地基与基础工程施工：桩基础工程施工.ppt

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1、1,主 编：曹海成 李 娟,单元6 桩基础工程施工,地基与基础工程施工,Di Ji Yu Ji Chu Gong Cheng Shi Gong,2,6.1 桩基础概述,1,单元6 桩基础工程施工,目 录,3,单元6 桩基础工程施工,教学目标,1. 了解桩基础组成、分类及特点； 2. 掌握预制桩的施工过程及方法；了解静力压桩特点和施工方法； 3. 掌握混凝土灌注桩施工过程、方法及质量检验标准。了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理； 4. 掌握沉管灌注桩、大直径人工挖孔灌注桩的施工方法，常见质量事故的预防和处理，安全施工措施； 5. 掌握地下连续墙施工工艺。,4,6.1 桩基础概述,6.1 桩基础概

2、述,5,1. 按受力情况分类 桩按受力情况可分为端承桩和摩擦桩两种，如图6.1所示。,6.1.1 桩基础的分类,图6.1 桩基础 （a）端承桩；（b）摩擦桩,6.1 桩基础概述,6,（1）端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，上部结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制贯入度为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。 （2）摩擦桩完全设置在软弱土层中，将软弱土层挤密实，以提高土的密实度和承载能力，上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同承受，施工时以控制桩尖设计标高为主，贯入度可作参考。,6.1 桩基础概述,7,2. 按施工方法分类 桩按施工方法分为预制桩和灌注

3、桩 预制桩根据沉入土中的方法，可分打入桩、水冲沉桩、振动沉桩和静力压桩等； 灌注桩又叫现浇桩，直接在设计桩位的地基上成孔，在孔内放置钢筋笼或不放钢筋，后在孔内灌筑混凝土而成桩。与预制桩相比，可节省钢材，在持力层起伏不平时，桩长可根据实际情况设计。,6.1 桩基础概述,8,3. 按桩身材料分类 （1）木桩 适用于小型建筑，采用坚硬耐久的木材，如杉木、橡木等。木桩工程宜打入地下水位以下，在干湿交替的环境或在地下水位以上木桩容易腐烂。 （2）钢筋混凝土桩 多制成预制桩，是目前各地采用最多的桩，截面形式多为正方形，其边长为200mm600mm，单根桩的长度为10m20m长，根据工程的需要可以多节连接。

4、,6.1 桩基础概述,9,（3）钢桩 钢桩主要是由型钢和钢管制作，它的截面形式有圆管形桩、工字形桩，钢桩多用于临时支护或永久性支护工程。常用的有直径2501200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。钢桩的承载力较大，起吊、运输、沉桩、接桩都较方便，但消耗钢材多，造价高。 （4）混合桩 由两种以上材料混合形成的桩体，如钢管混凝土桩、上部钢管下部混凝土桩等。,6.1 桩基础概述,10,4.按施工方法分类 （1）打入桩 （2）静力压桩 （3）灌注桩 （4）搅拌桩 （5）爆扩桩 （6）振冲桩,6.1 桩基础概述,11,5. 按成桩方法分类 （1）挤土桩 成桩过程中，桩周围的土体被桩体挤密，土体受到严重扰动，

5、土体的结构被破坏，使土的工程性质改变。挤密桩和预制桩等属于此类。 （2）非挤土桩 这类桩主要是挖孔和钻孔埋桩，桩周围的土体结构很少受到扰动，土体结构基本不被破坏。 （3）部分挤土桩 这类桩主要有预钻孔打入式预制桩、打入式敞口桩、部分挤土灌注桩等，成桩时土体受到轻微扰动，土体结构和工程性质没有太大的变化。,6.1 桩基础概述,12,1. 预制桩的特点 （1）预制桩为打入式桩，桩体制作可在工厂或工地预制，制作方便。桩身的质量和截面尺寸能够得到保证。材料强度高，耐腐蚀性强。单位面积承载力高。 （2）施工过程中打桩噪声大、振动大；有明显的挤土现象，当遇有坚硬土层时不易穿透；打桩有时出现断桩现象；承台施

6、工时截桩困难；桩的截面尺寸不能太大；预制桩工程造价较高。 （3）预制桩适用于水下工程或地下水位较高的工程；土层中没有坚硬夹层及持力层埋置深度变化不大的地区；对噪声、挤土、振动没有严格限制的地区。,6.1.2 桩基础的特点,6.1 桩基础概述,13,2. 灌注桩的特点 （1）灌注桩施工时振动小没有噪声；工序简单；成桩没有接头；桩体用钢量小，可做成大直径、大深度的桩身；单桩承载力较高。 （2）灌注桩的施工质量不好控制，桩质量检测比较麻烦；桩身的强度比预制桩小；当采用泥浆护壁制桩时，废泥浆的处理较麻烦。 （3）灌注桩施工不受地基土质因素的影响，适用于各种土质；一般情况下不宜用于水下工程。,6.1 桩

7、基础概述,14,（1）摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍；扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5倍，当扩底直径大于2m时，桩端净距不宜小于1m。在确定桩距时尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近桩的影响。 （2）扩底灌注桩的扩底直径，不应大于桩身直径的3倍。 （3） 桩底进入持力层的深度，根据地质条件、荷载及施工工艺确定，宜为桩身直径的13倍。在确定桩底进入持力层深度时，尚应考虑特殊土、岩溶以及震陷液化等影响。嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度，不宜小于0.5m。,6.1.3 桩基础的构造要求,6.1 桩基础概述,15,（4）布置桩位时宜使桩基承载力合

