吊装第二节钢筋笼，使上下两节钢筋笼位于同一竖直线上，进行套筒连接，连接完成后再进行声测管的连接，完成后提起钢筋笼，抽去插销钢板（62），下降钢筋笼，如此循环，使全部钢筋笼降至设计标高为止；

所述的桩基钢筋笼制作与定位装置，包括台座、钢筋笼胎架（31）、定位板（37）、钢筋笼滚焊动力系统、可调式钢筋笼内撑件、分离式吊装套管和钢筋笼定位系统；所述的台座由两条平行布置的竖梁（30）与若干条垂直于竖梁放置的横梁（29）通过安全螺栓（41）固定连接；

所述的钢筋笼胎架（31）由圆弧形的定位环箍（64）和角钢（43）通过安全螺栓（41）固定而成，钢筋笼胎架（31）通过安全螺栓（41）固定于横梁（29）上，定位环箍（64）上预留有搁筋齿（44）用于主筋（50）定位，同时定位环箍（64）焊接有箍筋槽（45）用于箍筋（51）定位；所述的钢筋笼滚焊动力系统包括驱动电机（40）、主导轮（32）、连接轴（33）、转动轮（34）和转动带（42），主导轮（32）、连接轴（33）和转动轮（34）焊接在一起并采用可伸缩的支撑杆（35）进行支撑，支撑杆（35）分别固定于地面和定位板（37）上，通过驱动电机（40）提供动力带动转动带（42）转动，进而依靠主导轮（32）的摩擦带动钢筋笼转动，通过人工进行箍筋（51）焊接；所述的可调式钢筋笼内撑件由连接件（48）、螺纹套筒（47）和螺纹杆（46）组成，呈三角形式支撑；连接件（48）顶端设置有凹形的卡槽（52）用于放置加强箍圈（49），通过调节螺纹杆（46）和螺纹套筒（47）之间的位置调整支撑长度；所述的分离式吊装套管作为钢筋笼吊点的辅助装置，预留有加强箍筋孔（56）和主筋孔（57），分离式吊装套管放置于加强箍圈（49）和主筋（50）交点处；分离式吊装套管由吊装套管上片（54）和吊装套管下片（55）组成；所述钢筋笼定位系统由钢护筒（3）和型钢（61）组合焊接而成；

S6、水下混凝土灌注：安装导管，混凝土封底灌注采用隔水拴、拔塞法施工，使混凝土沿导管下落，同时连续向储料斗内补充混凝土，完成首批混凝土的灌注后，随即转入正常灌注阶段，直至完成整根桩的浇筑；

S7、桩基检测：进行桩身完整性、承载力检测，完成桩基质量验收。

2.根据权利要求1所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置中的横梁（29）间隔为2～2.5m，横梁（29）通过预埋螺栓（38）固定在地面上；支撑杆（35）通过固定支座（36）分别固定于地面和定位板（37）上；定位板（37）预留有若干排螺纹孔（39）；驱动电机（40）固定于定位板（37）上，并在钢筋笼沿长度方向的两端各布置一组；卡槽（52）的形状及尺寸与加强箍圈（49）一致，每个连接件（48）的耳板（53）通过两个安全螺栓（41）与两个螺纹套筒（47）进行连接；三角形支撑边同侧的两个螺纹套筒（47）之间通过螺纹杆（46）进行连接。

3.根据权利要求1所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置中的吊装套管上片（54）和吊装套管下片（55）分别通过安全螺栓（41）固定形成整体，其中吊装套管上片（54）和吊装套管下片（55）接触面上分别预留有间隔布置的凹槽（59）和凸槽（60），相应位置处的凹槽（59）和凸槽（60）彼此接合，吊装套管上片（54）焊接有吊耳（58）。

