桩基施工手册.pdf

1 第一章 桩基施工的定义及分类 第二章 桩基施工常见问题的处理 第一章 桩基施工的定义及分类 第一节 桩基施工的定义 这里的桩基施工指桥梁工程，地面水平承台以下的基础部分。桩基作为支护结构的一种形式，除必须满足结构的稳定，保证基坑的安全可靠，还应根据工程地质条件、设备机具能力，优化设计、选择安全、可靠节省的类型。桩基结构的轴线定位点和水准基点应设在不受施工影响的地方，施工前应按各有关单位最后认可的施工图进行复核，并妥善保护，施工期间应经常复测，被损坏的测量点要及时补测。桩基施工中，应对隐蔽工程进行中间验收，加强自检（设计桩径、轴线、泥浆指标、沉碴厚度、设计桩长等）。第二节 桩基施工分类及工艺流程 桩基施工的分类，这里指灌注桩。按桩土相互作用特点分为竖向荷载桩（摩擦桩、端承桩）和水平受荷桩（主动桩、被动桩）。按成孔方法分类（泥浆护壁成孔、沉管、夯扩、冲抓成孔、干作业成孔）桩基施工采用的具体形式，一般在标书中都已确定。了解桩基分类及其适用条件，可以根据工程地质条件，合理优化设计，进行设备机具能力的合理组织。第一小节 人工挖孔灌注桩 一、一般挖孔桩适用条件：（1）桩基桩长较短；（2）无流砂、细砂等涌水层或淤泥质土软弱地层。（3）地质条件限制钻孔桩施工。挖孔桩桩间施工净间距不得小于 4.5 米。小于 4.5 米时,必须间隔开挖。护壁砼强度等级应不低于 C15，每节护壁高度一般为 0.31m。作为承重桩时，宜在终桩层2 位下钻一个勘探钻孔，钻孔深度一般应达到孔底以下 3 倍桩径，以判别该深度范围内的基岩有无孔洞、破碎带和软弱夹层的存在。二、挖孔桩施工程序：场地整平放线、定桩位锁口砼施工挖第一节桩孔土方支模浇筑第一节砼护壁在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线安装活动井盖、设置垂直运输架、安装提升设备、吊土桶、鼓风机、照明设施第二节桩身挖土校核桩孔垂直度和直径支第二节模板、浇灌第二节砼护壁重复第二节工序、循环作业直至设计深度检查持力层进行扩底全面检查桩孔直径、深度、扩底尺寸、持力层清理虚土、排除孔内积水吊放钢筋笼就位灌注桩身砼。三、挖孔桩施工顺序 1、施工准备:施工前，技术负责人和施工负责人逐孔检查各项施工准备，逐级进行技术、安全交底和安全教育；对场地进行平整、夯实，条件允许时，将原地面挖至基顶标高，以减少挖孔及护壁数量；平整完毕后，精确放样桩位，从桩中心位置向四周引出四个桩心控制点。2、挖孔 2.1 修筑第一节孔圈护壁（俗称开孔）时，孔圈中心线应和桩的轴线重合，其与轴线的偏差不得大于 20mm，护壁应比下面的护壁厚 100150mm，高出地面 0.150.2m。桩顶设防雨棚，严禁外来水进入桩内。2.2 混凝土护壁模板可采用厚度=4mm 的组合式钢模板（或木模）拼装组合而成，拆上节而支下节，循环周转使用，上下设两对半圆组合的钢圈顶紧，不另设支撑，钢圈之间用专用扣扣紧。2.3 挖孔桩一般采用人工镐头开挖，风化松软岩及岩石时采用风镐开挖或适当的弱护壁砼3 爆破技术。孔内爆破时，现场其他孔内作业人员必须全部撤离，并以钢板覆盖孔口。混凝土护壁边挖边护，以确保施工安全和孔壁稳定。为确保结构尺寸，挖孔尺寸比设计尺寸边大 510cm。挖孔桩施工时配足抽水设备，水量较大时采用井点降水。2.4 弃土一般采用吊桶、安装电葫芦提升，弃土堆在一边，适当时间集中用车运出。2.5 上下护壁的搭接长度不得小于 50mm，不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注护壁混凝土，护壁混凝土中宜使用速凝剂。3、测量控制 设专人严格校核中心位置及护壁厚度。桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点的办法控制，安装提升设备时，使吊桶的钢丝绳中心与桩孔中心线一致，以便挖孔时粗略控制中线。精确控制时将桩控制轴线、高程引到第一层护壁上，每节以十字线对中，吊大线锤作中心控制用。用尺杆找圆周，以基准点测量孔深，以保证桩位，孔深和截面尺寸正确。4、挖孔注意事项 4.1 对桩的垂直度和直径，每段检查，发现偏差，随时纠正，保证位置正确。每一段桩孔挖好安装护壁模板时，用桩心点来校正模板位置，垂直度偏差控制在 0.5%以内。4.2 挖孔至设计持力岩（土）面时，及时通知有关各方进行鉴定。符合设计要求后再行进行入岩挖掘或进行扩底端施工。4.3 扩底时，为防止扩大头处塌方，可采取间隔挖土扩底措施，留一部分土作为支撑，待浇筑砼前再挖。