樁基施工技術講解

1、樁基施工技術講解-混凝土灌注樁施工 Tags: , 積分 Counts:4207 次 第三節(jié) 混凝土灌注樁施工 目的要求 了解: 鉆孔機械設備, 干作業(yè)成孔灌注樁施工工藝, 泥漿制備方法，泥漿護壁成孔灌注樁施工常見工程質量事故及處理方法，挖孔灌注樁施工工藝。熟悉：護筒的作用及要求，水下澆筑混凝土方法，沉管樁施工中常見問題的分析與處理。 掌握：沉管灌注樁施工工藝。 講授重點 沉管灌注樁施工工藝。 講授難點 沉管灌注樁施工工藝。泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝。 講授內容 一、鉆孔灌注樁施工 (一)鉆孔機械設備 目前常見的鉆孔機械有：全葉螺旋鉆孔機、回轉鉆孔機、潛水鉆機、鉆擴機、全套管鉆機(即貝諾特鉆機

2、)。 1全葉螺旋鉆孔機 全葉螺旋鉆孔機(圖218)由主機、滑輪組、螺旋鉆桿、鉆頭、滑動支架、出土裝置等組成，用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土層的成孔，成孔孔徑為300mm800mm，鉆孔深度812m。配有多種鉆頭，以適應不同的土層. 圖218 全葉螺旋鉆孔機 1一電動機；2一變速器；3一鉆桿；4一托架；5一鉆頭；6一立柱； 7一斜撐；8一鋼管；9一鉆頭接頭；10一刀板；11一定心尖 2回轉鉆孔機 回轉鉆孔機由機械動力傳動，配以籠頭式鉆頭，可以多檔調速或液壓無級調速，在泥漿護壁條件下，慢速鉆進排渣成孔，灌注混凝土成樁。設備性能可靠，噪音振動小，鉆進效率高，鉆孔質量好。該機

3、的最大鉆孔直徑可達25 m，鉆進深度可達50100 m，適用于碎石類土、 砂土、粘性土、粉土、強風化巖、軟質與硬質巖層等多種地質條件。 3潛水鉆機 潛水鉆機(圖219、220)適用于粘性土、粘土、淤泥、淤泥質土、砂土、強風化巖、軟質巖層，不宜用于碎石土層中。這種鉆機以潛水電動機作動力，工作時動力裝置潛在孔底，耗用動力小，鉆孔效率高，電動機防水性能好，運轉時溫升較低，過載能力強，鉆架對場地承載力要求低，可采用正循環(huán)、反循環(huán)兩種方式排渣。缺點是：鉆孔時采用泥漿護壁，易造成現(xiàn)場泥濘；采川反循環(huán)鉆孔時，如土體中有較大石塊，則容易卡管；容易產(chǎn)生樁側周圍土層和樁尖土層松散，使樁徑擴大、灌注混凝土超量。 圖

4、219 潛水鉆機示意圖 1一鉆頭；2潛水鉆機；3電纜；4一護筒5水管；6一滾輪；7一鉆桿；8一電纜盤；9一卷揚機；10一10kN卷揚機；11一電表；12一起動開關 圖2-18 潛水鉆 l一泥漿管；2防水電纜：3一電動機；4齒輪減速器；5密封裝置；6鉆頭；7合金刃齒；8鉆尖 4鉆擴機 鉆擴機是鉆孔擴底灌注樁的成孔機械。常用鉆擴機是雙管螺旋鉆擴機，它的主要部分是由兩根并列的開口套管組成 的鉆桿和鉆頭，鉆頭上裝有鉆孔刀和擴孔刀，用液壓操縱，可使鉆頭并攏或張開。開始鉆孔時，鉆桿和鉆頭順時針方向旋轉鉆進土中，切下的土由套管中的螺旋葉片送至地面。當鉆孔達到設計深度時，操縱液壓閥使鉆頭徐徐撐開，邊旋轉邊擴孔

5、，切下的土也由套管內葉片輸送到地面，直到達到設計要求為止。 5全套管鉆機 該機由法國貝諾特公司首先開發(fā)和研制而成，故又稱為“貝諾特鉆機”，它在成孔和混凝土澆筑過程中完全依靠套管護壁。鉆孔直徑最大可達25m，鉆孔深度可達40m，拔管能力最大達到5 000 kN。 全套管鉆機按結構形式可分為兩大類：整機式和附著式，全套管鉆孔機施工具有以下優(yōu)點： (1)除了巖層以外，任何土層均適用； (2)挖掘時可確切地分清持力層土質，因此可隨時確定混凝土樁的深度； (3)在軟土中，由于有套管護壁，不會引起塌方； (4)可鉆斜孔，用于斜樁。 不足之處是：機身龐大沉重，套管上拔時所需反力大，由于套管的擺動使周圍地基擾

6、動而松散。 (二）鉆孔灌注樁施工工藝 鉆孔灌注樁是先成孔，然后吊放鋼筋籠，再澆灌混凝土而成。依據(jù)地質條件不同，分為干作業(yè)成孔和泥漿護壁(濕作業(yè))成孔兩類。 1干作業(yè)成孔灌注樁施工 成孔時若無地下水或地下水很小，基本上不影響工程施工時，稱為干作業(yè)成孔。主要適用于北方地區(qū)和地下水位低的土層； (1)施工工藝流程：場地清理測量放線定樁位樁機就位鉆孔取土成孔清除孔底沉渣成孔質量檢查驗收吊放鋼筋籠澆筑孔內混凝土。 (2)施工注意事項。干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆成孔，還可采用機擴法擴底。為了確保成樁后的質量，施工中應注意以下幾點： 開始鉆孔時，應保持鉆桿垂直、位置正確，防止因鉆桿晃動引起孔徑擴大及增多孔底虛

