桩基工程施工培训技巧讲义

1、第五章第五章 桩基工程施工桩基工程施工5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 预制桩的施工预制桩的施工5.3 5.3 灌注桩的施工灌注桩的施工事故分析事故分析o20132013年年1010月月1212日日1010时时3030分许，重庆市丰都县分许，重庆市丰都县长江二桥施工工地长江二桥施工工地4 4号号桥墩因浮吊悬臂脱落桥墩因浮吊悬臂脱落，冲击钢围堰，致使，冲击钢围堰，致使钢围堰受损钢围堰受损，发生事故，发生事故。据初步调查，已造成。据初步调查，已造成1111人失踪人失踪，2 2人受轻人受轻微伤。目前，伤员已经送往医院救治。具体微伤。目前，伤员已经送往医院救治。具体事故原因及性质正在进一步调查之

2、中。事故原因及性质正在进一步调查之中。o？为什么钢围堰受损会导致？为什么钢围堰受损会导致1111人死亡人死亡5.1 5.1 概述概述桩的分类桩的分类 按承载力性状分为：摩擦型桩（摩擦桩、端承摩擦桩）；端按承载力性状分为：摩擦型桩（摩擦桩、端承摩擦桩）；端承型桩（端承桩、摩擦端承桩）承型桩（端承桩、摩擦端承桩） 按使用功能分：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩、按使用功能分：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩、复合受荷桩复合受荷桩 按按施工方法分：预制桩、灌注桩施工方法分：预制桩、灌注桩、深层搅拌桩、深层搅拌桩工程应用工程应用工业与民用建筑、多层至高层建筑、铁路、公路、桥梁、港工业与民用建筑、多

3、层至高层建筑、铁路、公路、桥梁、港口码头等的口码头等的基础基础。地下结构的地下结构的围护结构。围护结构。5.1 5.1 概述概述苏通大桥主桥主墩基础分别采用131根直径2.5米至2.85米，长约120米的灌注桩，是世界最大规模的群桩基础。5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 预制桩的施工预制桩的施工o预制桩定义预制桩定义 预制桩是在工厂或施工现场制成的桩（预制桩是在工厂或施工现场制成的桩（钢筋混钢筋混凝土桩、钢桩、凝土桩、钢桩、PHCPHC管桩管桩），而后用沉桩设备将桩），而后用沉桩设备将桩打入、压入、振入（有时用高压水冲）打入、压入、振入（有时用高压水冲）土中。土中。5.2 5.2 预制桩

4、的施工预制桩的施工预应力管桩是采用预应力工艺、经离心成型、常预应力管桩是采用预应力工艺、经离心成型、常压压高压蒸汽养护工艺在工厂标准化、规模化生产高压蒸汽养护工艺在工厂标准化、规模化生产制造的预应力中空圆筒体细长混凝土预制件，制造的预应力中空圆筒体细长混凝土预制件，主要主要由圆筒形桩身、端头板合钢套箍等组成由圆筒形桩身、端头板合钢套箍等组成。按混凝土。按混凝土强度等级分为预应力混凝土管桩（强度等级分为预应力混凝土管桩（PCPC）和预应力高）和预应力高强混凝土管桩（强混凝土管桩（PHCPHC）。）。PHCPHC管桩混凝土管桩混凝土强度等级不低于强度等级不低于C80C80。单桩承载力大，。单桩承载

5、力大，耐打性好，设计选用灵活方便，施工速度快，成桩耐打性好，设计选用灵活方便，施工速度快，成桩质量可靠。质量可靠。5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工混凝土预制桩施工工艺包括：混凝土预制桩施工工艺包括： 制作、起吊、运输和堆放；制作、起吊、运输和堆放； 沉桩沉桩锤击打入法，静压压入法锤击打入法，静压压入法; ; 接桩接桩; ; 停桩。停桩。5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工制作制作 1 1）可在工厂或施工现场预制，但预制场地须平整、密实。）可在工厂或施工现场预制，但预制场地须平整、密实。 2 2）为防止桩顶击碎，预制桩混凝土应从桩顶向桩尖开始）为防止桩顶击碎，

6、预制桩混凝土应从桩顶向桩尖开始连续浇筑，并应防止桩尖砂浆积累过多。连续浇筑，并应防止桩尖砂浆积累过多。 3 3）采用重叠法制桩时，上层桩或邻桩的浇注，必须在下）采用重叠法制桩时，上层桩或邻桩的浇注，必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度层桩或邻桩的混凝土达到设计强度30%30%以后，方可进行，以后，方可进行，且且桩的重叠层数，不宜超过桩的重叠层数，不宜超过4 4层层。5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o起吊、运输和堆放起吊、运输和堆放 1 1）桩达到设计强度）桩达到设计强度70%70%方可起吊，达到方可起吊，达到100%100%方可方可运输；运输； 2 2）当运距不大时，可采

