【让探索太空的脚步行稳致远——写在长征系列运载火箭实现第400次发射之际】
2021年12月10日，随着长征四号乙运载火箭的成功发射，长征系列运载火箭实现了第400次发射。
运载火箭作为进入太空的运载工具，是一切太空活动的前提和基础，也决定了中国太空探索事业的高度和空间。“通过半个世纪的发展，长征系列火箭发射成功率达96%，尤其是近年来发射技术突飞猛进，在可靠性、成功率、入轨精度等方面均达到世界一流水平。”中国工程院院士、航天科技集团一院长征系列运载火箭高级顾问龙乐豪表示。
新百次发射背后是速度和质量的提升
长征系列火箭的第一个100次发射用时37年，第二个100次发射用时7年多，第三个100次发射用时4年多，而第四个100次发射仅用了两年多。
翻开第四个100次发射纪录，一组组数据令人振奋：长征三号甲系列火箭保持年均10次以上的高密度发射频次，完成全部北斗导航卫星的发射任务，助力北斗全球卫星导航系统全面建成；长征五号遥四火箭成功将“天问一号”火星探测器送入地火转移轨道，入轨精度偏差达到万分之一级，实现了中国航天的新高度、新速度和新精度；长征五号遥五火箭成功发射“嫦娥五号”月球探测器，我国实现了首次地外天体采样返回；载人航天工程“三箭客”长征二号F、长征七号和长征五号B运载火箭相继出场，筑“天和”、运“天舟”、送“神舟”，为我国空间站建设奠定了坚实基础；此外，重型运载火箭、新一代载人运载火箭等一系列重大关键技术取得突破，捷龙一号首飞成功，“龙”系列商业运载火箭登上历史舞台。
“长征系列运载火箭的新百次发射背后，不论是发展速度还是发展质量，都有了显著提升，特别是多型新一代运载火箭成功首飞并日益走向发射舞台中央，为航天强国建设提供了更加有力的支撑。”航天科技集团一院院长王小军表示。
新一代运载火箭走向发射舞台中央
立足未来国际航天发展趋势，为保持航天运输系统的先进水平，我国规划了新一代长征系列运载火箭型谱。在第四个100次发射期间，新一代运载火箭集体亮相，并逐渐在密集、复杂的航天任务中担当重任。
2020年5月5日，长征五号B运载火箭首飞成功，将新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱组合体送入预定轨道。此举标志着空间站阶段飞行任务首战告捷，为全面实现我国载人航天工程第三步发展战略奠定了坚实基础。据悉，作为我国首个采用一级半构型的新一代大型液体运载火箭，长征五号B运载火箭的芯级直径为5米，捆绑4个直径为3.35米的助推器，总长约53.66米。火箭全部采用液氢、液氧、煤油等清洁燃料，起飞重量约849吨，起飞推力约1078吨，近地轨道运载能力不小于22吨，是专门为载人航天工程空间站建设而研制的新型运载火箭。
2020年12月22日，在中国文昌航天发射场，执行首飞任务的长征八号运载火箭在将新技术验证七号、海丝一号、元光号等5颗卫星送入预定轨道的同时，也将我国运载火箭太阳同步转移轨道的运载能力从3吨提升至4.5吨。
2021年3月12日，长征七号甲运载火箭发射成功。作为新一代中型运载火箭的主力构型，长七甲全箭长60.1米，助推器直径2.25米，起飞重量约573吨，地球同步转移轨道运载能力不低于7吨，同时具备零倾角轨道、奔月轨道等高轨发射能力。
……
与现役运载火箭相比，新一代运载火箭无疑是一次巨大的技术跨越——它们不仅采用无毒、无污染的推进剂，而且运载能力成倍增长，令我国进入太空的能力大幅提高。
以高质量的管理实现高质量的成功
在第四个100次发射期间，面对高强密度发射，航天科技集团一院的专家提出了“去型号化、去任务化”的管理理念，即通过开展多个火箭构型部段级、单机级产品的统型工作，实现硬件产品和软件框架的通用，增加产品的通用化水平。如此，就从设计上将“定制”变为“通用”，通过提高火箭对不同任务的适应性，实现当任务调整时，火箭经最低程度的适应性更改，即能应用于其他任务，将一发火箭的任务调整周期由原来的18个月降低至4~5个月，大大提高了我国快速进入太空的能力。
为提高生产效率，航天科技集团一院转变原有小批量单件生产、单一供方和自给自足的传统生产模式，组织实施运载火箭百发批产；同时，在元器件、原材料及传感器等电气产品方面加大民营公司的参与力度，充分发挥其灵活、快速的优势。目前，现役火箭可实现40发/年的总装总测和发射能力，新一代火箭可实现5～8发/年的总装总测和发射能力。
随着质量管理能力的稳步提升，航天科技集团一院平均单发（次）飞行质量问题总数明显下降，客户满意度达到99.21%。“未来，我们将以精细化流程管理为钥匙，以技术和管理上的‘双创新’模式加速推动航天强国建设。”航天科技集团一院党委书记李明华表示。
中国航天的“长征”永远在路上
长征五号系列火箭的研发成功，让中国拥有了星际探测和大型空间站建设的能力。为了开展载人登月等更多的探测任务，中国还需研发性能更强大的火箭。
据悉，新一代载人火箭由助推器、芯一级、芯二级、芯三级、逃逸塔及整流罩组成，全长约90米，起飞重量约2000吨，可将25吨有效载荷直接送入奔月轨道或者70吨有效载荷送入近地轨道。该火箭按照载人飞行的最高安全标准设计，结合长征五号、七号运载火箭的主要技术，利用成熟的动力和结构模块进行优化组合。
2017年，航天科技集团一院启动新一代载人运载火箭的方案论证工作，并完成多轮方案对比分析。后续，该型火箭将用于载人月球探测工程中的环月、绕月、登月等演示验证及飞行任务，未来还可以同重型运载火箭组合使用建立月球基地，实现月球可持续开发利用。