7、 土。 發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃、移動、偏斜或難以鉆進時，應提鉆檢查，排除地下障礙物，避免樁孔偏斜和鉆具損壞。 鉆進過程中，應隨時清理孔口粘土，遇到地下水、塌孔、縮孔等異常情況，應停止鉆孔，同有關單位研究處理。 鉆頭進入硬土層時，易造成鉆孔偏斜，可提起鉆頭上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土。若糾正無效，可在孔中局部回填粘土至偏孔處05 m以上，再重新鉆進。 成孔達到設計深度后，應保護好孔口，按規(guī)定驗收，并做好施工記錄。 孔底虛土盡可能清除干凈，可采用夯錘夯擊孔底虛土或進行壓力注水泥漿處理，然后快吊放鋼筋籠，并澆筑混凝土?；炷翍謱訚仓?，每層高度不大于15m。 2泥漿護壁成孔灌注樁施工 泥漿護壁成孔灌注樁是利

8、用泥漿護壁，鉆孔時通過循環(huán)泥漿將鉆頭切削下的土渣排出孔外而成孔，而后吊放鋼筋籠，水下灌注混凝土而成樁。成孔方式有正(反)循環(huán)回轉鉆成孔、正(反）循環(huán)潛水鉆成孔、沖擊鉆成孔、沖抓錐成孔、鉆斗鉆成孔等。 泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝流程如下： (1)測定樁位。平整清理好施工場地后，設置樁基軸線定位點和水準點，根據(jù)樁位平面布置施工圖，定出每根樁的位置，并做好標志。施工前，樁位要檢查復核，以防被外界因素影響而造成偏移。 (2)埋設護筒。護筒的作用是：固定樁 孔位置，防止地面水流入，保護孔口，增高樁孔內水壓力，防止塌孔，成孔時引導鉆頭方向。護筒用48mm厚鋼板制成，內徑比鉆頭直徑大100200 mm，頂面

9、高出地面040.6 m，上部開1一2個溢漿孔。埋設護筒時，先挖去樁孔處表土，將護筒埋 入土中，其埋設深度，在粘土中不宜小于1 m，在砂土中不宜小于15 m。其高度要滿足孔內泥漿液面高度的要求，孔內泥漿面應保持高出地下水位1 m以上。采用挖坑埋設時，坑的直徑應比護筒外徑大0810m。護筒中心與樁位中心線偏差不應大于50 mm，對位后應在護筒外側填人粘土并分層夯實。 (3)泥漿制備。泥漿的作用是護壁、攜砂排土、切土潤滑、冷卻鉆頭等，其中以護壁為主。 泥漿制備方法應根據(jù)土質條件確定：在粘土和粉質粘土中成孔時，可注入清水，以原土造漿，排渣泥漿的密度應控制在1113gcm3；在其他土層中成孔，泥漿可選用

10、高塑性(Ip17)的粘土或膨潤土制備；在砂土和較厚夾砂層中成孔時，泥漿密度應控制在1113 gcm3；在穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層中成孔時，泥漿密度應控制在1315 gcm3。施工中應經(jīng)常測定泥漿密度，并定期測定粘度、含砂率和膠體率。泥漿的控制指標為粘度1822s、含砂率不大于8、膠 體率不小于90，為了提高泥漿質量可加入外摻料，如增重劑、增粘劑、分散劑等。施工中廢棄的泥漿、泥渣應按環(huán)保的有關規(guī)定處理。 (4)成孔方法 回轉鉆成孔?；剞D鉆成孔是國內灌注樁施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分為正循環(huán)回轉鉆成孔和反循環(huán)回轉鉆成孔兩種。 正循環(huán)回轉鉆成孔由鉆機回轉裝置帶動鉆桿和鉆頭回轉切削破

11、碎巖土，由泥漿泵往鉆桿輸進泥漿，泥漿沿孔壁上升，從孔口溢漿孔溢出流人泥漿池，經(jīng)沉淀處理返回循環(huán)池（圖2-19）。正循環(huán)成孔泥漿的上返速度低，攜帶土粒直徑小，排渣能力差，巖土重復破碎現(xiàn)象嚴重，適用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地層，對于卵礫石含量不大于15、粒徑小于10 mm的部分砂卵礫石層和軟質基巖及較硬基巖也可使用。樁孔直徑不宜大于1 000 mm，鉆孔深度不宜超過40 m。正循環(huán)鉆進主要參數(shù)有沖洗液量、轉速和鉆壓。保持足夠的沖洗液(指泥漿或水)量是提高正循環(huán)鉆進效率的關鍵。一般砂土層用硬質合金鉆頭鉆進時，轉速取4080rmin，較硬或非均質地層中轉速可適當調慢，對于鋼粒鉆頭鉆進時，轉速取

12、50120rmin，大樁取小值，小樁取大值；對于牙輪鉆頭鉆進時，轉速一般取60180rmin，在松散地層中，應以沖洗液暢通和鉆渣清除及時為前提，靈活確定鉆壓；在基巖中鉆進時，可以通過配置加重鋌或重塊來提高鉆壓；對于硬質合金鉆鉆進成孔，鉆壓應根據(jù)地質條件、鉆桿與樁孔的直徑差、鉆頭形式、切削具數(shù)目、設備能力和鉆具強度等因素綜合確定。 反循環(huán)回轉鉆成孔由鉆機回轉裝置帶動鉆桿和鉆頭回轉切削破碎巖土，利用泵吸、氣舉、 噴射等措施抽吸循環(huán)護壁泥漿，挾帶鉆渣從鉆桿內腔抽吸出孔外的成孔方法（圖2-20）。根據(jù)抽吸原理不同可分為泵吸反循環(huán)、氣舉反循環(huán)和噴射射流)反循環(huán)三種施工工藝，泵吸反循環(huán)是直接利用砂石泵的抽