8、力点与竖向永久荷载合力作用点重合。 （5）预制桩的混凝土强度等级不应低于C30；灌注桩不应低于C20；预应力桩不应低于C40。 （6）桩的主筋应经计算确。定打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%；静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%；灌注桩最小配筋率不宜小于0.2%0.65%（小直径桩取大值）。,6.1 桩基础概述,16,（7）配筋长度： 受水平荷载和弯矩较大的桩，配筋长度应通过计算确定。 桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时，配筋长度应穿过淤泥淤、泥质土层或液化土层。 坡地岸边的桩、8度及8度以上地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承桩应通长配筋。 桩径大于600mm的钻孔灌注桩，构造钢精的长

9、度不宜小于桩长的2/3。,6.1 桩基础概述,17,（8）桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm。主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于钢筋直径（级钢）的30倍和钢筋直径（级钢和级钢）的35倍。对于大直径灌注桩，当采用一柱一桩时，可设置承台或将桩和柱直接连接。桩和柱的连接可按本规范第8.2.6条高杯口基础的要求选择截面尺寸和配筋，柱纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求。 （9）在承台及地下室周围的回填中，应满足填土密实性的要求。,6.1 桩基础概述,18,6.2 混凝土预制桩施工,6.2 混凝土预制桩施工,19,混凝土预制桩的施工方法有有锤击沉桩法（打入法）、静力压桩法、振动沉桩法、水冲沉桩法等多种

10、施工方法。 锤击沉桩法是利用桩锤的冲击力将桩沉入土中。 静力压桩法是利用静力压桩机直接将桩压入土中的一种沉桩工艺。 振动沉桩法是将振动桩机刚性固定在桩头上，振动沉桩机产生垂直方向的振动力，桩也沿着竖直方向上下振动，桩身与土层之间的摩擦力减少，在自重和机械力的作用下沉入土中。 水冲沉桩法是利用高压水冲刷桩尖下的土层，以减少桩身与土层之间的摩擦力和下沉时的阻力，使桩在自重作用或锤击下沉入土中。,6.2 混凝土预制桩施工,20,各种沉桩方法的适用范围见表6.1。,表6.1 各种沉桩方法的适用范围,6.2 混凝土预制桩施工,21,1. 施工准备 （1）现场、资料准备 开工前应熟悉施工图，了解工程概况，

11、了解施工现场地质水文资料。编制整套桩基础施工组织设计方案。施工组织设计的主要内容包括：确定打桩方案、编排打桩顺序平面布置、选择机械设备、编制各项计划措施等。打桩方案可分为：挖土打桩方案和送桩方案。,6.2.1 锤击沉桩施工,6.2 混凝土预制桩施工,22, 挖土打桩方案，是在打桩前先挖基坑至桩顶设计标高再进行打桩。此种方法适用于地下水位较低、桩群密集、桩顶标高较浅、地表浅层硬土较厚、场地施工条件较宽阔的工程。 送桩方案，在打桩工程中，被打的桩顶设计标高低于自然地面标高，用送桩器连接桩顶直到把桩顶打到设计标高，然后把送桩器拔出来。桩顶从自然地面到设计标高这段距离叫做送桩。送桩器如图6.2所示，采

12、用钢板焊制而成，也可用其它具有较高强度和刚度的材料制作。,6.2 混凝土预制桩施工,23, 编排打桩顺序平面布置图时，应根据施工现场的条件、水文地质条件、施工工艺要求、布桩要求等条件，确定打桩顺序。不同打桩顺序的沉降量和挤土情况不同，如图6-3所示。,图6.2 钢板送桩器,6.2 混凝土预制桩施工,24,图6.3 打桩顺序和挤土情况 （a）逐排单项打设；（b）中部向两侧打设；（c）两侧向中心打设； （d）分段相对打设；（e）自中间向边沿打设,6.2 混凝土预制桩施工,25, 做好施工现场的三通一平工作（即临时供水、供电、道路要通，施工现场要平），按施工组织设计，安排材料场地、搅拌棚、材料库等工

13、作。 按施工图完成桩基轴线、桩位的测设放线等工作。,6.2 混凝土预制桩施工,26,（2）打桩机械准备 打桩的机械包括桩锤、桩架和动力装置。 桩锤：桩锤有蒸汽锤、柴油锤、落锤、液压锤、振动锤等，目前应用最多是柴油锤。 蒸汽锤：可分为单动和双动气锤，其构造参见图6.4(a)、(b)。打桩时利用蒸汽或压缩空气作为动力将锤头举起，单动汽锤自由下落，双动汽锤利用气压增加下冲力，因此双动比单动气锤的冲击力大，适用于各种土层、打各种桩。,6.2 混凝土预制桩施工,27,柴油锤：以柴油为燃料，利用冲击部分的冲击力和燃烧压力为驱动力，引起锤头跳动夯击桩顶。柴油锤的体积小、重量轻、打击能力大，打桩时噪声大、振动