4.根据权利要求1所述的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，其特征在于：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置中的型钢（61）外接钢护筒（3）焊接成“井”字型结构，型钢与钢护筒之间焊接钢板（63）作为作业平台，其中钢护筒（3）沿周边预留若干个开孔，并且钢护筒（3）焊接加劲箍加强，预留的开孔用于插入插销钢板（62）对钢筋笼进行临时支撑。

说明书： 超长大直径钻孔灌注桩的施工方法技术领域[0001] 本发明属于桥梁工程领域，特别涉及一种超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，适用于桥梁建设中桩基础施工。

背景技术[0002] 随着施工水平的提高，钻孔灌注桩因其对各种土层的适应性强，无挤土效应、无振害、低噪声、承载力强等优点，在高层建筑、地下工程、公路工程、铁路工程、桥梁工程、港口

码头工程等领域中得到广泛应用。目前，钻孔灌注桩的桩长和桩径都不断加大，对于单桩承

载力的要求也很高，尤其对于超长桩、大直径桩，施工难度大，易发生质量安全事故，并且发

生事故后，处理难度大，费用也高，施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工

程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。

[0003] 尽管钻孔灌注桩已在工程建设中得到了广泛的应用，可是针对超长大直径钻孔灌注桩的施工，国内外仍存在一定的困难：（1）大直径桩的钻孔本身就存在困难，遇到坚硬岩

层容易出现桩体机械动力损失的问题，钻孔施工的质量好坏直接决定了该工程的施工质

量；（2）钻遇超过钻头吸口直径的大卵砾石时，需换用冲抓、冲击、潜孔锤等方法将其破碎后

抽吸上来，特别在大卵砾石较多情况下，效率显著下降；（3）完整的护壁工作也是工程上的

一大难题，对泥浆的管理要求严格，并要求有良好的操作技术和丰富经验，否则容易出现因

反循环流量不足，水头下降引发的孔内事故，传统的泥浆护壁无法在大直径孔壁上保证孔

壁不发生坍塌；（4）目前，国内桩基钢筋笼主要靠人工生产，效率低、劳动强度高，加工质量

受人员素质影响比较大，质量不稳定，同时，钢筋笼质量较大，且较为细长，给吊装以及拼接

工作带来很大的难度，且下沉过程中易发生偏离，质量难以控制。

[0004] 鉴于此，为改善现有的工程问题，目前亟待发明一种可以提高现场施工质量和效率，降低现场施工难度，确保钻孔灌注桩成孔稳定性、钢筋笼制作的高效性和钢筋笼定位的

精准性的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法。

发明内容[0005] 本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可以提高现场施工质量和效率，降低现场施工难度，确保钻孔灌注桩成孔稳定性、钢筋笼制作的高效性和钢筋笼定位的

精准性的超长大直径钻孔灌注桩的施工方法。

[0006] 这种超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，包括以下步骤：[0007] S1、施工准备：原材料进场、验收，场地平整，现场定位放样；[0008] S2、钻孔灌注桩成孔系统施工：施工钻孔平台，制作并埋设钢护筒，设计并制作反循环钻机的钻头，制备泥浆循环系统，制备泥浆；

[0009] S3、泵吸反循环钻机施工：根据实际地质情况开孔时，若地层为黏土层、粉砂层、小卵石层或泥岩层，采用多段式渐进牙轮钻头钻进，当钻头进入粒径较大的卵石层时，观察钻

具运转情况、进尺速度和排渣情况，当进尺速度小于6cm/h时或者没有进尺、出渣困难时，更

换为锥型牙轮钻头，当穿透大粒径卵石层后再采用多段式渐进牙轮钻头钻进；钻孔到设计

深度后，采用检孔器对钻孔深度、直径及孔的垂直度进行检测，成孔孔径不小于设计直径；

[0010] S4、清孔换浆：清孔时将钻具提离孔底30～50cm，旋转钻具，补充优质泥浆，进行反循环清孔，同时保持孔内水头；

[0011] S5、钢筋笼制作与定位：首先在钢筋加工厂集中制作桩基钢筋笼制作与定位装置，然后将主筋布置于钢筋笼胎架上的搁筋齿中，在主筋上等距焊接加强箍圈，在加强箍圈顶

