施工技术地基加固处理与深基础施工.pptx

水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）是在碎石桩基础上加进一些石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌和制成的具有一定粘结强度的桩。适用范围：淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和和非饱和的粘性土、粉土。能使天然地基承载力提高70以上。第1页/共125页二、土桩和灰土桩 由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工复合地基。适用范围：地下水位以上，深度515m的湿陷性黄土或人工填土地基。地下水位以下或含水量25的土，不宜采用。第2页/共125页三、深层搅拌法原理：利用水泥浆、石灰等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处，就地将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列化学物理反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的复合地基（提高了地基承载力）。第3页/共125页深层搅拌法的适用范围：淤泥、淤泥质土、粉土、饱和黄土、粘性土等软土地基。施工工艺：用水泥浆和地基土搅拌（旋喷桩）用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌（粉体喷射桩）第4页/共125页第二节 桩基础桩基础是由桩身和承台组成，桩身全部或部分埋入土中，顶部由承台（或承台梁）连成一体。在承台上修筑上部建筑。（见图片）一、桩的分类 1.桩按传力和作用性质分 端承桩:是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上的桩。（如图21（a）摩擦桩:是指沉入软弱土层一定深度，将建筑物的荷载传布到四周土中和桩端下的土中，主要是靠桩身侧面与土之间的摩擦力承受上部结构荷载的桩。（如图21（b）第5页/共125页图21桩基础（a）端承桩；（b）摩擦桩1桩；2承台；3上部结构第6页/共125页端承桩：施工时以控制贯入度为主，设计标高为参考(桩尖入土深度)。摩擦桩：施工时以控制设计标高(桩尖入土深度)为主，贯入度为参考。第7页/共125页 2.按施工方法分 预制桩:是在工厂或施工现场预制（如混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢管或型钢的钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。灌注桩:是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的不同分为钻孔、挖孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩。第8页/共125页一、预制桩的制作、起吊、运输和堆放（一）钢筋混凝土方桩制作、起吊、运输和堆放 1.制作 方法：并列法、间隔法、叠浇法和翻模法等，一般采用叠浇法。制作工艺：现场制作场地压实、整平场地地坪浇筑支模扎钢筋浇混凝土养护至30强度拆模支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋浇间隔桩混凝土制作第二层桩养护至70强度起吊达100强度后运输、堆放(不宜超过4层)。制作要求：砼强度等级不宜低于C30。砼浇筑应由桩顶向桩尖连续进行，严禁中断；桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角，制作偏差应符合规范的规定。钢筋混凝土预制桩见图2.1.1 第9页/共125页图2.1.1钢筋混凝土预制桩第10页/共125页 2.起吊 预制桩混凝土强度达到设计强度等级的70以上方可起吊，吊点位置应符合设计规定，无设计规定时，可按下列原则确定。当吊点少于或等于3个时，其位置按正负弯矩相等的原则计算确定。当吊点多于3个时，其位置按反力相等的原则计算确定。长2030m的桩，一般采用3个吊点。几种吊点的吊点合理位置如图2.1.2。第11页/共125页图2.1.2吊点的合理位置(a)1个吊点；(b)2个吊点；(c)3个吊点；(d)4个吊点第12页/共125页 3.运输 预制桩混凝土强度达到设计强度等级的100以上方可运输，当运距不大时，可采用滚筒、卷扬机等拖动桩身运输；当运距较大时可采用小平台车运输。运输过程中支点应与吊点位置一致。4.堆放 桩在施工现场的堆放场地应平整、坚实，并不得产生不均匀沉陷。堆放时应设垫木，垫木的位置与吊点位置相同，各层垫木应上、下对齐，堆放层数不宜超过4层。第13页/共125页(二)钢筋混凝土预制桩的沉桩方法有：锤击法、静力压桩法、振动法和水冲法。