桩基础工程讲稿.ppt

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1、关于桩基础工程第一页，讲稿共六十九页哦 第二章第二章 桩基础工程桩基础工程 本本 章章 提提 要要 本章内容包括建筑工程中常见的预制桩灌注桩系列施工工艺。系统介绍了钢筋砼预制桩锤击沉桩、泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩的施工工艺；着重分析了常见质量问题及产生的原因与预防措施，提出了安全技术及环境保护的要求和措施。简要介绍了静力压桩、射水沉桩、干作业成孔灌注桩、爆扩桩、大直径扩底灌注桩等工艺原理。第二页，讲稿共六十九页哦 学学 习习 要要 求求 （1）了解了解钢筋砼预制桩的制作、起吊、运输、堆放要求，静力压桩、射水沉桩的施工方法。（2）掌握掌握锤击沉桩的施工工艺，桩锤选择、打桩顺序确定要求，质量问

2、题产生的原因与质量保证技术措施；熟悉环境影响及解决办法。（3）熟悉熟悉泥浆护壁成孔灌注桩、套管成孔灌注桩的工艺原理和施工要点，常见质量问题及预防措施。（4）了解了解干作业成孔灌注桩、爆扩桩、大直径扩底灌注桩的施工方法。第三页，讲稿共六十九页哦 概概 述述v一般多层建筑物大多采用天然地基浅基础，它造价低、施工简便。如果天然地基土层较弱，可采用“挖、换、填、夯、压、挤、拌”等方法加固成人工地基。如果软弱土层深厚、上部结构荷载大，或对沉降和稳定有严格要求时，则需采用深基础。v桩基础：深基础，由桩和承台（一般是低承台）组成。单就施工方法而言，桩分为预制桩和灌注桩两大类。v预制桩：工厂或施工现场预制，运

3、至桩位处，经锤击、振动、静压或水冲等工艺设置就位。预制桩可以是钢筋砼桩、木桩或钢桩等。v灌注桩：直接在设计桩位成孔，下放钢筋笼（也有直接插筋或省缺钢筋的）、灌注砼成桩。根据成孔方法不同，可分为钻孔、沉管成孔、挖孔及冲孔等工艺。第四页，讲稿共六十九页哦 预制桩：钢筋砼预制桩、钢桩两类。1 1钢筋砼预制桩钢筋砼预制桩 实心方桩和预应力管桩实心方桩和预应力管桩 特点：能承受较大的荷载、沉降变形小、施工速度快，工程 中广泛应用。简况：实心方桩截面边长一般为200mm600mm。单根桩的最大长度，一般在27m以内，30m以上的桩，须分段预制、接长。预应力管桩在工厂采用成套钢管胎膜用离心法生产，大大减轻桩

4、的自重。桩外径多为400mm500mm，壁厚为80100mm,每节长度8m、10m、12m不等，桩段之间可用焊接或法兰螺栓联接，首节桩底端可设桩尖，亦可开口。2 2钢钢桩桩v有钢管桩、H型钢桩及其他异型钢桩，一般在工厂制作。v以下内容着重于预制钢筋砼实心方桩加以介绍。第一节第一节(2.1)(2.1)预制桩施工预制桩施工第五页，讲稿共六十九页哦 2.1.1 2.1.1 预制桩的制作、起吊、运输和堆放预制桩的制作、起吊、运输和堆放 1 1 制作制作 （1 1）方法）方法v并列法、间隔法、叠浇法、翻模法等，现场多采用叠浇法、间隔制作。（2 2）制作程序）制作程序v现场布置场地平整浇地坪砼支模绑扎钢筋

5、，安装吊环浇筑桩砼养护至30%强度拆模，支上层模，涂刷隔离层重叠生产浇筑第2层桩养护起吊运输堆放沉桩。（3 3）制作要求）制作要求v场地应平整、坚实，避免不均匀沉降。重叠层数4层。水平方向可采用间隔施工方法，桩与桩、桩与底模间应涂刷隔离剂，防止粘结。上层桩或邻桩的浇筑，必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%以后方可进行。主筋宜对焊连接，接头位置应相互错开。桩尖一般用钢板或粗钢筋制作，与钢筋骨架焊牢。桩顶设置钢筋网片，上下两端一定范围内的箍筋应加密。如图2-0。v预制桩一般从通用图集中选取。第六页，讲稿共六十九页哦图2-0 预制桩构造示意（a）预制方桩；b）管桩第七页，讲稿共六十九页哦

6、砼不宜低于C30（静压法沉桩时不宜低C20），机械搅拌及振捣，由桩顶向桩尖连续浇筑，一次完成，严禁中断，洒水养护时间不少于7天。桩的制作偏差见表2-1。2 2起吊起吊 （1）强度：砼达设计强度的70%方可起吊；达到100%方可运输和打桩。如提前起吊，必须作强度和抗裂度验算，有保证措施。（2）吊点：桩抗弯能力低，起吊弯距是控制纵向钢筋的主要因素。起吊和搬运时，须平稳，不得损坏，吊点按起吊弯矩最小（或正负弯距相等）原则定。如无吊钩，捆绑钢丝绳与桩之间应加衬垫，以免损坏棱角。第八页，讲稿共六十九页哦 图2-1 桩的合理吊点位置（a）一点起吊（b）二点起吊（c）三点起吊第九页，讲稿共六十九页哦 3 3