13、吸作用使鉆桿的水流上升而形成反循環(huán)；噴射反循環(huán)是利用射流泵設出的高速水流產(chǎn)生負壓使鉆桿內的水流上升而行程反循環(huán)；氣舉反循環(huán)是利用送人壓縮空氣使水循環(huán)，鉆桿內水流上升速度與鉆桿內外液柱重度差有關，隨孔深增大效率增加。當孔深小于50m時，宜選用泵吸或射流反循環(huán)；當孔深大于50m時，宜采用氣舉反循環(huán)。 圖2-19 正循環(huán)回轉鉆機成孔工藝原理圖 1一鉆頭；2-泥漿循環(huán)方向；3一沉淀池；4-泥漿池；5一泥漿泵；6-水龍頭；7一鉆桿；8一鉆機回轉裝置 圖2-20 反循環(huán)回轉鉆機成孔工藝原理圖 1一鉆頭；2-新泥漿流向； 3一沉淀池； 4-砂石泵；5一水龍頭；6一鉆桿；7-鉆機回轉裝置； 8混合液流向 潛水

14、鉆成孔。潛水電鉆同樣使用泥漿護擘成孔。其出碴方式也分為正循環(huán)和反循環(huán)兩 種。 潛水鉆正循環(huán)是利用泥漿泵將泥漿壓人空心鉆桿并通過中空的電動機和鉆頭等射入孔底，然后攜帶著鉆頭切削下的鉆渣在鉆孔中上浮，由溢漿孔溢出進入泥漿沉淀池，經(jīng)沉淀處理后返回循環(huán)池。 潛水鉆反循環(huán)有泵吸法、泵舉法和氣舉法三種。若為氣舉法出渣，開孔時只能用正循環(huán)或泵 吸式開孔，鉆孔約有6一7m深時，才可改為反循環(huán)氣舉法出渣。反循環(huán)泵吸式用吸漿泵出渣時， 吸漿泵可潛入泥漿下工作，因而出渣效率高。 沖擊鉆成孔。沖孔是用沖擊鉆機把帶鉆刃的重鉆頭(又稱沖錘)提高，靠自由下落的沖擊力來削切巖層，排出碎渣成孔。沖擊鉆機有鉆桿式和鋼絲繩式兩種。

15、前者所鉆孔徑較小、效率低、應用較少。后者鉆孔直徑大，有800mm、1 000mm、1 200mm幾種。鉆頭可用鍛制或用鑄鋼制造，鉆刃用T18號鋼制造，與鉆頭焊接。鉆頭形式有十字鉆頭及三翼鉆頭等。錘重5003 000kg。沖孔施工時，首先準備好護壁料，若表層為軟土，則在護筒內加片石、砂礫和粘土(比例為3：1：1)；表層若為砂礫卵石，則在護筒內加小石子和粘土(比例為1：1)。沖孔時，開始低錘密擊，落距為0406 m，直至開孔深度達護筒底以下34 m時，將落距提高至152m。掏渣采用抽筒，用以掏取孔內巖屑和石渣，也可進入稀軟土、流砂、松散土層排土和修平孔壁。掏渣每臺班一次，每次約45桶。用沖擊鉆沖孔

16、，沖程為0510 m，沖擊次數(shù)4050次min，孔深可達300m。采用這種沖擊鉆沖孔可適用于風化巖及各種軟土層成孔。但由于沖擊錘自由下落時導向不嚴格，擴孔率大，實際成孔直徑比設計樁徑要增大1020。若擴孔率增大，應查明原因后再成孔。 抓孔。抓孔即用沖抓錐成孔機將沖抓錐斗提升到一定高度，錐斗內有壓重鐵塊和活動抓片，松開卷揚機剎車時，抓片張開，鉆頭便以自由落體沖入土中，如圖219a（教材P75）。然后開動卷揚機提升鉆頭，這時抓片閉合抓土，沖抓錐整體被提升到地面上將土渣卸去，如圖219b（教材P75），如此循環(huán)抓孔。該法成孔直徑為450600 mm，成孔深度10 m左右，適用于有堅硬夾雜物的粘土、砂

17、卵石土和碎石類土。 （5)清孔。當鉆孔達到設計要求深度并經(jīng)檢查合格后，應立即進行清孔，目的是清除孔底沉渣以減少樁基的沉降量，提高承載能力，確保樁基質量。清孔方法有真空吸泥渣法、射水抽渣法、換漿法和掏渣法。 空氣吸泥機或抓斗用于土質較好，不易塌孔的碎石類，風化巖等硬土中清孔。因孔底沉渣顆粒大，采用空氣吸泥機或抓斗可將顆粒較大的沉渣吸出或抓出。 射水法是在孔口接清孔導管，分段聯(lián)接后吊入孔內清孔靠抽水機和空氣壓縮機進行。空氣壓縮機使導管內壓力達06一0.7MPa，在導管內形成強大中氣流，同時向孔內注入清水，使孔底的泥渣、雜物被噴翻、攪動，隨高壓氣流上涌，從噴嘴噴出這樣可將孔底沉渣清出，直到孔口噴出清