14、大。适用于一般土层打各种类型的桩。其构造参见图6.4(c)。 液压锤：通过液压装置将滑块提起，利用滑块的冲击力夯击桩头。液压锤的结构较复杂，冲击频率小，适用于一般土层打桩。其构造参见图6.4(d)所示。,6.2 混凝土预制桩施工,28,图6.4 桩锤示意图 （a）单动气锤构造示意图； （b）双动气锤构造示意图； （c）柴油锤构造示意图； （d）液压锤构造示意图,6.2 混凝土预制桩施工,29,落锤：是由卷扬机或人力将锤提起，靠桩锤自由下落夯击桩顶。落锤的构造简单，使用方便，可用提高落距的方法增大夯击力。适用于一般土层的木桩及截面较小的细长桩施工。 振动锤：利用锤头的高频振动和自重力，带动桩身振

15、动使桩身周围的土体液化，减小桩身的摩擦力使桩身沉入土体。振动锤施工方便结构简单，施工速度快。不宜在岩石、砾石和坚实的粘性土层上使用。其构造参见图6-5所示。,6.2 混凝土预制桩施工,30,图6.5 振动锤构造示意图,6.2 混凝土预制桩施工,31,表6.2 桩锤重量选择参考表,32,桩的类别,桩锤类别,注：使用此表时应注意桩长一般不超过20米，桩重包括桩帽重量。,表6.3 锤重与桩重比值表（锤重桩重）,6.2 混凝土预制桩施工,33, 打桩机与桩架：桩架的作用是固定桩的位置，将桩体、桩锤提升，并在打入过程中引导桩体的方向，使桩锤正常工作。桩架的选择，主要根据桩锤的种类、桩长、施工条件等而定。

16、 打桩机的类型按移动方式区分主要有履带式（如图6.6所示）、步履式（如图6.7所示）、轨道式（如图6.8所示）、滚管式（如图6.9所示）等。,6.2 混凝土预制桩施工,34,图6.6 履带式打桩机,图6.7 步履式打桩架,6.2 混凝土预制桩施工,35,图6.8 轨道式打桩机,图6.9 滚管式打桩机,6.2 混凝土预制桩施工,36,(3)材料准备 根据施工方案确定的施工方法准备好材料。施工材料的要求：预制桩的规格质量必须符合设计要求和施工质量验收规范的规定，成品购买的有出厂合格证，现场预制的有相关的试验资料；焊条(接桩用)的型号、性能必须符合设计要求和有关标准规定；钢板(接桩用)的材质、规格符

17、合设计要求，采用低碳钢。 桩进场后应进行妥善保管，堆放场地应平整、坚实、排水条件好，避免发生场地的不均匀沉降。不同类型的桩应分别保管，桩的堆放层数不宜超过4层。堆放要求如图6-10所示。,6.2 混凝土预制桩施工,37,图6.10 桩的堆放方法,6.2 混凝土预制桩施工,38,2. 预制桩的施工工艺 预制桩的施工工艺：桩机就位吊桩就位开锤打桩接桩送桩中间检查验收移桩机至下一个桩位承台施工。 (1)桩机就位 按施工准备时预定的打桩方案，将打桩机就位，打桩机要平稳，桩架要垂直，桩位要准确，保证垂直稳定，在施工中不发生倾斜、移动。,6.2 混凝土预制桩施工,39,(2)吊桩就位 当桩机就位后，先将桩

18、锤和桩帽一同提起到一定高度，临时将其固定在桩架上。用另一组滑轮组和卷扬机将桩吊起成垂直状态固定在龙门导杆内，调整桩身将桩尖对准桩位，放下桩帽和桩锤，在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽与桩顶周围应有510mm的间隙，以防损伤桩顶，桩顶放入桩帽内，桩顶要水平，使桩锤、桩帽、桩身的中心在同一条中心线上。桩尖插入桩位后，先用较小的落距冷锤12次，桩入上一定深度，再使桩垂直稳定。10m以内短桩可目测或用线坠双向校正；10m以上或打接桩必须用线坠或经纬仪双向校正，不得用目测，重要工程插桩均应采用二台经纬仪从两个方向控制垂直度。桩插入时垂直度偏差不得超过0.5%。桩在打入前，应在桩的侧面或桩架上设置标尺，以

19、便在施工中观测、记录。,6.2 混凝土预制桩施工,40,(3)开锤打桩 打桩宜重锤低击，锤重的选择应根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集程度及施工条件来选用。打桩过程要连续不宜间断，锤击速度要均匀。采用重锤低击的原则，控制桩锤的落距和桩身的入土深度。当设计无要求时桩的贯入深度宜按贯入度控制贯入深度：即,6.2 混凝土预制桩施工,41,式中 S桩的控制贯入度，（mm）； n桩垫系数，钢筋混凝土桩采用麻布片垫取n1，采用木垫时取n1.5； A桩的横截面积，（mm2）； Q锤的重力，（N）； H桩锤落距，（mm）； q桩和桩帽重力，（N）； m安全系数，对永久工程取m2，对临时工程取m1.5； P