7、运输运输v打桩前，桩从制作处运到现场以备打桩，可根据打桩顺序随打随运，尽可能避免二次搬运。v桩的运输方式，在运距不大时，可直接用起重机吊运；当运距较大时，可采用大平板车或轻便轨道平台车运输。4 4堆放堆放v场地平整、坚实，排水畅通。垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上。堆放层数不宜超过4层；对不同规格、不同材质的桩应分别堆放。第十页，讲稿共六十九页哦 2.1.2 2.1.2 预制桩沉桩预制桩沉桩v方法：锤击法、振动法、静压法及水冲法等，以锤击法与静压 法应用较多。2.1.2.1 2.1.2.1 锤击法锤击法 1 1打桩设备打桩设备 桩锤、桩架及动力装置，选择时主要考虑桩锤与桩架

8、。（1 1）桩锤）桩锤 对桩施加冲击，打桩入土的主要机具。有落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等几种。A A落锤落锤 卷扬机提起桩锤，后自由下落，夯击桩顶，使之入土。特点：落锤为铸铁块，重0.52.0t，构造简单，使用方便，费 用低，但施工速度慢，效率低，桩顶易坏。适用：小直径钢筋砼预制桩或小型钢桩，软土层中应用多。第十一页，讲稿共六十九页哦 B B汽锤汽锤 以蒸气或压缩空气为动力进行锤击，前者需要配备一套锅炉设备对桩锤外供蒸汽。v根据工作情况分为：单动汽锤与双动汽锤。v单动汽锤：常用锤重为310t，冲击体只在上升时耗用动力，自重下降；冲击力较大，锤击数为2530次/m，效率较高，能打各种桩。v双动汽

9、锤：一般重17t，其外壳（汽缸）固定在桩头上，锤在外壳内上下运动。冲击体的升降均由蒸汽或压缩空气推动。冲击次数100200次/m，效率高。宜打各种桩，还可用于拔桩、打斜桩及水下打桩。第十二页，讲稿共六十九页哦图2-2-1 单动汽锤 图2-2-2 双动汽锤 1汽缸；2活塞；3活塞杆；4桩；5活塞上部空腔 1桩帽；2汽缸；3活塞；4活塞杆；5进汽阀 图2-3 柴油锤构造示意 1汽缸；2油箱；3活塞；4储油箱；5油泵；6杠杆；7环型头；8接管；9锤脚；10顶尖第十三页，讲稿共六十九页哦 C C柴油锤柴油锤v原理：利用柴油燃烧爆炸，推动锤体往复运动打 击桩体。v按构造分：筒式、活塞式和导杆式，重0.3

10、10t。v特点：体积小、锤击能量大、打桩迅速，锤击次数4080次/m，效率高。v适用：常用于各类桩及各种土层，但不适于硬土和松软土作业。在过软的土中由于贯入度过大，燃油不易爆发，桩锤不能反跳，中断工作。由于振动、噪声、废气污染等公害，在城市中施工受到一定限制。第十四页，讲稿共六十九页哦 D D液压锤液压锤v分类：单作用液压锤和双作用液压锤。v前者，冲击缸体通过液压装置提升后快速释放，自由下落打击桩体；v后者，以液压驱使下落，冲击缸体能获得更大加速度、更高的冲击速度与冲击能量，因此，每一击能获得更大的贯入度。v特点：液压锤具有很好的工作性能，且无烟气污染、噪声较低，软土中起动性比柴油锤有很大改善

11、，但结构复杂、维修保养工作量大、价格高、作业效率比柴油锤低。第十五页，讲稿共六十九页哦v桩锤选择：是关键！一选锤的类型，二选锤的重量。v锤击应有足够的冲击能量，锤重应大于或等于桩重，实践证 明，当锤重大于桩重的1.52.0 倍时，效果比较理想。v桩锤过重，易将桩打坏。桩锤过轻，锤击能很大一部分被村 身吸收，回跃严重。v施工中多采用“重锤轻击”方法，落距小、频率高，不易产生回跃与桩头受损，桩容易入土。v锤重可参考表2-1进行选择。（2 2）桩架）桩架v作用：支持桩身、悬吊桩锤，引导桩和桩锤的方向，控制垂 直偏差，还能起吊并小范围内移动桩。A A桩架类型桩架类型v按行走方式：滚管式、轨道式、步履式

12、及履带式等四种。第十六页，讲稿共六十九页哦 1）滚管式桩架v靠两根滚管在枕木上滚动及桩架在滚管上滑动完成其行走 及位移。优点：结构比较简单、制作容易、成本低；缺点：平面转向不灵活、操作复杂。2）轨道式桩架v采用多电机分别驱动、集中操纵控制，能吊桩、吊锤、行走、回转移位，导杆能水平微调和倾斜打桩，并装有升降电梯为 打桩人员提供良好的操作条件。但只能沿轨道开行，机动性 能较差，施工不方便。3）步履桩架v通过两个可相对移动的底盘互为支撑、交替走步的方式前进，也 可360度回转，不需铺设轨道，移动就位方便，打桩效率高。4）履带式桩架v以履带式起重机为底盘，增加立杆与斜杆用以打桩。具有垂直度 调节灵活、