18、水為止。清孔后，泥漿容重為1：1左右為清孔合格。該法可用于原土造漿的粘土以及制漿的碎石類土和風化巖土層中清孔。 換漿法又叫置換法，是用新攪拌的泥漿置換孔底泥漿，即用泥漿循環(huán)方法清孔。清孔后泥漿容重應控制在1151.25之間，泥漿取樣均應選在距孔底02一05m處，置換法適用于在孔壁土質較差的軟土、砂土以及粘土中清孔。 清孔應達到如下標準才算合格：一是對孔內排出或抽出的泥漿，用手摸捻應無粗粒感覺，孔底500mm以內的泥漿密度小于125gcm3(原土造漿的孔則應小于11gcm3)；二是在澆筑混凝土前，孔底沉渣允許厚度符合標準規(guī)定，即端承樁50mm，摩擦端承樁、端承摩擦樁100mm，摩擦樁300mm。

19、 (6)吊放鋼筋籠。清孔后應立即安放鋼筋籠、澆混凝土。鋼筋籠一般都在工地制作，制作時要求主筋環(huán)向均勻布置，箍筋直徑及間距、主筋保護層、加勁箍的間距等均應符合設計要求。分段制作的鋼筋籠，其接頭采用焊接且應符合施工及驗收規(guī)范的規(guī)定。鋼筋籠主筋凈距必須大于3倍的骨料粒徑，加勁箍宜設在主筋外側，鋼筋保護層厚度不應小于35mm(水下混凝土不得小于50 mm)?？稍谥鹘钔鈧劝苍O鋼筋定位器，以確保保護層厚度。為了防止鋼筋籠變形，可 在鋼筋籠上每隔2m設置一道加強箍，并在鋼筋籠內每隔3 4m裝一個可拆卸的十字形臨時加勁架，在吊放入孔后拆 除。吊放鋼筋籠時應保持垂直、緩緩放人，防止碰撞孔壁。 若造成塌孔或安放鋼

20、筋籠時間太長，應進行二次清孔后再澆筑混凝土。 (7)水下澆筑混凝土。泥漿護壁成孔灌注樁的水下混凝土澆筑常用導管法，混凝土強度等級不低于C20，坍落度為1822cm。其澆筑方法如圖221所示，所用設備有金 屬導管、承料漏斗和提升機具等。 圖221水下灌筑混凝土 1上料斗；2儲料斗；3滑道；4卷揚機；5漏斗；6導管；7護筒；8隔水栓； 導管一般用無縫鋼管制作，直徑為200300 mm，每節(jié)長度為23m，最下一節(jié)為腳管，長度不小于4m，各節(jié)管用法蘭盤和螺栓連接。承料漏斗利用法蘭盤安裝在導管頂端，其容積應大于保證管內混凝土所必須保持的高度和開始澆筑時導管埋置深度所要求的混凝土的體積。 隔水栓(球塞)用

21、來隔開混凝土與泥漿(或水)，可用木球或混凝土圓柱塞等，其直徑宜比導管內徑小2025mm。用35 mm厚的橡膠圈密封，其直徑宜比導管內徑大56mm。 導管使用前應試拼裝、過球和進行封閉水壓試驗，試驗壓力為06一10MPa，不漏水者方可使用。澆筑時，用提升機具將承料漏斗和導管懸吊起來后，沉至孔底，往導管中放隔水栓，隔水栓用繩子或鐵絲吊掛，然后向導管內灌一定數(shù)量的混凝土，并使其下口距地基面約300 mm，立即迅速剪斷吊繩(水深在10m以內可用此法)、或讓球塞下滑至管的中部或接近底部再剪斷吊繩，使混凝土靠自重推動球塞下落，沖向基底，并向四周擴散，球塞被推出管后，混凝土則在導管下部包圍住導管，形成混凝土

22、堆，這時可把導管再下降至基底100200mm處，使導管下部能有更多的部分埋入首批澆筑的混凝土中。然后不斷地將混凝土通過承料漏斗澆入導管內，管外混凝土面不斷被擠壓上升。隨著管外混凝土面的上升，相應地逐漸提升導管。導管應緩緩提升，每次200mm左右，嚴防提升過度，務必保證導管下端埋人混凝土中的深度不少于規(guī)定的最小埋置深度；一般情況下，在泥漿中澆混凝土時，導管最小埋置深度不能小于1m，適宜的埋置深度為24m，但也不宜過深，以免混凝土的流動阻力太大，易造成堵管。混凝土澆筑過程應連續(xù)進行，不得中斷。混凝土澆筑的最終標高應比設計標高高出05 m。 （8）常見工程質量事故及處理方法 泥漿護壁成孔灌注樁施工時

23、常易發(fā)生孔壁坍塌，斜孔、孔底隔層、夾泥、流砂等工程問題，水下混凝土澆筑屬隱弊工程，旦發(fā)生質量事故難以觀察和補救，所以應嚴格遵守操作 規(guī)程，在有經(jīng)驗的工程技術人員指導下認真施工，并做好隱弊工程記錄，以確保工程質量。 孔壁坍塌 指成孔過程中孔壁土層不同程度坍落。主要原因是提升下落沖擊錘、掏渣筒或鋼筋骨架 時碰撞護筒及孔壁；護筒周圍未用粘土緊密填實，孔內泥漿液面下降，孔內水壓降低等造成塌孔，塌孔處理方法：一是在孔壁坍塌段用石子粘土投入，重新開鉆，并調整泥漿容重和液 面高度；二是使用沖孔機時，填入混合料后低錘密擊，使孔壁堅固后，再正常沖擊。 偏孔 指成孔過程中出現(xiàn)孔位偏移或孔身傾斜。偏孔的主要原固是樁