51年前，在全国人民的翘首期待中起飞，长征一号运载火箭将我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”送入太空，开启了中国自主进入太空时代的新纪元。今天，长征系列运载火箭完成了400次发射，新的百次发射大幕徐徐展开，中国航天从此又踏上新征程。“新时代的航天工作者要大力弘扬航天精神，敢于战胜一切艰难险阻，勇于攀登航天科技高峰，为建设航天强国再立新功——因为，中国航天的‘长征’永远在路上！”王小军满怀豪情地说。
来源：光明日报
2021年12月10日，随着长征四号乙运载火箭的成功发射，长征系列运载火箭实现了第400次发射。
运载火箭作为进入太空的运载工具，是一切太空活动的前提和基础，也决定了中国太空探索事业的高度和空间。“通过半个世纪的发展，长征系列火箭发射成功率达96%，尤其是近年来发射技术突飞猛进，在可靠性、成功率、入轨精度等方面均达到世界一流水平。”中国工程院院士、航天科技集团一院长征系列运载火箭高级顾问龙乐豪表示。
新百次发射背后是速度和质量的提升
长征系列火箭的第一个100次发射用时37年，第二个100次发射用时7年多，第三个100次发射用时4年多，而第四个100次发射仅用了两年多。
翻开第四个100次发射纪录，一组组数据令人振奋：长征三号甲系列火箭保持年均10次以上的高密度发射频次，完成全部北斗导航卫星的发射任务，助力北斗全球卫星导航系统全面建成；长征五号遥四火箭成功将“天问一号”火星探测器送入地火转移轨道，入轨精度偏差达到万分之一级，实现了中国航天的新高度、新速度和新精度；长征五号遥五火箭成功发射“嫦娥五号”月球探测器，我国实现了首次地外天体采样返回；载人航天工程“三箭客”长征二号F、长征七号和长征五号B运载火箭相继出场，筑“天和”、运“天舟”、送“神舟”，为我国空间站建设奠定了坚实基础；此外，重型运载火箭、新一代载人运载火箭等一系列重大关键技术取得突破，捷龙一号首飞成功，“龙”系列商业运载火箭登上历史舞台。
“长征系列运载火箭的新百次发射背后，不论是发展速度还是发展质量，都有了显著提升，特别是多型新一代运载火箭成功首飞并日益走向发射舞台中央，为航天强国建设提供了更加有力的支撑。”航天科技集团一院院长王小军表示。
新一代运载火箭走向发射舞台中央
立足未来国际航天发展趋势，为保持航天运输系统的先进水平，我国规划了新一代长征系列运载火箭型谱。在第四个100次发射期间，新一代运载火箭集体亮相，并逐渐在密集、复杂的航天任务中担当重任。
2020年5月5日，长征五号B运载火箭首飞成功，将新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱组合体送入预定轨道。此举标志着空间站阶段飞行任务首战告捷，为全面实现我国载人航天工程第三步发展战略奠定了坚实基础。据悉，作为我国首个采用一级半构型的新一代大型液体运载火箭，长征五号B运载火箭的芯级直径为5米，捆绑4个直径为3.35米的助推器，总长约53.66米。火箭全部采用液氢、液氧、煤油等清洁燃料，起飞重量约849吨，起飞推力约1078吨，近地轨道运载能力不小于22吨，是专门为载人航天工程空间站建设而研制的新型运载火箭。
2020年12月22日，在中国文昌航天发射场，执行首飞任务的长征八号运载火箭在将新技术验证七号、海丝一号、元光号等5颗卫星送入预定轨道的同时，也将我国运载火箭太阳同步转移轨道的运载能力从3吨提升至4.5吨。
2021年3月12日，长征七号甲运载火箭发射成功。作为新一代中型运载火箭的主力构型，长七甲全箭长60.1米，助推器直径2.25米，起飞重量约573吨，地球同步转移轨道运载能力不低于7吨，同时具备零倾角轨道、奔月轨道等高轨发射能力。
……
与现役运载火箭相比，新一代运载火箭无疑是一次巨大的技术跨越——它们不仅采用无毒、无污染的推进剂，而且运载能力成倍增长，令我国进入太空的能力大幅提高。
以高质量的管理实现高质量的成功
在第四个100次发射期间，面对高强密度发射，航天科技集团一院的专家提出了“去型号化、去任务化”的管理理念，即通过开展多个火箭构型部段级、单机级产品的统型工作，实现硬件产品和软件框架的通用，增加产品的通用化水平。如此，就从设计上将“定制”变为“通用”，通过提高火箭对不同任务的适应性，实现当任务调整时，火箭经最低程度的适应性更改，即能应用于其他任务，将一发火箭的任务调整周期由原来的18个月降低至4~5个月，大大提高了我国快速进入太空的能力。
为提高生产效率，航天科技集团一院转变原有小批量单件生产、单一供方和自给自足的传统生产模式，组织实施运载火箭百发批产；同时，在元器件、原材料及传感器等电气产品方面加大民营公司的参与力度，充分发挥其灵活、快速的优势。目前，现役火箭可实现40发/年的总装总测和发射能力，新一代火箭可实现5～8发/年的总装总测和发射能力。
随着质量管理能力的稳步提升，航天科技集团一院平均单发（次）飞行质量问题总数明显下降，客户满意度达到99.21%。“未来，我们将以精细化流程管理为钥匙，以技术和管理上的‘双创新’模式加速推动航天强国建设。”航天科技集团一院党委书记李明华表示。
中国航天的“长征”永远在路上
长征五号系列火箭的研发成功，让中国拥有了星际探测和大型空间站建设的能力。为了开展载人登月等更多的探测任务，中国还需研发性能更强大的火箭。
