建筑施工-桩基础工程.ppt

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1、2.桩基础工程桩基础工程概述概述 基身与连接桩顶的承台组成桩基础，桩基础的主要作用是将上部结构的荷载传递到深部较坚硬、压缩性小的土层或岩层。桩基应用:由于桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降及差异变形小、沉降稳定快、抗震性能强以及能适应各种复杂地质条件等特点而得到广泛使用。桩基分类:1.桩按承载性状不同分为 摩擦桩、端承摩 ;2.按成桩有无挤土效应，分为挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩;3.按成桩方法分为预制桩、灌注桩.2.1.混凝土预制桩施工混凝土预制桩施工预制桩具有结构坚固耐久、桩身质量易于控制、成桩速度快、承载力高，并能根据需要制成不同尺寸、不同形状的截面和长度，且不受地下水位的影响、不存在泥

2、浆排放问题等特点。随着沉桩噪音、振动、挤土等综合防护技术的发展，尤其是静压设备发展，预制桩仍将是桩基工程中主要桩型之一。一一.预制桩制作、运输和堆放预制桩制作、运输和堆放1.混凝土实心方桩制作、运输和堆放预制混凝土实心方桩是常用的桩型之一。断面尺寸一般为200mm200mm600mm600mm。单节桩的最大长度，依打桩架的高度而定。如桩长超过单节桩允许长度，则将桩预制成几节，在打桩过程中逐节接长。但应避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。目前预制桩多由工厂生产。现现场场预预制制一一般般采采用用重重叠叠法法间间隔隔制制作作(图图)。重重叠叠层层数数根根据据地地面面允允许许荷荷载载和和施施

3、工工条条件件确确定定，但但不不宜宜超超过过四四层层。桩桩与与桩桩之之间间应应做做好好隔隔离离层层(如如油油毡毡、牛牛皮皮纸纸、塑塑料料纸纸、纸纸筋筋灰灰等等)。上上层层桩桩或或邻邻桩桩的的浇浇筑筑，应应在在下下层层桩桩或或邻邻混混凝凝土土达达到到设设计计强度的强度的3030以后方可进行。以后方可进行。图 预制桩钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊或电弧焊。预制桩混凝土粗骨料应使用碎石或碎卵石，粒径宜为540mm，混凝土强度等级宜C30，采用机械搅拌，机械振捣，并由桩顶向桩尖连续浇筑捣实，一次完成，制作完后应洒水养护不少于7d。混凝土预制桩达到设计强度的70后方可起吊，达到设计强度100后方可进行运输。

4、如提前吊运，必须验算合格。桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定。设计未作规定时，应符合起吊弯矩最小的原则，按图2-1位置捆绑。桩堆放时，地面必须平稳、坚实；垫木间距应按吊点位置设定；各层垫木应位于同一垂直线上；最下层垫木应适当加宽；堆放层数不宜超过四层；不同规格的桩应分别堆放。图 2-12.2.预应力高强混凝土管桩运输和堆放。预应力高强混凝土管桩运输和堆放。预预应应力力高高强强混混凝凝土土管管桩桩代代号号为为PHCPHC，强强度度等等级级为为C80C80，外外径径分分为为300300、350350、400400、450450、500500、550550、600600、800800和和1000m

5、m1000mm，管管壁壁壁壁厚厚为为6060140mm140mm，长长度度7 715m15m，其结构形状如图，其结构形状如图2-242-24所示。所示。图 二、打桩设备.打桩所用的机具设备，主要包括桩锤、桩架及动力装置三部分。1)桩锤。其作用是对桩施加冲击力，将桩打入土中。桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油打桩锤和液压锤等。a 落锤锤击沉桩(动画)b b 柴柴油油锤锤 分分为为导导杆杆式式、活活塞塞式式和和筒筒式式 三三类类（图图）。它它的的冲冲击击部部分分是是上上下下运运动动的的汽汽缸缸或或活活塞塞。锤锤重重2.22.2150kN150kN，每每分分钟锤击钟锤击40407070次。次。柴油

6、锤的工作原理柴油锤的工作原理:当当冲冲击击部部分分落落下下时时，压压缩缩汽汽缸缸里里的的空空气气，柴柴油油以以雾雾状状射射入入汽汽缸缸，由由于于冲冲击击作作用用点点燃燃柴柴油油，引引起起爆爆炸炸，使使在在锤锤击击向向下下移移动动的的桩桩又又施施以以附附加加的的冲冲力力，同同时推动冲击部分向上运动。时推动冲击部分向上运动。筒式筒式(原理原理 录象录象)柴柴油油锤锤本本身身附附有有机机架架，不不需需附附加加其其他他动动力力设设备备，目目前前应应用用广泛。广泛。图 C.C.蒸汽锤蒸汽锤 单动汽锤单动汽锤 如如图图2-272-27所所示示，利利用用蒸蒸汽汽(或或压压缩缩空空气气)的的压压力力作作用用于