1、锤击沉桩施工 锤击法是利用桩锤的冲击克服土对桩的阻力，使桩沉到预定深度或达到持力层。（一）打桩机械及其选择 打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三个部分。1.桩锤 桩锤是对桩施加冲击，将桩打入土中的主要机具。桩锤主要有落锤、蒸汽锤、柴油锤和液压锤，目前应用最多的是柴油锤。第14页/共125页 落锤（见图25）蒸汽锤：分为单动式汽锤（见图26）与双动式汽锤（见图27）。柴油锤：见图28 液压锤 用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，力求采用“重锤轻击”。如采用轻锤重击，锤击功能很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。桩锤应根据地质条件、桩的类型、桩的长度、桩身结构强度、桩群密集程度以及施工条件等参考表2-1进行选择。当桩锤重大于桩重的的152倍时，沉桩效果较好。第15页/共125页表2-1锤重选择表锤 型 柴 油 锤 20 25 35 45 60 72 锤的动力性能 冲击部分重t 2.0 2.5 3.5 4.5 6.0 7.2 总重 t 4.5 6.5 7.2 9.6 15.0 18.0 冲击力kN 2000 20002500 25004000 40005000 50007000 700010000 常用冲程m 1.82.3 桩的截面混凝土预制桩的边长或直径cm 2535 3540 4045 4550 5055 5560 钢管桩的直径cm 40 60 90 90100 持力层 粘性土粉土 一般进入深度m 1.02.0 1.52.5 2.03.0 2.53.5 3.04.0 3.05.0 静力触探比贯入度平均值MPa 3 4 5 5 砂土 一般进入深度m 0.51.0 0.51.5 1.02.0 1.52.5 2.03.0 2.53.5 标准贯入击数N（未修正）1525 2030 3040 4045 4550 50 常用的控制贯入度cm/10击 23 35 48 设计单桩极限承载力kN 4001200 8001600 25004000 30005000 50007000 700010000 第16页/共125页图25落锤示意图图26单动汽锤1进汽孔；2排汽孔；3活塞；4汽孔；5燃油泵；6桩帽；7桩第17页/共125页图27双动汽锤图28柴油锤工作示意1进汽孔；2排汽孔；3活塞；4汽孔；5燃油泵；6桩帽；7桩第18页/共125页 2.桩架 桩架的作用:是支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位置，并在打入过程中引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。选择桩架时应考虑桩锤类型、桩的长度和施工现场的条件等因素。桩架的高度桩架的高度 =桩长桩锤高度滑轮组高起锤移位高度安全工作间隙桩长桩锤高度滑轮组高起锤移位高度安全工作间隙 常用的桩架形式有滚筒式桩架、多功能桩架和履带式桩架三种。第19页/共125页 （1）滚筒式桩架（图2-9）滚筒式桩架行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动适用于预制桩和灌筑桩施工。(移动不灵活)（2）多功能桩架（图2-10）多能桩架由立柱、斜撑、回转工作台、底盘、及传动机构组成。这种桩架可适应各种预制桩，也可用于灌注桩施工。（3）履带式桩架（图2-11）履带式桩架以履带起重机为底盘，增加导杆和斜撑组成，用以打桩。可用于各种预制桩和灌筑桩施工。第20页/共125页图29滚筒式桩架1枕木；2滚筒；3底座；4锅炉；5卷扬机；6桩架；7龙门；8蒸汽；9桩帽；10缆绳第21页/共125页图210多功能桩架1枕木；2钢轨；3地盘；4回转平台；5卷扬机；6司机室；7平衡重；8撑杆；9挺杆；10水平调整装置；11桩锤与桩帽第22页/共125页图211履带式桩架1导架；2桩锤；3桩帽；4桩；5车体第23页/共125页 3.动力装置 动力装置的配置取决于所选的桩锤。当选用蒸汽锤时，则需配备蒸汽锅炉和卷扬机。4.桩帽及衬垫材料 5.送桩器 打桩前的准备工作 1.消除地上、地下障碍物。2.材料机具设备准备及接通水、电源。3.进行打桩试验：规范规定，试桩不得少于2根。第24页/共125页 4.确定打桩顺序 打桩顺序合理与否，影响打桩速度、打桩质量，及周围环境。根据桩群的密集程度，打桩顺序分为逐排打设（图212a）、从中间向四周打设（图212c）、由中间向两侧打设（图212d）、分段打设。第25页/共125页图2-12打桩顺序(a)逐排打设；(b)从两侧向中间打设；(c)自中部向四周打设；(d)由中间向两侧打设第26页/共125页 当桩较密集（桩中心距小于等于4倍边长或直径）应由中间向两侧打设或从中间向四周打设。当桩数较多时，也可采用分段打设。当桩稀疏（桩中心距大于4倍桩边长或直径）时，可采用任何一种打桩顺序外。