土力学与地基基础任务14桩基础（3）.pptx

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1、14.3 桩基础的施工 本学习情境的学习目的和要求：本学习情境的学习目的和要求：（1 1）知道钻孔灌注桩的施工工艺、方法；）知道钻孔灌注桩的施工工艺、方法；（2 2）知道挖孔灌注桩的施工工艺、方法；）知道挖孔灌注桩的施工工艺、方法；（3 3）知道预制沉桩的施工工艺、方法。）知道预制沉桩的施工工艺、方法。一、钻孔灌注桩的施工（一）准备工作1、准备场地 施工前应将场地平整好，以便安装钻架进行钻孔。当施工前应将场地平整好，以便安装钻架进行钻孔。当墩台位于无水岸滩时钻架位置处应整平夯实，清除杂物，墩台位于无水岸滩时钻架位置处应整平夯实，清除杂物，挖换软土；场地有浅水时，宜采用土或草袋围堰筑岛。当挖换软

2、土；场地有浅水时，宜采用土或草袋围堰筑岛。当场地为深水或陡坡时，可用木桩或钢筋混凝土桩搭设支架，场地为深水或陡坡时，可用木桩或钢筋混凝土桩搭设支架，安装施工平台支承钻机（架）。深水中在水流较平稳时，安装施工平台支承钻机（架）。深水中在水流较平稳时，也可将施工平台架设在浮船上，就位锚固稳定后在水上钻也可将施工平台架设在浮船上，就位锚固稳定后在水上钻孔。孔。2 2、埋置护筒、埋置护筒护筒的作用护筒的作用：（1 1）固定桩位，并作钻孔导向；）固定桩位，并作钻孔导向；（2 2）保护孔口防止孔口土层坍塌；）保护孔口防止孔口土层坍塌；（3 3）隔离孔内孔外表层水，并保持钻孔内水位高出施工水）隔离孔内孔外表

3、层水，并保持钻孔内水位高出施工水位以稳固孔壁。因此埋置护筒要求稳固、准确。位以稳固孔壁。因此埋置护筒要求稳固、准确。护筒的制作要求护筒的制作要求：坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便和能重复使坚固、耐用、不易变形、不漏水、装卸方便和能重复使用。一般用木材、薄钢板或钢筋混凝土制成。用。一般用木材、薄钢板或钢筋混凝土制成。（护筒内径（护筒内径应比钻头直径稍大，旋转钻须增大应比钻头直径稍大，旋转钻须增大0.10.2m，冲击或冲抓钻，冲击或冲抓钻增大增大0.20.3m。图图3-13 护筒护筒1-连接螺栓孔；连接螺栓孔；2-连接钢板；连接钢板；3-纵向钢筋；纵向钢筋；4-连接钢板或刃脚连接钢板或刃脚

4、钢护筒结构钢护筒结构 钢护筒结构钢护筒结构 钢护筒结构钢护筒结构护筒的埋设方法：护筒的埋设方法：可采用下埋式（适于旱地埋置可采用下埋式（适于旱地埋置a ）、上埋式（适于旱地）、上埋式（适于旱地或浅水筑岛埋置或浅水筑岛埋置 b、c)和下沉埋设（适于深水埋置和下沉埋设（适于深水埋置d)。护筒的埋设护筒的埋设3 3、制备泥浆、制备泥浆泥浆的作用泥浆的作用：（1）在孔内产生较大的静水压力，可防止坍孔；）在孔内产生较大的静水压力，可防止坍孔；（2）泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活）泥浆向孔外土层渗漏，在钻进过程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有护壁作用，同时将孔内外动，孔壁表面

5、形成一层胶泥，具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；水流切断，能稳定孔内水位；（3）泥浆比重大，具有挟带钻渣的作用，利于钻渣的排出。）泥浆比重大，具有挟带钻渣的作用，利于钻渣的排出。此外，还有冷却机具和切土润滑作用，降低钻具磨损和发热此外，还有冷却机具和切土润滑作用，降低钻具磨损和发热程度。程度。泥浆的要求泥浆的要求：一般比重以一般比重以1.11.3为宜，在冲击钻进大卵石层时可用为宜，在冲击钻进大卵石层时可用1.4以上，黏度为以上，黏度为20s，含砂率小于，含砂率小于6%。在较好的黏性土层中。在较好的黏性土层中钻孔，也可灌入清水，使钻孔内自造泥浆，达到固壁效果。钻孔，也可灌入清水

6、，使钻孔内自造泥浆，达到固壁效果。调制泥浆的黏土塑性指数不宜小于调制泥浆的黏土塑性指数不宜小于15。用于制备泥浆的膨润土用于制备泥浆的膨润土4 4、安装钻机或钻架、安装钻机或钻架 钻架是钻孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土的支架。我钻架是钻孔、吊放钢筋笼、灌注混凝土的支架。我国生产的定型旋转钻机和冲击钻机都附有定型钻架，其国生产的定型旋转钻机和冲击钻机都附有定型钻架，其他常用的还有木制的和钢制的四脚架、三脚架或人字扒他常用的还有木制的和钢制的四脚架、三脚架或人字扒杆。杆。在钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻机在钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻机（架）必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。