13、稳定性好、装拆方便、行走迅速、适应性强、施工 效率高等优点。v适于各种预制桩和灌注桩施工，是目前常用的桩架之一。第十七页，讲稿共六十九页哦 B B桩架的选择桩架的选择 桩架选择应考虑下述因素：1）桩的材料、桩的截面形状及尺寸大小、桩的 长度及接桩方式；2）桩的数量、桩距及布置方式；3）桩锤的型式、尺寸及重量；4）现场施工条件、打桩作业空间及周边环境；5）施工工期及打桩速率。v桩架的高度必须适应施工要求，它一般等于桩长+滑轮组高度+桩锤高度+桩帽高度+起锤移位高度（取12m）。第十八页，讲稿共六十九页哦 2.2.打桩施工打桩施工v准备工作：清除障碍物，平整场地，定位放线，水电安装，安设桩机，确定

14、打桩顺序等。桩基轴线定位点，应设在打桩影响之外，水准点至少2个以上。依据定位轴线，将图上桩位一一定出，并编号记录在案。（1）打桩顺序v打桩顺序合理与否，影响打桩速度、打桩质量及周围环境。通常有：由一侧向单一方向、自中间向两个方向、自中间向四周等。v应结合地基土的挤压情况、桩距大小、桩机性能及工作特点、工期要求等因素综合确定。v此外，根据设计标高及桩的规格，宜先深后浅、先大后小、先长后短，以减小后打桩对已打桩的影响。第十九页，讲稿共六十九页哦 图2-5 打桩顺序 （a）由一侧向单一方向；（b）自中间向两个方向；（c）自中间向四周 打桩导致土壤挤压。当桩的中心距大于或等于4倍桩径或边长时，打桩顺序

15、与土壤的挤压关系不大，采用何种打桩顺序相对灵活。而当桩的中心距小于4倍桩径或边长时，挤土不均会很明显。如采用一侧向单一方向打桩，虽然桩机移动方便，作业效率高；但第二十页，讲稿共六十九页哦它会使土壤向一个方向挤压，使后续桩难以入土，出现多种问题，无法保证桩基质量，特别是导致建筑物的不均匀沉降。若施工区毗邻建筑物或地下管线，应由被保护的一侧向另一方向施打，避免建筑物开裂或管线破裂。v 由于已打桩要预留一段在地面以上，影响了桩机的前进，因此，桩机移动一般是随打随后退。（2）打桩工艺v 打桩施工是确保桩基工程质量的重要环节。主要工艺过程如下：v 场地准备桩位确定桩机就位吊桩锤和桩帽吊桩和对位校正垂直自

16、重沉桩入土固定桩帽和桩锤校正垂直打桩接桩送桩截桩等。第二十一页，讲稿共六十九页哦v吊桩：将桩垂直对准桩位中心，缓缓送下，插入土中。垂直偏差不得超过0.5%。然后固定桩帽和桩锤，使桩/桩帽/桩锤在同一铅垂线上。桩锤和桩帽间应加弹性衬垫，一般可用硬木、麻袋、草垫等。桩帽或送桩管与桩周围应有510mm的间隙，以防损伤桩顶。v打桩：宜“重锤低击”。刚开始，桩重心较高，稳定性不好，落距应较小，待桩入土至一定深度（约2m）且稳定后，再按规定的落距连续锤击。v打桩不宜中断，否则，土固结而致桩难以打入。用落锤或单动汽锤时，最大落距不宜大于1m；用柴油锤时，应使锤跳动正常。v打桩过程中，遇有贯入度剧变、桩身突然

17、发生倾斜、位移时有严重回弹、桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理。v如桩顶标高低于自然地面，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。第二十二页，讲稿共六十九页哦 打桩过程中，应做好沉桩记录，以便验收。（3 3）接桩）接桩v接长方法：焊接法、浆锚法以及法兰接法三种.v1）焊接法：应用最多。接桩时，上下节桩垂直无误后，先将四角点焊固定。施焊时，应两人同时于对角对称进行，防止不均匀焊接变形，焊缝应连续饱满。上、下桩段间如有空隙，应用铁片填实焊牢。接长后，中心线偏差不得大于10mm，节点弯曲矢高不得大于1桩长。v2

18、）法兰接法：是用法兰盘和螺栓联结，接桩速度快，多用于预应力管桩。v3）浆锚法：上节桩预留锚筋、下节桩预留锚筋孔（孔径为锚筋的2.5倍），接桩时，上下正对，将熔化的硫磺胶泥注满锚筋孔和接头平面，然后将上节桩落下即可。该法对抗震不利，一级建筑桩基或承受上拔力的桩应谨慎选用，仅适用于软土层。第二十三页，讲稿共六十九页哦 图2-7 法兰接桩节点构造 图2-8 浆锚法接桩节点构造图2-6 焊接法接桩节点构造 1法兰盘；2螺栓；3螺栓孔 1主筋；2锚筋孔 14L505 长200（拼接角钢）24-1003008（联结角钢）34L638长150（与立筋焊接）412（与L638焊）；5主筋 第二十四页，讲稿共六