据悉，新一代载人火箭由助推器、芯一级、芯二级、芯三级、逃逸塔及整流罩组成，全长约90米，起飞重量约2000吨，可将25吨有效载荷直接送入奔月轨道或者70吨有效载荷送入近地轨道。该火箭按照载人飞行的最高安全标准设计，结合长征五号、七号运载火箭的主要技术，利用成熟的动力和结构模块进行优化组合。
2017年，航天科技集团一院启动新一代载人运载火箭的方案论证工作，并完成多轮方案对比分析。后续，该型火箭将用于载人月球探测工程中的环月、绕月、登月等演示验证及飞行任务，未来还可以同重型运载火箭组合使用建立月球基地，实现月球可持续开发利用。
51年前，在全国人民的翘首期待中起飞，长征一号运载火箭将我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”送入太空，开启了中国自主进入太空时代的新纪元。今天，长征系列运载火箭完成了400次发射，新的百次发射大幕徐徐展开，中国航天从此又踏上新征程。“新时代的航天工作者要大力弘扬航天精神，敢于战胜一切艰难险阻，勇于攀登航天科技高峰，为建设航天强国再立新功——因为，中国航天的‘长征’永远在路上！”王小军满怀豪情地说。
来源：光明日报
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桩基础施工技术
一、沉入桩施工
沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。断面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种。管桩（包括普通的和预应力的）一般由工厂以离心成型法制 成。沉入桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩以及静力压桩等。这里介 绍锤击沉桩的施工方法。
锤击沉桩一般适用于中密砂类土、黏土。由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入土中，因此一般桩径不能太大（不大于0.6m）,入土深度在40m左右，否则对沉桩设备要 求较高。沉桩设备是桩基施工的质量的关键，应根据土质、工程量、桩的种类、规格、尺寸、施工期限、现场水电供应等条件选择。
2. 施工要点
（1） 沉桩前，应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检査；开锤前应再次检查桩锤、桩帽或送桩与桩的中轴线是否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的 动能；用坠锤和单动气锤时，提锤高度不宜超过0.50m;用双动气锤时，可少开气阀降低 气压和进气量，以减少每分钟的锤击数；用柴油机锤时，可控制供油量以减少锤击能量； 如桩尖已沉入到设计标高，但沉入度仍达不到要求时，应继续下沉至达到要求的沉入度为止。沉桩时，如遇到沉入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不下沉，桩 锤有严重的回弹；桩顶破碎或桩身开裂、变形；桩侧地面有严重隆起等现象时，应立即停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施工。
（2） 沉桩过程中应注意：桩帽与桩周围应有5 - 10mm间隙，以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动，避免桩身产生超过许可的扭转应力；打桩机的导向杆应予固定，以便施打时稳定桩身；导向杆设置应保证桩锤上、下活动自由；预制桩顶面应附有适合桩帽大小的桩垫，其厚度视桩垫材料、桩长及桩尖所受抗力大小决定；桩垫破碎后应及时更换；选用的桩帽，应将锤的冲击力均匀分布于桩顶面。
3. 锤击沉桩的停锤控制标准
（1） 设计桩尖标高处为硬塑黏土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，根据贯人度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉入该土层，贯入度达到控制贯入度。
（2） 当贯入度已达到控制贯人度，而桩尖标高未到达设计标高时，应继续锤入0.10m 左右（或锤击30 ~ 50次）,如无异常变化即可停锤；若桩尖标高比设计标高高得多时，应 报有关部门研究确定。
（3） 设计桩尖标高处为一般黏土或其他松软土层时，应以标高控制，贯入度作为校核。当桩尖已达设计标高，而贯入度仍较大时，应继续锤击，使其接近控制贯入度。
（4） 在同一桩基中，各桩的最终贯入度应大致接近，而沉入深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。如因土质变化太大，致使各桩贯入度或沉桩深度相差过大时，应报有关部门研究，另行制订停锤标准。对于特殊设计的桩，当桩尖标高比设计标高高或低时（如拱桥的桥台桩等）,应按设计要求处理。
从沉桩开始时起，应严格控制桩位及竖桩的竖直度或斜桩的倾斜度。在沉桩过程中， 不得采用顶、拉桩头或桩身办法来纠偏，以防桩身开裂并增加桩身附加弯矩。
二、钻孔灌注桩施工
1. 钻孔灌注桩的特点