7、钻机（架）必须保持平稳，不发生位移、倾斜和沉陷。钻机（架）安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实塞（架）安装就位时，应详细测量，底座应用枕木垫实塞紧，顶端应用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检紧，顶端应用缆风绳固定平稳，并在钻进过程中经常检查。查。图图3-14 四脚钻架（尺寸单位：四脚钻架（尺寸单位：m）（二）钻孔1 1、钻孔方法和钻具、钻孔方法和钻具 （1）旋转钻进成孔）旋转钻进成孔 利用钻具的旋转切削土体钻进，并同时采用循环泥浆的利用钻具的旋转切削土体钻进，并同时采用循环泥浆的方法护壁排渣。我国现用旋转钻机按泥浆循环的程序不同分方法护壁排渣。我国现用旋转钻机按泥浆循环的程序不同分为正循

8、环和反循环两种。为正循环和反循环两种。正循环（录象）正循环（录象）：即在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进：即在钻进的同时，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仍进入泥浆池循环使用。淀而泥浆仍进入泥浆池循环使用。反循环反循环（录象）（录象）：泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入：泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，来冷却钻头并携带沉渣由钻杆内腔返回地面的一种钻孔内，来冷却钻头并携带沉渣由钻杆内腔返回地面的一种

9、钻进工艺。进工艺。图图3-15 正循环旋转钻孔正循环旋转钻孔 1-钻机；钻机；2-钻架；钻架；3-泥浆笼头；泥浆笼头；4-护筒；护筒；5-钻杆；钻杆；6-钻头；钻头；7-沉淀池；沉淀池；8-泥浆池；泥浆池；9-泥浆泵泥浆泵正循环旋转钻孔动画演示正循环旋转钻孔动画演示反循环旋转钻孔动画演示反循环旋转钻孔动画演示旋转钻进成孔旋转钻进成孔 ZJD300回转钻机回转钻机GD35回转钻机回转钻机KPG3000回转钻机回转钻机泥砂分离器泥砂分离器简易泥砂分离器简易泥砂分离器简易泥砂分离器正循环的特点：正循环的特点：正循环成孔设备简单，操作方便，工艺成熟，当孔深不正循环成孔设备简单，操作方便，工艺成熟，当孔

10、深不太深，孔径小于太深，孔径小于800cm时钻进效率高。当桩径较大时，钻杆时钻进效率高。当桩径较大时，钻杆与孔壁间的环形断面较大，泥浆循环时返流速度低，排渣能与孔壁间的环形断面较大，泥浆循环时返流速度低，排渣能力弱。如使泥浆返流速度增大到力弱。如使泥浆返流速度增大到0.20m/s0.35 m/s，则泥浆泵，则泥浆泵的排出量需很大，有时难以达到，此时不得不提高泥浆的相的排出量需很大，有时难以达到，此时不得不提高泥浆的相对密度和粘度。但如果泥浆密度过大，稠度大，则难以排出对密度和粘度。但如果泥浆密度过大，稠度大，则难以排出钻渣，孔壁泥皮厚度大，影响成桩和清孔。钻渣，孔壁泥皮厚度大，影响成桩和清孔。

11、由于钻杆内腔断面积比钻杆与孔壁间的环状断面积小得由于钻杆内腔断面积比钻杆与孔壁间的环状断面积小得多，因此，泥浆的上返速度大，一般可达多，因此，泥浆的上返速度大，一般可达2 m/s 3 m/s多，多，是正循环工艺泥浆上返速度的数十倍，因而可以提高排渣能是正循环工艺泥浆上返速度的数十倍，因而可以提高排渣能力，减少钻渣在孔底重复破碎的机会，能大大提高成孔效率。力，减少钻渣在孔底重复破碎的机会，能大大提高成孔效率。但在接长钻杆时装卸较麻烦，如钻渣粒径超过钻杆内径（一但在接长钻杆时装卸较麻烦，如钻渣粒径超过钻杆内径（一般为般为120mm）易堵塞管路，则不宜采用。）易堵塞管路，则不宜采用。反循环的特点：反

12、循环的特点：正循环旋转钻机所用钻头正循环旋转钻机所用钻头：图图3-16 正循环旋转钻孔正循环旋转钻孔 a)鱼尾钻头鱼尾钻头 b)笼式钻头笼式钻头 c)刺猬钻头刺猬钻头 1-钻杆；钻杆；2-出浆口；出浆口；3-刀刃；刀刃；4-斜撑；斜撑；5-斜挡板；斜挡板；6-上腰围；上腰围；7-下腰围；下腰围；8-耐磨合金钢；耐磨合金钢；9-刮板；刮板；10-超前钻；超前钻；11-出浆口出浆口图图3-17 反循环旋转钻孔（尺寸单位：反循环旋转钻孔（尺寸单位：mm）a)三翼空心单尖钻锥；三翼空心单尖钻锥；b)牙轮钻头牙轮钻头1-法兰接头；法兰接头；2-合金钢刀头；合金钢刀头；3-翼板翼板(=(=30)；4-剑尖

13、剑尖(=(=30)；5-合金钢刀头尖；合金钢刀头尖；6-排渣孔；排渣孔；7-剑尖；剑尖；8-翼板；翼板；9-孔径；孔径；10-无缝钢管；无缝钢管；11-牙轮架；牙轮架；12-牙轮牙轮钻孔灌注桩施工过程动画演示钻孔灌注桩施工过程动画演示（2）冲击钻进成孔）冲击钻进成孔 方法方法：利用钻锥（重为：利用钻锥（重为1035kN ）不断地提锥、落锥）不断地提锥、落锥反复冲击孔底土层，把土层中泥砂、石块挤向四壁或打成反复冲击孔底土层，把土层中泥砂、石块挤向四壁或打成碎渣，钻渣悬浮于泥浆中，利用掏渣筒取出，重复上述过碎渣，钻渣悬浮于泥浆中，利用掏渣筒取出，重复上述过程冲击钻进成孔。程冲击钻进成孔。设备设备：