7、于活活塞塞的的上上部部，将将桩桩锤锤(汽汽缸缸)上上提提，提提升升到到一一定定高高度度后后，通通过过排排汽汽阀阀释释放放蒸蒸汽汽，则则桩桩锤锤(汽汽缸缸)靠靠自自重重下下落落打打桩桩。单单动动汽汽锤锤冲冲击击力力较较大大，打打桩桩速速度度较较快快，每每分分钟钟锤锤击击60608080次次，锤锤重重1515150kN150kN，适适用用于于各各种种桩桩在在各类土层中施工。各类土层中施工。图 2-27d d 液压锤液压锤 是是一一种种新新型型、低低噪噪音音、无无油油烟烟、能能耗耗省省的的打打桩桩锤锤。它它是是由由液液压压推推动动密密闭闭在在锤锤壳壳体体内内的的芯芯锤锤活活塞塞柱柱，令令其其往往返返

8、实实现现夯夯击击作作用用，将将桩沉入土中桩沉入土中(图图)。桩桩锤锤的的类类型型应应根根据据施施工工现现场场情情况况、机机具具设设备备条条件件、工工作作方方式式和和工工作作效效率率等等条条件件来来选选择。择。图双动汽锤双动汽锤 如图所示，锤体上升原理与单如图所示，锤体上升原理与单动汽锤相同，但与此同时，又动汽锤相同，但与此同时，又在活塞上面的汽缸中通入高压在活塞上面的汽缸中通入高压蒸汽，因此锤芯在自重和蒸汽蒸汽，因此锤芯在自重和蒸汽压力作用下向下锤击桩头，所压力作用下向下锤击桩头，所以双动汽锤的冲击力更大，频以双动汽锤的冲击力更大，频率更快率更快(每分钟达每分钟达100100120120次次)

9、，锤重为，锤重为6 660kN60kN，适用于一，适用于一般打桩工程，并能用于打钢桩、般打桩工程，并能用于打钢桩、水下桩、斜桩和拔桩水下桩、斜桩和拔桩 。图 桩锤选用桩锤选用:锤重一般根据锤重一般根据地质条件、桩型、桩的密集程度、地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件单桩竖向承载力及现有施工条件等确定。也可等确定。也可根据施工经验，参照规范选用桩锤重量。桩锤根据施工经验，参照规范选用桩锤重量。桩锤过重，所需动力设备大，不经济；桩锤过轻，过重，所需动力设备大，不经济；桩锤过轻，必将加大落距，锤击能量很大部分被桩身吸收，必将加大落距，锤击能量很大部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩

10、头容易被打坏，保护层可能桩不易打入，且桩头容易被打坏，保护层可能振掉。轻锤高击所产生的应力，会使距桩顶振掉。轻锤高击所产生的应力，会使距桩顶1/31/3桩长范围内的薄弱处产生水平裂缝，甚至桩长范围内的薄弱处产生水平裂缝，甚至使桩身断裂。因此，使桩身断裂。因此，宜选择稍重的锤，用重锤宜选择稍重的锤，用重锤低击和重锤快击的方法效果较好。表低击和重锤快击的方法效果较好。表2-12-1 按桩锤冲击能选择锤重按桩锤冲击能选择锤重 E E0.0250.025P P 式中式中 E E桩锤一次冲击能桩锤一次冲击能(kN(kN m)m)；P P基桩设计竖向极限承载力基桩设计竖向极限承载力(kN)(kN)。按按上

11、上式式 选选出出的的锤锤重重，应应按按所所施施打打桩桩的的重重量量，用用以以下下经验公式复核，以决定能否采用。经验公式复核，以决定能否采用。K K（MMC C）/E E 式中式中 MM桩锤重桩锤重(kN)(kN)；C C桩重桩重(包括桩帽和桩垫重包括桩帽和桩垫重)(kN)(kN)；E E桩锤一次冲击能桩锤一次冲击能(kN(kN m)m)；K K桩锤的适用系数，双动汽锤和柴油锤桩锤的适用系数，双动汽锤和柴油锤 K K5.05.0，单动汽锤，单动汽锤K K3.53.5。2)桩架 a 多功能桩架(图2-3)b 履带式桩架(图2-4)3 3）动动力力装装置置。包包括括起起动动桩桩锤锤用用的的动动力力设

12、设施施，如如卷扬机、锅炉、空气压缩机等。卷扬机、锅炉、空气压缩机等。4 4）垫材。垫材。为提高打桩效率和沉桩精度，保护桩为提高打桩效率和沉桩精度，保护桩锤安全使用和桩顶免遭破损，应在桩顶加设桩锤安全使用和桩顶免遭破损，应在桩顶加设桩帽（图帽（图2-342-34），并根据桩锤和桩帽类型、桩型、），并根据桩锤和桩帽类型、桩型、地质条件及施工条件等因素，合理选用垫材。地质条件及施工条件等因素，合理选用垫材。位于桩帽上部与桩锤相隔的垫材称锤垫，常用位于桩帽上部与桩锤相隔的垫材称锤垫，常用橡木、桦木等硬木按纵纹受压使用；橡木、桦木等硬木按纵纹受压使用；4 4）送送桩桩器器 打打桩桩一一般般在在基基础础开

