各种桩基施工工艺PPT幻灯片课件.ppt

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1、各种桩基施工工艺PPT幻灯片PPT 本本PPTPPT课件仅供大家学习使用课件仅供大家学习使用 请学习完及时删除处理请学习完及时删除处理 谢谢！谢谢！桩按受力情况分为端承桩和摩擦桩两种桩按受力情况分为端承桩和摩擦桩两种(图图2.1)2.1)v端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，结构荷载主端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制嵌岩深度为主，对沉渣厚度的要要由岩层阻力承受；施工时以控制嵌岩深度为主，对沉渣厚度的要求严格。求严格。桥梁工程中的端承桩多数要求嵌岩。桥梁工程中的端承桩多数要求嵌岩。v摩擦桩完全设置在软弱土层中，依靠桩端阻力和桩身

2、侧面与地基土摩擦桩完全设置在软弱土层中，依靠桩端阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同承受荷载，施工时以控制桩端设计标高（长度）之间的摩擦阻力共同承受荷载，施工时以控制桩端设计标高（长度）为主。为主。对于桩端为硬土层者，又有摩擦端承桩，端承摩擦桩。对于桩端为硬土层者，又有摩擦端承桩，端承摩擦桩。桥梁工程中的摩擦桩，通常不计挤密作用。桥梁工程中的摩擦桩，通常不计挤密作用。桩基分类桩基分类 桩按施工方法分为桩按施工方法分为预制桩预制桩和和灌注桩灌注桩v预制桩预制桩根据沉入土中的方法，可分根据沉入土中的方法，可分打入桩打入桩、水冲沉桩水冲沉桩、振动沉桩振动沉桩和和静力压桩静力压桩等；等；v灌注桩灌

3、注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，有的桩。灌注桩按成孔方法不同，有钻（冲）孔灌注桩钻（冲）孔灌注桩、挖孔灌注挖孔灌注桩桩、套管成孔灌注桩套管成孔灌注桩及及爆扩成孔灌注桩爆扩成孔灌注桩等。等。一、一、钢筋混疑土预制桩施工钢筋混疑土预制桩施工钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制桩桩：在在预预制制构构件件厂厂或或施施工工现现场场预预制制，用用沉沉桩桩设设备备在在设设计计位位置置上上将将其其沉沉入入土土中中，其其特特点点：坚坚固固耐耐久久，不不受受地地下下水水或或潮潮湿湿环环境境影影响响，能能承承受受较较大大荷荷

4、载载，施施工工机机械械化化程程度度高高，进进度度快快，能适应不同土层施工。能适应不同土层施工。钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制桩桩是是我我国国目目前前广广泛泛采采用用的的一一种种桩桩型型多多用用于于房房建工程建工程，桥梁工程少用。桥梁工程少用。钢筋混凝土预制桩有钢筋混凝土预制桩有方形实心断面桩方形实心断面桩和和圆柱体空心断面桩圆柱体空心断面桩。钢筋混凝土预制桩施工前，应根据施工图设计要求、桩的类型、钢筋混凝土预制桩施工前，应根据施工图设计要求、桩的类型、成孔过程对土的挤压情况、地质探测和试桩等资料，制定施工方成孔过程对土的挤压情况、地质探测和试桩等资料，制定施工方案。其案。其主要内容包括主要内容包

5、括：确定施工方法，选择打桩机械，确定打桩：确定施工方法，选择打桩机械，确定打桩顺序，桩的预制、运输，以及沉桩过程中的技术和安全措施。顺序，桩的预制、运输，以及沉桩过程中的技术和安全措施。钢筋骨架钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同一截面内数量不超的主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同一截面内数量不超过过50%50%；同一根钢筋两个接头的距离应大于；同一根钢筋两个接头的距离应大于3030d d0 0并不小于并不小于500500mmmm。桩顶和桩顶和桩尖直接受到冲击力易产生很高的局部应力，桩顶和桩尖钢筋配置桩尖直接受到冲击力易产生很高的局部应力，桩顶和桩尖钢筋配置(如如图图2.22.2所