20、桩的设计承载力，（N）。 对已做静载试验的桩，mP应取桩的极限荷载Pk代入。,6.2 混凝土预制桩施工,42,(4)接桩 混凝土预制长桩，受运输条件及打桩架高度的限制，一般将桩分段预制，打桩时需将桩连接成整桩。桩的连接方法有：焊接法、法兰连接法和硫黄胶泥锚固法（浆锚法）。焊接法、法兰连接法接桩适用于各类土层，硫黄胶泥锚固法适用于软土层。 焊接法：桩的端头钢板表面平整，应与桩的轴线垂直，两端头钢板之间若有缝隙，用薄钢片垫实焊牢，如图6-11所示。,6.2 混凝土预制桩施工,43,图6.11 焊接法接桩节点示意图,6.2 混凝土预制桩施工,44, 法兰连接法：将桩端头的预埋法兰盘用螺栓连接，该法接

21、桩速度快，沉桩效率高。但法兰盘接头制造工艺复杂，用钢量大，如图6.12所示。,图6.12 法兰接桩节点示意图,6.2 混凝土预制桩施工,45, 硫黄胶泥锚固接头法（浆锚法）：上节桩的下端预留甩筋，直径为2225mm，甩出长度为15d。下节桩预留锚筋孔，直径为5660mm 。如图6.13意图所示。,图6.13 硫黄胶泥锚固接头示意图,6.2 混凝土预制桩施工,46,(5)送桩：设计要求送桩时，则送桩的中心线应与桩身吻合一致，才能进行送桩。若桩顶不平，可用麻袋或厚纸垫平。送桩留下的桩孔应立即回填密实。 (6)检查验收：每根桩打到贯入度要求，桩尖标高进入持力层，接近设计标高时，或打至设计标高时，应进

22、行中间验收。当桩端位于一般土层时，应以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅；桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土及风化岩时，应以贯入度控制为主，桩端标高为辅；贯入度已达到设计要求而桩端标高未达到时，应继续锤击3 阵，并按每阵10 击的贯入度不应大于设计规定的数值确认，必要时,施工控制贯入度应通过试验确定，然后移桩机到新桩位。,6.2 混凝土预制桩施工,47,3. 施工中常见质量问题及其预防措施 (1)桩顶、桩身被打坏 打桩时，桩顶出现混凝土掉角、碎裂、坍塌、或被打坏；桩顶钢筋局部或全部外露，桩身断裂。 合理设计桩头，严格控制桩的制作质量，保证桩有足够的强度，符合规范要求。 施工

23、中，混凝土配合比应准确，振捣密实，主筋不得超过第一层钢筋网片，浇筑后应有13个月的自然养护过程，使其达到100设计强度。 根据桩、土质情况，合理选择桩锤，桩锤选择不当，桩锤锤重过小，使锤击次数过多，造成桩顶混凝土疲劳损坏；桩锤锤重过大，使桩顶锤击应力过大，造成混凝土破碎。,6.2 混凝土预制桩施工,48, 沉桩前，对桩构件进行检查，对有桩顶不平或破碎缺陷的，应修补后才能使用。 经常检查桩帽与桩的接触面处及桩帽垫木是否平整，如不平整应进行处理后方能施打，并应及时更换缓冲垫；桩顶已破碎时，应更换桩垫；如破碎严重，可把桩顶剔平补强，必要时加钢板箍 ，再重新沉桩。 桩在堆放、起吊、运输过程中，应严格案

24、操作规程操作，发现桩超过有关验收规定不得使用；检查桩外形尺寸，发现弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上时，不得使用，沉桩过程中，发现不垂直，应及时纠正，或拔出重新沉桩；断桩，可采取在一旁补桩的办法处理。,6.2 混凝土预制桩施工,49,(2) 沉桩达不到设计控制要求 打桩结果桩末达到设计标高或未达到最后沉入度控制指标要求。 根据地质情况，合理选择施工机械、桩锤大小、施工的最终控制标准。 检修打桩设备，及时更换缓冲垫；详细探明工程地质情况，必要时应作补勘。 正确选择持力层或桩尖标高；确定合理的打桩顺序；探明地下障碍物，并进行清除或钻透处理。 打桩应连续打入，不宜间歇时间过长。,6.2 混凝土预制桩施

25、工,50,(3)桩倾斜、偏移 桩身垂直偏差过大，桩身倾斜。 沉桩前，检查桩身弯曲，严禁超过规范允许偏差；桩的长细比不宜超过40。 安设桩架的场地应平整、坚实，打桩机底盘应保持水平；随时检查、调整桩机及导杆的垂直度，并保证桩锤、桩帽与桩身在同一直线上。 接桩时，严格按操作要求接桩，保证上下节桩在同一轴线上。 施工前用钎或洛阳铲探明地下障碍物，较浅的挖除，深的用钻机钻透；钻孔插桩时，钻孔必须垂直，垂直偏差应在1以内。,6.2 混凝土预制桩施工,51,在饱和软粘土施工密集群桩时，合理确定打桩顺序；控制打桩速度，采用井点降水、砂井、挖沟降水等排水措施。 分层开挖基坑土方，避免使桩身两侧出现较大的土压力