钻孔灌注桩桩长可以根据持力土层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，便于施工，故应用较为普遍。
2. 钻孔灌注桩施工的主要工序
钻孔前应先布置施工平台。当场地为浅水时，宜采用筑岛法施工。筑岛面积应按钻孔方法、机具大小等要求决定，高度应高于最高施工水位0.5 ~ 1.0m。当场地为深水时，可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定式平台，也可采用浮式施工平台。平台须牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载。
钻孔灌注桩施工的主要工序有：埋设护筒、制备泥浆、钻孔、清底、钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝土等。
1） 埋设护筒
护筒能稳定孔壁、防止坍孔，还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等。
护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径宜比桩径大20 ~ 40cm。 一般常用钢护筒，在陆上与深水中均能使用。
护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0 ~ 2.0m。当钻孔内有承压水时，应高于稳定后的 承压水位2.0m以上；当处于潮水影响地区时，应高出最高施工水位1.5 ~ 2.0m,并应釆取 稳定护筒内水头的措施。
护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为 2~4m,特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。有冲刷影响的河床，应沉入 局部冲刷线以下不小于1.0~1.5m，护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。
旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填黏质土必须分层夯实。水域护筒设置，应严格注意平面位置、竖向倾斜、倾斜角（指斜桩）和两节护筒的连接质量均需符合要求。沉入时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的办法。
护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%,干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。
2） 泥浆制备
钻孔泥浆由水、黏土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成，通过泥浆搅拌机或人工调和，贮存在泥浆池内，再用泥浆泵输入钻孔内。钻孔泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止塌孔的作用。
钻孔泥浆的性能指标可根据钻孔方法，地质情况具体选用。对大直径或超长钻孔灌注桩，泥浆的选择应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂，覆盖层较厚，护筒下沉不到岩层的情况下，宜使用丙烯酰胺即PHP泥浆。
3） 钻孔
根据井孔中土（钻渣）的取岀方法不同，常用的方法有：螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、旋挖钻机钻孔。
（1） 正循环回转钻孔：系利用钻具旋转切削土体钻进，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼 头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出 至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用。其特点是钻进与排渣同时连续进 行，在适用的土层中钻进速度较快，但需设置泥浆槽、沉淀池等，施工占地较多，且机具设备较复杂。
（2） 反循环回转钻孔：与正循环法不同的是，泥浆输入钻孔内，然后泥浆挟带钻渣从钻头的钻杆下口吸进，通过钻杆中心排出至沉淀池内。其钻进与排渣效率较高，但接长 钻杆时装卸麻烦，钻渣容易堵塞管路。另外，因泥浆是从上向下流动，孔壁坍塌的可能性 较正循环法的大，为此需用较高质量的泥浆。
（3） 冲击钻孔：冲击钻成孔灌注桩适用于黄土、黏性土或粉质黏土和人工杂填土层，特别适合于在有孤石的砂砾石层、漂石层、硬土层、岩层中使用。施工中应根据现场 地质状况，合理的选择冲击钻。冲击钻成孔一个最重要的关键点，就是泥浆护壁，护壁泥浆含沙量一定要小。泥浆的浓度可以根据试验测定或经验判断，泥浆太浓钻孔速度慢，泥浆太轻护壁容易坍塌。
开始钻进宜慢不宜快，因为护筒刃脚周围岩层要密实有个过程，需反复冲击挤压，因 为这个位置最容易穿孔。施工中注意垂直度校正，2~3m后立即校正，钻孔太深且偏差太 大只有回填重来。岩层一般是倾斜，与钻机接触面位置垂直，此处位置通过回填卵石反复冲钻，直到岩层平整，然后再继续钻进，防止卡钻、孔位倾（斜等。