6、示所示)应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合表表.1.1的规定。的规定。表表.1 .1 预制桩钢筋骨架质量检验标准预制桩钢筋骨架质量检验标准 混混凝凝土土制制作作宜宜用用机机械械搅搅拌拌、机机械械振振捣捣；浇浇筑筑混混凝凝土土过过程程中中应应严严格格保保证证钢钢筋筋位位置置正正确确，桩桩尖尖应应对对准准纵纵轴轴线线，纵纵向向钢钢筋筋顶顶部部保保护护层层不不宜宜过过厚厚，钢钢筋筋网网片片的的距距离离应应正正确确，以以防防锤锤击击时时桩桩顶顶破破坏坏及及桩桩身身混混凝凝土土剥剥落落破破坏坏。采采用用叠叠层层法法生生产产时时，上上层层桩桩和和邻邻桩桩浇浇筑

7、筑，必必须须在在下下层层和和邻邻桩桩的的混混凝凝土土强强度度达达到到设设计计强强度度的的30%30%以以后后才才能能进进行行。浇浇筑筑完完毕毕后后，立立即即加加强强养养护护，防防止止由由于于混混凝凝土土收收缩缩产产生生裂裂缝缝，养护时间不少于养护时间不少于7 7d d。钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合表表2 2的规定。的规定。表.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准 钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制桩桩应应达达到到设设计计强强度度的的70%70%才才可可起起吊吊；达达到到100%100%设设计计强强度度才才能能运运输输和和打打桩桩。若若提提前前吊吊运运，必必须

8、须采采取取措措施施并并经经过过验验算算合合格格方方可可进行。进行。桩桩在在起起吊吊搬搬运运时时，必必须须做做到到平平稳稳，避避免免冲冲击击和和振振动动，吊吊点点应应同同时时受受力力，且且吊吊点点位位置置应应符符合合设设计计规规定定。如如无无吊吊环环，设设计计又又未未作作规规定定时时，绑绑扎扎点点的的数数量量及及位位置置按按桩桩长长而而定定，应应符符合合起起吊吊弯弯矩矩最最小小的的原原则则，可可按按图图2.32.3所所示的位置捆绑。示的位置捆绑。1.3 1.3 打入法施工打入法施工 打打入入法法也也称称锤锤击击法法，是是利利用用桩桩锤锤落落到到桩桩顶顶上上的的冲冲击击力力来来克克服服土土对对桩桩

9、的的阻阻力力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。锤锤击击沉沉桩桩是是混混凝凝土土预预制制桩桩常常用用的的沉沉桩桩方方法法，它它施施工工速速度度快快，机机械械化化程程度度高高，适适用用范范围围广广，但但施施工工时时有有冲冲撞撞噪噪声声和和对对地地表表层层有有振振动动，在在城城区区和和夜夜间间施施工工有所限制。有所限制。2.1.3.1 2.1.3.1 打桩设备及选择打桩设备及选择 打桩设备包括打桩设备包括桩锤桩锤、桩架桩架和和动力装置动力装置。(1)(1)桩锤桩锤桩锤可选用桩锤可选用落锤落锤、汽锤汽锤、柴油打桩锤柴油打桩锤和和振动锤

10、振动锤。落落锤锤一一般般由由铸铸铁铁制制成成。有有穿穿心心锤锤和和龙龙门门锤锤两两种种，重重0.20.22 2t t。它它利利用用绳绳索索或或钢钢丝丝绳绳通通过过吊吊钩钩由由卷卷扬扬机机沿沿桩桩架架导导杆杆提提升升到到一一定定高高度度，然然后后自自由由落落下下击打桩顶击打桩顶(如图如图2.42.4)。汽汽锤锤是是以以高高压压蒸蒸汽汽或或压压缩缩空空气气为为动动力力的的打打桩桩机机械械，有有单单动动汽汽锤锤和和双双动动汽汽锤锤两种两种(如图如图2.52.5)。柴油打桩锤柴油打桩锤利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩，柴油桩利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩，柴油桩锤与桩架、动力设备

11、配套组成柴油打桩机。锤与桩架、动力设备配套组成柴油打桩机。振动锤振动锤是利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使桩下沉。是利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使桩下沉。锤重选择锤重选择应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等参考件等参考表表.3.3选用。选用。表表3 3 锤重选择表锤重选择表(2)(2)桩架桩架桩桩架架是是支支持持桩桩身身和和桩桩锤锤，在在打打桩桩过过程程中中引引导导桩桩的的方方向向及及维维持持桩桩的的稳稳定定，并并保保证桩锤沿着所要求方向冲击的设备。证桩锤沿着所要求方向冲击的设备。桩架一般由桩架一般由底盘底盘、导向