26、差；若偏移过大，应拔出，移位再打；若偏移不大，可顶正后再慢锤打入。,6.2 混凝土预制桩施工,52,(4)接头松脱、开裂 接桩处经锤击出现松脱开裂等现象。 接桩前，清除连接表面杂质、油污。 采用硫磺胶泥接桩时，严格控制配合比、熬制工艺和使用温度，按操作要求操作，保证连接强度；连接件必须牢固、平整，如有问题，应修正后才能使用。 保证焊接质量；控制接桩上下中心线在同一直线上。,6.2 混凝土预制桩施工,53,5.桩顶上涌 在沉桩过程中，土体受到急剧挤压会引起土体隆起和水平位移，使桩产生横向位移或桩身上涌。 在饱和软粘土地基施工密集群桩时，应合理确定打桩顺序，控制打桩速度。 浮起较大的桩应重新打入。

27、,6.2 混凝土预制桩施工,54,静力压桩机有机械式和液压式之分，根据顶压桩的部位又分为在桩顶顶压的顶压式的压桩机以及在桩身抱压的抱压式压桩机。目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达 6000 kN 甚至更大，如图 6.14，是一种采用抱压式的液压静力压桩机。静力桩机由液压操作，自动化程度高，操作方便灵活，桩位定点精确，可提高桩基施工质量。施工无噪声、无振动、无污染。,6.2.2 静力压桩施工,6.2 混凝土预制桩施工,55,图 6.14 液压式静力压桩机 1-操纵室；2-电气控制台；3-液压系统；4-导向架；5-配重；6-夹持装置； 7-吊桩把杆；8-支腿平台；9-横向行走与回转装置；10

28、-纵身行走装置；11-桩,6.2 混凝土预制桩施工,56,1. 静力压桩的施工工艺： 桩机就位吊桩喂桩桩机对中调直压桩接桩再压桩送桩终止压桩切割桩头。,6.2 混凝土预制桩施工,57,2. 压桩过程中应注意的问题： （1）压桩机应进行试运转，之后进行满载试吊。 （2）桩机工作一段时间后，应重新紧固各部件。 （3）遇障硬物时如桩压斜应将桩拔起，清除障硬物后，重新插桩。 （4）当夹持机构夹不住桩时，不能任意提高液压油压力，而应查出原因，采取有效措施后方可进行施工。 （5）当桩的贯入阻力太大使桩不能压入时不能用任意增加配重的方法，否则将导致液压元件和构件的破坏。 （6）桩顶最后不能达设计标高时，必须

29、将桩凿击，严禁用桩机行走的方式将桩强行推断。 （7）压桩过程中如遇土体隆起，影响桩机行走，应将土体铲除。 （8）桩机在顶升过程中，应避免轨道压在已入土的单一桩顶上，否则轨道将变形。,6.2 混凝土预制桩施工,58,1.桩位的放样允许偏差：群桩为20mm，单排桩为10mm； 2.当桩顶设计标高与施工场地标高相同时，或桩基工程结束后，有可能对桩位进行检查时，桩基工程的验收应在施工结束后进行。 3.当桩顶设计标高低于现场标高，送桩后无法对桩位进行检查时，对打入桩可在每根桩桩顶沉至场地标高时，进行中间验收，待全部桩施工结束，承台或底板开挖到设计标高后，再作最终验收。对灌注桩可对护筒位置作中间验收。,6

30、.2.3 混凝土预制桩质量检验,6.2 混凝土预制桩施工,59,4.打（压）入桩（预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩）的桩位偏差，必须符合下表6.7的规定。斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正切值的15（倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角）。,表6.4 预制桩（钢桩）桩位的允许偏差（mm）,6.2 混凝土预制桩施工,60,5.桩在现场预制时，应对原材料、钢筋骨架的标准应符合表6.5的规定，混凝土强度进行检查，采用工厂生产的成品桩时，桩进厂后应进行外观及尺寸检查。 6.施工中应对桩体垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、接桩质量等进行检查，对电焊接桩，重要工程应做10的焊缝探伤检查。 7.施工结束后

31、，应对承载力及桩体质量作检验。 8.对长桩或超过500击的锤击桩，应符合桩体强度及28d龄期的两项条件才能锤击。 9.钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合表6.9的规定。,6.2 混凝土预制桩施工,61,表6.5 预制桩钢筋骨架质量检验标准 （mm）,6.2 混凝土预制桩施工,62,表6.6 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准,63,6.3 混凝土灌注桩施工,6.3 混凝土灌注桩施工,64,灌注桩是直接在施工现场的桩位上成孔，然后在孔内灌注混凝土或安装钢筋笼后，灌注混凝土而成的桩。与预制桩相比，具有施工噪声低，振动小、挤土影响小、无需接桩等优点。但成桩工艺复杂，施工速度较慢，质量影响因素多于预制桩

32、，技术间隔时间长，不能立即承受荷载，冬季施工困难等。 灌注桩按其成孔方式不同可分为：泥浆护壁钻孔灌注桩、泥浆护壁冲孔灌注桩、沉管灌注桩、夯扩桩、干作业成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。各类桩型的适用范围见表6.7。,6.3 混凝土灌注桩施工,65,表6.7 各类桩型的适用范围,6.3 混凝土灌注桩施工,66,1. 施工准备 （1）施工资料准备 开工前应熟悉施工图，了解岩土工程概况，主要施工机械及其配套设备的技术性能资料，编制整套桩基础施工组织设计方案。施工组织设计的主要内容包括： 施工平面图：标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置；采用泥浆护壁成孔时，应标明泥浆制备设施及其循环系统。,