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。第27页/共125页 5.设置水准点及定桩位 在打桩现场附近设水准点，其位置应不受打桩影响，数量不得少于两个，用以抄平场地和检查桩的入土深度。要根据建筑物的轴线控制桩定出桩基础的每个桩位，可用小木桩标记。正式打桩之前，应对桩基的轴线和桩位复查一次。以免因小木桩挪动、丢失而影响施工。桩位放线允许偏差为20mm。第28页/共125页 打桩工艺（动画）定锤吊桩打桩接桩送桩及截桩头打桩测量和记录 1.定锤吊桩 定锤就是打桩机就位后，先将桩锤和桩帽吊起，其锤底高度应高于桩顶，并固定在桩架上；吊桩是用桩架上的滑轮组和卷扬机将桩吊成垂直状态送入龙门导杠内。桩锤、桩帽和桩身中心应在同一直线上，桩插入土体时和沉入土一定深度，都应校正垂直度。第29页/共125页 2.打桩 打桩“重锤低击”，同时要注意控制桩锤的最大落距。桩开始打入时，桩锤落距宜低，以便于桩能正常地沉入土中，待桩入土到一定深度（12m）桩尖不易发生偏移时，可适当增大落距，并逐渐提高到规定的数值，继续锤击。落距一般为：单动汽锤以0.6m左右为宜，柴油锤不超过1.5m，落锤不超过1.0m为宜。如桩顶标高低于自然土面，则需用送桩管将桩送入土中时，桩与送桩管的纵轴线应在同一直线上，拔出送桩管后，桩孔应及时回填或加盖。第30页/共125页第31页/共125页 桩的入土深度 摩擦桩：以标高为主，贯入度为参考。端承桩：以贯入度为主而以标高作参考。贯入度：预制桩被击打一次，桩贯入土中的距离(单位为cm)。最后贯入度：最后一阵（每10击为一阵）桩的平均入土深度（双动汽锤为每分钟下沉值）。第32页/共125页 3.接桩及截桩头 一般混凝土预制桩接头不宜超过2个，预应力管桩接头不宜超过4个；接头连接的方法有：焊接法（图213）、浆锚法（图片）（图214）和法兰接桩法（图215）。14L505长200（拼接角钢）；241003008（连接钢板）；34L638长150（与立筋焊接）；412（与L638焊牢）；5主筋图213焊接法接桩节点构造第33页/共125页图214浆锚法接桩节点构造1锚筋；2锚筋孔第34页/共125页图215法兰盘接头第35页/共125页 截桩头根据预制桩形式的不同可采用：人工、风动工具、氧乙炔切割器等形式。4.打桩测量和记录 打桩是隐蔽工程，应做好标高、贯入度等的测量记录。用落锤、单动汽锤或柴油打桩锤，在开始打桩时，即应测量记录桩身每沉落1m所需要的锤击次数以及桩锤落距的平均高度。在桩下沉接近设计标高时，就在规定落距下，测定每一阵的贯入度。端承型桩，当其数值达到或小于设计所要求的贯入度时，打桩即可停止。摩擦型桩则以控制桩入土深度为主。第36页/共125页 打桩工程质量要求 打桩工程质量要求包括两方面：一是最后贯入度或标高符合设计要求；二是桩的偏差应在允许范围内（见表22）。打桩的控制，对于桩尖位于坚硬土层的端承型桩，以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。如贯入度已达到而桩尖标高未达到时，应继续锤击3阵，每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值。桩尖位于软土层的摩擦型桩，应以桩尖设计标高控制为主，贯入度可作参考。如控制指标已符合要求，而其他指标与要求相差较大时，应会同有关单位研究解决。第37页/共125页表22预制桩（钢桩）位置的允许差序号项 目允许偏差（mm）1单排或双排桩条形桩基 垂直于条形桩基纵轴方向平行于条形桩基纵轴方向100 1502 桩数为1-3根基中的桩 1003 桩数为4-16根桩基中的桩1/3桩径或1/3边长4桩基中的桩桩数为大于16根桩基中的桩最外边的桩中间桩1/3桩径或1/3边长1/2栏径或1/2边长第38页/共125页 打桩质量通病及其防治 常见问题有：(1)桩顶、桩身被打坏：与桩头钢筋设置不合理、桩顶与桩轴线不垂直、混凝土强度不足、桩尖通过过硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻等有关。(2)桩位偏斜：当桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物时都容易发生桩位偏斜，因此施工时应严格检查桩的质量并按施工规范的要求采取适当措施，保证施工质量。(3)桩打不下 (4)一桩打下邻桩上升第39页/共125页三、静力压桩（图片）1.概念：静力压桩是借助专用桩架自重及桩架上的压重，通过卷扬机滑轮组或液压系统施加压力在桩顶或桩身上，桩在自重和静压力作用下被逐节压入土中的一种沉桩法。这种沉桩方法无振动、无噪音、无冲击力、施工应力小，对周围环境影响小，适合在城市中施工。2.压桩设备：静力压桩机有顶压式、箍压式和前压式三种类型。3.压桩工艺：压桩一般是分节压入，逐段接长。为此，桩需分节预制。当第一节桩压入土中，其上端距地面2m左右时将第二节桩接上，继续压入。对每一根桩的压入，各工序应连续。4.