14、主要采用的机具有定型的冲击式钻机（包括钻架、：主要采用的机具有定型的冲击式钻机（包括钻架、动力、起重装置等）、冲击钻头、转向装置的掏渣筒等，也动力、起重装置等）、冲击钻头、转向装置的掏渣筒等，也可用可用30305050kN带离合器的卷扬机配合钢、木钻架及动力组成带离合器的卷扬机配合钢、木钻架及动力组成简易冲击机。简易冲击机。钻头钻头：一般是整体铸钢做成的实体钻锥，钻刃为十字架形：一般是整体铸钢做成的实体钻锥，钻刃为十字架形采用高强度耐磨钢材做成，底刃最好不完全平直以加大单位长采用高强度耐磨钢材做成，底刃最好不完全平直以加大单位长度上的压重，如图度上的压重，如图3-19所示。冲击时钻头应有足够的

15、重量，适所示。冲击时钻头应有足够的重量，适当的冲程和冲击频率，以使它有足够的能量将岩块打碎。当的冲程和冲击频率，以使它有足够的能量将岩块打碎。转向装置转向装置：冲锥每冲击一次旋转一个角度，才能得到圆形：冲锥每冲击一次旋转一个角度，才能得到圆形的钻孔，因此在锥头和提升钢丝绳连接处应有转向装置，常用的钻孔，因此在锥头和提升钢丝绳连接处应有转向装置，常用的有合金套或转向环，以保证冲锥的转动，也避免了钢丝绳打的有合金套或转向环，以保证冲锥的转动，也避免了钢丝绳打结扭断。结扭断。掏渣筒掏渣筒：是用以掏取孔内钻渣的工具，如图：是用以掏取孔内钻渣的工具，如图3-20所示。用所示。用30mm左右厚的钢板制作，

16、下面碗形阀门应与渣筒密合，以防止左右厚的钢板制作，下面碗形阀门应与渣筒密合，以防止漏水漏浆。漏水漏浆。适用土层适用土层：冲击钻孔适用于含有漂卵石：冲击钻孔适用于含有漂卵石 、大块石的土层及、大块石的土层及岩层，也能用于其他土层。成孔深度一般不宜大于岩层，也能用于其他土层。成孔深度一般不宜大于50m。图图3-19 冲击钻锥冲击钻锥 图图3-20 掏渣筒（尺寸单位掏渣筒（尺寸单位:cm）冲击钻头冲击钻头 （3）冲抓钻进成孔）冲抓钻进成孔 施工方法施工方法：用兼有冲击和抓土作用的抓土瓣，：用兼有冲击和抓土作用的抓土瓣，通过通过钻架，由带离合器的卷扬机操纵，靠冲锥自重（重为钻架，由带离合器的卷扬机操纵

17、，靠冲锥自重（重为1020kN）冲下使土瓣锥尖张开插入土层，然后由卷扬机）冲下使土瓣锥尖张开插入土层，然后由卷扬机提升锥头收拢抓土瓣将土抓出，弃土后继续冲抓钻进而成提升锥头收拢抓土瓣将土抓出，弃土后继续冲抓钻进而成孔。孔。钻锥钻锥：常采用四瓣或六瓣冲抓锥，其构造如图：常采用四瓣或六瓣冲抓锥，其构造如图3-21所所示。当收紧外套钢丝绳松内套钢丝绳时，内套在自重作用示。当收紧外套钢丝绳松内套钢丝绳时，内套在自重作用下相对外套下坠，便使锥瓣张开插入土中。下相对外套下坠，便使锥瓣张开插入土中。适用土层适用土层：冲抓成孔适用于黏性土、砂性土及夹有碎：冲抓成孔适用于黏性土、砂性土及夹有碎卵石的砂砾土层，成

18、孔深度宜小于卵石的砂砾土层，成孔深度宜小于30m。图图3-21 冲抓锥冲抓锥 1-外套；外套；2-连杆；连杆；3-内套；内套；4-支撑杆；支撑杆；5-叶瓣；叶瓣；6-锥头锥头 2 2、钻孔过程中容易发生的质量问题及处理方法、钻孔过程中容易发生的质量问题及处理方法 1）塌孔塌孔 在成孔过程或成孔后，有时在排出的泥浆中不断出现气泡，有时护在成孔过程或成孔后，有时在排出的泥浆中不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，这是塌孔的迹象。其形成原因主要是土质松散、筒内的水位突然下降，这是塌孔的迹象。其形成原因主要是土质松散、泥浆护壁不好、护筒水位不高等所致。泥浆护壁不好、护筒水位不高等所致。处理方法：探明

19、塌孔位置，将砂和黏土的混合物回填到塌孔位置处理方法：探明塌孔位置，将砂和黏土的混合物回填到塌孔位置1m-2m，如塌孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实再重新钻孔。，如塌孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实再重新钻孔。2）缩孔缩孔 缩孔是指孔径小于设计孔径的现象。是由于塑性土膨胀造成的，处缩孔是指孔径小于设计孔径的现象。是由于塑性土膨胀造成的，处理时可反复扫孔，以扩大孔径。理时可反复扫孔，以扩大孔径。3）斜孔斜孔 桩孔成孔后发现较大垂直偏差，是由于护筒倾斜和位移、钻杆不垂桩孔成孔后发现较大垂直偏差，是由于护筒倾斜和位移、钻杆不垂直、钻头导向部分太短、导向性差、土质软硬不一或遇上孤石等原因造直、钻