33、6.3.1 泥浆护壁钻孔灌注施工,6.3 混凝土灌注桩施工,67, 确定成孔机械、配套设备以及合理施工工艺的有关资料，泥浆护壁灌注桩必须有泥浆处理措施。 施工作业计划和劳动力组织计划。机械设备、备件、工具、材料供应计划。 桩基施工时，对安全、劳动保护、防火、防雨、防台风、爆破作业、文物和环境保护等方面应按有关规定执行。 保证工程质量、安全生产和季节性施工的技术措施。,6.3 混凝土灌注桩施工,68,（2）施工机具准备 钻机：泥浆护壁灌注桩的施工机械当前常用钻机的形式很多，多采用转盘式正、反循环钻机或潜水式钻机，如图6.15所示。,图6.15 KP3500转盘式钻机示意图,6.3 混凝土灌注桩施

34、工,69,正、反循环钻成孔灌注桩是目前最常用的泥浆护壁灌注桩，它们的主要区别在于排渣方式不同。正循环钻孔时，是从钻杆注入配置的泥浆，泥浆携带渣土自孔口溢出。反循环钻孔时，是从孔壁与钻杆间的孔隙注入泥浆，携带渣土的泥浆由泵经钻杆排出孔外。正、反循环钻孔灌注桩工作原理，如图6.16所示。正循环钻成孔，适用孔深不太深、孔径800mm时钻进效果较好，当孔径较大时，排渣能力弱。反循环钻成孔排渣能力强。对孔深较大的端承型桩和粗粒土层中的摩擦型桩，宜采用反循环工艺成孔或清孔，也可根据土层情况采用正循环钻进，反循环清孔。,6.3 混凝土灌注桩施工,70,图6.16 正、反循环钻成孔示意图 （a）正循环；（b）

35、泵举循环；（c）泵吸反循环； （d）压缩空气反循环吸泥排渣,6.3 混凝土灌注桩施工,71, 钻头 钻头的形式按旋转方向分为正、反两种类型。 A. 正循环钻机钻头，如图6.17所示。,图6.17 正循环钻机钻头类型示意图 （a）双腰带翼状钻头；（b）鱼尾钻头；（c）合金扩孔钻头； （d）筒状肋骨合金取芯钻头；（e）钢粒全面钻进钻头,6.3 混凝土灌注桩施工,72,B. 反循环钻机钻头(如图6.18所示)。,图6.18 反循环钻机钻头示意图 （a）多瓣式钻头；（b）滚轮式钻头；（c）三翼式钻头； （d）四翼式钻头；（e）抓斗式钻头,6.3 混凝土灌注桩施工,73,2. 施工要点 （1）泥浆护壁钻

36、孔灌注桩施工工艺 埋设护筒安装钻机钻进第一次清孔检测桩孔回淤厚度吊放钢筋笼进行第二次清孔插入导管灌注水下混凝土拔出导管和护筒。如图6.19所示。,图6.19 泥浆护壁钻孔灌注桩工艺流程示意图 （a）埋设护壁桩机就位；（b）钻进成孔；（c）第一次清孔；（d）吊放钢筋笼； （e）第二次清孔；（f）水下灌注混凝土；（g）拔出导管、护筒,6.3 混凝土灌注桩施工,74,图6.20 清孔示意图 （a）潜没式砂石泵清孔；（b）气举法清孔； （c）砂石泵清孔；（d）高压水清孔,6.3 混凝土灌注桩施工,75,图6.21 水下浇筑混凝土示意图,6.3 混凝土灌注桩施工,76,图6.22 导管接头构造示意图 （

37、a）螺纹接头；（b）法兰接头,图6.23 混凝土隔水栓构造示意图,6.3 混凝土灌注桩施工,77,（2）泥浆护壁钻孔灌注桩施工要点 根据桩身混凝土的设计强度等级，应通过试验确定混凝土配合比.混凝土坍落度宜为180220mm。粗骨料可采用卵石或碎石，最大粒径不宜大于30mm，可掺加粉煤灰或外加剂。 钢筋笼的制作应符合设计要求，钢筋的接头可不作弯钩采用焊接连接。用导管浇筑混凝土，钢筋笼的直径应比导管连接处的外径大100mm以上。 为保证钢筋笼的混凝土保护层厚度，钢筋笼应每隔11.5m设置定位钢筋环或采取其他方法定位，水下现浇钢筋混凝土桩的主筋保护层厚度允许偏差值为20mm。,6.3 混凝土灌注桩施

38、工,78,成孔钻进时应控制泥浆指标，当在粘土、亚粘土层钻进时，可向孔内注入清水采用原土造浆。在钻进穿过砂土层时，为防止塌孔可在孔内适量加入粘土以增大泥浆的粘度。如在砂土层中钻进或砂土层较厚时，应采用制备泥浆。 注入泥浆的相对密度应控制在1.1左右，排出的泥浆相对密度应控制在1.21.4为宜。当穿越砂类卵石层等容易塌孔的土层时，泥浆的相对密度可增大到1.31.5。 在施工过程中应勤测泥浆的密度，并应定时测定泥浆的粘度、含沙量和胶体率。 每根桩的浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制，一般控制在46h内完成，间歇时间应控制在15min内，不得超过30min，必要时可适量加入缓凝剂。 导管提升速度应与混