静力压桩施工程序（图216）：场地清理和处理测量定位桩机就位吊桩插桩桩身对中调直压桩接桩再压桩送桩（或截桩）第40页/共125页图216静力压桩程序示意图(a)准备压第一段桩；(b)接第二段桩；(c)接第三段桩；(d)整根桩压平入地面；(e)采用送桩压桩到设计标高1第一段桩；2第二段桩；3第三段桩；4送桩；5接桩结点第41页/共125页 5.施工注意事项 1）压桩施工时应随时注意使桩保持轴心受压，接桩时也应保证上下接桩的轴线一致，并使接桩时间尽可能地缩短，否则，间歇时间过长会由于土体固结导致发生压不下去的事故。2）当桩接近设计标高时，不可过早停压，否则，在补压时也会发生压不下去或压入过少的现象。3）压桩过程中，当桩尖碰到夹砂层时，压桩阻力可能突然增大，可采取停车再开。忽停忽开的办法，使桩有可能缓慢下沉穿过砂层。如果工程中有少量桩确实不能压至设计标高而相差不多时，可以采取截桩的办法。第42页/共125页第43页/共125页四、预制桩施工对周围环境影响及预防措施 （一）噪音影响及防护 1.音源控制防护 2.遮挡防护 3.控制打桩时间 （二）振动影响及防护 （三）土体挤压影响及防护 1.预钻孔沉桩法 2.合理安排打桩顺序和工艺 3.采用排水措施降低超孔隙水压力 4.设防挤防震沟 5.设置防挤防震墙第44页/共125页二、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，然后在孔内安装钢筋笼，浇筑混凝土成桩。灌注桩按成孔方法不同分为：钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩、爆扩桩等。灌注桩适用范围见表2.1.1。灌注桩与预制桩相比由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋只要满足使用要求就可以，因而具有节省钢材、降低造价、无需接桩及截桩等优点。第45页/共125页表2.1.1灌注桩适用范围第46页/共125页 灌注桩定位及成孔的施工顺序：与预制桩的定位放线相同。灌注桩成孔顺序的确定：对土没有挤密作用的钻孔灌注桩、干作业成孔灌注桩等，一般按现场条件和桩机行走最方便原则确定成孔顺序。对土有挤密作用和振动影响的冲孔灌注桩、锤击（或振动）沉管灌注桩、爆扩桩等，一般可结合现场施工条件确定定成孔顺序。第47页/共125页 成孔深度的控制：摩擦型桩：摩擦桩以设计桩长控制成孔深；端承磨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，桩管入土深度以标高为主，以贯入度控制为辅。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的深度；当采用锤击法成孔时，沉管深度控制以贯入度为主，设计持力层标高对照为辅。第48页/共125页一、钻孔灌注桩施工 钻孔灌注桩是利用钻孔机在桩位成孔，然后在桩孔内放入钢筋骨架再灌混凝土而成的灌注桩。它能在各种土质条件下施工，具有无振动、对土体无挤压等优点。常用的施工方法根据地质条件的不同可分为干作业成孔灌注桩和湿作业成孔灌注桩。常见的钻孔机械有：螺旋钻机、回转钻孔机、潜水钻机、钻扩机、全套管钻机。钻孔灌注桩施工工艺如图217。第49页/共125页图217钻孔灌注桩施工过程示意（a）钻孔（b）清孔（c）放钢筋骨架（d）浇注混凝土1钻机进行钻孔；2放入钢筋骨架；3浇注混凝土；4压缩空气；5清水；6钢筋笼；7导管；8混凝土；9地下水位第50页/共125页 （一）干作业成孔灌注桩 1.概念 干作业成孔灌注桩是先用螺旋钻机在桩位处钻孔，然后在桩孔内放入钢筋骨架，再灌混凝土而成的桩。干作业成孔灌注桩适用于地下水位以上的各种软硬土中成孔。目前常用螺旋钻机成孔，还可采用机扩法扩底。螺旋钻机成孔灌注桩（图片）是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外（图2-18）。（动画）第51页/共125页图2-18步履式螺旋钻机1上底盘；2下底盘；3回转滚轮；4行车滚轮；5钢丝滑轮；6回转轴；7行车油缸；8支盘第52页/共125页第53页/共125页 2.施工工艺流程场地清理 测量放线 定桩位 桩机就位 钻孔取土成孔 清除孔底沉渣 成孔质量检查验收 吊放钢筋笼 浇筑孔内混凝土第54页/共125页第55页/共125页 3.施工注意事项 开始钻孔时，应保持钻杆垂直、位置正确，防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚土。发现钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时，应提钻检查，排除地下障碍物，避免桩孔偏斜和钻具损坏。钻进过程中，应随时清理孔口粘土，遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况，应停止钻孔，同有关单位研究处理。钻头进入硬土层时，易造成钻孔偏斜，可提起钻头上下反复扫钻几次，以便削去硬土。若纠正无效，可在孔中局部回填粘土至偏孔处05 m以上，再重新钻进。