20、头导向部分太短、导向性差、土质软硬不一或遇上孤石等原因造成。成。处理方法处理方法：在偏斜处吊放钻头，上下反复扫孔，直至把孔位校直；：在偏斜处吊放钻头，上下反复扫孔，直至把孔位校直；或在偏斜处回填砂黏土，待沉积密实后再钻。或在偏斜处回填砂黏土，待沉积密实后再钻。3 3、钻孔注意事项、钻孔注意事项（1）在钻孔过程中，始终要保持钻孔护筒内水位要高出筒外）在钻孔过程中，始终要保持钻孔护筒内水位要高出筒外11.5m的水位差和护壁泥浆的要求（泥浆比重为的水位差和护壁泥浆的要求（泥浆比重为1.11.3、黏、黏度为度为1025S、含砂率、含砂率 6%等），等），（2）在钻孔过程中，应根据土质等情况控制钻进速度

21、、调整）在钻孔过程中，应根据土质等情况控制钻进速度、调整泥浆稠度，泥浆稠度，（3）钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔。）钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔。（4）钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作。）钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作。（三）清孔及装吊钢筋骨架 清孔目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证清孔目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注的钢筋混凝土质量，确保桩的承载力。灌注的钢筋混凝土质量，确保桩的承载力。1、抽浆清孔、抽浆清孔 用空气吸泥用空气吸泥机吸出含钻渣的泥浆而达到清孔。机吸出含钻渣的泥浆而达到清孔。由风管将压缩空气输进排泥管，由风管将压缩空气输进排

22、泥管，使泥浆形成密度较小的泥浆空气使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物，在水柱压力下沿排泥管混合物，在水柱压力下沿排泥管向外排出泥浆和孔底沉渣，同时向外排出泥浆和孔底沉渣，同时用水泵向孔内注水，保持水位不用水泵向孔内注水，保持水位不变直至喷出清水或沉渣厚度达设变直至喷出清水或沉渣厚度达设计要求为止，这种方法适用于孔计要求为止，这种方法适用于孔壁不易坍塌，各种钻孔方法的柱壁不易坍塌，各种钻孔方法的柱桩和摩擦桩，如右图所示。桩和摩擦桩，如右图所示。图图3-22 抽浆清孔抽浆清孔1-泥浆砂石渣喷出；泥浆砂石渣喷出；2-通入压缩空通入压缩空气；气；3-注入清水；注入清水；4-护筒；护筒；5-孔底孔底沉积

23、物沉积物清孔的方法有：清孔的方法有：2、掏渣清孔、掏渣清孔 用掏渣筒掏清孔内粗粒钻渣，适用于用掏渣筒掏清孔内粗粒钻渣，适用于冲抓、冲击成孔的摩擦桩；冲抓、冲击成孔的摩擦桩；3、换浆清孔、换浆清孔 正、反循环旋转机可在钻孔完成后不正、反循环旋转机可在钻孔完成后不停钻、不进尺，继续循环换浆清渣，直至达到清理泥浆的停钻、不进尺，继续循环换浆清渣，直至达到清理泥浆的要求。它适用于各类土层的摩擦桩。要求。它适用于各类土层的摩擦桩。清孔应达到的要求：清孔应满足清孔应达到的要求：清孔应满足公路桥涵地基与基公路桥涵地基与基础设计规范础设计规范（JTG D632007）对沉渣厚度的要求：摩擦）对沉渣厚度的要求：

24、摩擦桩，桩，d （桩的直径）（桩的直径）1.5m时，时，t（桩端沉渣厚度）（桩端沉渣厚度）300mm；d 1.5m时，时，t 500mm，且，且0.1t/d1.5m时，时，t 100mm。钢筋笼骨架吊放前应检查孔底深度是否符合要求；孔壁钢筋笼骨架吊放前应检查孔底深度是否符合要求；孔壁有无防碍骨架吊放和正确就位的情况。钢筋骨架吊装可利用有无防碍骨架吊放和正确就位的情况。钢筋骨架吊装可利用钻架或另立扒杆进行。吊放时应避免骨架碰撞孔壁，并保证钻架或另立扒杆进行。吊放时应避免骨架碰撞孔壁，并保证骨架外混凝土保护层厚度，应随时较正骨架位置。钢筋骨架骨架外混凝土保护层厚度，应随时较正骨架位置。钢筋骨架达到

25、设计标高后，牢固定位于孔口。钢筋骨架安装完毕后，达到设计标高后，牢固定位于孔口。钢筋骨架安装完毕后，须再次进行孔底检查，有时须进行二次清孔，达到要求后即须再次进行孔底检查，有时须进行二次清孔，达到要求后即可灌注水下混凝土。可灌注水下混凝土。吊放钢筋笼吊放钢筋笼（四）灌注水下混凝土 施工方法：直升导管法1.灌注方法及有关设备图图3-23 灌注水下混凝土灌注水下混凝土1-通混凝土储料槽；通混凝土储料槽；2-漏斗；漏斗；3-隔水栓；隔水栓；4-导管导管 将导管居中插入到离孔底将导管居中插入到离孔底0.300.40m（不能插入孔底沉积（不能插入孔底沉积的泥浆中），导管上口接漏斗，在接口处设隔水栓，以隔