4.4 遇到流动性淤泥或流砂时，孔圈护壁的施工可以：减少每节护壁高度为0.30.5m，或用钢护筒，无法奏效时，迅速用砂回填桩孔到能控制塌孔为止，并速报有关技术部门及设计单位处理。易塌段应即挖、即验收、即灌注护壁混凝土。开4 挖流砂严重的桩孔，应先将附近无流砂的桩孔挖深，使其起集水井作用，集水井应选在地下水流的上方。仍不奏效则改为钻孔桩施工。4.5 一圈砼灌完后，必须及时将接口处砼密实填入，表面压光，对漏水现象及时加以堵塞或导流，防止孔外水渗入，影响后序开挖。5、除合同文件的具体规定外，一般质量要求为:（1）桩孔中心偏差控制在10mm；（2）桩径偏差控制在-50mm；（3）桩垂直度偏差控制在 5L（桩长）；（4）护壁砼厚允许偏差30mm；（5）孔底不允许残碴、浮土、杂物和积水，护壁无污泥。6、施工安全措施 6.1 从事挖孔桩作业的工人，需经健康检查和安全作业培训（井下、高空、用电、吊装及简单机械操作等）且考核合格后，方可进行现场施工。6.2 施工图会审和桩孔挖掘前，认真研究分析地质情况，对可能出现的流沙、管涌、涌水以及有害气体等，制定针对性的安全防护措施。对安全施工存在疑虑，应事先向有关单位提出。6.3 施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须经常检查，确保完好和安全使用。6.4 建筑物附近的桩孔施工，应采取设立灌水管或利用已开挖但未完成的桩孔灌水，保持水压平衡与土体稳定，桩孔开挖后，加强对周围建筑物的监控测。桩孔靠近旧建筑或危房时，必须对旧建筑物或危房采取加固措施后才能施工。6.5 挖出的土石方应及时运走，孔口 2 米范围内不得堆放淤泥杂物。机动车辆通行时，应作出预防措施或暂停孔内作业，以防挤压塌孔。6.6 桩孔开挖深度超过 5m 时，每天开工前应进行有毒气体检测，宜用仪器检测，也可用鸟笼放置鸽子，吊放至孔底，放置时间不得少于 10min。6.7 每天开工前，应将孔内积水抽干，并用鼓风机向孔内送风 5min，是孔内的混浊5 空气排除，才准下人。超过 10m 时，地面应配备向孔内送风的专门设备，风量不小于 25L/S。6.8 提升机具（电葫芦、吊笼等）必须采用合格的机械设备，配自动卡紧保险装置，每天设专人巡回检查提升设备及用电安全状况。禁止脚踩护壁凸缘上下桩孔。桩孔内必须放置绳梯或合适的尼龙绳，并随挖孔深度放长至工作面，作为救急备用。6.9 桩孔内的作业人，应遵守以下规定：（1）孔口设水平移动式活动安全盖板，当吊桶提升到地面上时，推活动盖板关闭孔口，然后再卸土。同时孔口四周设置安全护栏。（2）井口工作人员挂安全带，井下作业戴安全帽、穿绝缘鞋，禁止酒后作业，不准孔内吸烟、不准孔内使用明火。孔内作业照明采用 12V 以下的安全灯。（3）开挖时，孔口设置半圆形防护罩，防护罩用钢木板或密眼钢筋网做成。吊桶上下作业时，作业人员必须站在防护罩下边，停止作业，注意安全。起吊大块石时，孔内作业人应全部撤离至地面后才能起吊。（4）桩孔暂停开挖时，加盖板封闭孔口，并加 0.8-1 米高围栏围蔽，。（5）认真留意孔内一切动态，发现流砂、涌水、护壁变形及异味气体等异常情况，及时撤离作业区。（6）开挖复杂土层时，每挖深 0.51m 应用手钻或16 钢筋对孔底作品字形探查，检查孔底面以下是否有洞穴、涌砂等，确认安全，方可继续进行挖掘。（7）施工场内一切电源、电器的安装和拆除，必须严格接地、接零和使用漏电保护器。经验收合格后，才准接通电源使用。各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。孔上电线、电缆必须架空、严禁拖地和埋压土中，必须绝缘，并有防磨损、防潮、防断等保护措施。（8）在灌注桩身砼时，停止相邻 10 米范围内的挖孔作业，且孔底不能留人。6（9）孔内凿岩应采用湿式作业法，并加强通风防尘和人身防护；孔内爆破，孔内作业人必须全部撤离地面方可引爆；爆破时，孔口应加盖；爆破后，必须用抽气、送风或淋水等方法将孔内废气排除，方可继续下孔作业。（10）中途抽水之后，必须先将地面上的专用电源切断，作业人方可下桩孔作业。7、桩身混凝土施工 当挖孔桩挖至设计标高后，应清除护壁污泥、孔底残碴、浮土和积水，及时报监理、设计检查。检孔采用钢尺、测绳配合探孔器进行。经检验合格后，应迅速封底、安装钢筋笼、灌注桩身混凝土。孔底岩样应妥善保存备查。7.1 钢筋笼吊装 钢筋笼在施工现场地面平卧进行组装，即在地面上设二排轻轨，先把加强筋按间距排列在轻轨上，按划线逐根放上主筋并与之点焊焊接，严格控制平整度误差不大于 3cm，上下节主筋接头，错开 50%，螺旋筋每隔 11.5 箍与主筋按梅花形用电弧焊点焊固定。在钢筋笼四侧主筋上每隔 45m 设置一个20 耳环作定位垫块之用，使之符合保护层厚度要求。