施工过程中护筒及时跟进，护筒内的水头一定要保持，随时检查控制泥浆指标，不可马虎。随时检查钻机、钢丝绳等，防止掉钻；每天根据钻渣判断地质情况，做好地质柱状 图标识；钻至设计位置后通知监理一起验收，共同确定孔底地质与设计是否一致；钻孔整 个过程控制应严谨，防止刃脚穿孔、塌孔、偏孔、十字孔、卡钻、埋钻、吊钻事故发生。
（4） 旋挖钻机钻孔：旋挖钻机是一种高度集成的桩基施工机械，采用一体化设计、 履带式360。回转底盘及桅杆式钻杆，一般为全液压系统。旋挖钻机采用桶式钻斗，钻机就 位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻斗下降到预定深度后， 旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示桶满时，钻斗底部关闭，提升钻斗 将土卸于堆放地点。钻进施工过程中应保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。
旋挖钻机特殊的桶型钻斗直接取土出渣，不需接长钻杆，钻孔时孔口注浆以保持孔内泥浆高度即可，因而能大大缩短成孔时间，提高施工效率。由于带有自动垂直度控制和自 动回位控制，成孔垂直度和孔位等能得到保证。桶钻取土上提过程中对孔壁扰动较小，桶 钻周边设有溢浆孔，溢出泥浆可起到护壁作用。
旋挖钻机一般适用黏土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机，可适用微风化岩层的钻孔 施工。
4）成孔检査与清孔
钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量，是钻孔桩成败的关键。为此，除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应采用适当器具对孔 深、孔径和孔的倾斜度进行检验，符合设计及规范要求后，方可清孔。
（1） 清孔的方法：有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等，应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定。其中抽浆法清孔较为彻底， 适用于各种钻孔方法的灌注桩。对孔壁易坍塌的钻孔，清孔时操作要细心，防止塌孔。
（2） 清孔的质量要求：对摩擦桩，孔底沉淀厚度应符合设计规定，设计未规定时， 对于直径小于1.5m的桩，≤200mm;对桩径大于1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩， ≤300mm;对支承桩，孔底沉淀厚度不大于设计规定，设计未规定时，≤50mm。清孔后的泥浆指标，相对密度为1.03 ~ 1.10,黏度为17~20Pa s,含砂率小于2%,胶体率大于98%。
在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检査孔内的泥浆指标和孔底沉淀厚度；如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
5） 钢筋笼制作与吊装
灌注桩钢筋骨架的制作、运输与安装应符合下列规定：
（1） 制作时应采取必要措施，保证骨架的刚度，主筋的接头应错开布置。大直径长 桩的钢筋骨架宜在胎架上分段制作并编号,安装时应按编号顺序连接。
（2） 应在骨架外侧设置控制混凝土保护层厚度的垫块，垫块的间距在竖向不应大于2m,在横向圆周不应少于4处。
（3） 钢筋骨架在运输过程中，应采取适当的措施防止其变形。骨架的顶端应设置吊环。骨架入孔一般用吊机，或采用钻机钻架、灌注塔架等，起吊应按骨架节段的编号入孔。
（4） 安装钢筋骨架时，应将其吊挂在孔口的钢护筒上，或在孔口地面上设置扩大受力面积的装置进行吊挂，不得直接将钢筋骨架支承在孔底。
6） 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土的搅拌机能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间，则应掺入缓凝剂。
水下灌注混凝土的泵送机具宜采用混凝土泵，距离稍远的宜采用混凝土搅拌运输车。 采用普通汽车运输时，运输容器应严密坚实，不漏浆、不吸水，便于装卸，混凝土不应离析。
水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200 ~ 350mm,视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁采用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力P的 1.3 倍。
导管应自下而上顺序编号，单节导管作好标示尺度，导管吊装设备能力应充分满足施工要求。导管应定时进行水密试验，以确保桩基施工质量。