24、架不穩(wěn)固，導桿不垂直或土層軟硬不均。對于沖孔成孔，則可能是由于導向不嚴格或遇到探頭石及基巖傾斜所引起的。處理方法為：將樁架重新安裝牢固，使其平穩(wěn)垂直：如孔的偏移過大；應填入石子粘土， 重新成孔；如有探頭石，可用取巖鉆將其除去或低錘密擊將石擊碎；如遇基巖傾斜，可以投入 毛石于低處，再開鉆或密打。 孔底隔層 指孔底殘留石渣過厚，孔腳涌進泥砂或塌壁泥土落底。造成孔底隔層的主要原因是清孔不徹底，清孔后泥漿濃度減少或澆筑混凝土、安放鋼筋骨架時碰撞孔壁造成塌孔落土。主要 防止方法為；做好清孔工作，注意泥漿濃度及孔內水位變化，施工時注意保護孔壁。 夾泥或軟弱夾層 指樁身混凝土混進泥土或形成浮漿泡沫軟弱夾層。

25、其形成的主要原因是澆筑混凝土時孔壁坍塌或導管口埋入混凝土高度太小，泥漿被噴翻，摻入混凝土中。防治措施是經(jīng)常注意混餛凝土表面標高變化，保持導管下口埋入混凝土表面標高變化，保持導管下口埋入混凝土下的高度，井應在鋼筋籠下放孔內4小時內澆筑混凝土。 流砂 指成孔時發(fā)現(xiàn)大量流砂涌塞孔底。流 砂產(chǎn)生的原因是孔外水壓力比孔內水壓力大，孔壁土松散流砂嚴重時可拋入碎磚 石、粘土，用錘沖入流砂層，防止流砂涌入。 二、沉管灌注樁施工 又叫套管成孔灌注樁 沉管灌注樁是目前采用較為廣泛的一種灌注樁。依據(jù)使用樁錘和成樁工藝不同，分為錘擊沉管灌注樁、振動沉管灌注樁、靜壓沉管灌注樁、振動沖擊沉管灌注樁和沉管夯擴灌注樁等。這類

26、灌注樁的施工工藝是：使用錘擊式樁錘或振動式樁錘將帶有樁尖的鋼管沉人土中，造成樁孔，然后放人鋼筋籠、澆筑混凝土，最后拔出鋼管，形成所需的灌注樁，如圖222所示。沉管樁對周圍環(huán)境有噪音、振動、擠壓等影響。 圖222沉管灌注樁施工過程 (a)就位(b)沉管 (c)灌注混凝土 (d)下鋼筋籠(e)拔管成樁 1柱管；2鋼筋籠；3樁尖 (一)錘擊沉管灌注樁施工 錘擊沉管灌注樁的機械設備由樁管、樁錘、樁架、卷揚機滑輪組、行走機構組成。 錘擊沉管樁適用于一般粘性土、淤泥質土、砂土和人工填土地基，但不能在密實的砂礫石、漂石層中使用。它的施工程序一般為：定位埋設混凝土預制樁尖樁機就位錘擊沉管灌注混凝土邊拔管、邊錘

27、擊、邊繼續(xù)灌注混凝土(中間插入吊放鋼筋籠)成樁。 施工時，用樁架吊起鋼樁管，對準埋好的預制鋼筋混凝土樁尖（圖223）。樁管與樁尖連接處要墊以麻袋、草繩，以防地下水滲入管內。緩緩放下樁管，套人樁尖壓進土中，樁管上端扣上樁帽，檢查樁管與樁錘是否在同一垂直線上，樁管垂直度偏差05時即可錘擊沉管。先用低錘輕擊，觀察無偏移后再正常施打，直至符合設計要求的沉樁標高，并檢查管內有無泥漿或進水，即可澆筑混凝土。管內混凝土應盡量灌滿，然后開始拔管。凡灌注配有不到孔底的鋼筋籠的樁身混凝土時，第一次混凝土應先灌至籠底標高，然后放置鋼筋籠，再灌混凝土至樁頂標高。第一次拔管高度應控制在能容納第二次所需灌人的混凝土量為限

28、，不宜拔得過高。在拔管過程中應用專用測錘或浮標檢查混凝土面的下降情況。 圖223 預制混凝土樁尖 拔管速度要均勻，對一般土層以1 mmin為宜，在軟弱土層及軟硬土層交界處宜控制在03 0.8mmin為宜。采用倒打拔管時，樁錘的沖擊頻率為：單動汽錘不得少于50次min，自由落錘輕擊不得少于40次min。在管底未拔至樁頂設計標高之前，倒打和輕擊不得中斷。 錘擊沉管樁混凝土強度等級不得低于C20，每立方米混凝土的水泥用量不宜少于300Kg?；炷撂涠仍谂滗摻顣r宜為80100 mm，無筋時宜為6080 mm。碎石粒徑在配有鋼筋時不大于25mm，無筋時不大于40mm。預制鋼筋混凝土樁尖的強度等級不得低

29、于C30?；炷脸溆禂?shù)(實際灌注混凝土體積與按設計樁身直徑計算體積之比)不得小于10，成樁后的樁身 混凝土頂面標高應至少高出設計標高500 mm。 當樁較稀疏時(中心距大于35倍樁 徑或2m)，可采用連打方法；當樁較密集 時(中心距小于等于35倍樁徑或2 m)， 為防止斷樁現(xiàn)象應采用跳躍施打的方法，中間空出的樁應待鄰樁混凝土達到設計強度等級的 50以上方可施打；對于土質較差的飽和淤泥質土，可采用控制時間的連打方法，即必須在鄰樁混凝土終凝前，將影響范圍內(中心距小于等于35倍樁徑或2m)的樁全部施工完畢。 錘擊沉管灌注樁適用于一般粘土、淤泥質土、砂土、人工填工等。 前面介紹的錘擊沉管灌注樁的施