为保证钢筋笼在起吊、吊放过程中不发生变形，在钢筋笼内布置一定数量的内撑筋及加强箍筋，根据情况可整体起吊或分节起吊，钢筋笼就位后，笼项连焊在护壁预埋的钢筋上，防止浇筑过程中钢筋笼移位、上浮。7.2 砼灌注 砼灌注前对孔内再次进行检查，完全符合设计及规范要求后即可开始浇灌。无水时按干作业条件下进行混凝土施工。可采用串筒进行，捣固采用插入式振动棒，混凝土顶部标高控制比设计标高高出 0.5m。孔内有水时，顶部标高比设计标高高出0.7m。在砼初凝前表面抹压平整，避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝，表面浮浆层予以凿除，以保证与上部承台的良好连接。7 若桩孔内渗水量大于 1m3/h 时,混凝土施工按水下混凝土施工进行。8、桩基检测 成桩后，可采用钻孔取芯或埋管超声波等非破损检测方法，检测孔数量由设计、建设、施工、监理等共同确定。检测孔最后应以压力灌浆切实封填。第二小节 钻（冲）孔灌注桩 一、钻(冲)孔灌注桩适用条件：适用于穿越粘性土、砂土、碎（砾）石土层及风化层，包括地质情况比较复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层。特别是冲击钻穿过旧基础、大孤石等障碍物的能力强。强调：软弱土层必须经成孔工艺实验成功方可采用。总之，钻孔桩施工方案的选择，首先须要掌握准确的地质情况，并结合地质、孔径、孔深选用与其相适应的钻机。钻（冲）孔灌注桩，一般采用泥浆护壁、正反循环钻孔后或冲抓成孔的施工工艺。各类型的钻（冲）孔机具的适用范围，可按附表 1 选用。摩擦桩必须保证设计桩长；嵌岩桩的终孔深度，应由施工单位会同设计、监理工程师，根据设计入岩要求，参照地质剖面图上的估计深度和造孔时的钻进速度与难度以及鉴别孔底岩硝样品等综合确定。成孔机具的适用范围（附表 1）成孔机具 可穿越的土层 潜水钻 粘性土、淤泥、淤泥质土及砂土 回转钻 碎石土、砂土、粘性土及风化岩 冲抓钻 碎石土、砂土、砂卵石、粘性土及风化岩 冲击钻 各类岩土 二、钻(冲)孔桩施工工艺 8 1、旋挖钻（旋转钻）孔施工工艺 1.1 施工准备 1.1.1 场地平整：在施工前清除场地杂物，更换软土，整平夯实，如地面松软可能导致钻机倾斜时，可以用碎石灰土进行地面加固。开工前精确测定桩位，给每个孔位作好编号和标记，并合理安排好钻孔顺序。同时钻进的孔距为 35 培的孔径，一般不少于 5 米。安装钻机时地基要稳固，机座要保证水平，钻杆上部设导向架，钻杆经常保持垂直，以防止钻孔偏斜 1.1.2 泥浆制备：在桩基地质条件较差时，需制备泥浆护壁。护壁泥浆,由水、粘土和添加剂组成，调制泥浆时，先将粘土加水浸透，然后以搅拌机或人工拌制。制备泥浆是旋挖钻能否成孔的关键，也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。成孔采用制备泥浆作为孔桩护壁，泥浆材料采用优质膨润土加粘土、聚丙烯酰胺以及火碱。加入适量的火碱可增加泥浆的稠度，经试验测定：泥浆的沉淀少，性能稳定。制备泥浆在泥浆池内进行，泥浆应满足以下要求：比重 1.061.15g/cm3，粘度 1828s，含砂率小于 4%。当泥浆达到这三种指标，并且泥浆的补充方式一般靠泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒底面 2m 以上。方可确保旋挖钻在钻进过程中孔口、孔壁不坍塌，且正常钻进。反循环旋转钻孔采用泥浆护壁，以能形成较好泥坯为原则。泥浆成份和配合比根据地质条件和试验确定.泥浆比重为 1.08-1.3，粘度为 16-20s，PH 值为 8-10，含砂率不大于 4%，胶体率大于 95%。施工时护筒内泥浆顶面始终高出地下水位至少 1m以上，但不低于护筒顶 0.5m。冲击钻进时，在钻孔内直接投放粘土，以钻锥冲击制成泥浆。调制的护壁泥浆及经过循环净化的泥浆，根据地层情况的不同采用了不同的性能指标。9 由于在施工过程中泥浆不停的循环使用，实验人员隔一段时间要对池内泥浆做三种指标测定，如果不满足要求，则需调整池内水、膨润土、粘土，聚丙烯酰胺以及火碱的含量，直到各种指标满足要求。施工中的废泥浆用合适的办法处理，确保环境卫生。1.1.3 钢护筒埋设:桩位经质检工程师、监理工程师复核无误后，开始埋设钢护筒。钢护筒埋设前桩位设置护桩，以便恢复检查。钢护筒采用 48mm 厚钢板加工制成，内径比设计桩径大 20cm40cm。护筒高度根据现场实际情况确定，护筒埋深不小于 2.0 米，护筒顶高于地下水位 2.0 米以上。护筒埋设完毕，立即检查护筒平面位置及倾斜率，对超出允许偏差范围的，重新进行埋设。