39、凝土的上升速度相适应，始终保持导管插入混凝土1.5m以上。,6.3 混凝土灌注桩施工,79,3.泥浆护壁灌注桩施工中常见质量常见问题及预防措施 （1）坍孔 在成孔过程中或在成孔以后孔壁坍塌。 保证配置泥浆的稠度，使泥浆充分填充孔壁土层孔隙。 钻进过程中随时向孔内加注新泥浆，使泥浆高于孔外地下水位. 护筒周围用粘土填封紧密，保持或提高孔内水位；成孔钻进速度应根据地质情况确定。 提升下落钻杆、冲锤、掏渣筒和放钢筋骨架时保持垂直上下，注意不碰撞孔壁；孔壁为轻度坍孔时，应加大泥浆密度和提高孔内水位。 对严重坍孔，应用粘土全部回填，待粘土沉积密实，孔壁稳定后再采用低速钻进。,6.3 混凝土灌注桩施工,8

40、0,（2）钻孔偏移、倾斜 施工场地要平整，安装钻机时调整桩架垂直度。 合理选择钻机、钻头设备，设置足够长度的钻头导向，经常检修钻孔设备，如钻杆弯曲，及时调换。 在有倾斜状软硬不均的土层处钻进时，应控制进钻速度以低速钻进，并采用上下提升反复扫钻，削去硬土层，或用冲击锥将斜面硬层冲平再钻进。 偏斜过大时，填入石子、粘土重新钻进，控制钻速，慢速上下提升、下降，往复扩孔纠正。当遇有探头石时宜采用钻机钻透，采用冲孔机时应低锤密击，把石块打碎。,6.3 混凝土灌注桩施工,81,（3）钻孔漏浆 在成孔过程中，或成孔后，泥浆向孔外流失。 适当加稠泥浆或倒入粘土，慢速转动，或在回填土内渗片石、卵石，反复冲击增强

41、护壁。 护筒周围及底接缝应填密实；适当控制孔内水头高度，不要使压力过大。,6.3 混凝土灌注桩施工,82,（4）梅花孔 桩的断面形状不规则，呈梅花形。 经常检查转向吊环，保持冲锤转动灵活。 适当降低泥浆稠度，勤掏渣；保持适当的提锤高度，必要时辅以人工转动。 用低冲程时，隔一段时间更换高一些的充程，使冲锤锥有足够的转动时间。,6.3 混凝土灌注桩施工,83,（5）卡锤 冲锤成孔时，锤被卡在孔内，不能上下运动。 冲锤在孔内遇到大的探头石（上卡）时，用一个半截冲锤冲打几下，使锤脱落卡点，锤落孔底，然后吊出；冲锤磨损过甚，孔径成梅花形，提锤时，锤的大径被孔的小径卡住（下卡）时，可用小钢轨焊成T字形钩，

42、将锤一侧拉紧后吊起。 被石块卡住时，也可用上法提出冲锤。,6.3 混凝土灌注桩施工,84,（6）流砂 桩孔内大量冒砂将孔涌塞。 使孔内水压高于孔外水位0.5m以上，适当加大泥浆密度。 流砂严重时，可抛入碎砖、石、粘土，用锤冲入流砂层，做成泥浆结块，使其成坚厚孔壁，阻止流砂涌入。,6.3 混凝土灌注桩施工,85,（7）粘土层中钻进缓慢甚至没有进尺 加强排渣，重新安装刀具角度、形状、排列方向。 降低泥浆密度，加大钻头配重；糊钻时，可提出钻头清除泥块后，再进行钻近。 钻头磨损严重时，应修复或更换钻头。,6.3 混凝土灌注桩施工,86,（8）钢筋笼变形、偏位 钢筋笼变形，保护层不够，深度、放置位置不符

43、合设计要求。 钢筋笼过长，钢度不够，造成变形，应分23节制作，分段吊放，分段焊接或设加劲箍加强。 在钢筋笼部分主筋上，应每隔一定距离设置混凝土垫块或焊耳环，控制保护层的厚度。 桩孔本身偏斜、偏位，应在下钢筋笼前往复扫孔纠正。 孔底沉渣应置换清水或适当密度的泥浆清除。,6.3 混凝土灌注桩施工,87,（9）断桩 防止混凝土浇筑中断时间过长，保证混凝土连续浇筑。 混凝土坍落度按设计要求控制，骨料粒径按规范要求控制。 边浇筑混凝土边拔导管，并勘测混凝土顶面高度，随时掌握导管插入深度，避免导管脱离混凝土面。 当导管堵塞，可吊起导管，用钢轨或高压水冲开。,6.3 混凝土灌注桩施工,88,（10）吊脚桩