灌注水下混凝土时，混凝土拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌合，二次拌合后仍不符合要求时，不得使用。首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（,1.0m）和填充导管底部的需要。首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注，导管的埋置深度宜控制在2 ~ 6m。在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头；应经常测探井孔内混凝土面的位置， 及时地调整导管埋深。
为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般不小于0.5m,以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，桩头应无松散层。
一、沉入桩施工
沉入桩所用的基桩主要为预制的钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩。断面形式常用的有实心方桩和空心管桩两种。管桩（包括普通的和预应力的）一般由工厂以离心成型法制 成。沉入桩的施工方法主要有：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩以及静力压桩等。这里介 绍锤击沉桩的施工方法。
锤击沉桩一般适用于中密砂类土、黏土。由于锤击沉桩依靠桩锤的冲击能量将桩打入土中，因此一般桩径不能太大（不大于0.6m）,入土深度在40m左右，否则对沉桩设备要 求较高。沉桩设备是桩基施工的质量的关键，应根据土质、工程量、桩的种类、规格、尺寸、施工期限、现场水电供应等条件选择。
2. 施工要点
（1） 沉桩前，应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检査；开锤前应再次检查桩锤、桩帽或送桩与桩的中轴线是否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的 动能；用坠锤和单动气锤时，提锤高度不宜超过0.50m;用双动气锤时，可少开气阀降低 气压和进气量，以减少每分钟的锤击数；用柴油机锤时，可控制供油量以减少锤击能量； 如桩尖已沉入到设计标高，但沉入度仍达不到要求时，应继续下沉至达到要求的沉入度为止。沉桩时，如遇到沉入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不下沉，桩 锤有严重的回弹；桩顶破碎或桩身开裂、变形；桩侧地面有严重隆起等现象时，应立即停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施工。
（2） 沉桩过程中应注意：桩帽与桩周围应有5 - 10mm间隙，以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动，避免桩身产生超过许可的扭转应力；打桩机的导向杆应予固定，以便施打时稳定桩身；导向杆设置应保证桩锤上、下活动自由；预制桩顶面应附有适合桩帽大小的桩垫，其厚度视桩垫材料、桩长及桩尖所受抗力大小决定；桩垫破碎后应及时更换；选用的桩帽，应将锤的冲击力均匀分布于桩顶面。
3. 锤击沉桩的停锤控制标准
（1） 设计桩尖标高处为硬塑黏土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等土层时，根据贯人度变化并对照地质资料，确认桩尖已沉入该土层，贯入度达到控制贯入度。
（2） 当贯入度已达到控制贯人度，而桩尖标高未到达设计标高时，应继续锤入0.10m 左右（或锤击30 ~ 50次）,如无异常变化即可停锤；若桩尖标高比设计标高高得多时，应 报有关部门研究确定。
（3） 设计桩尖标高处为一般黏土或其他松软土层时，应以标高控制，贯入度作为校核。当桩尖已达设计标高，而贯入度仍较大时，应继续锤击，使其接近控制贯入度。
（4） 在同一桩基中，各桩的最终贯入度应大致接近，而沉入深度不宜相差过大，避免基础产生不均匀沉降。如因土质变化太大，致使各桩贯入度或沉桩深度相差过大时，应报有关部门研究，另行制订停锤标准。对于特殊设计的桩，当桩尖标高比设计标高高或低时（如拱桥的桥台桩等）,应按设计要求处理。
从沉桩开始时起，应严格控制桩位及竖桩的竖直度或斜桩的倾斜度。在沉桩过程中， 不得采用顶、拉桩头或桩身办法来纠偏，以防桩身开裂并增加桩身附加弯矩。
二、钻孔灌注桩施工
1. 钻孔灌注桩的特点
钻孔灌注桩桩长可以根据持力土层的起伏面变化，并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋，钢筋用量较少，便于施工，故应用较为普遍。
2. 钻孔灌注桩施工的主要工序
钻孔前应先布置施工平台。当场地为浅水时，宜采用筑岛法施工。筑岛面积应按钻孔方法、机具大小等要求决定，高度应高于最高施工水位0.5 ~ 1.0m。当场地为深水时，可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定式平台，也可采用浮式施工平台。平台须牢靠稳定，能承受工作时所有静、动荷载。
钻孔灌注桩施工的主要工序有：埋设护筒、制备泥浆、钻孔、清底、钢筋笼制作与吊装以及灌注水下混凝土等。
1） 埋设护筒
护筒能稳定孔壁、防止坍孔，还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和起到钻头导向作用等。