成孔达到设计深度后，应保护好孔口，按规定验收，并做好施工记录。孔底虚土尽可能清除干净，可采用夯锤夯击孔底虚土或进行压力注水泥浆处理，然后快吊放钢筋笼，并浇筑混凝土。混凝土应分层浇筑，每层高度不大于15m。第56页/共125页 （二）泥浆护壁成孔灌注桩施工 1.概念 泥浆护壁成孔灌注桩（动画）是利用泥浆护壁，钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔，而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土而成桩。2.工艺流程（图219）第57页/共125页图219泥浆护壁成孔灌注桩工艺流程图第58页/共125页第59页/共125页 3.施工要点 测定桩位：平整清理好施工场地后，设置桩基轴线定位点和水准点，根据桩位平面布置施工图，准确在场地上标识桩位。埋设护筒：护筒（图220）用48mm厚钢板制成，内径比钻头直径大100200 mm，顶面高出地面040.6 m，上部开1一2个溢浆孔。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将将护筒埋 入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于1 m，在砂土中不宜小于15 m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位1 m以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大0810m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50 mm，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。护筒作用是：固定桩孔位置；保护孔口；维持孔内水头，防止塌孔；为钻头导向。第60页/共125页图220护筒外形示意图第61页/共125页 泥浆制备：泥浆制备方法应根据土质条件确定：在粘土和粉质粘土中成孔时，注入清水，原土造浆；在其他土层中成孔，泥浆可采用高塑性（Ip17）的粘土或膨润土制备。泥浆的主要作用是护壁，同时也有携砂排土、切土润滑、冷却钻头的作用。成孔方法：回转钻成孔：按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔，如图2-21所示。（动画1、动画2）潜水钻成孔（图2-22）：按出渣方式不同分为正循环潜 水钻成孔和反循环潜水钻成孔（动画1、动画2）冲击钻成孔：如图2-23所示。冲抓锥成孔：如图2-24所示。第62页/共125页图2-21泥浆循环排渣成孔工艺a）正循环排渣；b）反循环排渣1钻头；2泥浆循环方向；3沉淀池；4泥浆池；5泥浆泵；6砂石泵；7水龙头；8钻杆；9钻机回转装置第63页/共125页第64页/共125页第65页/共125页第66页/共125页第67页/共125页11钻头；22潜水钻机；33电缆；44护筒；55水管；66滚轮支点；77钻杆；88电缆盘；99卷扬机；1010控制箱图2-22 2-22 潜水钻机第68页/共125页1滑轮；2主杆；3拉索；4斜撑；5卷扬机；6垫木；7钻头图2-23冲击钻机第69页/共125页（a）（b）图2-24冲抓锥第70页/共125页 清孔：当钻孔达到设计要求深度时，应立即清除孔底沉渣，以确保桩基质量。清孔方法有：真空吸渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法。吊放钢筋笼：钢筋笼主筋净距必须大于3倍的骨料粒径，每隔2m设置一边加筋箍，钢筋保护层厚度不应小于35mm（水下混凝土不得小于50mm）。吊放钢筋笼时应防止碰撞孔壁。水下浇筑混凝土（图2-25）：用导管法浇筑。混凝土强度等级不应小于C20，坍落度为1822cm，所用设备有金属导管、承料漏斗和提升机具。第71页/共125页1上料斗；2贮料斗；3滑道；4卷扬机；5漏斗；6导管；7护筒；8隔水塞图2 22525水下浇筑混凝土第72页/共125页 （8）常见工程质量事故及处理方法：泥浆护壁成孔灌注桩施工时常易发生孔壁坍塌，斜孔、孔底隔层、夹泥、流砂等 孔壁坍塌：指成孔过程中孔壁土层不同程度坍落。主要原因是提升下落冲击锤、掏渣筒或钢筋骨架时碰撞护筒及孔壁；护筒周围未用粘土紧密填实，孔内泥浆液面下降，孔内水压降低等造成塌孔，塌孔处理方法：一是在孔壁坍塌段用石子粘土投入，重新开钻，并调整泥浆容重和液面高度；二是使用冲孔机时，填入混合料后低锤密击，使孔壁坚固后，再正常冲击。第73页/共125页 偏孔：指成孔过程中出现孔位偏移或孔身倾斜。偏孔的主要原固是桩架不稳固，导杆不垂直或土层软硬不均。对于冲孔成孔，则可能是由于导向不严格或遇到探头石及基岩倾斜所引起的。处理方法为：将桩架重新安装牢固，使其平稳垂直：如孔的偏移过大；应填入石子粘土，重新成孔；如有探头石，可用取岩钻将其除去或低锤密击将石击碎；如遇基岩倾斜，可以投入 毛石于低处，再开钻或密打。