13、开挖挖前前进进行行，通通常常将将桩桩顶顶打打至至地地表表以以下下的的设设计计标标高高，此此时时须须借借助助送送桩桩器器（图图）送送桩桩。送送桩桩器器一一般般用用钢钢管管制制成成，要要求求有有较较高高的的强强度度和和刚刚度度，打打入入时时阻阻力力不不能能太太大大，能能较较容容易易地地拔拔出出，能能将将桩桩锤锤的的冲冲击击力力有效地传递到桩上。有效地传递到桩上。图 三三.混凝土预制桩沉桩混凝土预制桩沉桩(打入法打入法)1.锤击沉桩是利用锤下落时的瞬时冲击力锤击桩头所产生的冲击机械能，克服土体对桩的阻力，如此反复地锤击桩头，桩身也就不断地下沉。锤击沉桩是预制桩常用的沉桩方法。该法施工速度快，机械化程

14、度高，适应范围广，现场文明程度高，但施工时有挤土、噪声和振动等公害，对城市中心和夜间施工有所限制。(2)打桩顺序。由于打桩对土体的挤密作用，使先打的桩因受水平推挤而造成偏移和变位，或被垂直挤拔造成浮桩；而后打入的桩因土体挤密和产生超孔隙水压力，难以达到设计标高，或造成土体隆起。所以，群桩施打时，为了防止桩基本身和周围建筑物受挤土的影响，打桩前应根据桩的密集程度、桩的规格、长短和桩架移动方便程度来正确选择打桩顺序。当桩较密集时当桩较密集时(桩中心距小于或等于四倍桩边桩中心距小于或等于四倍桩边长或桩径长或桩径)，应由中间向两侧对称施打或由中，应由中间向两侧对称施打或由中间向四周施打间向四周施打（图

15、（图2-5b2-5b、c c）。这样，打桩时。这样，打桩时土体由中间向两侧或向四周均匀挤压，易于保土体由中间向两侧或向四周均匀挤压，易于保证施工质量。证施工质量。当桩数较多时，也可分区段施打。当桩数较多时，也可分区段施打。图 2-36当桩较稀疏时(桩中心距大于四倍桩边长或桩径)，可采用上述两种顺序，也可采用由一侧向单一方向施打(即逐排打设)或由两侧同时向中间施打（图2-5a)当桩规格、埋深、长度不同时，宜先大后小，当桩规格、埋深、长度不同时，宜先大后小，先深后浅，先长后短施打先深后浅，先长后短施打。当一侧毗邻建筑物当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。当桩头时，由毗邻建筑物处向另一

16、方向施打。当桩头高出地面时，桩机宜采用往后退打高出地面时，桩机宜采用往后退打，否则可采，否则可采用往前顶打。用往前顶打。(3)(3)打打桩桩工工艺艺。打打桩桩工工艺艺流流程程为为：场场地地准准备备(三三通通一一平平和和清清理理地地上上、地地下下障障碍碍物物)桩桩位位定定位位桩桩架架移移动动就就位位吊桩和定桩吊桩和定桩打桩打桩接桩接桩送桩或截桩。送桩或截桩。一一般般利利用用桩桩架架上上的的卷卷扬扬机机将将桩桩吊吊成成直直立立状状态态送送入入桩桩架架的的导导杆杆内内，对对准准桩桩位位中中心心，缓缓缓缓放放下下插插入入土土中中。桩桩插插入入时时校校正正其其垂垂直直度度偏偏差差不不超超过过0.5%0.

17、5%。桩桩就就位位后后，在在桩桩顶顶安安上上桩桩帽帽，然然后后放放下下桩桩锤锤轻轻轻轻压压住住桩桩帽帽。调调整整桩桩锤锤、桩桩帽帽和和桩桩身身中中心心线线在在同同一一垂垂直直线线上上。在在桩桩的的自自重重和和锤锤重重作作用用之之下下，桩桩向向土土中中沉沉入入一一定定深深度度而而达达到到稳稳定定。再再一次校正桩的垂直度，即可进行施打。一次校正桩的垂直度，即可进行施打。开始打入时，桩锤落距宜低，一般为0.6 0.8m，使桩能正常沉入土中。当桩入土一定深度(约12m)，桩尖不易产生偏移时可适当加大落距，并逐渐提高到规定的数值连续锤击。打桩速度应均匀，锤击停歇时间不宜过长。如垂直偏差超过1%则应及时纠

18、正，以免桩打斜。打桩时应观察桩锤的回弹情况，如回弹较大，说明桩锤太轻，不易使桩沉入，应及时予以更换。打桩过程随时注意贯入度(指每打10击桩的沉入深度)的变化，当贯入度骤减，桩锤有较大回弹时，表明桩尖可能遇到障碍，此时应将锤击的落距减小，加快锤击。如上述现象仍然存在，应停止锤击，研究遇阻的原因并进行处理。打桩过程中，如突然出现桩锤回弹、贯入度突增、锤击时桩弯曲、倾斜、颠动、桩顶破坏加剧等，则表明桩身可能已经破坏。打桩应遵循如下停打原则：桩端(指桩的全断面)位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考；桩端达到坚硬、硬塑的粘土、中密以上的粉土、碎石类土、砂土、风化岩时，以贯入度控制为主，