护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径宜比桩径大20 ~ 40cm。 一般常用钢护筒，在陆上与深水中均能使用。
护筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0 ~ 2.0m。当钻孔内有承压水时，应高于稳定后的 承压水位2.0m以上；当处于潮水影响地区时，应高出最高施工水位1.5 ~ 2.0m,并应釆取 稳定护筒内水头的措施。
护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况埋置深度宜为 2~4m,特殊情况应加深以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。有冲刷影响的河床，应沉入 局部冲刷线以下不小于1.0~1.5m，护筒连接处要求筒内无突出物，应耐拉、压，不漏水。
旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填黏质土必须分层夯实。水域护筒设置，应严格注意平面位置、竖向倾斜、倾斜角（指斜桩）和两节护筒的连接质量均需符合要求。沉入时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的办法。
护筒中心竖直线应与桩中心线重合，除设计另有规定外，平面允许误差为50mm,竖直线倾斜不大于1%,干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。
2） 泥浆制备
钻孔泥浆由水、黏土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成，通过泥浆搅拌机或人工调和，贮存在泥浆池内，再用泥浆泵输入钻孔内。钻孔泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止塌孔的作用。
钻孔泥浆的性能指标可根据钻孔方法，地质情况具体选用。对大直径或超长钻孔灌注桩，泥浆的选择应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂，覆盖层较厚，护筒下沉不到岩层的情况下，宜使用丙烯酰胺即PHP泥浆。
3） 钻孔
根据井孔中土（钻渣）的取岀方法不同，常用的方法有：螺旋钻孔、正循环回转钻孔、反循环回转钻孔、潜水钻机钻孔、冲抓钻孔、冲击钻孔、旋挖钻机钻孔。
（1） 正循环回转钻孔：系利用钻具旋转切削土体钻进，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼 头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排出 至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆流入泥浆池循环使用。其特点是钻进与排渣同时连续进 行，在适用的土层中钻进速度较快，但需设置泥浆槽、沉淀池等，施工占地较多，且机具设备较复杂。
（2） 反循环回转钻孔：与正循环法不同的是，泥浆输入钻孔内，然后泥浆挟带钻渣从钻头的钻杆下口吸进，通过钻杆中心排出至沉淀池内。其钻进与排渣效率较高，但接长 钻杆时装卸麻烦，钻渣容易堵塞管路。另外，因泥浆是从上向下流动，孔壁坍塌的可能性 较正循环法的大，为此需用较高质量的泥浆。
（3） 冲击钻孔：冲击钻成孔灌注桩适用于黄土、黏性土或粉质黏土和人工杂填土层，特别适合于在有孤石的砂砾石层、漂石层、硬土层、岩层中使用。施工中应根据现场 地质状况，合理的选择冲击钻。冲击钻成孔一个最重要的关键点，就是泥浆护壁，护壁泥浆含沙量一定要小。泥浆的浓度可以根据试验测定或经验判断，泥浆太浓钻孔速度慢，泥浆太轻护壁容易坍塌。
开始钻进宜慢不宜快，因为护筒刃脚周围岩层要密实有个过程，需反复冲击挤压，因 为这个位置最容易穿孔。施工中注意垂直度校正，2~3m后立即校正，钻孔太深且偏差太 大只有回填重来。岩层一般是倾斜，与钻机接触面位置垂直，此处位置通过回填卵石反复冲钻，直到岩层平整，然后再继续钻进，防止卡钻、孔位倾（斜等。
施工过程中护筒及时跟进，护筒内的水头一定要保持，随时检查控制泥浆指标，不可马虎。随时检查钻机、钢丝绳等，防止掉钻；每天根据钻渣判断地质情况，做好地质柱状 图标识；钻至设计位置后通知监理一起验收，共同确定孔底地质与设计是否一致；钻孔整 个过程控制应严谨，防止刃脚穿孔、塌孔、偏孔、十字孔、卡钻、埋钻、吊钻事故发生。
（4） 旋挖钻机钻孔：旋挖钻机是一种高度集成的桩基施工机械，采用一体化设计、 履带式360。回转底盘及桅杆式钻杆，一般为全液压系统。旋挖钻机采用桶式钻斗，钻机就 位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻斗下降到预定深度后， 旋转钻斗并施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示桶满时，钻斗底部关闭，提升钻斗 将土卸于堆放地点。钻进施工过程中应保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。