护筒平面位置允许偏差 5厘米，倾斜率 1%。护筒顶部应开设 12 个溢浆口，并高出地面 0.150.30m。护筒可采用挖埋法安装，护筒周围用优质粘土回填夯实，密实不漏水。1.2 成孔过程控制 1.2.1 钻孔：钻机安装就位后，钻头对中，根据四角控制桩用细线绳交出桩的中心，确定钻杆垂直后开始钻进。钻机每次进尺控制在 50cm 左右。钻进过程中要及时补充提前制备好的泥浆，保证在钻进过程中和提钻后孔内液面高于护筒底部 2.0m，在钻进过程中应根据地层变化及时调整泥浆性能，以满足正常的钻进需要。钻孔应连续一次完成，不得中途无故停钻，钻孔达到设计深度并清孔后，会同监理工程师对孔位、孔深、孔径、垂直度及泥浆沉淀厚度进行检查，确定是否符合设计和规范要求。如清孔后 2 小时尚未浇筑砼，则重新清孔。在距钻孔桩中心距离 5m以内的任何桩的砼浇注完毕 24 小时后，才能开始其它桩的钻孔施工。在钻进过程中应认真填写施工原始记录，详细记录地层变化、钻进过程中出现的有关问题，处理措施及效果等。在钻孔的过程中，若发生塌孔，出现流砂、弯孔和缩孔等现象时，要仔细分析，10 查明原因和位置，然后进行正确处理。1.2.2 清孔：钻孔达到要求深度后，测量孔深。技术标准为孔深不小于设计桩长；孔径不应小于设计尺寸：倾斜度不大于 1%H。符合要求后立即进行清孔，清孔可采用抽浆清孔法（或掏碴法），用空气吸泥机进行抽浆清孔，清孔时，必须始终保持孔内水头高度，防止塌孔，清孔后，将取样盒（开口铁盒）吊到孔底，待灌注水下混凝土前取出检查沉淀在盒内的碴土，碴土厚度不得大于 0.4d（d 为设计桩径）。否则，要重新清孔。地理环境是多要素的复杂系统，在我们进行地理系统分析时，多变量问题是经常会遇到的。变量太多，无疑会增加分析问题的难度与复杂性，而且在许多实际问题中，多个变量之间是具有一定的相关关系的。因此，我们就会很自然地想到，能否在各个变量之间相关关系研究的基础上，用较少的新变量代替原来较多的变量，而且使这些较少的新变量尽可能多地保留原来较多的变量所反映的信息？事实上，这种想法是可以实现的，这里介绍的主成分分析方法就是综合处理这种问题的一种强有力的方法。一、主成分分析的基本原理 主成分分析是把原来多个变量化为少数几个综合指标的一种统计分析方法，从数学角度来看，这是一种降维处理技术。假定有n个地理样本，每个样本共有p个变量描述，这样就构成了一个np阶的地理数据矩阵：111212122212ppnnnpxxxxxxXxxx （1）如何从这么多变量的数据中抓住地理事物的内在规律性呢？要解决这一问题，自然要在 p 维空间中加以考察，这是比较麻烦的。为了克服这一困难，就需要进行降维处理，即用较少的几个综合指标来代替原来较多的变量指标，而且使这些较少的综合指标既能尽量多地反映原来较多指标所反映的信息，同时它们之间又是彼此独立的。那么，这些综合指标（即新变量)应如何选取呢？显然，其最简单的形式就是取原来变量指标的线性组合，适当调整组合系数，使新的变量指标之间相互独立且代表性最好。如果记原来的变量指标为 x1，x2，xp，它们的综合指标新变量指标为 z1，z2，zm（mp)。则 111 11221221 122221 122,.,ppppmmmmppzl xl xl xzl xl xlxzl xlxlx （2）11 在（2)式中，系数 lij由下列原则来决定：（1)zi与 zj（ij；i，j=1，2，m)相互无关；（2)z1是 x1，x2，xp的一切线性组合中方差最大者；z2是与 z1不相关的 x1，x2，xp的所有线性组合中方差最大者；zm是与 z1，z2，zm-1都不相关的 x1，x2，xp的所有线性组合中方差最大者。这样决定的新变量指标 z1，z2，zm 分别称为原变量指标 x1，x2，xp的第一，第二，第 m 主成分。其中，z1在总方差中占的比例最大，z2，z3，zm的方差依次递减。在实际问题的分析中，常挑选前几个最大的主成分，这样既减少了变量的数目，又抓住了主要矛盾，简化了变量之间的关系。从以上分析可以看出，找主成分就是确定原来变量 xj（j=1，2，p)在诸主成分 zi（i=1，2，m)上的载荷 lij（i=1，2，m；j=1，2，p)，从数学上容易知道，它们分别是 x1，x2，xp的相关矩阵的 m 个较大的特征值所对应的特征向量。二、主成分分析的计算步骤 通过上述主成分分析的基本原理的介绍，我们可以把主成分分析计算步骤归纳如下：（1)计算相关系数矩阵 111212122212pppppprrrrrrRrrr （3）在公式（3)中，rij（i，j=1，2，p)为原来变量 xi与 xj的相关系数，其计算公式为 因为 R 是实对称矩阵（即 rij=rji)，所以只需计算其上三角元素或下三角元素即可。