19、桩端标高可作参与；贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵（10击）的贯入度不大于设计规定的数值加以确认。必要时施工控制贯入度应通过试验与有关单位会商确定。(4)截桩头。当桩顶露出地面并影响后续桩施工时，应立即进行截桩头。预制混凝土桩可用人工或风动工具（如风镐等）来截除。不得把桩身混凝土打裂，并保留桩身主筋伸入承台内的锚固长度。混凝土管桩宜用专用切割机截除。2.静力压桩静力压桩静力压桩是借助专用桩架自重及桩架上的压重，通过液压系统施加压力在桩顶或桩身上，当施加给桩的静压力与桩的入土阻力达到动态平衡时，桩在自重和静压力作用下逐渐压入地基中。静力压桩具有低噪声、低振动、低冲击力、桩身

20、拉应力小、沉桩精度高等特点，可在压桩施工中测定压桩阻力，可预估和验证桩的承载力，是近年来广泛应用的沉桩方法。(1)静力压桩机械。静力压桩机有顶压式、箍压式和前压式三种类型。箍压式桩机（图2-6）由全液压操纵，行走机构为新型的液压步履机，前后左右可自由行走，还可作任何角度的回转，以电动液压油泵为动力，最大压桩力可达7000kN，配有起重装置，可自行完成桩的起吊、就位、压桩和配重装卸。它是利用液压夹持装置抱夹桩身，再垂直压入土中，可不受压柱高度的限制。但由于受桩架底盘尺寸的限制，靠近已有建筑物压桩时，需保持足够的施工距离。图 2-6前压式压桩机是最新的压桩机型，其行走机构有步履式和履带式。最大压桩

21、力可达1500kN。可自行插桩就位，可作360旋转。压桩高度可达20m，有利于减少接桩工序。由于不受桩架底盘的限制，适宜在靠近已有建筑物压桩。(2)压桩工艺。静力压桩工艺流程。场地清理和处理定位、放样尖桩就位、对中、调直压桩接桩再压桩送桩（或截桩）。1）场地清理和处理。清除施工区域内高空、地上、地下的障碍物；平整、压实场地，并铺上100mm厚道渣。由于静力压桩机设备重，对地面附加应力大，应验算其地耐力，若不能满足要求，应对地表土加以处理（如碾压、铺毛石垫层等），以防机身沉陷。2 2）定定位位、放放样样。施施工工前前应应定定好好轴轴线线和和每每一一个个桩桩位位，并并在在桩桩位位上上有有明明显显标

22、标记记。如如在在较较软软的的场场地地施施工工，由由于于桩桩机机的的行行走走会会挤挤走走预预定定标标志志，在在桩机就位之后要重新复核桩位。桩机就位之后要重新复核桩位。3 3）桩尖就位、对中、调直。）桩尖就位、对中、调直。通过桩机自带的通过桩机自带的起重机起吊桩身，插入夹持器内就位；对于液起重机起吊桩身，插入夹持器内就位；对于液压步履式行走机构的压桩机，通过起动纵向和压步履式行走机构的压桩机，通过起动纵向和横向行走油缸，将尖桩对准桩位；开动夹持油横向行走油缸，将尖桩对准桩位；开动夹持油缸，将桩箍紧，调整桩在两个方向的垂直度；缸，将桩箍紧，调整桩在两个方向的垂直度；开动压桩油缸，使桩压入土中开动压桩

23、油缸，使桩压入土中1.0m1.0m左右，再次左右，再次校对垂直度。校对垂直度。4 4）压压桩桩。由由夹夹持持油油缸缸将将桩桩夹夹紧紧，然然后后使使压压桩桩油油缸缸伸伸程程，将将压压力力施施加加到到夹夹持持桩桩身身的的夹夹持持器器上上，通通过过夹夹持持器器与与桩桩身身的的摩摩擦擦力力传传递递压压力力，将将桩桩压压入入土土中中。压压桩桩过过程程要要记记录录桩桩入入土土深深度度和和压压力力表表读读数数的的关关系系，以以判判断断压压桩桩质质量量及及压压桩桩阻阻力力。当当压压力力表表读读数数突突然然上上升升或或下下降降时时，要要对对照照地地质质资资料料进进行行分分析析，判判断断是是否否遇遇到到障障碍碍物

24、物或或产产生生断断桩桩等情况。等情况。5 5）接桩）接桩。当下一节桩压到露出地面当下一节桩压到露出地面0.81.0m0.81.0m时，开始接桩。接桩过程不应放松上节桩身的时，开始接桩。接桩过程不应放松上节桩身的夹持系统。应夹持系统。应尽量缩短接桩时间尽量缩短接桩时间，以防桩周与，以防桩周与土固结，压桩力骤增，造成压桩困难。土固结，压桩力骤增，造成压桩困难。终止压桩控制标准：对摩擦型桩以达到桩端设计标高为终止压桩条件；对于端承摩擦型长桩以设计桩长控制为主，最终压力值作对照；对承载力较高的工程桩，终压力值宜尽量接近或达到压桩机满载值；对端承型短桩，以终压力值达到压桩机满载值为终止压桩条件，并以满载