19、十九页哦（4 4）打桩的质量控制）打桩的质量控制v1）质量检查内容：沉桩过程中每米进尺的锤击数、最后1m锤击数、最后三阵贯入度及桩尖标高、桩身垂直度以及桩位。v2）打桩停锤的控制原则：v摩擦桩：以设计标高控制为主，最后贯入度（最后三阵，每阵十击的平均入土深度，前提条件是打桩作业居与正常）为辅。v端承桩：以最后贯入度控制为主，而桩端标高仅作参考；如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，必要时应通过实验或与有关单位会商确定。v3）偏差控制：垂直允许偏差应在1%之内，平面位置允许偏差不得超过表2-3规定。（5 5）打桩对周围环境的影响及其防

20、治）打桩对周围环境的影响及其防治v不良影响主要有：挤土效应、噪声和振动等。第二十五页，讲稿共六十九页哦 A A挤土效应挤土效应：是指沉桩时，土体中产生很高的超孔隙水压力和土压力，使之侧向位移和向上隆起，使附近建筑物和市政管线发生变形，严重时甚至发生开裂或倾斜的严重事故。可采取的措施如下：v1）预钻孔沉桩：可减少地基土变位3050%，减少超孔隙压力值4050%，孔深一般为1/31/2桩长，直径比桩径小50100mm；v2）砂井排水（查地基处理）：设置袋装砂井或塑料排水板以消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象。袋装砂井的直径一般为7080mm，间距11.5m，深度1012m。如采用塑料排水板，间距及

21、深度也类似；v3）采用井点或集水井降水：减小超孔隙水压力；v4）选择合理的打桩设备、控制打桩速度和顺序，采用重锤轻击以及先开挖基坑后沉桩；第二十六页，讲稿共六十九页哦 5）设置防挤防渗墙：采用钢板桩、地下连续墙等 B B振动振动：会导致相邻建筑物开裂、已沉桩上浮等危害。可采取的措施如下：v1）开挖防振防挤沟：防振沟一般宽0.50.8m，深度以沟边坡稳定考量，宜超过被保护物的埋深，该方法可以与砂井排水等结合使用；v2）在桩锤与桩顶间加设特殊缓冲垫材或缓冲器；v3）选用合理的桩锤，打桩顺序正确，打桩速度均匀，避免长时间中断作业；v4）采用预钻孔、水冲、静压法相结合的工艺；v5）设置减振壁（隔振设施

22、）：深度为45m，壁厚为500600mm，距沉桩区515m处，可减少振动1/31/10；第二十七页，讲稿共六十九页哦 C C沉桩噪声沉桩噪声：危害程度取决于音压的大小，住宅区应控制在7075dB，工商业区可控制在7080dB；当沉桩区音压高于80dB时，应采取减少噪声的防护措施。v1）控制噪声源：如选用适当的沉桩方法和设备，改进桩帽、垫材以及夹桩器；v2）采用消声罩将桩锤封隔起来；v3）采用遮挡防护，遮挡壁高度一般以15m左右较为经济合理；v4）时间控制防护：如午休和夜间停止沉桩，确保住宅区居民的正常生活和休息。第二十八页，讲稿共六十九页哦 2.1.2.2 2.1.2.2 静力压桩静力压桩v工

23、艺原理：静力压桩是利用桩机自重及配重平衡沉桩阻力，在静压力的作用下将桩压入土中。v特点及适用：施工中无振动、噪声、无空气污染；广泛应用于建筑、地下管线较密集的地区，但它一般只适用于软弱土层。v静力压桩机分为：机械式与液压式两种，前者只用于压桩，后者既能压桩也可拔桩。第二十九页，讲稿共六十九页哦 图2-9 机械式压桩 图2-10 液压式压桩机 1活动压梁；2油压表；3桩帽；4上桩段；5配重；6底盘;7轨道；8预留锚筋；9锚筋孔；10导笼口；11操作平台；12卷扬机；13滑轮组；14桩架导向笼 1操作室；2桩 3支腿平台：4导向架：5配重；6夹持装置；7吊装拔杆；8纵向行走装置；9向行走装置第三十

24、页，讲稿共六十九页哦 2.1.2.3 2.1.2.3 射水沉桩射水沉桩v工艺原理：是锤击沉桩的一种辅助方法。它利用高压水流从桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩尖附近土层，减少沉桩阻力。一般是边冲边打，在沉入最后12m时停止射水，用锤击至设计标高，以保证桩的承载力。v适于：砂土和碎石土。2.1.2.4 2.1.2.4 振动沉桩振动沉桩v工艺原理：是将桩与振动锤连接在一起，利用振动锤产生高频振动，激振桩身振动土体，使其内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。v特点：振动沉桩施工速度快、使用维修方便、费用低，但其耗电量大、噪声大。v适用：软土、粉土、松砂等土层，在硬质土层中不易贯入。第三十一页，讲稿共六

25、十九页哦 图2-11 射水管构造 1送桩管；2弯管；3胶管；4桩管5射水管；6导向环；7挡砂板 图2-12 振动沉桩机 1电动机；2传动齿轮；3轴；4偏 心块；5箱壳；6桩第三十二页，讲稿共六十九页哦 2.1.3 2.1.3 预制桩常见的质量问题及处理预制桩常见的质量问题及处理 常遇质量问题：断桩，浮桩，滞桩，桩身扭转或位移，桩身倾斜或位移，桩急剧下沉等，其分析及处理方法可参考表2-4。第三十三页，讲稿共六十九页哦第二节第二节(2.2)(2.2)灌注桩施工灌注桩施工v灌注桩：是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼（也有直接插筋或省缺钢筋的）、灌注混凝土而成。v类型：根据成孔工艺分为，干作