26、绝混的泥浆中），导管上口接漏斗，在接口处设隔水栓，以隔绝混凝土与导管内水的接触。在漏斗中存备足够数量的混凝土后，凝土与导管内水的接触。在漏斗中存备足够数量的混凝土后，放开隔水栓使漏斗中存备的混凝土连同隔水栓向孔底猛落，将放开隔水栓使漏斗中存备的混凝土连同隔水栓向孔底猛落，将导管内水挤出，混凝土沿导管下落至孔底堆积，并使导管埋在导管内水挤出，混凝土沿导管下落至孔底堆积，并使导管埋在混凝土内，此后向导管连续灌注混凝土。导管下口埋入孔内混混凝土内，此后向导管连续灌注混凝土。导管下口埋入孔内混凝土内凝土内11.5m深以保证钻孔内的水不可能重新流入导管。随着深以保证钻孔内的水不可能重新流入导管。随着混凝

27、土不断由漏斗、导管灌入孔内，钻孔内初期灌注的混凝土混凝土不断由漏斗、导管灌入孔内，钻孔内初期灌注的混凝土及其上面的水或泥浆不断被顶托升高，相应地不断提升导管和及其上面的水或泥浆不断被顶托升高，相应地不断提升导管和拆除导管，直至灌注混凝土完毕。拆除导管，直至灌注混凝土完毕。灌注方法灌注方法:设备设备:导管导管：内径：内径0.200.40m的钢管，壁厚的钢管，壁厚34mm，每节长度，每节长度12m，最下面一节导管应较长，一般为，最下面一节导管应较长，一般为34m。导管两端用。导管两端用法兰盘及螺栓连接，并垫橡皮圈以保证接头不漏水，如图所法兰盘及螺栓连接，并垫橡皮圈以保证接头不漏水，如图所示，导管内

28、壁应光滑，内径大小一致，连接牢固在压力下不示，导管内壁应光滑，内径大小一致，连接牢固在压力下不漏水。漏水。导管接头及木球导管接头及木球1-木球；木球；2-橡皮垫；橡皮垫；3-导向架；导向架；4-螺栓；螺栓；5-法兰盘法兰盘 隔水栓隔水栓：常用直径较导管内径小：常用直径较导管内径小2030mm的木球，或的木球，或混凝土球、砂袋等，以粗铁丝悬挂在导管上口或近导管内混凝土球、砂袋等，以粗铁丝悬挂在导管上口或近导管内水面处，要求隔水球能在导管内滑动自如不致卡管。木球水面处，要求隔水球能在导管内滑动自如不致卡管。木球隔水栓构造如上图隔水栓构造如上图 所示。目前也有采用在漏斗与导管接所示。目前也有采用在漏

29、斗与导管接斗处设置活门来代替隔水球，它是利用混凝土下落排出导斗处设置活门来代替隔水球，它是利用混凝土下落排出导管内的水，施工较简单但需有丰富操作经验。管内的水，施工较简单但需有丰富操作经验。2.对混凝土材料的要求 混凝土配合比混凝土配合比 ：将混凝土强度等级提高：将混凝土强度等级提高20；混凝土的流动性混凝土的流动性：坍落度宜在：坍落度宜在180220mm范围内，水范围内，水灰比宜用灰比宜用0.50.6；混凝土的和易性混凝土的和易性：可在其中掺入减水剂和粉煤灰掺和物。：可在其中掺入减水剂和粉煤灰掺和物。防卡管，石料尽可能用卵石，适宜直径为防卡管，石料尽可能用卵石，适宜直径为530mm，最，最大

30、粒径不应超过大粒径不应超过40mm。水泥标号水泥标号：不宜低于：不宜低于42.5级级 ，每立方米混凝土的水泥用，每立方米混凝土的水泥用量不小于量不小于350 0公斤。公斤。3.灌注水下混凝土注意事项（）混凝土拌合必须均匀，尽可能缩短运输距离和减小）混凝土拌合必须均匀，尽可能缩短运输距离和减小颠簸，防止混凝土离析而发生卡管事故；颠簸，防止混凝土离析而发生卡管事故；（）灌注混凝土必须连续作业，一气呵成，避免任何原）灌注混凝土必须连续作业，一气呵成，避免任何原因的中断。因的中断。（）在灌注过程中，要随时测量和记录孔内混凝土灌注）在灌注过程中，要随时测量和记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，提管时控

31、制和保证导管埋入混凝土标高和导管入孔长度，提管时控制和保证导管埋入混凝土面内有面内有35m深度。深度。（）灌注的桩顶标高应比设计值预加一定高度，此范围）灌注的桩顶标高应比设计值预加一定高度，此范围的浮浆和混凝土应凿除，以确保桩顶混凝土的质量。预加的浮浆和混凝土应凿除，以确保桩顶混凝土的质量。预加高度一般为高度一般为0.5m，深桩应酌量增加。，深桩应酌量增加。导管水密试验导管水密试验 钻孔灌注桩钻孔灌注桩-水下混凝土浇筑水下混凝土浇筑二、挖孔灌注桩和沉管灌注桩的施工 适用情况适用情况：挖孔灌注桩适用于无水或少水的较密实的各：挖孔灌注桩适用于无水或少水的较密实的各类土层中，或缺乏钻孔设备，或不用钻