25、值复压。量测压力的仪表以定期率定数据为准。3.振动沉桩振动沉桩振动锤（图2-7）系由电动机、弹簧支承、偏心振动块和桩帽组成。振动锤内的偏心振动块分左右对称两组，其旋转速度相等，方向相反。当工作时，两组偏心块离心力的水平分力相抵消，但垂直分力则相叠加，形成垂直方向（向上或向下）的振动力。由于桩与振动机是刚性连接在一起，故桩也随着振动力沿垂直方向上下振动而下沉。振动沉桩法主要适用于砂石、黄土、软土和亚粘土地基，在饱和砂土中的效果更为显著，但在砂砾层中采用时，需配以水冲法。沉桩工作应连续进行，以防间歇过久难以沉。4.水冲沉桩水冲沉桩水水冲冲沉沉桩桩法法是是利利用用高高压压水水流流冲冲刷刷桩桩尖尖下下

26、面面的的土土壤壤，以以减减少少桩桩表表面面与与土土壤壤之之间间的的摩摩擦擦力力和和桩桩下下沉沉时时的的阻阻力力，使使桩桩身身在在自自重重或或锤锤击击作作用用下下，很很快快沉沉入入土土中中（图图 ）。射射水水停停止止后后，冲冲松松的的土土壤壤沉沉落落，又又可可将将桩桩身身压紧。压紧。图 水冲沉桩设备除桩架、桩锤外，还需要高压水泵和射水管。施工中应使射水管的末端经常处于桩尖以下0.30.4m处。当桩沉落至最后12m时，不宜再用水冲，应用锤击将桩打至设计标高，以免冲松桩尖的土壤，影响桩的承载力。水冲法适用于砂土、砾石或其他较坚硬土层，特别对于打设较重的混凝土桩更为有效。但在附近有旧房屋或结构物时，由

27、于水流的冲刷将会引起周边沉陷，故在采取措施前，不得采用此法。第二节第二节.混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后在孔内安放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。与预制桩相比，具有施工噪声低、振动小、桩长和直径可按设计要求变化自如、桩端能可靠地进入持力层或嵌入岩层、挤土影响小、含钢量低等特点。但成桩工艺较复杂、成桩速度较预制打入桩慢、成桩质量与施工水平有密切关系。成孔方法:干作业法螺旋钻成孔 泥浆护壁法钻成孔 套管沉管法成孔、混凝土护壁法人工挖孔等。成孔施工必须确保位置准确，孔身垂直，防止孔壁坍塌。垂直度偏差一般不超过1%。1.干作业螺旋钻孔灌注桩干作业螺旋钻孔灌注桩 干

28、作业螺旋钻孔灌注桩按成孔方法分为长螺旋钻孔灌注桩和短螺旋钻孔灌注桩两种。适用于成孔地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂土和粒径不大的砾砂土。但不宜用于地下水位以下的上述各类土层及碎石土、淤泥土。对非均质碎砖、混凝土块、条块石的杂填土及大卵砾石土，成孔困难大。图 2-8a图 2-8 b图 螺旋钻孔机的钻头直径与设计孔径一致。钻头 图 钻孔达要求深度后，应用夯锤夯击孔底虚土，或者用压力在孔底灌入水泥浆，以减少桩的沉降和提高桩的承载能力，然后尽快吊放钢筋笼，并浇筑混凝土。浇筑应分层进行，每层高度不得大于1.5m。干作业成孔灌注桩还常用机扩法扩底，以增大桩的承载能力。如双管双螺旋钻扩机的钻头（图），是

29、用同一钻头，既能钻孔，又能扩 孔。这 种 钻 机 钻 孔 直 径 为350mm，扩 孔 最 大 直 径 为10001200mm。(录像录像）图 2.2.泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆护壁成孔灌注桩是利用原土自然造浆或人工造浆浆液护壁，通过循环泥浆将被钻头切削土体的土块钻屑排出孔外而成孔，而后安放钢筋笼，水下灌注混凝土成桩。泥浆护壁成孔方法有：正（反）循环回转钻成孔;正（反）循环潜水钻成孔;正（反）冲击钻成孔等。泥浆护壁成孔灌注桩工艺流程如图泥浆护壁成孔灌注桩工艺流程如图图 （1 1）埋埋设设护护筒筒。护护筒筒是是埋埋置置在在钻钻孔孔孔孔口口的的圆圆筒筒（图图），其其作作用用是是：固

30、固定定桩桩孔孔位位置置；防防止止地地面面水水流流入入，保保护护孔孔口口；增增高高桩桩孔孔内内水水压压力力，防防止塌孔；以及钻孔时引导钻头方向止塌孔；以及钻孔时引导钻头方向。护护筒筒用用48mm48mm厚厚钢钢板板制制成成，内内径径应应比比钻钻头头直直径径大大100150mm100150mm，上上部部宜宜开开设设1212个个溢溢浆浆孔孔。护护筒筒的的埋埋设设深深度度，在在粘粘土土中中不不宜宜小小于于1.0m1.0m，在在砂砂土土中中不不宜宜小小于于1.5m1.5m。护护筒筒顶顶面面应应高高于于地地面面0.40.6m0.40.6m，并并应应保保持持孔孔内内泥泥浆浆面面高高出出地地下下水水位位12m