12、杆导向杆、起吊设备起吊设备、撑杆撑杆等组成。等组成。根根据据桩桩的的长长度度、桩桩锤锤的的高高度度及及施施工工条条件件等等选选择择桩桩架架和和确确定定桩桩架架高高度度。桩桩架架高高度度=桩长桩长+桩锤高度桩锤高度+滑轮组高滑轮组高桩架用钢材制作，按移动方式有桩架用钢材制作，按移动方式有轮胎式轮胎式、履带式履带式、轨道式轨道式等。等。履履带带式式桩桩架架(图图2.62.6)以以履履带带式式起起重重机机为为主主机机，配配备备桩桩架架工工作作装装置置而而组组成成。操操作作灵灵活，移动方便，适用于各种预制桩和灌注桩的施工。活，移动方便，适用于各种预制桩和灌注桩的施工。(3)(3)动力装置动力装置 打桩

13、机械的动力装置是根据所选桩锤而定的。当采用空气锤时，打桩机械的动力装置是根据所选桩锤而定的。当采用空气锤时，应配备空气压缩机；当选用应配备空气压缩机；当选用 蒸汽锤时，则要配备蒸汽锅炉和绞盘。蒸汽锤时，则要配备蒸汽锅炉和绞盘。1.3.2 1.3.2 打桩顺序的确定打桩顺序的确定 打打桩桩顺顺序序直直接接影影响响到到桩桩基基础础的的质质量量和和施施工工速速度度，应应根根据据桩桩的的密密集集程程度度(桩桩距距大大小小)、桩桩的的规规格格、长长短短、桩桩的的设设计计标标高高、工工作作面面布布置置、工工期期要要求求等等综综合合考考虑虑，合理确定打桩顺序。合理确定打桩顺序。根根据据桩桩的的密密集集程程度

14、度，打打桩桩顺顺序序一一般般分分为为逐逐段段打打设设、自自中中部部向向四四周周打打设设和和由由中中间向两侧打设间向两侧打设三种，如三种，如图图2.72.7所示。所示。v当当桩桩的的中中心心距距不不大大于于4 4倍倍桩桩的的直直径径或或边边长长时时，应应由由中中间间向向两两侧侧对对称称施施打打(图图2.7(2.7(c)c)，或由中间向四周施打或由中间向四周施打(图图2.7(2.7(b)b)。v当当桩桩的的中中心心距距大大于于4 4倍倍桩桩的的边边长长或或直直径径时时，可可采采用用上上述述两两种种打打法法，或或逐逐排排单向打设单向打设(图图2.7(2.7(a)a)。根据基础的设计标高和桩的规格，宜

15、按根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短先深后浅、先大后小、先长后短的顺的顺序进行打桩。序进行打桩。1.3.3 1.3.3 打桩打桩打桩机就位时，桩架应垂直平稳，导杆中心线与打桩方向一致。打桩机就位时，桩架应垂直平稳，导杆中心线与打桩方向一致。桩桩开开始始打打入入时时，应应控控制制锤锤的的落落距距，采采用用短短距距轻轻击击；待待桩桩入入土土一一定定深深度度(1(12 2m)m)稳定以后，再以规定落距施打。稳定以后，再以规定落距施打。桩桩的的施施打打原原则则是是重重锤锤低低击击，这这样样桩桩锤锤对对桩桩头头的的冲冲击击小小，回回弹弹也也小小，桩桩头头不不易易损损坏坏，大大

16、部部分分能能量量都都用用于于克克服服桩桩身身与与土土的的摩摩阻阻力力和和桩桩尖尖阻阻力力上上，桩桩能能较较快快地地沉入土中。沉入土中。桩桩入入土土深深度度是是否否已已达达到到设设计计位位置置，是是否否停停止止锤锤击击，其其判判断断方方法法和和控控制制原原则则与与桩的类型有关。桩的类型有关。1.3.4 1.3.4 打桩质量要求和测量记录打桩质量要求和测量记录(1)(1)打桩质量要求打桩质量要求端端承承桩桩最最后后贯贯入入度度不不大大于于设设计计规规定定贯贯入入度度数数值值时时，桩桩端端设设计计标标高高可可作作参考；摩擦桩端标高达到设计规定的标高范围时，贯入度可作参考。参考；摩擦桩端标高达到设计规