26、业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔和爆扩成孔等。v新工艺：夯扩成管灌注桩、钻孔压浆成桩等。v特点及适用：灌注桩能适应各种地层的变化，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪声小，宜在建筑物密集地区使用。但与预制桩相比，存在操作要求严格、质量不易控制，成孔时排出大量泥浆，桩需养护检测后才能开始下道作业等。第三十四页，讲稿共六十九页哦 2.2.1 2.2.1 干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩v工艺原理：是利用成孔机具、在地下水位以上的土层中成桩的工艺。v目前常用螺旋钻机成孔，它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，如图2-13。v钻头：是钻进取土的关键装置，常用的有锥式钻

27、头、平底钻头、耙式钻头，如图2-14。锥式钻头适用于粘性土；平底钻头适用于松散土层，耙式钻头适用于杂填土，其钻头边镶有硬质合金刀头，能将碎砖等硬块削成小颗粒。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300600mm，钻孔深度812m。v适用：粘土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层等土质。第三十五页，讲稿共六十九页哦 主要施工要求主要施工要求：v操作时要求钻杆垂直稳固、位置正确。应随时清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。如发现钻杆摇晃或难以钻进时，可能是遇到石块等异物，应立即停机检查排除。v钢筋笼应一次扎好，小心放入孔内，防止孔壁塌土，并再次测量虚土厚度。v混凝土应连续浇筑，每次

28、浇筑高度控制在1.5m以内。第三十六页，讲稿共六十九页哦 图2-13步履式螺旋钻机 图2-14 螺旋钻头 1立柱；2螺旋钻；3上底盘；4下底盘；5回转滚轮；6行车滚轮（a）锥式钻头；（b）平底钻头；（c）耙式钻头 1螺旋钻杆；2切削片；3导向尖；4合金刀第三十七页，讲稿共六十九页哦2.2.2 2.2.2 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩v工艺流程：如图2-15所示。v工艺原理：是利用原土自然造浆或人工造浆护壁，通过泥浆循环将被切削的土渣排除而成孔，再吊放钢筋笼，水下灌注混凝土成桩。不论地下水高或低的土层皆适用。2.2.2.1 2.2.2.1 施工要点施工要点v1 1埋设护筒埋设护筒v护筒作

29、用：固定桩位、钻头导向、保护孔口、维持水头、防止塌孔及地面水流入等。v护筒设置：48mm厚钢板制成，内径应比钻头直径大10cm以上。设在桩位处，常用挖埋法埋设，深度：粘性土不宜小于1.0 m；砂土：中不宜小于1.5 m。孔口处用粘土密实封填。筒顶高出地面0.20.3m，泥浆面应保持高出地下水位1.0m以上。第三十八页，讲稿共六十九页哦 2 2护壁泥浆护壁泥浆v泥浆作用：在桩孔内会吸附在孔壁上，甚至渗透进周围土孔隙中，避免内壁漏水，具有保持孔内水压稳定、保护孔壁、防止塌孔、排出土渣的作用。v泥浆制备：制备泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌和的混合物，还可掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增粘剂及堵

30、漏剂等。v自造泥浆粘土中钻孔，可采用清水钻进原土自造泥浆护壁；砂土中钻孔，则注入制备泥浆。v泥浆密度：注入的泥浆相对密度控制在1.1左右，排出泥浆的相对密度宜为1.21.4。第三十九页，讲稿共六十九页哦 图图2-15 2-15 泥浆护壁成孔灌注桩工艺流程图：泥浆护壁成孔灌注桩工艺流程图：供泥 供水设泥浆池制备泥浆泥浆循环清 渣 排渣 测定桩位埋设护筒桩机就位成 孔清 孔测量钻孔深 度测量淀淀厚度安放钢筋骨 架浇筑水下混 凝 土钻机移位混 凝 土养护清 理桩头下入导管组装测试制钢筋笼输 送混凝土制钢筋笼3成孔成孔机械：回转钻机、冲击钻、潜水钻机等，以前者应用最多。第四十页，讲稿共六十九页哦（1

31、1）回转钻机成孔）回转钻机成孔v工艺原理：由动力装置带动钻机回转装置转动，可多档调速或液压无级调速，带动带有钻头的钻杆强制旋转，钻头切削土层成孔。切削形成的土渣，通过泥浆循环排出桩孔。按泥浆循环方式的不同，分正循环回转钻机和反循环回转钻机。v正循环工艺：泥浆或高压水由空心钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，沉渣后的泥浆循环使用。该法是依靠泥浆向上的流动排渣，其提升力较小，孔底沉渣较多。v反循环工艺：泥浆带渣流动的方向与循环工艺相反。启动砂石泵，在钻杆内形成真空，土渣被吸出流入沉淀池。反循环工艺由于泵吸作用，泥浆上升的速度较快，排渣能力大；但

32、对土质较差或易塌孔的土层应谨慎使用。v特点：设备性能可靠、噪声和振动较小、钻进效率高、钻孔质量好。v适用：松散土层、粘土层、砂砾层、软硬岩层等多种地质条件，广泛比较应用。第四十一页，讲稿共六十九页哦图2-16 正循环成孔工艺 图2-17 反循环成孔工艺 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 第四十二页，讲稿共六十九页哦（2 2）潜水钻机成孔）潜水钻机成孔v工艺原理：潜水钻机是一种旋转式钻孔机械，其动力、变速机构和钻头连一起，加以密封，下放至孔内水中切土成孔。v采用正循环工艺注浆、护壁和排渣。v适用：淤泥、淤泥质土、粘性土、砂土及强风化