30、工方法，一般稱為“單打法”。而錘擊沉管擴大灌注柱 的施工方法則稱為“復打法”。 復打般在下列情況下應用： 1設計要求擴大樁的直徑，增加樁的承載力，減少樁的數(shù)量，減少承臺面積等。 2施工中處理工程問題和質量事故。例如懷疑或發(fā)現(xiàn)有縮徑、吊腳，夾泥等缺陷或持力層起伏不平，個別樁由于樁管長度所限達不到設計規(guī)定的進入持力層深度，以致使貫入度不符合要求，作為補救措施而采用復打法。復打法示意圖如圖2-23所示。 復打法是在第一次單打將混凝土澆筑到樁頂設計標高后，清除樁管外壁上污泥和孔周圍地面上的浮土，立即在原樁位上再次安放樁尖，進行第二次沉管，使第一次未凝固的混凝土向四周擠壓密實，將樁徑擴大，然后第二次澆筑

31、混凝土成樁。 復打施工時，樁管中心線應與初打(單打)中心線重合；第一次灌注的混凝土應接近自然地面標高；復打前應清除樁管外壁污泥；必須在第一次(單打)灌注混凝土初凝前，完成復打工作；復打以一次復打為宜；鋼筋籠在第二次沉管后吊放。 復打法全復打、半復打和局部復打之分。如果缺陷在下半段，則第一次混凝土澆筑到半樁長，另加lm，開始復打。如果缺陷在上半段，則第一次澆筑混凝土到頂后，將樁管打入1/2樁長，再第二次灌注混凝土。對于飽和淤泥或淤泥質軟土則宜采用全樁長復打法。 (二)振動、振動沖擊沉管灌注樁施工 振動、振動沖擊沉管灌注樁是利用振動樁錘(又稱激振器)、振動沖擊錘將樁管沉人土中，然后灌注混凝土而成。

32、這兩種灌注樁與錘擊沉管灌注樁相比，更適合于稍密及中密的砂土地基施工。振動沉管灌注樁和振動沖擊沉管樁的施工工藝完全相同，只是前者用振動錘沉樁，后者用振動帶沖擊的樁錘沉樁。圖224是振動灌注樁設備示意圖。 圖224振動沉管設備示意圖 1滑輪組；2激振器；3漏斗；4樁管； 5前拉索；6遮蓬；7滾筒；8枕木；9架頂；10架身頂段； 11鋼絲繩；12架身中段；13吊斗；14架身下段；15導向滑論； 16后拉索；17架底；18卷揚機；19架壓滑論；20活瓣樁尖； 施工時，先安好樁機，將樁管下端活瓣樁尖(圖225)合起來，或埋好預制樁尖，對準樁位，徐徐放下樁管，壓入土中，校正樁管垂直度，符合要求后開動激振器

33、，同時在樁管上加壓，樁管即能沉人土中。當樁管沉到設計標高，且最后30s的電流值、電壓值符合設計要求后，停止振動，安放鋼筋籠，并用吊斗將混凝土灌人樁管內，然后再開動激振器和卷揚機，拔出鋼管，邊振邊拔，從而使樁的混凝土得到振實。 圖225活瓣樁尖 1樁管；2鎖軸； 3活瓣。 振動灌注樁可采用單打法、反插法或復打法施工。單打法是一般正常的沉管方法，它是將樁管沉人到設計要求的深度后，邊灌混凝土邊拔管，最后成樁。適用于含水量較小的土層，且宜采用預制樁尖。樁內灌滿混凝土后，應先振動510 s，再開始拔管，邊振邊拔，每拔0510m停拔振動510s，如此反復進行，直至樁管全部拔出。拔管速度在一般土層內宜為12

34、15mmin，用活瓣樁尖時宜慢，預制樁尖可適當加快，在軟弱土層中拔管速度宜為0608mmin。 反插法是在拔管過程中邊振邊拔，每次拔管0510 m，再向下反插0.305 m，如此反復并保持振動，直至樁管全部拔出。在樁尖處15 m范圍內，宜多次反插以擴大樁的局部斷面。穿過淤泥夾層時，應放慢拔管速度，并減少拔管高度和反插深度。在流 動性淤泥中不宜使用反插法。 復打法是在單打法施工完拔出樁管后，立即在原樁位再放置第二個樁尖，再第二次下沉樁管，將原樁位未凝結的混凝土向四周土中擠壓，擴大樁徑，然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全長復打的目的是提高樁的承載力。局部復打主要是為了處理沉樁過程中所出現(xiàn)的質量缺陷

35、， 如發(fā)現(xiàn)或懷疑出現(xiàn)縮頸、斷樁等缺陷，局部復打深度應超過斷樁或縮頸區(qū)1m以上。復打必須在 第一次灌注的混凝土初凝之前完成。 (三)沉管樁施工中常見問題的分析與處理 沉管灌注樁施工時易發(fā)生斷樁、縮頸、樁靴進水或進泥、吊腳樁等問題，施工中應加強檢查并及時處理。 1斷樁 斷樁的裂縫為水平或略帶傾斜，一般都貫通整個截面，常常出現(xiàn)于地面以下13 m軟硬土層交接處。 斷樁原因主要有：樁距過小，鄰樁施打時土的擠壓產(chǎn)生的水平推力和隆起上拔力的影響；軟硬土層傳遞水平力不同，對樁產(chǎn)生剪應力；樁身混凝土終凝不久；強度弱，承受不了外力的影響。 避免斷樁的措施如下： (1)布樁應堅持少樁疏排的原則，樁與樁之間中心距不宜