（2)计算特征值与特征向量 首先解特征方程I-R=0 求出特征值 i（i=1，2，p)，并使其按大小顺序排列，即12，p0；然后分别求出对应于特征值 i的特征向量 ei（i=1，2，p)。（2)计算主成分贡献率及累计贡献率 12 主成分iz贡献率：1/(1,2,)pikkrip，累计贡献率：11/pmkkkk。一般取累计贡献率达 85-95的特征值 1，2，m所对应的第一，第二，第 m（mp)个主成分。（3)计算主成分载荷(,)(,1,2,)kikkip zxei kp （5）由此可以进一步计算主成分得分：111212122212mmnnnmzzzzzzZzzz （6）三、主成分分析实例 对于某区域地貌-水文系统，其 57 个流域盆地的九项地理要素：x1为流域盆地总高度（m)x2为流域盆地山口的海拔高度（m)，x3为流域盆地周长（m)，x4为河道总长度（km)，x5为河 表 2-14 某 57 个流域盆地地理要素数据 13 14 道总数，x6为平均分叉率，x7为河谷最大坡度（度)，x8为河源数及 x9为流域盆地面积（km2)的原始数据如表 2-14 所示。张超先生（1984)曾用这些地理要素的原始数据对该区域地貌-水文系统作了主成分分析。下面，我们将其作为主成分分析方法的一个应用实例进行介绍。表 2-15 相关系数矩阵 （1)首先将表 2-14 中的原始数据作标准化处理，由公式（4)计算得相关系数矩阵（见表 2-15)。（2)由相关系数矩阵计算特征值，以及各个主成分的贡献率与累计贡献率（见表 2-16)。由表2-16 可知，第一，第二，第三主成分的累计贡献率已高达 86.5，故只需求出第一，第二，第三主成分 z1，z2，z3即可。表 2-16 特征值及主成分贡献率 （3)对于特征值 1=5.043，2=1.746，3=0.997 分别求出其特征向量 e1，e2，e3，并计算各变量 x1，x2，x9在各主成分上的载荷得到主成分载荷矩阵（见表 2-17)。表 2-17 主成分载荷矩阵 15 从表 2-17 可以看出，第一主成分 z1与 x1，x3，x4，x5，x8，x9有较大的正相关，这是由于这六个地理要素与流域盆地的规模有关，因此第一主成分可以被认为是流域盆地规模的代表：第二主成分 z2与 x2有较大的正相关，与 x7有较大的负相关，而这两个地理要素是与流域切割程度有关的，因此第二主成分可以被认为是流域侵蚀状况的代表；第三主成分 z3与 x6有较大的正相关，而地理要素 x6是流域比较独立的特性河系形态的表征，因此，第三主成成可以被认为是代表河系形态的主成分。以上分析结果表明，根据主成分载荷，该区域地貌-水文系统的九项地理要素可以被归为三类，即流域盆地的规模，流域侵蚀状况和流域河系形态。如果选取其中相关系数绝对值最大者作为代表，则流域面积，流域盆地出口的海拔高度和分叉率可作为这三类地理要素的代表，利用这三个要素代替原来九个要素进行区域地貌-水文系统分析，可以使问题大大地简化 1.2.3 成孔检查：钻孔在终孔和清孔后，对孔径、孔形、孔深、桩孔竖直度、孔成孔位等进行检查。验收的质量标准见下表：验收质量标准 护筒安放偏差 （mm）孔径（mm）孔深（mm）桩位 偏差（mm）沉碴 厚度（mm）孔垂直度偏差（mm）终孔泥浆指标 50 不小于设计孔径 不小于设计孔深 群桩100 单排桩50 0.4d 孔深1/100 比重 含砂率 粘度 1.2 4%17-20s 1.3 钢筋笼吊装 为了规范施工，钢筋笼集中下料，就地焊接，绑扎成型，并制作导向架、定位16 钢板及声测管。为了防止钢筋笼变形，采用分节制作，分节吊焊接。钢筋笼吊装前，会同监理工程师对钢筋笼的材料、尺寸、接头型式等进行检查。检查合格经监理工程师签认后吊装钢筋笼，钢筋笼吊装至设计位置后，及时准确地焊接。采用地锚和井架固定牢固，防止钢筋笼上浮及掉笼。吊装采用履带吊或汽车吊垂直地将每节钢筋笼放入孔内，一次吊装到位。钢筋笼运输、吊装前制定防止钢筋笼变形的方案，并认真组织实施。1.4 水下混凝土的灌注 灌注混凝土前，探测孔底泥浆的沉碴厚度，如大于规定，应再次清孔。混凝土拌合物运至灌注地点时，检查均匀性和坍落度，如不符合要求，应进行第二次拌合，二次拌合仍达不到要求的，不得使用。混凝土保持有足够的流动性，坍落度为18-20cm。灌注首批混凝土时应注意：开始灌注混凝土时，在导管口设置砂球。灌注要连续紧凑地进行，并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。严禁中途停顿。