32、机以节省造价。桩的类土层中，或缺乏钻孔设备，或不用钻机以节省造价。桩的直径（或边长）不宜小于直径（或边长）不宜小于1.2m，孔深一般不宜超过，孔深一般不宜超过20m。挖孔桩的挖孔桩的优点优点：（1）施工工艺和设备比较简单）施工工艺和设备比较简单 （2）质量好）质量好 不卡钻，不断桩，不塌孔，绝大多数情不卡钻，不断桩，不塌孔，绝大多数情况下无须浇注水下混凝土，桩底无沉淀浮泥；易于扩大桩况下无须浇注水下混凝土，桩底无沉淀浮泥；易于扩大桩尖，提高桩身支承力；尖，提高桩身支承力；（3）速度快）速度快 无须重大设备如钻机等，容易多孔平行无须重大设备如钻机等，容易多孔平行施工，加快全桥进度；施工，加快全桥

33、进度；（4）成本低）成本低 比灌钻孔可降低比灌钻孔可降低30%40%。（一）、挖孔灌注桩的施工 施工工艺：施工工艺：1施工准备施工准备 平整场地，清除坡面危石浮土；坡面有裂缝或坍塌平整场地，清除坡面危石浮土；坡面有裂缝或坍塌迹象者应加设必要的保护，铲除松软的土层并夯实。孔迹象者应加设必要的保护，铲除松软的土层并夯实。孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭好孔口雨篷。安装提升设备，布置好出渣道路，合理堆好孔口雨篷。安装提升设备，布置好出渣道路，合理堆放材料和机具，以免增加孔壁压力，影响施工。放材料和机具，以免增加孔壁压力，影响施工。孔口

34、周围须用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈孔口周围须用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈予以围护，其高度应高出地面予以围护，其高度应高出地面2030cm，防止土、石、，防止土、石、杂物流入孔内伤人。若孔口地层松软，为防止孔口坍塌，杂物流入孔内伤人。若孔口地层松软，为防止孔口坍塌，应在孔口用混凝土护壁，高约应在孔口用混凝土护壁，高约2m。2、开挖桩孔、开挖桩孔 一般采用人工开挖，开挖之前应清除现场四周及山坡一般采用人工开挖，开挖之前应清除现场四周及山坡上悬石、浮土等排除一切不安全因素，备好孔口四周临时上悬石、浮土等排除一切不安全因素，备好孔口四周临时围护和排水设备，并安排好排土提升设备，布置好弃土通

35、围护和排水设备，并安排好排土提升设备，布置好弃土通道，必要时孔口应搭雨棚。道，必要时孔口应搭雨棚。开挖时应做好安全技术措施和排水措施，完成后应进开挖时应做好安全技术措施和排水措施，完成后应进行终孔检查。行终孔检查。3、护壁和支撑、护壁和支撑 挖孔桩开挖过程中，开挖和护壁两个工序，必须连挖孔桩开挖过程中，开挖和护壁两个工序，必须连续作业，以确保孔壁不坍。应根据地质、水文条件、材续作业，以确保孔壁不坍。应根据地质、水文条件、材料来源等情况因地制宜选择支撑和护壁方法。常用的孔料来源等情况因地制宜选择支撑和护壁方法。常用的孔壁支护方法有现浇混凝土支护、沉井护圈和钢套管支护壁支护方法有现浇混凝土支护、沉

36、井护圈和钢套管支护.常用的井壁护圈有下列几种：1）现浇混凝土护圈）现浇混凝土护圈 当桩孔较深，土质相当桩孔较深，土质相对较差，出水量较大或遇对较差，出水量较大或遇流砂等情况时，宜采用就流砂等情况时，宜采用就地灌注混凝土围圈护壁，地灌注混凝土围圈护壁，每下挖每下挖12m灌注一次，随灌注一次，随挖随支。护圈的结构形式挖随支。护圈的结构形式为斜阶型，每阶高为为斜阶型，每阶高为1m，上端口护圈厚约上端口护圈厚约170mm，下端口厚约下端口厚约100mm，必要，必要时可配置少量的钢筋，混时可配置少量的钢筋，混凝土为凝土为C15C20，采用拼，采用拼装式弧形模板。装式弧形模板。图图3-25 混凝土护圈混凝

37、土护圈(a)在护圈保护下开挖土方；（在护圈保护下开挖土方；（b）支模板）支模板浇注混凝土护圈；浇注混凝土护圈；(c)浇注桩身混凝土浇注桩身混凝土 2）沉井护圈）沉井护圈 先在桩位上制作钢筋混凝土井筒，然后在井筒内先在桩位上制作钢筋混凝土井筒，然后在井筒内挖土，井筒靠自重或附加荷载克服井壁与土之间的摩挖土，井筒靠自重或附加荷载克服井壁与土之间的摩阻力，使其下沉至设计标高，再在井内吊装钢筋骨架阻力，使其下沉至设计标高，再在井内吊装钢筋骨架及灌注桩身混凝土。及灌注桩身混凝土。3）钢套管护圈）钢套管护圈 钢套管护圈，是在桩位处先用桩锤将钢套管强行钢套管护圈，是在桩位处先用桩锤将钢套管强行打入土层中，再

38、在钢套管的保护下，将管内土挖出，打入土层中，再在钢套管的保护下，将管内土挖出，吊放钢筋笼，浇注桩基混凝土。待浇注混凝土完毕，吊放钢筋笼，浇注桩基混凝土。待浇注混凝土完毕，用振动锤和人字拔杆将钢管立即强行拔出移至下一桩用振动锤和人字拔杆将钢管立即强行拔出移至下一桩位使用。这种方法适用于地下水丰富的强透水地层或位使用。这种方法适用于地下水丰富的强透水地层或承压水地层，可避免产生流砂和管涌现象，能确保施承压水地层，可避免产生流砂和管涌现象，能确保施工安全。工安全。人工挖孔灌注桩施工人工挖孔灌注桩施工（二）沉管灌注桩的施工（二）沉管灌注桩的施工 沉管灌注桩又称为打拔管灌注桩，是采用锤击或振动沉管灌注桩