31、12m，在在受受水水位位涨涨落落影影响响时时，泥泥浆浆面面应应高高出最高水位出最高水位1.5m1.5m以上。以上。图 （2）泥浆制备。泥浆在桩孔内会吸附在孔壁上，将土壤孔隙填渗密实，并形成一层致密的泥膜，可避免桩孔内壁漏水，保持护筒内水压稳定。由于孔内泥浆水头高于地下水位，泥浆密度比水大，形成泥浆压力作用在这层泥膜上，即可稳固土壁，防止塌孔；泥浆有一定粘度，通过循环泥浆可将切削下的泥砂石屑悬浮后排出，起到携砂、排土的作用；制制备备泥泥浆浆的的方方法法根根据据土土质质条条件件确确定定，有有制制备备泥泥浆浆、自自成成泥泥浆浆或或半半自自成成泥泥浆浆。粘粘性性土土中中成成孔孔时时，可可在在孔孔中中注

32、注入入清清水水，回回旋旋钻钻头头，切切削削土土屑屑并并与与水水旋旋拌拌，利利用用原原土土自自成成泥泥浆浆，泥泥浆浆比比重重控控制制在在1.11.21.11.2。砂砂性性土土中中成成孔孔时时，应应选选用用高高塑塑性性粘粘性性土土或或膨膨润润土土的的制制备备泥泥浆浆，并并适适当当加加入入分分散散剂剂、增增粘粘剂剂、加加重重剂剂、防防漏漏剂剂等等外外加加剂剂，泥泥浆浆比比重重应应控控制制在在1.11.51.11.5。当当自自成成泥泥浆浆密密度度和和粘粘度度达达不不到到要要求求时时，可可加加入入部部分分制制备备泥泥浆浆，即即为为半半自自成成泥浆。施工中应经常测定泥浆密度泥浆。施工中应经常测定泥浆密度.

33、泥泥浆浆制制备备常常用用高高速速回回转转式式搅搅拌拌机机和和喷喷射射式式搅搅拌拌机机两两类类。喷喷射射式式搅搅拌拌机机工工作作原原理理如如图图2-542-54所所示示，它它是是用用泵泵把把水水喷喷射射成成射射流流状状，利利用用喷喷嘴嘴附附近近的的真真空空吸吸力力，把把加加料料器器中中膨膨润润土土吸吸出出与与射射流流进进行行拌拌合合。在在泥泥浆浆达达到到设设计计浓浓度度之之前前，可可以以循循环环进进行。行。（3）成孔方法。1 1）回回转转钻钻成成孔孔。回回转转钻钻成成孔孔是是国国内内灌灌注注桩桩施施工工中中最最常常用用的的方方法法之之一一。钻钻头头的的选选择择是是回回转转钻钻成成孔孔施施工工的的

34、关关键键。钻钻头头按按其其破破碎碎岩岩土土的的切切削削研研磨磨材材料料不不同同，分分为为硬硬质质合合金金钻钻头头（图图2-55a2-55a）、钢钢粒粒钻钻头头（图图2-55b2-55b）和和滚滚轮钻头。轮钻头。图 2-55回转钻成孔按其排渣方式分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。正循环回转钻成孔：反循环回转钻成孔：2）潜潜水水钻钻成成孔孔。潜潜水水钻钻是是将将动动力力装装置置沉沉入入钻钻孔孔内内，通通过过防防水水密密封封式式的的电电动动机机和和变变速速箱箱及及钻钻头头组组装装在在一一起起潜潜入入泥泥浆浆之之下下钻钻进进（图图2-112-11）。）。图 2-11电动机在泥浆中通过变速箱带

35、动钻头旋转切土，常用笼式钻头（图）。图 3）冲击钻成孔。冲击钻成孔是把带钻刃的重钻头（又称冲锤）提高，靠自由下落的冲击力来破碎岩层或冲挤土层，排出碎渣成孔。它适用于碎石土、砂土、粘 性 土 及 风 化 岩 层 等。桩 径 可 达6001500mm。大直径桩孔可分级成孔，第一级成孔直径为设计桩径的0.60.8倍。图 图 图 （4）清孔。当钻孔达到设计要求深度后，即应进行验孔和清孔，清除孔底沉渣、淤泥是减少桩基沉降和提高承载能力的关键。清孔方法可以采用前面所述的正循环法、泵吸反循环法、气举反循环法和掏渣筒法。（5）水下灌注混凝土。泥浆护壁成孔灌注桩的混凝土灌注是在泥浆中进行，故为水下灌注混凝土，常

36、用导管法，如图2-66所示。图 2-66成孔的控制深度应符合下列要求：1）摩擦型桩：摩擦桩以设计桩长控制成孔深度；端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度。当采用锤击沉管法成孔时，桩管入土深度控制以标高为主，以贯入度控制为辅。2）端承型桩：当采用钻（冲）、挖掘成孔时，必须保证桩孔进入设计持力层深度；当采用锤击沉管法成孔时，沉管深度控制以贯入度为主，设计持力层标高对照为辅。（录像录像）灌注混凝土应遵守下列规定：1）成孔质量检查合格后应尽快灌注混凝土，桩身混凝土必须留有试件，每浇注50m3混凝土必须有一组试件，小于50m3的桩，每根桩必须有一组试件。2）灌注混凝土充盈系数（实际灌注混凝土体积