孔底隔层：指孔底残留石渣过厚，孔脚涌进泥砂或塌壁泥土落底。造成孔底隔层的主要原因是清孔不彻底，清孔后泥浆浓度减少或浇筑混凝土、安放钢筋骨架时碰撞孔壁造成塌孔落土。主要 防止方法为；做好清孔工作，注意泥浆浓度及孔内水位变化，施工时注意保护孔壁。第74页/共125页 夹泥或软弱夹层：指桩身混凝土混进泥土或形成浮浆泡沫软弱夹层。其形成的主要原因是浇筑混凝土时孔壁坍塌或导管口埋入混凝土高度太小，泥浆被喷翻，掺入混凝土中。防治措施是经常注意混馄凝土表面标高变化，保持导管下口埋入混凝土表面标高变化，保持导管下口埋入混凝土下的高度，井应在钢筋笼下放孔内4小时内浇筑混凝土。流砂：指成孔时发现大量流砂涌塞孔底。流砂产生的原因是孔外水压力比孔内水压力大，孔壁土松散流砂严重时可抛入碎砖 石、粘土，用锤冲入流砂层，防止流砂涌入。第75页/共125页二、沉管灌注桩施工（图片）沉管灌注桩：是指采用锤击式或振动式桩锤将带有钢筋混凝土桩靴（又叫桩尖图2-26）或带有活瓣式桩靴（图2-27）的钢套管沉入土中，造成桩孔，然后放入钢筋笼、浇筑混凝土，最后拔出钢管，所形成的灌注桩。依据使用桩锤和成桩工艺不同，分为锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、静压沉管灌注桩、振动冲击沉管灌注桩和沉管夯扩灌注桩等。钢筋混凝土桩靴（图片一、图片二），活瓣式桩靴（图片）。施工工艺（如图2-28）。第76页/共125页图226混凝土预制桩尖图227活瓣桩尖1桩管；2活瓣第77页/共125页a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土；d）放置钢筋笼、灌注混凝土；e）拔管成桩图2-28沉管灌注桩施工过程第78页/共125页第79页/共125页第80页/共125页第81页/共125页第82页/共125页 （一）锤击沉管灌注桩施工 1.锤击沉管灌注桩机械设备（图229）：由桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组、行走机构组成。2.适用范围：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。3.施工程序（如图230）：定位埋设混凝土预制桩尖桩机就位锤击沉管灌注混凝土边拔管、边锤击、边继续灌注混凝土（中间插入吊放钢筋笼）成桩（动画）第83页/共125页1桩锤；2混凝土漏斗；3桩管；4桩架；5混凝土吊斗；6引驶用钢管；7预制桩靴；8卷扬机；9枕木图229锤击沉管灌注桩机械设备示意图第84页/共125页图230锤击沉管灌注桩(a)钢管打入土中；(b)放入钢筋骨架；(c)随浇混凝土拔出钢管1桩帽；2钢管；3桩靴第85页/共125页第86页/共125页 4.施工要求：桩管套入桩尖压入土中后，要检查桩管与桩锤是否在同一直线上，桩管垂直度偏差0.5%时即可锤击沉管。先用低锤轻击，观察无偏移后，再正常施打。桩管沉到设计深度后，尽量灌满混凝土后再拔管；拔管要均匀，第一次拔管高度控制在能容纳第二次所需要灌入的混凝土为限，应保持桩管内不少于2m2m高度的混凝土；拔管时保持密锤低击不停，并控制拔出速度：一般土层以1m/min为宜，软弱土层及软硬交界处在0.30.8m/min为宜。第87页/共125页 为了扩大桩径，提高承载力或补救措施，可采用复打法（图231）。复打法应在初次浇筑的混凝土初凝之前完成，前后二次沉管的轴线应重合，钢筋笼应在第二次沉管后放入。当作为补救措施时，常采用半复打法或局部复打法。图231复打法示意图(a)全桩复打；(b)、(c)局部复打第88页/共125页 (二)振动、振动冲击沉管灌注桩施工 振动、振动冲击沉管灌注桩是利用振动桩锤(又称激振器)、振动冲击锤将桩管沉人土中，然后灌注混凝土而成。1.适用范围：与锤击沉管灌注桩相比，这两种灌注桩更适合于稍密及中密的砂土地基施工。2.施工程序（图232）：振动沉管灌注桩和振动冲击沉管灌注桩的施工工艺完全相同，只是前者用振动锤沉桩，后者用带冲击的振动锤沉桩。第89页/共125页1振动锤；2加压减震弹簧；3加料口；4桩管；5活瓣桩尖；6上料斗；7混凝土桩；8短钢筋骨架图232振动沉管灌注桩(a)桩机就位；(b)振动沉管；(c)第一次灌注混凝土；(d)边拔管、边振动、边继续灌注混凝土；(e)成桩第90页/共125页第91页/共125页 3.施工方法：可采用单打法、反插法或复打法施工。单打法：是将桩管沉入到设计要求深度后，边灌混凝土边拔管，最后成桩。适用于含水量较小的土层，且宜采用预制桩尖。桩内灌满混凝土后，应先振动510s，边振边拔，每拔0.51m停拔振动510s，如此反复进行，直至桩管全部拔出。拔管速度在一般土层内宜为1.21.5mmin，用活瓣桩尖时宜慢，预制桩尖可适当加快，在软弱土层中拔管速度宜为0.60.8mmin。第92页/共125页 反插法：是在拔管过程中边振边拔，每拔0.51m，再向下反插0.30.5m，如此反复并保持振动，直至桩管全部拔出。