39、又称为打拔管灌注桩，是采用锤击或振动的方法将一根与桩的设计尺寸相适应的钢管（下端带有桩的方法将一根与桩的设计尺寸相适应的钢管（下端带有桩尖）沉入土中，然后将钢筋笼放入钢管内，再灌注混凝土，尖）沉入土中，然后将钢筋笼放入钢管内，再灌注混凝土，并边灌边将钢管拔出，利用拔管时的振动力将混凝土捣实。并边灌边将钢管拔出，利用拔管时的振动力将混凝土捣实。其施工过程如图所示。其施工过程如图所示。(a)就位；就位；(b)沉管；沉管；(c)灌注混凝土；灌注混凝土；(d)拔管振动；拔管振动；(e)下钢筋笼下钢筋笼;(;(f)灌注成型灌注成型三、沉桩（预制桩）的施工 沉桩施工包括桩的制作、桩的吊装及运输和桩的沉入。

40、沉桩施工包括桩的制作、桩的吊装及运输和桩的沉入。常用的沉桩方法有打入（锤击）法、震动法和静力压入法。常用的沉桩方法有打入（锤击）法、震动法和静力压入法。沉桩的类型有实心的钢筋混凝土桩、空心的钢筋混凝土管沉桩的类型有实心的钢筋混凝土桩、空心的钢筋混凝土管桩或预应力钢筋混凝土管桩及钢桩。桩或预应力钢筋混凝土管桩及钢桩。打入法沉桩常用的桩锤有坠锤、单动汽锤、双动汽锤及打入法沉桩常用的桩锤有坠锤、单动汽锤、双动汽锤及柴油锤等几种。柴油锤等几种。坠锤是最简单的桩锤，它是由铸铁或其他材料做成的锥坠锤是最简单的桩锤，它是由铸铁或其他材料做成的锥形或柱形重块，锤重形或柱形重块，锤重220kN，用绳索或钢丝绳通

41、过吊钩由人，用绳索或钢丝绳通过吊钩由人力或卷扬机沿桩架杆提升，然后使锤自由落下锤击桩顶。坠力或卷扬机沿桩架杆提升，然后使锤自由落下锤击桩顶。坠锤打桩效率低，每分钟仅能打数次，但设备简单，且能调整锤打桩效率低，每分钟仅能打数次，但设备简单，且能调整落距，冲击力可大可小，适用于小型工程中打木桩或小直径落距，冲击力可大可小，适用于小型工程中打木桩或小直径的钢筋混凝土桩。的钢筋混凝土桩。（一）打桩机桩锤 图图3-27 坠锤坠锤 振动沉桩机的分类较多，按其振动次数分为低频率和高振动沉桩机的分类较多，按其振动次数分为低频率和高频率两种。按其振动力变化，分为单频率和双频率两种。频率两种。按其振动力变化，分为

42、单频率和双频率两种。低频率振动沉桩机每分钟振动次数在低频率振动沉桩机每分钟振动次数在4001000次，振动次，振动力为力为20200t，适用于下沉重型钢筋混凝土桩。高频率振动沉，适用于下沉重型钢筋混凝土桩。高频率振动沉桩机每分钟振动次数在桩机每分钟振动次数在1000次以上，振动力较小。适用于下次以上，振动力较小。适用于下沉轻型钢筋混凝土桩、木桩及钢板桩。沉轻型钢筋混凝土桩、木桩及钢板桩。单频率振动沉桩机上下负荷轴偏心轴重量、回转半径及单频率振动沉桩机上下负荷轴偏心轴重量、回转半径及转速均相等，振动力的变化为正弦曲线。转速均相等，振动力的变化为正弦曲线。双频率振动沉桩机上下负荷轴偏心轴重量、回转

43、半径及双频率振动沉桩机上下负荷轴偏心轴重量、回转半径及转速均不相等，振动力的变化形成复杂的曲线，因而沉桩较转速均不相等，振动力的变化形成复杂的曲线，因而沉桩较快。振动力的方向还可改变，故可拔桩。快。振动力的方向还可改变，故可拔桩。（二）振动沉桩机（三）静力压桩机 静力压桩机是利用油（液）压、桩机自重和附属设备（卷扬静力压桩机是利用油（液）压、桩机自重和附属设备（卷扬机及配重等）将预制钢筋混凝土桩分段压入土中。机及配重等）将预制钢筋混凝土桩分段压入土中。（四）射水沉桩设备 射水沉桩设备必须配合锤击或震动沉桩使用。可以射水为主，射水沉桩设备必须配合锤击或震动沉桩使用。可以射水为主，也可以射水和锤击

44、或射水和震动同时进行，或以射水与锤击、震也可以射水和锤击或射水和震动同时进行，或以射水与锤击、震动交替使用。动交替使用。（五）桩架 桩架的作用是装吊桩锤、插桩、打桩、控制桩锤的上下桩架的作用是装吊桩锤、插桩、打桩、控制桩锤的上下方向。它由导杆（又称龙门，控制桩和锤的插打方向）、起方向。它由导杆（又称龙门，控制桩和锤的插打方向）、起吊设备（滑轮组、绞车、动力设备等）、撑架（支撑导杆）吊设备（滑轮组、绞车、动力设备等）、撑架（支撑导杆）及底盘（承托以上设备）、移位行走部件等组成。桩架在结及底盘（承托以上设备）、移位行走部件等组成。桩架在结构上必须有足够的强度、刚度和稳定性，保证在打桩过程中构上必须