37、与按设计桩身直径计算体积之比）不得小于1.0；一般土质为1.01.1；软土为1.11.2。3）同一根桩的混凝土灌注应连续进行。3.沉管灌注桩沉管灌注桩沉管灌注桩施工方法有锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩 （图2-15）。（1）锤击沉管灌注桩。锤击沉管灌注桩宜用于一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。锤击沉管灌注桩机当当桩桩管管沉沉到到设设计计要要求求深深度度后后，停停止止锤锤击击，在在管管内内安安放放钢钢筋筋笼笼，用用吊吊斗斗将将混混凝凝土土灌灌入入桩桩管管内内。桩桩管管内内混混凝凝土土应应尽尽量量灌灌满满，然然后后开开始始拔拔管管。拔拔管管要要均均匀匀，第第一一次次拔拔管管高高度度控控制制

38、在在能能容容纳纳第第二二次次所所需需要要灌灌入入的的混混凝凝土土为为限限，不不宜宜拔拔管管过过高高，并并在在桩桩管管内内保保持持不不少少于于2m2m高高度度的的混混凝凝土土，然然后后再再灌灌足足混混凝凝土土。拔拔管管时时应应保保持持连连续续密密锤锤低低击击，并并控控制制拔拔出出速速度度。对对一一般般土土层层，以以不不大大于于1m/min1m/min为为宜宜；在在软软弱弱土土层层及及软软硬硬土土层层交交界界处处，应应控控制制在在0.30.8m/min0.30.8m/min以以内内。拔拔管管时时还还要要经经常常探探测测混混凝凝土土落落下下的的扩扩散散情情况况，注注意意使使管管内内的的混混凝凝土土保

39、保持持略略高高于于桩桩顶顶，这这样样一一直直到到全全管管拔拔出出为为止。止。（2）振动沉管灌注桩。振动沉管灌注桩的适用范围除与锤击沉管灌注桩相同外，更适用于砂土、稍密及中密的碎石土地基。振动沉管灌注桩采用 振动冲击锤沉管，锤击或振动沉管灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。1)单打法。在沉入土中的桩管内灌满混凝土，开动激振器，振动510s，开始拔管，边振边拔，直到地面。2)反插法。在桩管灌满混凝土之后，先振动再开始拔管，每次拔管高度0.51.0m，向下反插深度0.30.5m，如此反复进行。3 3）复复打打法法 在在第第一一次次按按单单打打法法施施工工完完毕毕，拔拔出出桩桩管管后后，清清除除桩

40、桩管管外外壁壁上上的的污污泥泥和和桩桩孔孔周周围围地地面面浮浮土土，立立即即在在原原桩桩位位再再埋埋预预制制桩桩靴靴或或合合好好桩桩尖尖活活瓣瓣，进进行行第第二二次次沉沉管管，使使未未凝凝固固的的混混凝凝土土向向四四周周挤挤压压以以扩扩大大桩桩径径，然然后后再再下下钢钢筋筋笼笼，灌灌注注第第二二次次混混凝凝土土。拔拔管管方方法法与与初初打打时时相相同同。施施工工时时要要注注意意：前前后后二二次次沉沉管管的的轴轴线线应应重重合合；复复打打施施工工必必须须在在第第一一次次灌灌注注的的混混凝凝土土初初凝凝之之前前进进行；钢筋笼应在第二次沉管后放入行；钢筋笼应在第二次沉管后放入。沉沉管管灌灌注注桩桩施

41、施工工易易发发生生断断桩桩、颈颈缩缩、桩桩尖尖进进水水或或进进泥泥砂砂及及吊吊脚脚桩桩等等质质量量问问题题，施施工工中中应应加加强强检查并及时处理。检查并及时处理。5 5人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩人人工工挖挖孔孔灌灌注注桩桩是是采采用用人人工工挖挖掘掘方方法法进进行行成成孔孔，然后安装钢筋笼，浇筑混凝土成型然后安装钢筋笼，浇筑混凝土成型。人人工工挖挖孔孔桩桩灌灌注注桩桩的的特特点点：设设备备简简单单；噪噪音音小小、振振动动小小、无无挤挤土土现现象象；施施工工速速度度快快，可可按按施施工工进进度度要要求求决决定定同同时时开开挖挖桩桩孔孔的的数数量量，必必要要时时各各

42、桩桩孔孔可可同同时时施施工工；土土层层情情况况明明确确，可可直直接接观观察察到到地地质质变变化化情情况况，桩桩底底沉沉渣渣清清除除干干净净，施施工工质质量量可可靠靠；桩桩径径不不受受限限制制，承承载载力力大大。但但人人工工挖挖孔孔灌灌注注桩桩施施工工，工工人人在在井井下下作作业业，劳劳动动条条件件差差，施施工工中中应应特特别别重重视视流流砂砂、流流泥泥、有有害害气气体体等等影影响响，应应严严格格按按操操作作规规程程施施工工，制制订订可可靠靠的的安安全全措施。措施。人人工工挖挖孔孔灌灌注注桩桩的的桩桩身身直直径径除除应应满满足足设设计计承承载载力力的的要要求求外外，还还应应考考虑虑施施工工操操作