17、定的标高范围时，贯入度可作参考。打打(压压)入入桩桩(预预制制混混凝凝土土方方桩桩、先先张张法法预预应应力力管管桩桩、钢钢桩桩)的的桩桩位位偏偏差差，必须符合必须符合表表2.42.4的规定。的规定。桩的承载力检验桩的承载力检验 表.4 预制桩(钢桩)桩位的允许偏差(2)(2)混凝土预制桩施工记录混凝土预制桩施工记录 打打桩桩工工程程是是隐隐蔽蔽工工程程，施施工工中中应应做做好好每每根根桩桩的的观观测测和和记记录录，这这是是工工程程验验收收时时检检验验质质量量的的依依据据。各各项项观观测测数数据据应应记记入入混混凝凝土土预预制制桩桩施施工工记记录录，见见表表2.52.5所示。所示。表表2.5 2

18、.5 混凝土预制桩施工记录混凝土预制桩施工记录 1.3.5 1.3.5 打桩施工常见问题的分析打桩施工常见问题的分析在在打打桩桩施施工工过过程程中中会会遇遇见见各各种种各各样样的的问问题题，例例如如桩桩顶顶破破碎碎，桩桩身身断断裂裂，桩桩身身位移位移、扭转扭转、倾斜倾斜，桩锤跳跃桩锤跳跃，桩身严重回弹桩身严重回弹等。等。发发生生这这些些问问题题的的原原因因有有钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制桩桩制制作作质质量量、沉沉桩桩操操作作工工艺艺和和复复杂杂土土层等三个方面的原因。层等三个方面的原因。工工程程及及施施工工验验收收规规范范规规定定，打打桩桩过过程程中中如如遇遇到到上上述述问问题题，都都应应立立

19、即即暂暂停停打打桩桩，施施工工单单位位应应与与勘勘察察、设设计计单单位位共共同同研研究究，查查明明原原因因，提提出出明明确确的的处处理理意意见见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。采取相应的技术措施后，方可继续施工。(1)(1)桩顶破碎桩顶破碎 打打桩桩时时，桩桩顶顶直直接接受受到到桩桩锤锤的的冲冲击击而而产产生生很很高高的的局局部部应应力力，如如果果桩桩顶顶钢钢筋筋网网片片配配置置不不当当、混混凝凝土土保保护护层层过过厚厚、桩桩顶顶平平面面与与桩桩的的中中心心轴轴线线不不垂垂直直及及桩桩顶顶不不平平整整等等制制作作质质量量问问题题都都会会引引起起桩桩顶顶破破碎碎。在在沉沉桩桩工工艺艺方方面

20、面，若若桩桩垫垫材材料料选选择择不不当当、厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。(2)(2)桩身被打断桩身被打断 制制作作时时，桩桩身身有有较较大大的的弯弯曲曲凸凸肚肚，局局部部混混凝凝土土强强度度不不足足，在在沉沉桩桩时时桩桩尖尖遇遇到到硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。(3)(3)桩身位移、扭转或倾斜桩身位移、扭转或倾斜 桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制作原因，桩架倾斜，桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线

21、不重合的制作原因，桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因以及桩尖遇孤石等都会引桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因以及桩尖遇孤石等都会引起桩身位移、扭转或倾斜。起桩身位移、扭转或倾斜。(4)(4)桩锤回跃，桩身回弹严重桩锤回跃，桩身回弹严重 选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。则严重回弹。1.3.6 1.3.6 打桩过程中的注意事项打桩过程中的注意事项桩机就位后，桩架应垂直平稳，桩帽与桩顶应锁紧牢靠，连接成整体。桩机就位后，桩架应垂直平稳，桩帽与桩顶应锁紧牢靠，连接成

22、整体。打桩时，应密切观察桩身下沉贯入度的变化情况。打桩时，应密切观察桩身下沉贯入度的变化情况。在在正正常常情情况况下下，沉沉桩桩应应连连续续施施工工，打打入入土土的的速速度度应应均均匀匀，应应避避免免因因间间歇歇时时间间过过长，土的固结作用而使桩难以下沉。长，土的固结作用而使桩难以下沉。打打桩桩时时振振动动大大，对对土土体体有有挤挤压压作作用用，可可能能影影响响周周围围建建筑筑物物、道道路路及及地地下下管管线线的的安全和正常使用，施工过程中要有专人巡视检查，及时发现和处理有关问题。安全和正常使用，施工过程中要有专人巡视检查，及时发现和处理有关问题。严严禁禁非非施施工工人人员员进进入入打打桩桩现