部焊接一根主筋依次利用调节挂钩将其它主筋分别布置在加强箍圈上整体焊接成型，整体

骨架成型后再通过箍筋槽固定钢筋笼骨架外侧的箍筋；通过调节可伸缩的支撑杆的长度调

整钢筋笼滚焊动力系统的位置，进而将钢筋笼抬起，通过驱动电机提供动力带动钢筋笼的

转动，通过人工进行钢筋笼的箍筋焊接；钢筋笼整体制作完成后，确定吊点位置，将分离式

吊装套管安装于加强箍圈和主筋交点处，采用若干根等长吊绳进行吊装；钢筋笼定位系统

采用钢护筒和型钢组合而成，当钢筋笼下降到顶部吊点附近的加强箍圈接近孔口时，用插

销钢板穿过钢护筒卡在加强箍圈的下方，将钢筋笼临时支撑于孔口，接着吊装第二节钢筋

笼，使上下两节钢筋笼位于同一竖直线上，进行套筒连接，连接完成后再进行声测管的连

接，完成后提起钢筋笼，抽去插销钢板，下降钢筋笼，如此循环，使全部钢筋笼降至设计标高

为止；

[0012] S6、水下混凝土灌注：安装导管，混凝土封底灌注采用隔水拴、拔塞法施工，使混凝土沿导管下落，同时连续向储料斗内补充混凝土，完成首批混凝土的灌注后，随即转入正常

灌注阶段，直至完成整根桩的浇筑；

[0013] S7、桩基检测：进行桩身完整性、承载力检测，完成桩基质量验收。[0014] 作为优选：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统，包括钻孔平台、反循环钻机、钢护筒、钻杆、钻头、泥浆管、滤网槽、牵引式刮渣系统、排渣孔、集渣箱、沉淀池和泥浆池；钻孔灌

注桩通过多段式渐进牙轮钻头和锥型牙轮钻头组合钻进成孔，护壁泥浆由泥浆管经砂石泵

通过出渣口泵送入倾斜式的滤网槽，液体泥浆通过滤网槽的滤网直接流入到沉淀池，过滤

留存的大颗粒钻渣通过排渣孔排出到集渣箱，通过人工统一运出处理，沉淀池中的泥浆沉

淀后采用泥浆泵通过泥浆管泵入到泥浆池中备用，并适当加入膨胀土、烧碱及纤维素改善

泥浆的PH、胶体率及粘度等性能指标。

[0015] 作为优选：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统中的钢护筒通过顶部设置的嵌合齿翼环固定于钻孔平台，且钢护筒底部设置有钢板加劲带作为刃角。

[0016] 作为优选：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统中的钻头包括多段式渐进牙轮钻头和锥型牙轮钻头；多段式渐进牙轮钻头的钻体为阶梯式渐进结构，且沿钻体底部周边布置

有钻齿；锥型牙轮钻头的钻尖为锥型结构，三个侧翼通过固定翼固定于钻杆上，钻齿均匀布

置于侧翼和钻尖周边。

[0017] 作为优选：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统中的滤网槽为倾斜式布置并通过支架进行固定，滤网槽底部为滤网，滤网槽侧面焊接钢板，滤网槽整体呈凹槽形，且在滤网槽

底端设置有排渣孔，将大颗粒钻渣排入到集渣箱中。

[0018] 作为优选：步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统中的牵引式刮渣系统由刮渣板、牵引杆、牵引绳、卷扬机和卷扬机工作平台组成；牵引杆与刮渣板固定连接，牵引杆通过牵引