45、有足够的强度、刚度和稳定性，保证在打桩过程中桩架不会发生移位和变位。桩架的高度应保证桩吊立就位的桩架不会发生移位和变位。桩架的高度应保证桩吊立就位的需要和锤击的必要冲程。需要和锤击的必要冲程。图图3-29 万能打桩架万能打桩架 预制的钢筋混凝土桩由预制场地吊运到桩架内，在起吊、预制的钢筋混凝土桩由预制场地吊运到桩架内，在起吊、运输、堆放时，都应该按照设计计算的吊点位置起吊（一般吊运输、堆放时，都应该按照设计计算的吊点位置起吊（一般吊点在桩内预埋直径为点在桩内预埋直径为2025mm的钢筋吊环，或以油漆在桩身标的钢筋吊环，或以油漆在桩身标明），否则桩身受力情况与计算不符，可能引起桩身混凝土开明），

46、否则桩身受力情况与计算不符，可能引起桩身混凝土开裂。裂。预制的钢筋混凝土桩主筋一般是沿桩长按设计内力均匀配预制的钢筋混凝土桩主筋一般是沿桩长按设计内力均匀配置的。桩吊运（或堆放）时的吊点（或支点）位置，是根据吊置的。桩吊运（或堆放）时的吊点（或支点）位置，是根据吊运或堆放时桩身产生的正负弯矩相等的原则确定的，这样较为运或堆放时桩身产生的正负弯矩相等的原则确定的，这样较为经济。经济。（六）桩的吊运（六）桩的吊运图图3-30 吊点位置及桩身弯矩图吊点位置及桩身弯矩图a)两吊点；两吊点；b)单吊点单吊点（1）桩顶、桩身被打坏）桩顶、桩身被打坏 当桩头钢筋设置不合理、桩顶与桩轴线不垂直、混凝土强当桩头

47、钢筋设置不合理、桩顶与桩轴线不垂直、混凝土强度不足、桩尖通过坚硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻时容易度不足、桩尖通过坚硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻时容易出现此类问题。出现此类问题。（2）桩位偏斜）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。易发生桩位偏斜。（3）桩打不下）桩打不下 施工时，桩锤严重回弹，贯入度突然变小，则可能与土层施工时，桩锤严重回弹，贯入度突然变小，则可能与土层中夹有较厚砂层或其他硬土层以及钢渣、孤石等障碍物有关。中夹有较厚砂层或其他硬土层以及钢渣、孤石等障碍物有关。当桩顶或桩身已被打坏，锤的冲

48、击能不能有效传给桩时，也会当桩顶或桩身已被打坏，锤的冲击能不能有效传给桩时，也会发生桩打不下的现象。有时因特殊原因，停歇一段时间后再打，发生桩打不下的现象。有时因特殊原因，停歇一段时间后再打，则由于土的固结作用，桩也往往不能顺利地被打入土中。则由于土的固结作用，桩也往往不能顺利地被打入土中。（七）沉桩过程中常遇到的问题1设置合理打桩顺序。设置合理打桩顺序。2在沉桩前，应检查桩位、垂直度及桩架。在沉桩前，应检查桩位、垂直度及桩架。3合理控制打桩力度。合理控制打桩力度。4沉桩时应记录好桩的贯入度记录。沉桩时应记录好桩的贯入度记录。5沉桩过程中应随时注意观测沉桩情况。沉桩过程中应随时注意观测沉桩情况

49、。6避免中途停顿过久。避免中途停顿过久。7接桩应对准、牢固。接桩应对准、牢固。8在建筑物靠近打桩场地或建筑物密集地区打桩时，需观在建筑物靠近打桩场地或建筑物密集地区打桩时，需观测地面变化情况。测地面变化情况。（八）沉桩施工注意事项 14.3.3 水中桩基础施工 与旱地施工相比较，水中桩基础施工有如下特点：与旱地施工相比较，水中桩基础施工有如下特点：1地基地质条件比较复杂，江河床底一般以松散砂、砾、地基地质条件比较复杂，江河床底一般以松散砂、砾、卵石为主，很少有泥质胶结物，在近堤岸处大多有护堤抛石，而卵石为主，很少有泥质胶结物，在近堤岸处大多有护堤抛石，而港湾或湖浜静水地带又多为流塑状淤泥。港湾

50、或湖浜静水地带又多为流塑状淤泥。2护筒埋设难度大，技术要求高。尤其是水深流急时，必护筒埋设难度大，技术要求高。尤其是水深流急时，必须采取专门措施，以保证施工质量。须采取专门措施，以保证施工质量。3水面作业自然条件恶劣，施工具有明显的季节性。水面作业自然条件恶劣，施工具有明显的季节性。4在重要的航运水道上，必须兼顾航运和施工两者安全。在重要的航运水道上，必须兼顾航运和施工两者安全。5考虑到上部结构荷载重及基桩自由长度大，为保证基桩考虑到上部结构荷载重及基桩自由长度大，为保证基桩有足够的承载力及其安全稳定性，桩的直径较大、入土也深。有足够的承载力及其安全稳定性，桩的直径较大、入土也深。对位于浅水或