33、岩层，不宜用于碎石土。（3 3）冲击钻机成孔）冲击钻机成孔v工作原理：冲击钻机成孔是用动力将冲锥式钻头提升到一定高度，后自由下落，来冲击切削岩层，然后用淘渣筒排除渣浆。v适用：岩层、卵漂石、砾石等岩土。第四十三页，讲稿共六十九页哦图2-18 潜水钻机示意图 图2-19 冲击钻机示意图 1钻头；2潜水钻机；3钻杆；4护筒 5水管;6卷扬机；7控制箱 1滑轮；2主杆；3钻头；4斜撑；5卷扬机；6垫木第四十四页，讲稿共六十九页哦 4 4清孔清孔v清孔方法：钻孔达设计标高后，应测量沉渣厚度，立即组织清孔。以原土造浆的钻孔，清孔可用射水法，同时钻头只转不进，至泥浆相对密度降到1.1左右；注入制备泥浆的钻

34、孔，采用换浆法清孔，至换出泥浆的相对密度降到1.151.25，即认为清孔合格。v孔底剩余沉渣厚度控制：对端承桩不大于50mm；对摩擦端承桩及端承摩擦桩不大于100mm；对摩擦桩不大于300m。v块状石子排除：孔底余留的卵石、碎石，可在转盘上焊绕网状钢丝绳，使钻具原位转动，石块便上升到绳网上面，提升钻杆即可排除。5 5浇筑混凝土浇筑混凝土v清孔后，尽快吊放钢筋笼并水下浇筑砼（或插入钢筋）。浇筑高度超过桩顶设计标高约500mm，以便在凿除浮浆层后，保证桩顶标高和质量。v质量控制：应避免出现夹渣、夹层、颈缩、断桩等质量问题；垂直度及平面位置偏差要按照规范的要求进行控制。第四十五页，讲稿共六十九页哦第

35、四十六页，讲稿共六十九页哦2.2.3 2.2.3 套管成孔灌注桩套管成孔灌注桩v新工艺和桩型：（1）无桩靴夯扩灌注桩 （2）多分支承力盘灌 （3）钻孔压浆灌注桩 注：更多内容详本节后v套管成孔灌注桩工艺原理：利用锤击沉管法或振动沉管法，将带有活瓣的钢制桩靴（图2-20）或钢筋砼预制桩尖的钢套管沉入土中，吊放钢筋笼，然后，灌注混凝土并分段拔管而成。v分类：传统工艺按照设备不同，分为：（1）锤击沉管灌注桩：用锤击法沉、拔管；（2）振动沉管灌注桩：用激振器沉、拔管。问题：两种方法的区别？v工艺过程：示意图2-21第四十七页，讲稿共六十九页哦图2-21 套管成孔灌注桩工艺（a）就位；（b）沉套管；（c

36、）初灌砼；（d）吊放钢筋笼，灌注砼；（e）拔管成桩1钢管；2砼桩靴；3桩第四十八页，讲稿共六十九页哦施工方法：单打法、复打法施工方法：单打法、复打法 v单打工艺原理：（1）施工时，用桩架起吊钢套管，对准预埋在桩位处的活瓣桩尖（关闭活瓣）或钢筋砼预制桩尖。（2）套管与预制桩尖接触处垫以麻、绳等，防止水、泥渗入管内。（3）缓慢下放套管，自重压入土中。（4）套管顶端扣上桩帽，检查套管与桩锤是否共垂线，套管偏斜小于0.5%时，即可起锤沉套管。（5）先低锤轻击，如无偏移，即正常施打，直至设计要求的贯入度或标高。（6）检查管内无泥浆或水进入，即可灌注砼。套管内砼应尽量灌满，然后开始拔管。管内砼应始终略高于

37、地面。v拔管要求：要均匀，保持连续低锤密击，不宜拔管过高。应控制拔管速度，对一般土层，不宜大于1m/min；在软弱土层或软硬土层交界处，控制在0.8m/min以内。随时观察砼落下的扩散情况，直到全管拔出为止。2.2.3.1 2.2.3.1 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩第四十九页，讲稿共六十九页哦 砼达到设计强度的50%以上方可施打，防止因挤土与振动使桩桩桩身断裂。否则，立即复打或拔出重打。如果发现质量问题，可及时复打处理！如果发现质量问题，可及时复打处理！v复打作用：复打分全长复打和局部复打两种。是为了改善灌注桩的质量（如有质量问题）、扩大桩径和提高承载能力。v复打工艺：在第一次灌注桩施工完毕

38、（单打），拔出套管后，及时清除管外壁上的污泥和桩孔周围地面的浮土，立即在原桩位安好桩尖和套管，进行复打，使未凝固的砼向四周挤压扩大桩径，然后第二次浇注砼。拔管方法与单打相同。v复打要求：前后两次沉管的轴线应重合；复打必须在第一次灌注的砼初凝之前进行；如属配筋桩，钢筋笼应在第二次沉管后灌注砼之前就位。v施工记录：施工中应做好施工记录，包括：每米的锤击数和最后1m的锤击数，最后3阵，每阵10击的贯入度及落锤高度。v适 用：一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。第五十页，讲稿共六十九页哦 2.2.3.2 2.2.3.2 振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩v工艺原理：大多采用激振器（振动锤）沉管，其设备