绳连接卷扬机，卷扬机位于卷扬机工作平台上，由卷扬机带动牵引绳完成滤网槽中大颗粒

钻渣的清理。

[0019] 作为优选：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置，包括台座、钢筋笼胎架、定位板、钢筋笼滚焊动力系统、可调式钢筋笼内撑件、分离式吊装套管和钢筋笼定位系统；所

述的台座由两条平行布置的竖梁与若干条垂直于竖梁放置的横梁通过安全螺栓固定连接；

所述的钢筋笼胎架由圆弧形的定位环箍和角钢通过安全螺栓固定而成，钢筋笼胎架通过安

全螺栓固定于横梁上，定位环箍上预留有搁筋齿用于主筋定位，同时定位环箍焊接有箍筋

槽用于箍筋定位；所述的钢筋笼滚焊动力系统包括驱动电机、主导轮、连接轴、转动轮和转

动带，主导轮、连接轴和转动轮焊接在一起并采用可伸缩的支撑杆进行支撑，支撑杆分别固

定于地面和定位板上，通过驱动电机提供动力带动转动带转动，进而依靠主导轮的摩擦带

动钢筋笼转动，通过人工进行箍筋焊接；所述的可调式钢筋笼内撑件由连接件、螺纹套筒和

螺纹杆组成，呈三角形式支撑；连接件顶端设置有凹形的卡槽用于放置加强箍圈，通过调节

螺纹杆和螺纹套筒之间的位置调整支撑长度；所述的分离式吊装套管作为钢筋笼吊点的辅

助装置，预留有加强箍筋孔和主筋孔，分离式吊装套管放置于加强箍圈和主筋交点处；分离

式吊装套管由吊装套管上片和吊装套管下片组成；所述钢筋笼定位系统由钢护筒和型钢组

合焊接而成。

[0020] 作为优选：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置中的横梁间隔为2～2.5m，横梁通过预埋螺栓固定在地面上；支撑杆通过固定支座分别固定于地面和定位板上；定位板

预留有若干排螺纹孔；驱动电机固定于定位板上，并在钢筋笼沿长度方向的两端各布置一

组；卡槽的形状及尺寸与加强箍圈一致，每个连接件的耳板通过两个安全螺栓与两个螺纹

套筒进行连接；三角形支撑边同侧的两个螺纹套筒之间通过螺纹杆进行连接。

[0021] 作为优选：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置中的吊装套管上片和吊装套管下片分别通过安全螺栓固定形成整体，其中吊装套管上片和吊装套管下片接触面上分别

预留有间隔布置的凹槽和凸槽，相应位置处的凹槽和凸槽彼此接合，吊装套管上片焊接有

吊耳。

[0022] 作为优选：步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置中的型钢外接钢护筒焊接成“井”字型结构，型钢与钢护筒之间焊接钢板作为作业平台，其中钢护筒沿周边预留若干个

开孔，并且钢护筒焊接加劲箍加强，预留的开孔用于插入插销钢板对钢筋笼进行临时支撑。

[0023] 本发明的有益效果是：[0024] （1）本发明采用大直径钻杆多段式渐进牙轮和锥型牙轮组合钻头钻进成孔，充分发挥了不同钻头在不同地层中钻进的优势，可有效提高钻进成孔的垂直度和施工效率；利

用顶部设置有带嵌合齿翼环的钢护筒与钻孔平台相连接，对周围土质扰动小，有效避免了

周围桩基塌孔的风险，保证其他附属物和运营设备的正常使用和行车安全。

[0025] （2）本发明形成了由沉淀池、泥浆池、滤网槽、集渣箱等构成的泥浆循环再生系统，减少了泥浆制备的工程造价，实现了泥浆的多次利用，同时降低了废弃泥浆对环境的影响，

具有配制简单方便、廉价高效、绿色环保的技术优势。

[0026] （3）本发明通过钢筋笼胎架进行钢筋笼制作，并采用钢筋笼滚焊动力系统，替代许多人工操作工序，使得钢筋笼加工制作的机械化程度增高，同时，采用由钢护筒和型钢组合