36、小于35倍樁徑； (2)樁身混凝土強度較低時，盡量避免振動和外力的干擾，因此要合理確定打樁順序和樁架行走路線； (3)采用跳打法或控制時間法以減少對鄰樁的影響?？刂茣r間法指在鄰樁混凝土初凝以前，必須把影響范圍內的樁施工完畢。 斷樁的檢查與處理：在淺層(23m)發(fā)生斷樁，可用重錘敲擊樁頭側面，同時用腳踏在樁頭上，如樁已斷，會感到浮振；深處斷樁目前常用動測或開挖的辦法檢查。斷樁一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應將斷樁段拔出，將孔清理后，略增大面積或加上鐵箍連接，再重新澆混凝土補做樁身。 2縮頸樁 縮頸樁又稱瓶頸樁，是指部分樁徑縮小、樁截面積不符合設計要求。 縮頸樁產(chǎn)生的原因是：拔管過快，管內混凝土存量過少，混凝土本身和

37、易性差，出管擴散困難造成縮頸；在含水量大的粘性土中沉管時，土體受到強烈擾動和擠壓，產(chǎn)生很高的孔隙水壓力，拔管后，這種水壓力便作用到新澆筑的混凝土樁上，使樁身發(fā)生不同程度的縮頸現(xiàn)象。 防治措施：在容易產(chǎn)生縮頸的土層中施工時，要嚴格控制拔管速度，采用“慢拔密擊”；混凝土坍落度要符合要求且管內混凝土必須略高于地面，以保持足夠的壓力，使混凝土出管擴散正常。 施工時可設專人隨時測定混凝土的下落情況，遇有縮頸現(xiàn)象，可采取復打處理。 3樁尖進水、進泥砂 樁尖進水、進泥砂常見于地下水位高、含水量大的淤泥和粉砂土層，是由于樁管與樁尖接合處的墊層不緊密或樁尖被打破所致。處理辦法：可將樁管拔出，修復改正樁靴縫隙或將

38、樁管與預制樁尖接合處用草繩、麻袋墊緊后，用砂回填樁孔后重打；如果只受地下水的影響，則當樁管沉至接近地下水位時，用水泥砂漿灌人管內約05m作封底，并再灌1m高的混凝土，然后繼續(xù)沉樁。若管內進水不多(小于200mm)時，可不作處理，只在灌第一槽混凝土時酌情減少用水量即可。 4、吊腳樁 吊腳樁即樁底部的混凝土隔空，或混凝土中混進了泥砂而形成松軟層。形成吊腳樁的原因是由于混凝土樁尖質量差，強度不足，沉管時被打壞而擠人樁管內，且拔管時沖擊振動不夠，樁尖未及時被混凝土壓出或活瓣未及時張開。 為了防止出現(xiàn)吊腳樁，要嚴格檢查混凝土樁尖的強度(應不小于C30)，以免樁尖被打壞而擠入管內。沉管時，用吊砣檢查樁尖是

39、否有縮人管內的現(xiàn)象。如果有，應及時拔出糾正并將樁孔填砂后重打。 三、挖孔灌注樁施工 人工挖孔灌注樁是指樁孔采用人工挖掘方法進行成孔，然后安放鋼筋籠，澆筑混凝土而成的樁。人工挖孔灌注樁其結構上的特點是單樁的承載能力高，受力性能好，既能承受垂直荷載，又能承受水平荷載；人工挖孔灌注樁，具有機具設備簡單，施工操作方便，占用施工場地小，無噪音，無振動，不污染環(huán)境，對周圍建筑物影響小，施工質量可靠，可全面展開施工，工期縮短，造價低等優(yōu)點，因此得到廣泛應用。 適用范圍 人工挖孔灌注樁適用于土質較好，地下水位較低的粘土、亞粘土及含少量砂卵石的粘土層等地質條件?？捎糜诟邔咏ㄖ?、公用建筑、水工結構(如泵站、橋墩)

40、作樁基，起支承、抗滑、擋土之用。對軟土、流砂及地下水位較高，涌水量大的土層不宜采用。 (一)人工挖孔樁的施工機具 1電動葫蘆或手動卷揚機，提土桶及三腳支架。 2潛水泵：用于抽出孔中積水。 3鼓風機和輸風管：用于向樁孔中強制送人新鮮空氣。 4鎬、鍬、土筐等挖土工具，若遇堅硬土層或巖石還應配風鎬等。 5照明燈、對講機、電鈴等。 (二)一般構造要求 樁直徑般為8002000mm，最大直徑可達3 500mm。樁埋置深度一般在20m左右，最大可達40m。底部采取不擴底和擴底兩種方式，擴底直徑13d30d，最大擴底直徑可達4 500mm。一般采用一柱一樁，如采用一柱兩樁時，兩樁中心距不應小于3d，兩樁擴大

41、頭凈距不小于1m（圖2-26），上下設置不小于0.5m，樁底宜挖成鍋底形，鍋底中心比四周低200mm，根據(jù)試驗，它比平底樁可提高承載力20%以上。樁底應支承在可靠的持力層上。支承樁大多采用構造配筋，配筋率0.4%為宜，配筋長度一般為1/2樁長，且不小于10m；用于作抗滑、錨固，擋土樁的配筋，按全長或2/3樁長配置，由計算確定。箍筋采用螺旋箍筋或封閉箍筋，不小于8200mm ，在樁頂1.0m范圍內間距加密一倍，以提高樁的抗剪強度。當鋼筋籠長度超過4.0m 時，為加強其剛度和整體性，可每隔2.0m設一道1620mm焊接加強筋。鋼筋籠長超過10m需分段拼接，拼接處應用焊接。 圖226 人工挖孔和挖孔