23、现场场；对对桩桩机机的的正正常常运运行行、桩桩架架的的稳稳定定经经常常进进行行检检查查，严格按操作规程进行施工，确保安全。严格按操作规程进行施工，确保安全。1.3.7 1.3.7 桩头的处理桩头的处理 在在打打完完各各种种预预制制桩桩开开挖挖基基坑坑时时，按按设设计计要要求求的的桩桩顶顶标标高高将将桩桩头头多多余余的的部部分分截截去去。截截桩桩头头时时不不能能破破坏坏桩桩身身，要要保保证证桩桩身身的的主主筋筋伸伸入入承承台台，长长度度应应符符合合设设计计要要求求。当当桩桩顶顶标标高高在在设设计计标标高高以以下下时时，在在桩桩位位上上挖挖成成喇喇叭叭口口，凿凿掉掉桩桩头头混混凝凝土土，剥剥出出主

24、主筋筋并并焊焊接接接接长长至至设设计计要要求求长长度度，与与承承台台钢钢筋筋绑绑扎扎在在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。1.4 1.4 静力压桩静力压桩 静静力力压压桩桩是是利利用用无无噪噪声声、无无振振动动的的静静压压力力将将桩桩压压入入土土中中，常常用用于于土土质质均均匀匀的软土地基的沉桩施工。的软土地基的沉桩施工。静静力力压压桩桩(图图2.82.8)利利用用压压桩桩架架的的自自重重和和配配重重，通通过过卷卷扬扬机机牵牵引引，由由钢钢丝丝绳绳、滑滑轮轮和和压压梁梁，将将整整个个桩桩机机的的重重力力(800(8001

25、5001500kN)kN)反反压压在在桩桩顶顶上上，以以克克服服桩桩身身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。压桩施工压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。接接桩桩的的方方法法目目前前有有三三种种：焊焊接接法法(图图2.92.9)、法法兰兰螺螺栓栓连连接接法法、硫硫磺磺浆浆锚锚法法(图图2.102.10)。二、二、混疑土灌注桩施工混疑土灌注桩施工灌灌注注桩桩：直直接接在在桩桩位位上上用用机机械械成成孔孔或或人人工工挖挖孔孔，在在孔孔内内安安放放钢钢筋筋、灌灌注混凝土而成型的桩。注混凝土而成型的桩。与与预预制制桩桩相

26、相比比，灌灌注注桩桩具具有有不不受受地地层层变变化化限限制制，不不需需要要接接桩桩和和截截桩桩，节约钢材、振动小、噪声小等节约钢材、振动小、噪声小等特点特点。灌灌注注桩桩按按成成孔孔方方法法分分为为泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔灌灌注注桩桩、沉沉管管灌灌注注桩桩、干干作作业业钻钻孔灌注桩孔灌注桩、人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩等。等。2.1 2.1 干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩 干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩施工过程施工过程如如图图2.112.11所示。所示。干干作作业业成成孔孔一一般般采采用用螺螺旋旋钻钻机机钻钻孔孔。螺螺旋旋钻钻头头外外径径分分别别为为400mm400mm、500mm500m

27、m、600mm600mm，钻钻孔孔深深度度相相应应为为1212m m、10m10m、8m8m。适适用用于于成成孔孔深深度度内内没没有有地地下下水水的的一一般般粘粘土土层层、砂砂土土及及人人工工填填土土地地基基，不不适适于于有有地地下下水水的土层和淤泥质土。的土层和淤泥质土。钻钻机机就就位位后后，钻钻杆杆垂垂直直对对准准桩桩位位中中心心，开开钻钻时时先先慢慢后后快快，减减少少钻钻杆杆的的摇摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。

28、方法是钻机在原深处空转清土，然后停止虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。旋转，提钻卸土。钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度50506060cmcm。2.2 2.2

29、 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩 泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔是是利利用用泥泥浆浆保保护护稳稳定定孔孔壁壁的的机机械械钻钻孔孔方方法法。它它通通过过循循环环泥泥浆浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。成孔机械成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔灌灌注注桩桩的的施施工工工工艺艺流流程程：测测定定桩桩位位、埋埋设设护护筒筒、桩桩机机就就位位、制制备备泥泥浆浆、机机械械(潜潜水水钻钻机机、冲冲击击钻钻机机等等)成成孔孔、泥泥浆浆循循环环出出渣渣