而成的钢筋笼定位系统实现钢筋笼的精准定位，确保了钢筋笼的垂直度，降低现场施工的

难度。

附图说明[0027] 图1是本发明施工工艺流程图；[0028] 图2是钻孔灌注桩成孔系统示意图；[0029] 图3是多段式渐进牙轮钻头示意图；[0030] 图4是锥型牙轮钻头示意图；[0031] 图5是钢护筒结构示意图；[0032] 图6是钻孔灌注桩倾斜式过滤清渣系统示意图；[0033] 图7是桩基钢筋笼制作与定位装置示意图；[0034] 图8是钢筋笼滚焊动力系统示意图；[0035] 图9是钢筋笼胎架示意图；[0036] 图10是图9中A?A剖面示意图；[0037] 图11是可调式钢筋笼内撑件示意图；[0038] 图12是钢筋笼内撑连接件结构示意图；[0039] 图13是钢筋笼分离式吊装套管示意图；[0040] 图14是钢筋笼定位系统示意图。[0041] 附图标记说明：1?钻孔平台，2?反循环钻机，3?钢护筒，4?钻杆，5?钻头，6?泥浆管，7?砂石泵，8?出渣口，9?滤网槽，10?牵引式刮渣系统，11?排渣孔，12?集渣箱，13?沉淀

池，14?泥浆泵，15?泥浆池；16?钻体，17?钻齿，18?侧翼，19?固定翼，20?钻尖，21?嵌合齿翼

环，22?钢板加劲带，23?支架，24?刮渣板，25?牵引杆，26?牵引绳，27?卷扬机，28?卷扬机工

作平台，29?横梁，30?竖梁，31?钢筋笼胎架，32?主导轮，33?连接轴，34?转动轮，35?支撑杆，

36?固定支座，37?定位板，38?预埋螺栓，39?螺纹孔，40?驱动电机，41?安全螺栓，42?转动

带，43?角钢，44?搁筋齿，45?箍筋槽，46?螺纹杆；47?螺纹套筒，48?连接件，49?加强箍圈，

50?主筋，51?箍筋，52?卡槽，53?耳板，54?吊装套管上片，55?吊装套管下片，56?加强箍筋

孔，57?主筋孔，58?吊耳，59?凹槽，60?凸槽，61?型钢，62?插销钢板，63?钢板，64?定位环箍。

具体实施方式[0042] 下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还

可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围

内。

[0043] 参照图1所示，所述超长大直径钻孔灌注桩的施工方法，包括以下施工步骤：[0044] S1、施工准备：原材料进场、验收，场地平整，现场定位放样；[0045] S2、钻孔灌注桩成孔系统施工：施工钻孔平台1，制作并埋设钢护筒3，设计并制作反循环钻机2的钻头5，制备泥浆循环系统，制备泥浆；

[0046] S3、泵吸反循环钻机施工：根据实际地质情况开孔时，若地层为黏土层、粉砂层、小卵石层、泥岩层，采用多段式渐进牙轮钻头钻进，当钻头5进入粒径较大的卵石层时，需观察

钻具运转情况、进尺速度和排渣情况，当进尺速度小于6cm/h时或者没有进尺、出渣困难时，

更换为锥型牙轮钻头（钻头压力集中提高卵石破碎效率），当穿透大粒径卵石层后再采用多

段式渐进牙轮钻头钻进。钻孔到设计深度后，采用检孔器对钻孔深度、直径及孔的垂直度进

行检测，成孔孔径不小于设计直径；

[0047] S4、清孔换浆：清孔时将钻具提离孔底约30～50cm，缓慢旋转钻具，补充优质泥浆，进行反循环清孔，同时保持孔内水头，防止塌孔；

[0048] S5、钢筋笼制作与定位：首先在钢筋加工厂集中制作桩基钢筋笼制作与定位装置，然后将主筋50布置于钢筋笼胎架31上的搁筋齿44中，在主筋50上等距焊接加强箍圈49，在