39、如图2-23，激振器、套管、活瓣桩尖可依次联结在一起，利用滑轮组能够整体提升（故能拔管和反插施工）。施工时，先安装好桩机、活瓣桩尖（关闭活瓣）或钢筋砼预制桩尖，对准桩位，徐徐放下套管，压入土中，开动激振器沉管。套管受到锤击压力作用，同时受振后与土体之间摩阻力减小，因此，能入土成孔。v适用范围：除与锤击沉管灌注桩相同外，还包括稍密及中密的碎石土地基。v沉管要求：严格控制最后两分钟的贯入速度，其值按设计要求，或根据试桩和当地的施工经验确定。施工方法：单打法、复打法或反插法施工方法：单打法、复打法或反插法！v单打法：施工时，在沉入土中的套管内灌满砼，开动激振器，振动510s，开始拔管，边振边拔，每拔

40、0.51m，停拔振动510s，如此反复，直至套管全部拔出。拔管速度：一般土层宜为1.21.5m/min，软弱土层中，宜为在0.60.8m/min。第五十一页，讲稿共六十九页哦图2-23 振动沉管设备示意图 1振动器；2漏斗；3桩管；4吊斗；5枕木；6机架；7架底；8卷扬机第五十二页，讲稿共六十九页哦v复打法：施工与锤击沉管灌注桩相同。v反插法：施工时，套管内灌满砼后，先振动再开始拔管，每拔高度0.51.0m，向下反插深度0.30.5m。如此反复，并始终保持振动，直至套管全部拔出。在拔管过程中，应分段添加砼，保持管内砼面高于地面或地下水位1.01.5m，拔管速度应小于0.5m/min。v反插法作

41、用：能扩大桩径，使砼密实，从而提高桩的承载能力，适用于较差的软土地基。2.2.3.3 2.2.3.3 新型灌注桩（简介）新型灌注桩（简介）一、无桩靴夯扩灌注桩一、无桩靴夯扩灌注桩 在普通锤击沉管灌注桩的基础上改进而成。1、工艺特点、工艺特点 在桩管内增加一根与外管等长的内夯管，内径小于外管。内夯管上端固定在柴油锤下部，下端用钢板封底。为止淤封底，另设一与外管同直径、高约13cm的加颈圈，以加长外管，从而在外管底部形成一个13cm的空腔，填充与桩身砼同等级的干砼，作为“软桩靴”以代替砼预制桩尖。锤击过程中，干砼受高压而形成致密的隔水层（所以能止淤封底）。干砼止淤封底是否可靠是成桩关键！利用内夯管

42、能将桩端夯压成扩大头；在压密砼的同时，可使水泥浆压入桩侧土壤。第五十三页，讲稿共六十九页哦 2、优点优点 设备简单，上马快，操作方便，可消除一般灌注桩的质量弊病；单桩承载能力可达1100KN，工程造价比一般砼灌注桩降低30-40%。同时能增大桩端支承面积，大大提高桩承载力，质量得以保证。3、适用适用 一般粘性土、淤泥质土、黄土、硬粘性土、有无地下水均可。国内外已有大量运用。二、多分支承力盘灌注桩二、多分支承力盘灌注桩 1、工艺特点、工艺特点 在普通砼灌注桩的基础上根据承载能力要求，在桩身下部增加1-3道承力盘，在中部增加多个对称分支而成。分支与承力盘的形成：普通方法成桩，用吊车吊入专用分支器，

43、自上而下在设计分支部位，通过液压泵加压使分支器下端扩成伞形，对局部孔壁加压形成分支。在同一深度将分支器旋转45度连续压4次即成盘。2、特点、特点 （1）单桩承载力高，每立方米砼承载力fk350kN，为普通灌注桩的2-5倍，预制桩的倍；（2）具有良好的承压和抗水平冲剪及抗拔能力，同等承载力下，桩长仅及普通灌注桩的1/-1/3，可节省20-30%的材料；第五十四页，讲稿共六十九页哦 （3）通过压分支，使地基强度大大提高，为天然地基的5-8倍，桩的持力层可不需落到坚硬土层或岩层；3、优点、优点 施工速度快，成本低，缩短工期30%，节省资金15-30%；机械化程度高，操作维修方便。4、适用、适用 粘性

44、土、砂土、软土，有无地下水均可。国内已有大量运用。三、钻孔压浆灌注桩（可略）三、钻孔压浆灌注桩（可略）1、成孔、成孔 采用长臂螺杆钻机钻孔，在钻杆纵向设有一个从上到下的高压灌注水泥浆系统（压力10-3-MPa），成孔达设计深度后，用压浆泵通过钻杆的芯管自孔底由下而上压注水泥浆；注浆同时，慢慢将钻杆提离地面，放入钢筋笼；插入一根直通孔底的压力注浆塑料管或钢管，向孔内投放粒径2-4cm碎石或卵石直至桩顶。再自孔底向上通过塑料管进行多次高压补浆，至浆液溢出孔口为止。2、特点、特点 桩体致密，单桩承载能力高（为一般灌注桩的1.5-2倍），不用泥浆护壁，不需清孔，避免质量通病发生等。第五十五页，讲稿共六