44、做好清孔工作，达到要求后立即浇筑混凝土。 注意泥浆密度和使孔内水位经常保持高于孔外水位0.5m以上。 施工中吊放钢筋骨架、导管等物时，注意保护孔壁，不让重物碰撞，造成孔壁坍塌。,6.3 混凝土灌注桩施工,89,1. 锤击沉管灌注桩 锤击沉管灌注桩是将钢管利用桩锤将带活瓣桩靴或钢筋混凝土桩靴的钢管锤击沉入土中成孔,然后边浇筑混凝土边拔出桩管成桩。其特点可利用小桩管成形较大截面的桩，避免塌孔、颈缩、断桩、桩移位、脱空等现象。,6.3.2 锤击沉管灌注桩与夯扩桩施工,6.3 混凝土灌注桩施工,90,(1)施工机具：主要施工机具有桩架、桩锤、套管、桩靴等。由于灌注混凝土后需要拔管，宜选用振动打拔桩锤如

45、图6.24所示。,图6.24 滚管式锤击沉管打桩机示意图,6.3 混凝土灌注桩施工,91,(2)施工工艺：桩机就位沉入套管浇筑混凝土边锤击边拔管，继续浇筑混凝土下钢筋笼，继续浇筑混凝土成桩。如图6.25所示。,图6.25 锤击沉管灌注桩示意图 （1）就位；（2）深入套管；（3）浇筑混凝土；（4）边锤击边拔管，继续浇混凝土； （5）下钢筋笼，继续浇筑混凝土；（6）成桩,6.3 混凝土灌注桩施工,92,2. 振动、振动冲击沉管灌注桩 振动、振动冲击沉管灌注桩是利用激振器或振动冲击桩锤将桩管沉入土中，然后灌注混凝土而成。激振器又称振动锤，由电动机带动装有偏心块的轴旋转而产生振动。 (1)施工机具 施

46、工机具主要包括桩架、振动锤、桩管、活瓣桩靴等，振动沉管设备如图 6.26所示。,6.3 混凝土灌注桩施工,93,图6.26 振动沉管设备示意图 1滑轮组；2激掁器； 3漏斗口；4桩管； 5前拉索；6遮栅； 7滚筒；8枕木； 9架顶；10架身顶段； 11钢丝绳；12架身中段；13吊斗；14架身下段； 15导向滑轮；16后拉索；17架底；18卷扬； 19加压滑轮；20活瓣桩靴,6.3 混凝土灌注桩施工,94,施工时，将桩管下端活瓣桩靴闭合起来，对准桩位，使桩靴慢慢地垂直压入土中，开动激振器，同时放松滑轮组，使桩管逐渐下沉，并开动加压卷扬机，通过钢丝绳对钢管加压。当桩管下沉达到要求后，便停止激振器的

47、振动，利用吊斗向桩管内灌入混凝土。混凝土灌满后，再次开动激振器和卷扬机，一面振动，一面拔管。,图6.27 活瓣桩靴,6.3 混凝土灌注桩施工,95,(2)振动、振动冲击沉管灌注桩的施工方法 振动、振动冲击沉管灌注桩应根据土质情况和荷载要求，分别选用单打法、复打法、反插法等。 单打法：在桩管灌满混凝土之后，开动激振器，先振动510秒后再开始拔管，应边振边拔。拔管速度在一般土层中以1.21.5m/min为宜，用活瓣桩尖时宜慢，用预制桩尖时可适当加快，在较软弱土层中不得大于0.60.8mmin。在拔管过程中，每拔起0.5m左右，停拔510秒钟，但保持振动，如此反复直至将桩管拔离地面为止。单振法施工速

48、度快，混凝土用量也较小，适用于含水量较小的土层。,6.3 混凝土灌注桩施工,96, 复打法：采用单打法施工完成后，再把活瓣桩靴闭合起来，在原桩孔混凝土上第二次沉下桩管，将未凝固的混凝土向四周挤压，然后进行第二次灌注混凝土和振动拔管。此法能使桩径增大，可在单打法不能满足承载力要求的情况下采用。此外，如果灌注桩需放入钢筋笼，也需要采用此法，即当单打法完成而将桩管拔离地面一定高度后，从活瓣桩靴处将钢筋笼放进桩管内，然后合闭桩靴的活瓣，再进行第二次沉管和混凝土的灌注。,6.3 混凝土灌注桩施工,97, 反插法：拔管时，桩管每拔出0.51m，便向下反插约0.30.5m，如此反复进行，并始终保持振动，直至

49、桩管全部拔出地面。在拔管过程中应分段添加混凝土，保持管内混凝土面始终不低于地表面，或高于地下水位11.5m以上，并应控制拔管速度不得大于0.5mmin，在桩尖处约l.5m范围内宜多次反插，以扩大桩的端部断面。反插法能使桩的截面积增大，从而提高桩的承载力，宜在饱和土层采用，但此法耗用混凝土量较大。,6.3 混凝土灌注桩施工,98,3. 夯压成型沉管灌注桩 夯压成型沉管灌注桩又称夯扩桩，是在锤击沉管灌注桩的基础上发展起来的。采用双套管，利用外管与内夯管结合，内夯管应比外管短100mm，内夯管代替混凝土桩靴，与外管同步打入土层中，并作为传力杆将锤击力传至桩端夯扩成大头形，同时利用内管和桩锤的自重将外管内的现浇混凝土压密成桩，使水泥浆压入桩侧土体并挤密桩侧的土，提高桩的承载力。 (1)施工机具：常用机械有锤击沉管打桩机（如图6.24）和静力压桩机（如图6.14）、桩管