当导管内的混凝土不满，含有空气时，后续混凝土要徐徐灌入。避免整个的灌入漏斗和导管，在导管内形成气囊，使混凝土灌不下去。在灌注过程中，灌注时间、混凝土面深度、导管埋深、导管拆除等，均指定专人，用专用表格记录。井孔混凝土面接近钢筋骨架时，宜使导管保持稍大的埋深，并放慢灌注速度，以减少混凝土的冲击力。混凝土面进入钢筋骨架一定深度后，要适当提升导管，使钢筋骨架在导管下口有一定的埋深。在灌注过程中，随时将井孔内溢出的泥浆引流到排污池，防止污染环境及河流。采用导管法浇注水下砼，应首先选择丝扣连接的导管。砼的坍落度控制在 1822cm，粗骨料粒径采用 1030mm，导管直径为 200300mm，导管连接顺直、光滑、密闭、不漏水，浇注砼前先进行压力试验和试拼工作。在浇注过程中，随时检查是17 否漏水。砼由输送泵浇注。第一次浇注时，导管底部距孔底 250500mm，浇注砼量要经过计算确定，保证导管下端埋入砼内不少于 1m。在浇注中导管下端埋深控制在26m 范围；提升导管时，采用测绳严格控制导管的埋深和提升速度，严禁将导管拔出砼面，防止断桩和缺陷桩的发生。水下砼要连续浇注不得中断。灌注的桩顶标高要予加一定的高度，应比设计高出不小于 0.5-1.0m。桩顶砼不良部分要凿掉清除，但要保证设计范围内的桩体不受损伤，并不留松散层。灌注速度不小于 6.0 米/h。1.5 桩的检验 成桩后采用无损检测仪或监理认可的检测方法进行桩的质量检测，如果监理工程师认为必要，则进行桩的钻探取芯试验，确保成桩质量。1.6 桩基施工的质量控制 1.6.1 质量检测人员的配备 设专职质量管理员，并配备专职质检员。在灌注桩工程开工之前须经质检工程师自检，经监理同意签证后才可进行下一工序施工。1.6.2 钢护筒埋设质量的控制 钻孔桩钢护筒的埋设质量直接影响钻孔桩的施工质量。施工中先准确放线，然后由施工单位的监理工程师与主管技术员一起测量平面位置的准确性，确认符合规范要求后才埋设钢护筒。1.6.3 钻孔泥浆的质量控制 钻孔过程中泥浆质量控制的好坏直接影响成孔质量和成孔速度。为减少钻孔事故的发生，采用膨润土泥浆，施工中严格按规范要求的各项指标进行控制。根据地质情况随时调整泥浆比重，合理掌握钻速，防止塌孔和缩孔 1.6.4 质量检测(1)沉碴检查 18 成孔后需对沉碴及孔壁质量进行检查。沉碴厚度的测定可采用测砣及沉淀盒的方法。由于孔深、线长，测砣测碴厚靠手感把握，故采用沉淀盒，至灌注水下砼下放导管前取出，视其盒内的沉碴量作为沉碴厚的数据，超过标准，需二次清孔。(2)孔壁质量检查 施工中要求值班技术人员 24 小时跟班作业。钻孔过程中要有详细记录，把钻孔地质情况、作业进度等祥加记录。严格保证孔内水位和泥浆各项指标符合要求，每钻进 510m 利用探孔器检测孔径，检查钻头的磨损情况和直径变化，发现斜孔或缩孔时，随时校正或扩孔，以保证钻孔的直径和垂直度。由于基桩所需水下砼体积大，灌注时间长，采用抽浆法进行清孔，尽管费用高，但孔底沉淀厚度均能控制在规范标准以内，有效地保证了成孔质量。1.7 不用泥浆护壁的施工措施 当现场由于由于优质膨润土来源困难、场地受限制或文明施工环保等要求时，不能用泥浆护壁时，采用压钢护筒到稳定地层的方法。2.冲击钻孔施工工艺 2.1 钻孔：钻机安装就位后，底座和顶端保持平衡，在钻进和运行中，不能产生位移或沉陷，否则应找出原因，及时处理。绘制钻孔地质剖面图，以便按不同土层选用适当的钻头、钻进压力、钻进速度和泥浆。应及时填写钻孔施工记录，交接班时交待钻进情况及下一步应注意事项。经常对钻孔泥浆进行试验，不合要求时，随时改正，经常注意土层变化，在土层变化处均取碴样，判明土层，并记录表中，与地质剖面图进行核对。钻进时，开孔必须正确，应慢速推进，待导向部位全部钻进土层后，方可全速钻进，先启动泥浆和转盘，待泥浆进入钻孔一定数量后，方可钻进，进尺应适当控制。在粘性土层中，用尖底鱼尾式钻锥，中等转速，大泵量，稀泥浆钻进。在砂土19 层中，用平底圆笼式钻锥，轻压，低档慢速，大泵量，稠泥浆钻进。在较硬的碎石土层中，用低档慢速，优质泥浆，慢进尺钻进。在钻进过程中始终保持孔内水位高于地下水位 1.5m 以上。在钻孔排碴，应保持泥浆密度和粘度不变。22 其余同前所述 第二章 桩基施工常见问题处理 一、挖孔桩所遇问题技术处理 1、地下水 地下水是深基础施工中最常见的问题，它给人工挖孔桩施工带来许多困难。含水层中的水在开挖时破坏了其平衡状态，使周围的静态水充入桩孔内，从而影响了人工挖孔桩的正常施工，如果遇到动态水压土层施工，不仅开挖困难，连护壁混凝土也易被水压冲刷穿透，发生桩身质量问题。如遇到了细砂、粉砂土层，在压力水的作用下，也极易发生流砂和井漏现象。