注意流动性淤泥中不宜采用反插法。在桩尖处1.5m范围内，宜多次反插以扩大桩的局部断面。穿过淤泥夹层时，应放慢拔管速度，并减少拔管高度和反插深度。在流动性淤泥中不宜使用反插法。第93页/共125页 复打法（图233）：是在单打法施工完拔出桩管后，立即在原桩位再放置第二个桩尖，再第二次下沉桩管，将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压，扩大桩径，然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全长复打的目的是提高桩的承载力。局部复打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷，如发现或怀疑出现缩颈、断桩等缺陷，局部复打深度应超过断桩或缩颈区1m以上。复打必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。（动画）第94页/共125页图233复打法示意(a)全桩复打；(b)下半段桩复打；(c)上半段桩复打1单打桩；2沉管；3第二次浇混凝土；4复打桩；5预加1m第95页/共125页第96页/共125页 （三）沉管桩施工中常见问题的分析和处理 沉管灌注桩施工中易发生断桩、缩颈、桩靴进水或进泥、吊脚桩等问题，施工中应加强检查并及时处理。1断桩：断桩的裂缝为水平或略带倾斜，一般都贯通整个截面，常常出现于地面以下13 m软硬土层交接处。断桩原因主要有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压产生的水平推力和隆起上拔力的影响；软硬土层传递水平力不同，对桩产生剪应力；桩身混凝土终凝不久；强度弱，承受不了外力的影响。第97页/共125页 避免断桩的措施如下：(1)布桩应坚持少桩疏排的原则，桩与桩之间中心距不宜小于 3.5倍桩径；(2)桩身混凝土强度较低时，尽量避免振动和外力的干扰，因此要合理确定打桩顺序和桩架行走路线；(3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。控制时间法指在邻桩混凝土初凝以前，必须把影响范围内的桩施工完毕。断桩的检查与处理：在浅层(23m)发生断桩，可用重锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振,深处断桩目前常用动测或开挖的办法检查。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理后，略增大面积或加上铁箍连接，再重新浇混凝土补做桩身。第98页/共125页 2缩颈桩（动画）：又称瓶颈桩，是指部分桩径缩小、桩截面积不符合设计要求。缩颈桩产生的原因是：拔管过快，管内混凝土存量过少，混凝土本身和易性差，出管扩散困难造成缩颈；在含水量大的粘性土中沉管时，土体受到强烈扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，拔管后，这种水压力便作用到新浇筑的混凝土桩上，使桩身发生不同程度的缩颈现象。防治措施：在容易产生缩颈的土层中施工时，要严格控制拔管速度，采用“慢拔密击”；混凝土坍落度要符合要求且管内混凝土必须略高于地面，以保持足够的压力，使混凝土出管扩散正常。如遇有缩颈现象，可采取复打处理。第99页/共125页第100页/共125页 3桩尖进水、进泥砂：桩尖进水、进泥砂常见于地下水位高、含水量大的淤泥和粉砂土层，是由于桩管与桩尖接合处的垫层不紧密或桩尖被打破所致。处理办法：可将桩管拔出，修复改正桩靴缝隙或将桩管与预制桩尖接合处用草绳、麻袋垫紧后，用砂回填桩孔后重打；如果只受地下水的影响，则当桩管沉至接近地下水位时，用水泥砂浆灌人管内约05m作封底，并再灌1m高的混凝土，然后继续沉桩。若管内进水不多(小于200mm)时，可不作处理，只在灌第一槽混凝土时酌情减少用水量即可。第101页/共125页 4.吊脚桩（动画）：吊脚桩即桩底部的混凝土隔空，或混凝土中混进了泥砂而形成松软层。形成吊脚桩的原因:是由于混凝土桩尖质量差，强度不足，沉管时被打坏而挤人桩管内，且拔管时冲击振动不够，桩尖未及时被混凝土压出或活瓣未及时张开。为了防止出现吊脚桩，要严格检查混凝土桩尖的强度(应不小于C30)，以免桩尖被打坏而挤入管内。沉管时，用吊砣检查桩尖是否有缩人管内的现象。如果有，应及时拔出纠正并将桩孔填砂后重打。第102页/共125页第103页/共125页三、人工挖孔灌注桩施工 人工挖孔桩（图片）是指采用人工挖掘成孔，配以简单的施工机具，将孔挖到设计要求的持力层，孔底部分根据设计要求还可扩大，经过清孔及吊放钢筋笼后，在孔内灌注混凝土而成的大直径桩。优点：设备简单；对周围建筑物影响小；挖孔时可直接观察土层变化前况；清除沉渣彻底；可多孔同时开挖，加快施工进度；桩径不受限制，承载力大；施工成本低。缺点：施工人员作业条件差，施工中要特别重视流砂、流泥、有害气体的影响。人工挖孔桩的构造如图234所示。