43、作的的要要求求，故故桩桩身身直直径径不不宜宜小小于于800mm800mm。桩桩底底一一般般都都做做扩扩大大头头，扩扩底底变变径径尺尺寸寸通通常常按按（D D1 1D D）/2 2：h h1 1：4 4；h h1 1（D D1 1D D）/4 4进进行行控控制制，如如图图 所示。所示。图 （1 1）施施工工机机具具。人人工工挖挖孔孔灌灌注注桩桩施施工工机机具具主主要有要有垂垂直直运运输输工工具具：如如电电动动葫葫芦芦、提提土土桶桶、软软梯梯等等。用于施工人员、材料和弃土等垂直运输。用于施工人员、材料和弃土等垂直运输。排水工具排水工具：如潜水泵。用于抽出桩孔中的积水。：如潜水泵。用于抽出桩孔中的积

44、水。通通风风设设备备：如如鼓鼓风风机机、输输风风管管。用用于于向向桩桩孔孔中中强制送入空气。强制送入空气。挖挖掘掘工工具具：如如镐镐、锹锹、土土筐筐等等。若若遇遇到到坚坚硬硬的的土层或岩石，还需准备风镐和爆破设备。土层或岩石，还需准备风镐和爆破设备。此外，尚有此外，尚有照明灯、对讲机、电铃照明灯、对讲机、电铃等。等。（2）施工工艺。为了确保施工的安全，人工挖孔过程必须有防止土体坍滑的支挡措施。支挡的方法很多，如现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、型钢或木板桩工具护壁、沉井等。当采用现浇混凝土 护 壁 时，护 壁 厚 度 一 般 不 少 于D/10+50mm，每段护壁高通常取1.0m，并有1:0.1

45、的坡度（图2-67）。下面以分段现浇混凝土护壁为例说明人工挖孔桩灌注桩的施工工艺。1）按设计图样放线、定桩位。2）开挖土方。采取分段开挖，每段开挖高度取决于土壁保持直立状态的能力，一般取1.0m为一个施工段，开挖范围为设计桩芯直径加护壁的厚度。3）绑扎护壁钢筋。竖向钢筋上部与上一节护壁钢筋搭接绑扎，竖向钢筋下部可插入土中或弯入孔内，以便锚入下一节护壁内。竖向钢筋与环向钢筋间用铁丝绑扎固定。4）支设护壁模板。模板高度取决于开挖土方施工段的高度，一般为1m，由48块活动钢模钣（或木模板）组合而成。5）在模板顶放置操作平台。平台可用角钢和钢钣制成半圆形，两个合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土和浇

46、筑混凝土用。6)浇筑护壁混凝土。护壁混凝土起着防止土壁塌陷与防水的双重作用，要求捣实。第一节护壁厚度宜增加100mm150mm，上下节护壁预埋钢筋拉结，护壁混凝土的搭接长度不得小于50mm。7)拆除模板继续下一段土方开挖。当护壁混凝土达到1.2MPa，常温下约24h方可拆除模板。开挖下一段的土方后，再支模、浇筑护壁混凝土，每节护壁均应在当日连续施工完毕，如此循环，直至挖到设计要求的深度。终孔后应清理护壁上的泥土、孔底残渣和积水，应立即进行隐蔽验收、封底和浇注桩身混凝土。8)安放钢筋笼。绑扎好钢筋笼后整体安放。9)浇筑桩身混凝土。浇筑桩身混凝土时，混凝土必须通过溜槽，当高度超过3m时，应采用串筒

47、，串筒末端离孔底高度不宜大于2m，混凝土宜采用插入式振动器振实。当桩孔内渗水量过大，积水过多不便排干，则应用导管法浇筑水下混凝土。人人工工挖挖孔孔灌灌注注桩桩在在开开挖挖过过程程中中，须须制制定定专专门门的的安安全全措措施施。如如施施工工人人员员进进入入孔孔内内必必须须戴戴安安全全帽帽；孔孔内内有有人人时时，孔孔上上必必须须有有人人监监护护；护护壁壁要要高高出出地地面面150150200mm200mm；挖挖出出的的土土方方不不得得堆堆在在孔孔四四周周1.2m1.2m范范围围内内，以以防防滚滚入入孔孔内内；孔孔周周围围要要设设置置0.8m0.8m高高的的安安全全防防护护栏栏杆杆；每每孔孔要要设设置置安安全全绳绳及及安安全全软软梯梯；孔孔下下照照明明要要用用安安全全电电压压；使使用用潜潜水水泵泵必必须须有有防防漏漏电电装装置置；桩桩孔孔开开挖挖深深度度超超过过10m10m时时，应应设设置置鼓鼓风风机机，向向井井下下输输送送洁洁净净空空气气，风风量不少于量不少于25L/s25L/s等。等。(录像录像录像录像）