1.1 地下水量不大时 可选用潜水泵抽水，边抽水边开挖，成孔后及时浇筑相应段的混凝土护壁，然后继续下一段的施工。1.2 水量较大时 当用施工孔自身水泵抽水，也不易开挖时，应从施工顺序考虑，采取对周围桩孔同时抽水或井点降水，以减少开挖孔内的涌水量，并采取交替循环施工的方法，组织安排合理，能达到很好的效果。1.3 对不太深的挖孔桩 可在场地四周合理布置统一的轻型管井降水分流，对基础平面占地较大时，也可增加降水管井的排数，一般即可解决。1.4 抽水时环境影响 20 有时施工周围环境特殊，一是抽出地下水进出时周围环境，基础设施等影响较多，不允许无限制抽水；二是周围有江河、湖泊、沼泽等，不可能无限制达到抽水目的。因此在抽水前均要采取可靠的措施。处理这类问题最有效的方法是截断水源，封闭水路。桩孔较浅时，可用板桩封闭；桩孔较深时，用钻孔压力灌浆形成帷幕挡水，以保证在正常抽水时，达到正常开挖。2、流砂 人工挖孔在开挖时，如遇细砂，粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故，因此要采取有效可靠的措施。2.1 流砂情况较轻时 有效的方法是缩短这一循环的开挖深度，将正常的 1m 左右一段，缩短为 0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注。当孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。2.2 流砂情况较严重时 常用的办法是下钢套筒，钢套筒与护壁用的钢膜板相似，以孔外径为直径，可分成 4-6 段圆弧，再加上适当的肋条，相互用螺栓或钢筋环扣连接，在开挖 0.5m 左右，即可分片将套筒装入，深入孔底不少于 0.2m，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m，装后即支模浇注护壁混凝土，若放入套筒后流砂仍上涌，可采取突出挖出后即用混凝土封闭孔底的方法，待混凝土凝结后，将孔心部位的混凝土清凿以形成桩孔。也可用此种方法，应用到已完成的混凝土护壁的最下段钻大，使孔位倾斜至下层护壁以外，打入浆管，压力浇注水泥浆，使下部土壤硬些，提高周围及底部土壤的不透水性，以解决流砂现象。2.3 此办法不凑效，改为钻孔桩施工。21 3、淤泥质土层 在遇到淤泥质土层等软弱土层时，一般可用木方、木板模板等支挡，并要缩短这一段的开挖深度，并及时浇注混凝土护壁，这次支挡的木方可板要沿周边打入底部不少于 0.2m 深，上部嵌入上段已浇好的混凝土护壁后面，可斜向放置，双排布置互相反向交叉，能达到很好的支挡效果。4、桩身混凝土的浇筑 4.1 消除水的影响 4.1.1 孔底积水 浇筑桩身混凝土主要应保证其符合设计强度，要保证混凝土的均匀性、密实性，因此防止孔内积水影响混凝土的配合比和密实性。浇筑前要抽干孔内积水，抽水的潜水泵要装设逆流阀，保证提出水泵时，不致使抽水管中残留水又流入桩孔内。如果孔内的水抽不干，提出水泵后，可用部分干拌混凝土混合料或干水泥铺入孔底，然后再浇注混凝土。如果孔底水量大，确实无法采取抽水的方法解决，桩身混凝土的施工就应当采取水下浇筑施工工艺。4.1.2 孔壁渗水 对孔壁渗水，不容忽视，因桩身混凝土浇筑时间较长，如果渗水过多，将会影响混凝土质量，降低桩身混凝土强度，可在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位。对于出水量较大的孔可用木楔打入，周围再用防水材料封闭，或在集中漏水部分嵌入泄水管，装上阀门，在施工桩孔时打开阀门让水流出，浇筑桩身混凝土时，再关闭，这样也可解决其影响桩身混凝土质量的问题。4.2 保证桩身混凝土的密实性 桩身混凝土的密实性，是保证混凝土达到设计强度的必要条件。为保证桩身混22 凝土浇筑的密实性，一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，其中的浇筑速度是关键，即力求在最短的时间内完成一个桩身混凝土浇筑，特别是在有地下压力水情况时，要求集中足够的混凝土短时间浇入，以便领先混凝土自身重量压住水流的渗入。对于深度大于 10m 的桩身，可依靠混凝土自身的落差形成的冲击力及混凝土自身的重量的压力面使其密实，这部分混凝土即可不用振捣，经验证明，桩身混凝土能满足均匀性和密实性。而速度优于采用串流筒施工，对于桩身上部混凝土浇筑要采取正常的施工方法，因为一般上部很少有地下水影响，浇筑速度不必很快，也不能采用自由下落的特殊施工方法。5、合理安排施工顺序 合理安排人工挖孔桩的施工顺序，对减少施工难度起到重要作用，在施工方案中要认真统筹，根据实际情况合理安排。