第104页/共125页1护壁；2主筋；3箍筋；4承台；5桩扩大头图234人工挖孔桩构造示意第105页/共125页第106页/共125页 （一）施工用机具 1.电动葫芦或手动卷扬机，提土桶及三角支架。2.潜水泵。3.鼓风机和输风管。4.稿、锹、土筐等挖土工具。5.照明灯、对讲机、电铃等。（二）适用范围 人工挖孔灌注桩适用于土质较好，地下水位较低的粘土、亚粘土及含少量砂卵石的粘土层等地质条件。可用于高层建筑、公用建筑、水工结构(如泵站、桥墩)作桩基，起支承、抗滑、挡土之用。对软土、流砂及地下水位较高，涌水量大的土层不宜采用。第107页/共125页 （三）施工工艺 测定桩位、放线开挖土方支撑护壁模板在模板顶放置操作平台浇筑护壁混凝土拆模板继续下一段施工安放钢筋笼、浇筑混凝土 1测定桩位、放线。2开挖土方。采用分段开挖，每段高度取决于土壁的直立能力，一般为0510 m，开挖直径为设计桩径加上两倍护壁厚度。挖土顺序是自上而下、先中间、后孔边。第108页/共125页 3支撑护壁模板。模板高度取决于开挖土方每段的高度，一般为1m，由48块活动模板组合而成。护壁厚度不宜小于100mm，一般取D/10+5cm(D为桩径)，且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加100150 mm，上下节护壁可用 长为1m左右6一8的钢筋进行拉结。4在模板顶放置操作平台。平台可用角钢和钢板制成半圆形，两个合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土和浇筑混凝土用。第109页/共125页 5浇筑护壁混凝土。护壁混凝土的强度等级不得低于桩身混凝土强度等级，应注意浇捣密实。根据土层渗水情况，可考虑使用速凝剂。不得在桩孔水淹没模板的情况下浇护壁混凝土。每节护壁均应在当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于50mm。6拆除模板继续下一段的施工。一般在浇筑混凝土24 h之后便可拆模。若发现护壁有蜂窝、孔洞、漏水现象时，应及时补强、堵塞，防止孔外水通过护壁流人桩孔内。当护壁符合质量要求后，便可开挖下一段的土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度并按 设计进行扩底。第110页/共125页 7安放钢筋笼、浇筑混凝土。孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土，当混凝土浇至钢筋 的底面设计标高时再安放钢筋笼，继续浇筑桩身混凝土。(四)施工注意事项 1桩孔开挖，当桩净距小于2倍桩径且小于2.5 m时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小 施工净距不得小于4.5 m，孔深不宜大于40m。2每段挖土后必须吊线检查中心线位置是否正确，桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50 mm，桩的垂直度偏差不得超过1，桩径不得小于设计直径。第111页/共125页 3防止土壁坍塌及流砂。挖土如遇到松散或流砂土层时，可减少每段开挖深度(取03 05 m)或采用钢护筒、预制混凝土沉井等作护壁，待穿过此土层后再按一般方法施工。流砂现 象严重时，应采用井点降水处理。4浇筑桩身混凝土时，应注意清孔及防止积水，桩身棍凝土应一次连续浇筑完毕，不留施工 缝。为防止混凝土离析，宜采用串筒来浇筑混凝土，如果地下水穿过护壁流入量较大无法抽干 时，则应采用导管法浇筑水下混凝土。第112页/共125页 5必须制定好安全措施 (1)施工人员进入孔内必须戴安全帽，孔内有人作业时，孔上必须有人监督防护。(2)孔内必须设置应急软爬梯供人员上下井；使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置；不得用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下；电动葫芦使用前必须检验其安全起吊能力。(3)每日开工前必须检测井下的有毒有害气体，并有足够的安全防护措施。桩孔开挖深度 超过10m时，应有专门向井下送风的设备，风量不宜少于25 Ls。(4)护壁应高出地面200300 mm，以防杂物滚入孔内；孔周围要设08m高的护栏。(5)孔内照明要用12V以下的安全灯或安全矿灯。使用的电器必须有严格的接地、接零和 漏电保护器(如潜水泵等)。第113页/共125页第三节 地下连续墙一、地下连续墙的施工过程优点：刚度大、既挡土又挡水，可用于任何土质。既可作为深基坑的支护，又作建筑物的基础。施工工艺：修筑导墙 泥浆护壁 深槽挖掘 混凝土浇筑第114页/共125页第四节 沉井施工沉井的组成：由刃脚、井筒、内隔墙等组成。施工：一般分沉井制作、下沉、封底三部分。第115页/共125页第116页/共125页第117页/共125页预制桩制作预制桩制作返回返回第118页/共125页浆锚法接桩浆锚法接桩返回返回第119页/共125