旋挖钻机特殊的桶型钻斗直接取土出渣，不需接长钻杆，钻孔时孔口注浆以保持孔内泥浆高度即可，因而能大大缩短成孔时间，提高施工效率。由于带有自动垂直度控制和自 动回位控制，成孔垂直度和孔位等能得到保证。桶钻取土上提过程中对孔壁扰动较小，桶 钻周边设有溢浆孔，溢出泥浆可起到护壁作用。
旋挖钻机一般适用黏土、粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。对于具有大扭矩动力头和自动内锁式伸缩钻杆的钻机，可适用微风化岩层的钻孔 施工。
4）成孔检査与清孔
钻孔的直径、深度和孔形直接关系到成桩质量，是钻孔桩成败的关键。为此，除了钻孔过程中严谨操作、密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应采用适当器具对孔 深、孔径和孔的倾斜度进行检验，符合设计及规范要求后，方可清孔。
（1） 清孔的方法：有抽浆法、换浆法、掏渣法、喷射清孔法以及用砂浆置换钻渣清孔法等，应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质条件决定。其中抽浆法清孔较为彻底， 适用于各种钻孔方法的灌注桩。对孔壁易坍塌的钻孔，清孔时操作要细心，防止塌孔。
（2） 清孔的质量要求：对摩擦桩，孔底沉淀厚度应符合设计规定，设计未规定时， 对于直径小于1.5m的桩，≤200mm;对桩径大于1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩， ≤300mm;对支承桩，孔底沉淀厚度不大于设计规定，设计未规定时，≤50mm。清孔后的泥浆指标，相对密度为1.03 ~ 1.10,黏度为17~20Pa s,含砂率小于2%,胶体率大于98%。
在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检査孔内的泥浆指标和孔底沉淀厚度；如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。
5） 钢筋笼制作与吊装
灌注桩钢筋骨架的制作、运输与安装应符合下列规定：
（1） 制作时应采取必要措施，保证骨架的刚度，主筋的接头应错开布置。大直径长 桩的钢筋骨架宜在胎架上分段制作并编号,安装时应按编号顺序连接。
（2） 应在骨架外侧设置控制混凝土保护层厚度的垫块，垫块的间距在竖向不应大于2m,在横向圆周不应少于4处。
（3） 钢筋骨架在运输过程中，应采取适当的措施防止其变形。骨架的顶端应设置吊环。骨架入孔一般用吊机，或采用钻机钻架、灌注塔架等，起吊应按骨架节段的编号入孔。
（4） 安装钢筋骨架时，应将其吊挂在孔口的钢护筒上，或在孔口地面上设置扩大受力面积的装置进行吊挂，不得直接将钢筋骨架支承在孔底。
6） 灌注水下混凝土
灌注水下混凝土的搅拌机能力，应能满足桩孔在规定时间内灌注完毕。灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。若估计灌注时间长于首批混凝土初凝时间，则应掺入缓凝剂。
水下灌注混凝土的泵送机具宜采用混凝土泵，距离稍远的宜采用混凝土搅拌运输车。 采用普通汽车运输时，运输容器应严密坚实，不漏浆、不吸水，便于装卸，混凝土不应离析。
水下混凝土一般用钢导管灌注，导管内径为200 ~ 350mm,视桩径大小而定。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，严禁采用压气试压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.3倍的压力，也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力P的 1.3 倍。
导管应自下而上顺序编号，单节导管作好标示尺度，导管吊装设备能力应充分满足施工要求。导管应定时进行水密试验，以确保桩基施工质量。
灌注水下混凝土时，混凝土拌合物运至灌注地点时，应检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求，应进行第二次拌合，二次拌合后仍不符合要求时，不得使用。首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度（,1.0m）和填充导管底部的需要。首批混凝土拌合物下落后，混凝土应连续灌注，导管的埋置深度宜控制在2 ~ 6m。在灌注过程中，特别是潮汐地区和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头；应经常测探井孔内混凝土面的位置， 及时地调整导管埋深。
为防止钢筋骨架上浮，当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时，应降低混凝土的灌注速度。当混凝土拌合物上升到骨架底口4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，即可恢复正常灌注速度。灌注的桩顶标高应比设计高出一定高度，一般不小于0.5m,以保证混凝土强度，多余部分接桩前必须凿除，桩头应无松散层。
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