30、、清清孔孔、安安放放钢筋骨架、浇筑水下混凝土。钢筋骨架、浇筑水下混凝土。2.2.1 2.2.1 埋设护筒和制备泥浆埋设护筒和制备泥浆 钻钻孔孔前前，在在现现场场放放线线定定位位，按按桩桩位位挖挖去去桩桩孔孔表表层层土土，并并埋埋设设护护筒筒。护护筒筒上上部部设设1 12 2个个溢溢浆浆孔孔，是是用用厚厚4 48 8mmmm钢钢板板制制成成的的圆圆筒筒，其其内内径径应应大大于于钻钻头头直直径径200200mmmm。护护筒筒的的作作用用是是固固定定桩桩孔孔位位置置，保保护护孔孔口口，防防止止地地面面水水流流入入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻

31、头的方向。护筒顶高出施工水位护筒顶高出施工水位1.5m1.5m，并高出地面，并高出地面0.3m0.3m，保证护筒内泥浆顶标高始终高于外部水位至少保证护筒内泥浆顶标高始终高于外部水位至少1m1m。在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.11.11.1.4 4的泥浆。的泥浆。一般一般1.21.21.31.3；易坍地层可提高到；易坍地层可提高到1.41.4左右。左右。泥浆的作用：泥浆的作用：稳定水压稳定水压使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；压稳定；护壁护壁泥浆相对密度大，加大

32、了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；浮（携）渣浮（携）渣通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。2.2.2 2.2.2 成孔成孔 (1)(1)回旋（潜水）钻机成孔回旋（潜水）钻机成孔 回旋钻机成孔示意图如回旋钻机成孔示意图如图图2.122.12所示。所示。回回旋旋钻钻机机是是一一种种旋旋转转式式钻钻孔孔机机，其其防防水水电电机机变变速速机机构构和和钻钻头头密密封封在在一一起起，由由桩桩架架及及钻钻杆杆定定位位后后可可潜潜入入水水、泥泥浆浆中中钻钻孔

33、孔。注注入入泥泥浆浆后后通通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。回旋钻机成孔排渣有回旋钻机成孔排渣有正循环排渣正循环排渣和和反循环反循环（泵举）（泵举）排渣排渣两种方式，如两种方式，如图图2.132.13所示。所示。v正循环排渣法正循环排渣法:在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运动，强力喷出，与切削成浆

34、状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运动，从护筒的溢流孔排出。从护筒的溢流孔排出。v反循环排渣法反循环排渣法:砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。泥浆抽排出孔外。(2)(2)冲击钻成孔冲击钻成孔 冲冲击击钻钻机机通通过过机机架架、卷卷扬扬机机把把带带刃刃的的重重钻钻头头(冲冲击击锤锤)提提高高到到一一定定高高度度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔(图图2.142.14)。冲冲击击钻钻头头形形式式有有十十字字形形、工工字字形形、人人字字形形等等，一一般般常常用用十十字字形形冲

35、冲击击钻钻头头(图图2.152.15)。冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程0.40.40.80.8m m范围范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉3 34 4m m以以后，冲程可以提高到后，冲程可以提高到1.51.52.02.0m m，转入正常冲击，随时测定并控制泥转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。浆相对密度。施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和转向装置是否施工中，应经

36、常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。灵活，以免掉钻。(3)(3)冲抓锥成孔冲抓锥成孔冲冲抓抓锥锥(图图2.162.16)锥锥头头上上有有一一重重铁铁块块和和活活动动抓抓片片，通通过过机机架架和和卷卷扬扬机机将将冲冲抓抓锥锥提提升升到到一一定定高高度度，下下落落时时松松开开卷卷筒筒刹刹车车，抓抓片片张张开开，锥锥头头便便自自由由下下落落冲冲入入土土中中，然然后后开开动动卷卷扬扬机机提提升升锥锥头头，这这时时抓抓片片闭闭合合抓抓土土。冲冲抓抓锥锥整整体体提提升升至至地地面面上上卸卸去土渣，依次循环成孔。去土渣，依次循环成孔。冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环

37、等与冲击成孔施工相同。冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。适用于松软土层适用于松软土层(砂土、粘土砂土、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。2.2.3 2.2.3 清孔清孔 验验孔孔是是用用探探测测器器检检查查桩桩位位、直直径径、深深度度和和孔孔道道情情况况；清清孔孔即即清清除除孔孔底底沉沉渣渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔清清孔孔时时，对对于于土土质质较较好好不不易易坍坍塌塌的的桩桩孔孔，可可用用空空气气吸吸泥泥机机清清孔孔