加强箍圈49顶部焊接一根主筋50依次利用调节挂钩将其它主筋50分别布置在加强箍圈49

上整体焊接成型，整体骨架成型后再通过箍筋槽45固定钢筋笼骨架外侧的箍筋51；通过调

节可伸缩的支撑杆35的长度可调整钢筋笼滚焊动力系统的位置，进而将钢筋笼抬起，通过

驱动电机40提供动力带动钢筋笼的转动，通过人工进行钢筋笼的箍筋51焊接；钢筋笼整体

制作完成后，确定吊点位置，将分离式吊装套管安装于加强箍圈49和主筋50交点处，采用若

干根等长吊绳进行吊装；钢筋笼定位系统采用钢护筒3和型钢61组合而成，当钢筋笼下降到

顶部吊点附近的加强箍圈49接近孔口时，用插销钢板62穿过钢护筒3卡在加强箍圈49的下

方，将钢筋笼临时支撑于孔口，接着吊装第二节钢筋笼，使上下两节钢筋笼位于同一竖直线

上，进行套筒连接，连接完成后再进行声测管的连接，完成后稍提钢筋笼，抽去插销钢板62，

将钢筋笼徐徐下降，如此循环，使全部钢筋笼降至设计标高为止；

[0049] S6、水下混凝土灌注：安装导管，并确保其水密性，混凝土封底灌注采用隔水拴球胆、拔塞法施工，使混凝土沿导管下落，同时连续向储料斗内补充混凝土，完成首批混凝土

的灌注后，随即转入正常灌注阶段，直至完成整根桩的浇筑；

[0050] S7、桩基检测：进行桩身完整性、承载力检测，完成桩基质量验收。[0051] 参照图2～图6，步骤S2所述的钻孔灌注桩成孔系统，包括钻孔平台1、反循环钻机2、钢护筒3、钻杆4、钻头5、泥浆管6、滤网槽9、牵引式刮渣系统10、排渣孔11、集渣箱12、沉淀