45、十九页哦2.2.3.3 2.2.3.3 常见质量问题及处理常见质量问题及处理 1.1.断桩断桩 一般常见于地面下13m的软硬土层交接处。其裂痕呈水平或略倾斜，一般都贯通整个截面。产生原因：（1）桩距过小，邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向推力和隆起上拔力的影响；（2）软硬土层间传递水平力大小不同，在交接处使桩受到较大的剪应力；（3）桩身砼终凝不久，强度弱，承受不了外力的影响。如：浅部土质松软，载重机动车辆行走碾压施工不久的桩体。避免断桩的对策：（1）桩的中心距宜大于3.5倍桩径；（2）打桩顺序合理（消除挤土不均或减少桩架行走与移动对新打桩的影响）；（3）采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响

46、。断桩检查：（1）在23m深度内可用木锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振。（2）动测法检测，用波形曲线和频波曲线图形判断桩的质量与完整程度。第五十六页，讲稿共六十九页哦 断桩处理：将断桩段拔出，将孔清理干净后，略增大面积或加上铁箍联接，再重新灌筑砼补做桩身。2 2缩颈缩颈 缩颈桩又称瓶颈桩，桩身局部范围截面缩小。产生原因：（1）在含水量大的粘性土中沉管时，土体受强烈扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，桩管拔出后，水压力便作用到新灌筑的砼桩上，使桩身发生颈缩现象；（2）拔管过快，砼量少或和易性差，使砼出管时扩散能力差等。处理措施：施工中应经常测定砼落下情况，发现问题及时纠正，

47、一般可用复打法处理。3 3吊脚桩吊脚桩 即桩底部砼隔空或砼中混进泥砂而形成松软层。产生原因：预制钢筋砼桩尖强度不够，沉管时被破坏变形，水或泥砂进入桩管；或桩尖活瓣未及时打开。处理措施：将桩管拔出，纠正桩尖或用砂回填桩孔后重新沉管。第五十七页，讲稿共六十九页哦 4 4桩管进水进泥桩管进水进泥 发生位置：常在地下水位高、饱和淤泥或粉砂土层中。产生原因：为桩尖活瓣闭合不严、预制钢筋砼桩尖被打坏或活瓣变形。防治措施：拔出桩管，清除泥砂，整修桩尖活瓣，用砂回填后重打。地下水位高时，可等桩管沉至地下水位时，先灌入0.5m厚的水泥砂浆封底，再灌1m高混凝土增压，然后再继续。5.5.桩位偏移桩位偏移 产生原因

48、：放线定位错误或偏差过大；地下障碍物阻碍；软土地层中的群桩挤土效应；预埋桩尖被机动车行走压偏；桩机对位不准，桩管不垂直；现场地面不平整，使桩机机架歪斜；地面土质软弱，起拔桩管时，使桩机头部下陷而致桩管倾斜。防治措施：（1）认真审阅图纸，复核桩位；（2）每日开工前应再根据基准轴线引点复核桩尖位置；（3）发现并排除浅部地下障碍物，深处无法排除者，应该提请修改设计桩位或进行加固补强；控制好桩管垂直度等。6.6.其他问题其他问题 桩砼强度低、砼离析、钢筋笼标高不符、单桩承载能力不达设计等第五十八页，讲稿共六十九页哦v工艺原理：爆扩成孔灌注桩是先用钻机（如干作业成孔）或人工挖孔成孔，孔底安放炸药，再灌入

49、适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，清孔，吊放钢筋笼，浇注混凝土制成桩，如图2-24。图2-24 爆扩灌注桩示意图 2.2.4 2.2.4 爆扩成孔灌注桩爆扩成孔灌注桩第五十九页，讲稿共六十九页哦v综述：可以爆扩成型的地下水位以上的或很少地下水的粘性土，中密和密实的砂质土、碎石及风化岩石层。桩长一般为36m，最大不超过10m。扩大头直径D为2.53.5d。桩端爆扩大头能使桩的承载能力明显提高。具有成孔简单、节省劳力和成本低等优点。但检查质量不便，施工质量要求严格。施工要点：（1）炸药用量v （2-1）式中 D扩大头直径（m）；C硝铵炸药用量（kg），见表2.5；K土质影响系数，见表2.6

50、。（2）安放药包v把确定的炸药量用塑料布紧密包扎成球形药包，一般放两个雷管，用并联法与引爆线路连接；用绳将药包吊放在桩孔底面中心，然后在其上填盖1520cm厚砂。3DKC第六十页，讲稿共六十九页哦 （3）灌压爆混凝土及引爆v压爆砼灌入量为扩大头体积的一半，混凝土坍落度在粘性土层中宜为1012cm，在砂土及人工填土中宜为1214cm，骨料直径不宜大于25mm；砼灌注完毕后，应立即引爆，时间间隔不宜超过30min，否则容易出现砼拒落事故。v引爆顺序：桩距大于爆扩影响间距时，可采用单爆方式；当桩距小于瀑扩影响间距时，宜采用联爆方式；相邻桩扩大头不在同一标高时，引爆顺序应先深后浅进行。引爆后砼落入扩大