38、，气气压压为为0.50.5MPaMPa，使使管管内内形形成成强强大大高高压压气气流流向向上上涌涌，同同时时不不断断地地补补足足清清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。对对于于稳稳定定性性较较差差的的孔孔壁壁应应采采用用泥泥浆浆循循环环法法清清孔孔或或抽抽筒筒排排渣渣，清清孔孔后后的的泥泥浆浆相对密度应控制在相对密度应控制在1.151.151.251.25。含砂率。含砂率=4%(=4%(大直径桩大直径桩2%)2%)检孔器检孔器钻孔偏斜纠正钻孔偏斜纠正清孔作业清孔作业l钻孔达到要求深度后，采用泥浆泵及时进行清孔，避免延时过

39、长，泥浆钻渣沉淀而造成清孔困难或坍孔。l钻孔达设计深度终孔后，将输浆管下到孔底5080cm，换用比重1.051.25的新鲜泥浆进行清孔，直到钢筋与导管下入孔内，重新测孔底沉渣厚度。直到沉渣厚度满足要求后，方可进行下道工序施工。l注意保持孔内水头，防止坍孔；l清孔后，检查孔口、孔中和孔底提取的泥浆比重的平均值，应符合质量标准要求。l采取一切措施缩短清孔后至灌注水下砼的时间。l不得用加深孔深来代替清孔。2.2.4 2.2.4 浇筑水下混疑土浇筑水下混疑土 泥泥浆浆护护壁壁成成孔孔灌灌注注混混凝凝土土的的浇浇筑筑是是在在水水中中或或泥泥浆浆中中进进行行的的，故故称称为为浇浇筑筑水下混凝土水下混凝土。

40、水水下下混混凝凝土土宜宜比比设设计计强强度度提提高高一一个个强强度度等等级级，必必须须具具备备良良好好的的和和易易性性，配合比应通过试验确定。配合比应通过试验确定。水下混凝土浇筑常用水下混凝土浇筑常用导管法导管法(图图2.172.17)。浇浇筑筑时时，先先将将导导管管内内及及漏漏斗斗灌灌满满混混凝凝土土，其其量量保保证证导导管管下下端端一一次次埋埋入入混混凝凝土土面面以以下下1.0m1.0m以以上上，然然后后剪剪断断（或或迅迅速速拔拔出出）悬悬吊吊隔隔水水栓栓的的钢钢丝丝，混混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。水下砼灌注过程示意图水下砼灌注

41、过程示意图导管埋深应保持在导管埋深应保持在2 26m6m之间之间过小易发生导管进水，过大易导致过小易发生导管进水，过大易导致“埋管埋管”。导管口初始位置，首盘砼用量导管口初始位置，首盘砼用量导管口到孔底的距离不宜太导管口到孔底的距离不宜太大或太小，一般大或太小，一般202040cm.40cm.太大太大不利于将沉渣带不利于将沉渣带起，底部砼质量难以保证；起，底部砼质量难以保证；太小太小容易堵管。容易堵管。为防止导管进水，首盘砼应为防止导管进水，首盘砼应使导管埋深不少于使导管埋深不少于1m1m。在浇注前，探测孔底泥浆沉淀厚度，如大于设计厚度，再次清孔，直到满足要求为止。砼由拌合站负责生产，用斗车运

42、至现场，检查和易性、坍落度等指标。如不符合要求，应进行二次拌合，二次拌合仍达不到要求，不得使用,然后重新按配合比进行称量下料，直到满足要求。浇注首批砼时应注意：a.导管下口至孔底的距离一般为2040cm。b.第一批砼储备量应确保导管一次埋入混凝土面1.0m;所需混数量按公式计算：VD/4(H1+H2)+(d/4)h1 V灌注首批砼所需数量（m）；D桩孔直径（m）；H1桩孔底至导管底端间距，一般为0.20.4m；H2导管初次埋置深度（m）；d导管内径（m）；h1桩孔内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即 h1=rwHw/rc；由专人测量导管埋深及管内外砼面

43、的高差，填写砼浇注记录封底砼灌入后，应仔细检查封底情况，确认封底成功后，进行正常浇注。浇注开始时，要连续有节奏地进行，尽可能缩短拆除导管的时间；当导管内砼不满时，徐徐地浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管。当井孔砼面接近钢筋架时，使导管保持稍大的埋深，并放慢浇注速度；当井孔砼面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架在砼中有一定的埋深，稳定钢筋并注意控制钢筋笼中心位置。为确保桩顶质量，砼浇筑比桩顶设计标高高0.5（0.6）1.0m。在浇注将近结束时，导管内砼柱高度相对减少，导管内砼压力降低，而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若出现砼顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀

44、土，使浇注工作顺利进行。沉渣厚度、砼灌注高度确定沉渣厚度、砼灌注高度确定灌注事故处理二次剪球法灌注事故处理二次剪球法l如发现导管漏水，且事故发生的位置能够确定时，可用此法补救。l对工艺、经验的要求较高导管水密承压及接头抗拉试验导管水密承压及接头抗拉试验l导管使用前的水密承压及接头抗拉试验,管内水压不小于孔内水深1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝所能承受灌注砼时最大内压力的1.3P。P按以下公式计算:P=rchc-rwHw p导管可能承受的最大内压力(Kpa)；rc砼拌和物的比重（取24KN/m）；hc导管内砼桩最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；rw井孔内水或泥浆的容重（KN/m

45、）；Hw井孔内水或泥浆的深度（m）。2.3 2.3 沉管灌注桩沉管灌注桩 沉沉管管灌灌注注桩桩是是利利用用锤锤击击打打桩桩设设备备或或振振动动沉沉桩桩设设备备，将将带带有有钢钢筋筋混混凝凝土土的的桩桩尖尖(或或钢钢板板靴靴)或或带带有有活活瓣瓣式式桩桩靴靴的的钢钢管管沉沉入入土土中中(钢钢管管直直径径应应与与桩桩的的设设计计尺尺寸寸一一致致)，造造成成桩桩孔孔，然然后后放放入入钢钢筋筋骨骨架架并并浇浇筑筑混混凝凝土土，随随之之拔拔出出套套管管，利利用用拔拔管管时时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。利利用用锤锤击击沉沉桩桩设设备备沉沉管管、拔拔管

46、管成成桩桩，称称为为锤锤击击沉沉管管灌灌注注桩桩(图图2.182.18)；利利用用振振动动器振动沉管、拔管成桩，称为器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩(图图2.192.19)。在在沉沉管管灌灌注注桩桩施施工工过过程程中中，对对土土体体有有挤挤密密作作用用和和振振动动影影响响，施施工工中中应应结结合现场施工条件，考虑合现场施工条件，考虑成孔的顺序成孔的顺序。v间隔一个或两个桩位成孔；间隔一个或两个桩位成孔；v在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔；在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔；v一个承台下桩数在一个承台下桩数在5 5根以上者，中间的桩先成孔，外围的桩后成孔。根以上者，中间的桩先成孔

47、，外围的桩后成孔。为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。等施工工艺。v单打法单打法(又称一次拔管法又称一次拔管法)：拔管时，每提升拔管时，每提升0.50.51.01.0m m，振动振动5 51010s s，然然后再拔管后再拔管0.50.51.01.0m m，这样反复进行，直至全部拔出。这样反复进行，直至全部拔出。v复打法：复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前

48、进行。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行。v翻插法：翻插法：钢管每提升钢管每提升0.50.5m m，再下插再下插0.30.3m m，这样反复进行，直至拔出。这样反复进行，直至拔出。2.3.1 2.3.1 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩 锤锤击击沉沉管管灌灌注注桩桩适适宜宜于于一一般般粘粘性性土土、淤淤泥泥质质土土和和人人工工填填土土地地基基，其其施施工工过过程程见见图图2.202.20所示。所示。锤击沉管灌注桩施工要点：锤击沉管灌注桩施工要点：v桩尖与桩管接口处应垫麻桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳或草绳)垫圈，以防地下水渗入管内和作缓冲垫圈，以防地下水渗入管内和作缓冲层。

49、沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。层。沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。v拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。v桩管内混凝土尽量填满，拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制拔桩管内混凝土尽量填满，拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制拔管速度，一般土层以不大于管速度，一般土层以不大于1 1m/minm/min为宜，软弱土层与软硬交界处，应控为宜，软弱土层与软硬交界处，应控制在制在0.80.8m/minm/min以内为宜。以内为宜。v在管底未拔到桩顶设计标高前，倒打或轻击不得中断，

50、注意使管内的在管底未拔到桩顶设计标高前，倒打或轻击不得中断，注意使管内的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。v桩的中心距在桩的中心距在5 5倍桩管外径以内或小于倍桩管外径以内或小于2 2m m时，均应跳打施工；中间空时，均应跳打施工；中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%50%以后，方可施打。以后，方可施打。2.3.2 2.3.2 振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩 振动沉管灌注桩采用振动沉管灌注桩采用激振器激振器或或振动冲击沉管振动冲击沉管。其施工过程为：其施工过程为：v桩机就位桩机就位v沉管沉管 v上料