池13、泥浆池15；钻孔平台1上设有反循环钻机2，反循环钻机2连接钻杆4，钻杆4下端设有钻

头5；钢护筒3固定于钻孔平台1；钻杆4连接泥浆管6，泥浆管6连接砂石泵7和出渣口8，出渣

口8位于滤网槽9上方；滤网槽9处设有牵引式刮渣系统10，滤网槽9下端的排渣孔11下方设

有集渣箱12；滤网槽9下方设有沉淀池13，沉淀池13通过泥浆泵14和泥浆管6连通至泥浆池

15，泥浆池15通过泥浆泵14和泥浆管6连通至桩孔。钻孔灌注桩通过大直径钻杆多段式渐进

牙轮钻头和锥型牙轮钻头组合钻进成孔，护壁泥浆由泥浆管6经砂石泵7通过出渣口8泵送

入倾斜式的滤网槽9，液体泥浆通过滤网槽9的滤网直接流入到沉淀池13，过滤留存的大颗

粒钻渣通过排渣孔11排出到集渣箱12，通过人工统一运出处理，沉淀池13中的泥浆沉淀后

采用泥浆泵14通过泥浆管6泵入到泥浆池15中备用，并适当加入膨胀土、烧碱及纤维素改善

泥浆的PH、胶体率及粘度等性能指标。所述的钢护筒3通过顶部设置的嵌合齿翼环21固定于

钻孔平台1，且钢护筒3底部设置有钢板加劲带22作为刃角。所述的钻头5包括多段式渐进牙

轮钻头和锥型牙轮钻头；多段式渐进牙轮钻头的钻体16为阶梯式渐进结构，且沿钻体16底

部周边布置有钻齿17；锥型牙轮钻头的钻尖20为锥型结构，三个侧翼18通过固定翼19固定

于钻杆4上，钻齿17均匀布置于侧翼18和钻尖20周边。所述的滤网槽9为倾斜式布置，通过支

架23进行固定，滤网槽9底部为滤网，侧面焊接钢板，防止泥浆迸溅，滤网槽9整体呈凹槽形，

且在底端设置有排渣孔11，便于将大颗粒钻渣排入到集渣箱12中。所述的牵引式刮渣系统

10由刮渣板24、牵引杆25、牵引绳26、卷扬机27和卷扬机工作平台28组成；牵引杆25与刮渣

板24固定连接，由卷扬机27带动牵引绳26完成滤网槽9中大颗粒钻渣的清理。

[0052] 参照图7～图14，步骤S5所述的桩基钢筋笼制作与定位装置，包括台座、钢筋笼胎架31、定位板37、钢筋笼滚焊动力系统、可调式钢筋笼内撑件、分离式吊装套管和钢筋笼定

位系统。

[0053] 所述的台座由两条平行布置的竖梁30与若干条垂直于竖梁放置的横梁29通过安全螺栓41固定连接，横梁间隔为2～2.5m，并通过预埋螺栓38固定在地面上。

[0054] 所述的钢筋笼胎架31由圆弧形的定位环箍64和角钢43通过安全螺栓41固定而成，并通过安全螺栓41固定于横梁29上，定位环箍64上预留有搁筋齿44，便于主筋50定位，同时

定位环箍64焊接有箍筋槽45，便于箍筋51定位。

[0055] 所述的钢筋笼滚焊动力系统包括驱动电机40、主导轮32、连接轴33、转动轮34和转动带42，主导轮32、连接轴33和转动轮34焊接在一起，并采用可伸缩的支撑杆35进行支撑，

支撑杆35通过固定支座36分别固定于地面和定位板37上，需要特别指出的是，定位板37预

留有若干排螺纹孔39，便于将支撑杆35固定于定位板37不同位置，确保支撑的稳定性；通过

调节可伸缩支撑杆35的长度可调整转动系统的位置，进而将钢筋笼抬起，通过驱动电机40

提供动力带动转动带42转动，进而依靠主导轮32的摩擦带动钢筋笼转动，通过人工进行钢

筋笼箍筋51焊接；所述的驱动电机40固定于定位板37上，并在钢筋笼沿长度方向的两端各

布置一组。

[0056] 所述的可调式钢筋笼内撑件由连接件48、螺纹套筒47和螺纹杆46组成，呈三角形式支撑；连接件48顶端设置有凹形的卡槽52便于放置加强箍圈49，卡槽52的形状及尺寸与

加强箍圈49一致，每个连接件48通过两个安全螺栓41与两个螺纹套筒47进行连接，便于调

整支撑角度；三角形支撑边同侧的两个螺纹套筒47之间通过螺纹杆46进行连接，可通过调

节螺纹杆46和螺纹套筒47之间的位置调整支撑长度。

[0057] 所述的分离式吊装套管作为钢筋笼吊点的辅助装置，预留有加强箍筋孔56和主筋孔57，放置于加强箍圈49和主筋50交点处；分离式吊装套管由吊装套管上片54和吊装套管

下片55组成，可由工厂预制完成后，在现场通过安全螺栓41固定形成整体，其中吊装套管上

片54和吊装套管下片55接触面上分别预留有间隔布置的凹槽59和凸槽60，相应位置处的凹

槽59和凸槽60可彼此接合，以确保分离式吊装套管的稳定性，吊装套管上片54焊接有吊耳

58，方便钢筋笼吊装。

[0058] 所述钢筋笼定位系统由钢护筒3和型钢61组合焊接而成，型钢61外接钢护筒3焊接成“井”字型结构，型钢与钢护筒之间焊接钢板63作为作业平台，其中钢护筒3沿周边预留四

个开孔，并焊接加劲箍加强，预留的开孔用于插入插销钢板62对钢筋笼进行临时支撑。