42、擴底灌注樁 (a)圓柱樁 (b)擴底樁 (c) 、(d)擴底樁群布設 (三)施工工藝 人工挖孔樁的護壁常采用現(xiàn)澆混凝土護壁，也可采用鋼護筒或采用沉井護壁等。采用現(xiàn)澆混凝土護壁時的施工工藝過程如下： 1測定樁位、放線。 2開挖土方。采用分段開挖，每段高度取決于土壁的直立能力，一般為0510 m，開挖直徑為設計樁徑加上兩倍護壁厚度。挖土順序是自上而下、先中間、后孔邊。 3支撐護壁模板。模板高度取決于開挖土方每段的高度，一般為1 m，由48塊活動模板組合而成。護壁厚度不宜小于100mm，一般取D/10 + 5cm(D為樁徑)，且第一段井圈的護壁厚度應比以下各段增加100150 mm，上下節(jié)護壁可用長

43、為1 m左右6一8的鋼筋進行拉結。 4在模板頂放置操作平臺。平臺可用角鋼和鋼板制成半圓形，兩個合起來即為一個整圓，用來臨時放置混凝土和澆筑混凝土用。 5澆筑護壁混凝土。護壁混凝土的強度等級不得低于樁身混凝土強度等級，應注意澆搗密 實。根據(jù)土層滲水情況，可考慮使用速凝劑。不得在樁孔水淹沒模板的情況下澆護壁混凝土。每節(jié)護壁均應在當日連續(xù)施工完畢。上下節(jié)護壁搭接長度不小于50mm。 6拆除模板繼續(xù)下一段的施工。一般在澆筑混凝土24 h之后便可拆模。若發(fā)現(xiàn)護壁有蜂窩、孔洞、漏水現(xiàn)象時，應及時補強、堵塞，防止孔外水通過護壁流人樁孔內。當護壁符合質量要求后，便可開挖下一段的土方，再支模澆筑護壁混凝土，如此

44、循環(huán)，直至挖到設計要求的深度并按 設計進行擴底。 7安放鋼筋籠、澆筑混凝土?？椎子蟹e水時應先排除積水再澆混凝土，當混凝土澆至鋼筋 的底面設計標高時再安放鋼筋籠，繼續(xù)澆筑樁身混凝土。 (四)施工注意事項 1樁孔開挖，當樁凈距小于2倍樁徑且小于25 m時，應采用間隔開挖。排樁跳挖的最小 施工凈距不得小于45 m，孔深不宜大于40m。 2每段挖土后必須吊線檢查中心線位置是否正確，樁孔中心線平面位置偏差不宜超過50 mm，樁的垂直度偏差不得超過1，樁徑不得小于設計直徑。 3防止土壁坍塌及流砂。挖土如遇到松散或流砂土層時，可減少每段開挖深度(取03 05 m)或采用鋼護筒、預制混凝土沉井等作護壁，待穿過

45、此土層后再按一般方法施工。流砂現(xiàn) 象嚴重時，應采用井點降水處理。 4澆筑樁身混凝土時，應注意清孔及防止積水，樁身棍凝土應一次連續(xù)澆筑完畢，不留施工 縫。為防止混凝土離析，宜采用串筒來澆筑混凝土，如果地下水穿過護壁流入量較大無法抽干 時，則應采用導管法澆筑水下混凝土。 5必須制定好安全措施。 (1)施工人員進入孔內必須戴安全帽，孔內有人作業(yè)時，孔上必須有人監(jiān)督防護。 (2)孔內必須設置應急軟爬梯供人員上下井；使用的電動葫蘆、吊籠等應安全可靠并配有自 動卡緊保險裝置；不得用麻繩和尼龍繩吊掛或腳踏井壁凸緣上下；電動葫蘆使用前必須檢驗其安全起吊能力。 (3)每日開工前必須檢測井下的有毒有害氣體，并有足

46、夠的安全防護措施。樁孔開挖深度 超過10m時，應有專門向井下送風的設備，風量不宜少于25 Ls。 (4)護壁應高出地面200300 mm，以防雜物滾入孔內；孔周圍要設08m高的護欄。 (5)孔內照明要用12V以下的安全燈或安全礦燈。使用的電器必須有嚴格的接地、接零和 漏電保護器(如潛水泵等)。 思考題 1、什么叫泥漿護壁成孔灌注樁？ 2泥漿護壁成孔灌注樁的護筒有何作用? 3、鉆孔灌注樁鉆孔時的泥漿循環(huán)工藝有 兩種，其中 工藝的泥漿上流速度高，攜土能力大。 4泥漿在灌注樁成孔中有何作用? 5清孔方法有幾種?清孔要求怎樣?孔底沉渣有何規(guī)定? 6、泥漿護壁成孔灌注樁常見工程事故及處理方法。 7、什么叫套管成孔灌注樁？根據(jù)沉管方式不同，它又分為哪兩種形式？ 8沉管灌注樁見質量問題及原因是什么?如何預防? 9、什么叫單打法？什么叫復打法？什么叫反插法？第一節(jié) 概述 目的要求 了解: 樁基礎的工作特點 熟悉：高承臺樁基礎、低承臺樁基礎的概念。 掌握：端承樁、摩擦樁的概念。預制樁、灌筑樁的概念。 講授重點端承樁、摩擦樁的概念。預制樁、灌筑樁的概念。 講授難點端承樁、摩擦樁的概念，灌筑樁的概念。 講授內容 一、樁基礎的工作特點 樁基礎是一種既古老又現(xiàn)代高層建筑物和重要建筑物工程中被廣泛采用的基礎形式。 樁基礎的作用是將上部結構較大的荷載通