在可能的条件下，先施工比较浅的桩孔，后施工深一些的桩孔。因为一般桩孔愈深，难度相对愈大，较浅的桩孔施工后，对上部土层的稳定起到加固作用，也减少了深孔施工时的压力。在含水层或有动水压力的土层中施工，应先施工外围（或迎水部位）的桩孔，这部分桩孔混凝土护壁完成后，可保留少量桩孔先不浇筑桩身混凝土，而做为排水井，以方便其它孔位的施工。保证了桩孔的施工速度和成孔质量。二、钻(冲)孔桩所遇问题处理 2.1 遇有坍孔，应仔细分析，查明原因和位置，然后进行处理，坍孔不严重时，可回填至坍孔位置以上，并采用改善泥浆性能，增大泥浆比重、埋深护筒等措施继续钻进。坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，查明坍孔原因，采取相应措施重钻，坍孔部位不深时，可采用深埋护筒法，将护筒周围用土填实，23 重新钻孔。2.2 遇有孔身偏斜、弯曲时，应分析原因，进行处理，方法可以在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直，偏斜严重时，应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后再钻进。2.3 遇有扩孔时，应采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施。缩孔时，采用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径，加大泥浆比，减少地面荷载。2.4 遇有钻孔漏浆时，如护筒内水头不能保持，宜采取将护筒周围回填筑实，增加护筒沉埋深，或采取加稠泥浆，反复冲击，以增强护壁。2.5 发生卡钻或埋钻事故后，应查明原因，是否钻碴过多、坍孔或底层上涌但均不宜强提，只宜轻提，轻提不动时，可用小冲击钻锥冲击或用冲吸的方法将钻锥周围的钻碴松动后再提出。埋钻主要发生在进尺太快，或钻进过程突然发生钻杆折断等；卡钻主要发生在钻头底盖合拢不好，钻进过程中自动打开卡钻等。处理孔内事故，应认真分析事故类型，并找准事故原因，准确确定事故深度，为采取合理的措施提供依据。埋钻或卡钻发生后，在钻头周围肯定堆积了大量的沉淀物，形成很大侧阻力。因此，处理方案：首先应以消除侧阻力为先导，严禁强行处理，否则，轻者事故处理失败，重者会造成钻杆扭断，动力头受损等更严重的事故。事故发生后，首先必须保证事故孔内有足够的泥浆，保持孔内压力，稳定孔壁，防止坍塌，为事故处理奠定基础。在施工中必须保证充足的水源。否则由于水源供应不及时，致使钻机停钻，不能正常钻进，因此保证水源是钻机正常工作的必要条件。2.6 掉钻落物时，宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落体已被泥砂埋住，24 应在孔中先清除泥砂，使打捞工具能够接触到落体后再打捞。2.7 在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或没有其它防护设施的钻孔中处理故障，当必须下入护筒或其它防护设施的钻孔时，应采取防溺、防坍埋等安全设施后方可行动。2.8 灌注砼中发生故障，可根据下列情况进行处理：2.8.1 首批砼灌后导管进水时，应将已灌入的砼拌和物吸出，改正操作方法，重新进行灌注。2.8.2 在砼面处于井孔中水面以下不很深的情况下，导管进水时，可采用底塞隔水的方法，并加一定的压力重新插入导管或将导管插入砼中，将导管中的水抽出或提出水，再恢复灌注。2.8.3 灌注开始不久发生导管堵塞时，可用长杆冲捣或用振捣器振动导管。2.8.4 用前述方法无效时，应及时将导管拔出，将已灌注的砼吸出，拔出钢筋笼，重新清孔，吊装钢筋笼和灌注砼。2.8.5 按上述方法处理达不到要求时，应重新补桩或会同有关单位研究补救措施。2.9 钻孔桩的成孔和清孔 2.9.1 护筒有定位、保护孔口和维持液（水）为高差等重要作用，可采用打埋或挖埋等设置方法。挖埋时，护筒与坑壁之间应用粘土填实，护筒中心与桩位中心应重合，偏差不得大于 50mm；用于维护桩沿线路方向不大于 100mm。受河海水位涨落或在水中施工的钻孔灌注桩，护筒入土应加深或打入隔水层，并应严格控制护筒内外的液位高差，防止塌孔或管涌发生。2.9.2 作护壁和排碴用的泥浆，其制作及其性能应符合以下规定：在粘性土中成孔时应注入清水，以原土造浆护壁,循环泥浆比重应控制在25 1.11.3;砂土和较厚的夹砂层中成孔时，应采用制备泥浆或在孔中投入泥团造浆,泥浆比重应控制在 1.21.3;砂卵石层或容易塌孔的土层中成孔时,泥浆比重控制在1.3