7、用滚筒、卷扬机等拖动桩）当运距不大时，可采用滚筒、卷扬机等拖动桩身运输；当运距较大时可采用小平台车运输。运身运输；当运距较大时可采用小平台车运输。运输过程应平稳，严禁在场地上直接拖拉桩体；输过程应平稳，严禁在场地上直接拖拉桩体；3 3）桩的）桩的堆放层数不宜超过堆放层数不宜超过4 4层层，且，且各层垫木与吊点各层垫木与吊点在同一横截面上在同一横截面上。5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工打桩过程包括：打桩过程包括： 桩架移动和定位、吊桩和定桩、桩架移动和定位、吊桩和定桩、打桩、打桩、截桩和接桩截桩和接桩等。等。 31121-11-11-2袋装砂棱体中粗砂碎石反滤层吹填砂吹填砂开

8、山石和面层1:2.55.2 5.2 混凝土制桩的施工混凝土制桩的施工锤击法打桩锤击法打桩静压法压桩静压法压桩5.2 5.2 混凝土制桩的施工混凝土制桩的施工5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o打桩前的准备工作打桩前的准备工作 打桩前应处理地上、地下障碍物，对场地进打桩前应处理地上、地下障碍物，对场地进行平整压实，放出桩基线并行平整压实，放出桩基线并定出桩位定出桩位，并在，并在不受打桩影响的适当位置不受打桩影响的适当位置设置水准点设置水准点，以便，以便控制桩的入土标高；控制桩的入土标高；正式正式打桩前，还应进行打桩试验打桩前，还应进行打桩试验，以便检验，以便检验设备和工艺是否符

9、合要求。设备和工艺是否符合要求。 按照规范的规定，按照规范的规定，试桩不得少于试桩不得少于3 3根根。 5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o打入桩施工注意要点：打入桩施工注意要点： 1 1）、第一节管桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不得大于）、第一节管桩起吊就位插入地面的垂直度偏差不得大于0.50.5，并宜用长条水准尺或其它测量仪器校正；必要时，宜拔出重插。并宜用长条水准尺或其它测量仪器校正；必要时，宜拔出重插。2 2）、施打中，桩捶、桩帽、桩身中心线应重合、）、施打中，桩捶、桩帽、桩身中心线应重合、当桩身倾斜率超过当桩身倾斜率超过0.80.8时，应找出原因并设法纠正时，应找出

10、原因并设法纠正；当桩尖进入硬土层后，严禁用移；当桩尖进入硬土层后，严禁用移动桩架等强行回扳的方法纠偏。动桩架等强行回扳的方法纠偏。3 3）、在较厚的粘土。粉质粘土层中施打管桩，不宜采用大流水打桩）、在较厚的粘土。粉质粘土层中施打管桩，不宜采用大流水打桩施工法，施工法，应将每根桩一次性连续打到底，尽量减小中间休歇时间应将每根桩一次性连续打到底，尽量减小中间休歇时间。5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o沉桩时桩锤的选择原则：沉桩时桩锤的选择原则：重锤低击重锤低击5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o打桩顺序原则：打桩顺序原则：减少挤土效应减少挤土效应对桩与周边建筑

11、物影响对桩与周边建筑物影响1 1）桩数多于）桩数多于3030根的群桩基础，根的群桩基础，自中间向两个方向或自中间向两个方向或四周对称施打四周对称施打。一般情况下，桩的中心距小于。一般情况下，桩的中心距小于4 4倍桩倍桩的直径时，就要拟定打桩顺序。的直径时，就要拟定打桩顺序。 2 2）当一侧比邻建筑物时，由比邻建筑物处向另一方）当一侧比邻建筑物时，由比邻建筑物处向另一方向施打；向施打；3 3）根据桩的规格，）根据桩的规格，宜先大后小，先长后短宜先大后小，先长后短。5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o接桩接桩 1 1）接桩时，上下节桩段应保持顺直，错位偏）接桩时，上下节桩段应保持

12、顺直，错位偏差不宜大于差不宜大于2mm2mm。桩的连接方法有焊接、法兰接桩的连接方法有焊接、法兰接及硫磺胶泥锚接及硫磺胶泥锚接三种；三种； 2 2）焊接法与法兰接法所采用钢板桩和螺栓宜为）焊接法与法兰接法所采用钢板桩和螺栓宜为低碳钢，并低碳钢，并确保焊缝质量确保焊缝质量和设计尺寸，该接法和设计尺寸，该接法适用于各类土层；适用于各类土层； 3 3）硫磺胶泥锚接桩质量应严格管理，该接法一硫磺胶泥锚接桩质量应严格管理，该接法一般仅用于软土层般仅用于软土层。5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o焊接接桩应符合现行行业标准焊接接桩应符合现行行业标准建筑钢结构焊建筑钢结构焊接规则接规则焊缝

13、应饱满连续。焊后自然冷却时间焊缝应饱满连续。焊后自然冷却时间不得小于不得小于8 8分钟；分钟；严禁用水冷却或焊好即打严禁用水冷却或焊好即打。 o硫磺胶泥锚接桩时接点的平面和锚筋孔内应灌硫磺胶泥锚接桩时接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥，灌注时间不得超过两分钟，灌注后停满胶泥，灌注时间不得超过两分钟，灌注后停歇时间应符合要求（歇时间应符合要求（6-206-20分钟）分钟）静力压桩作业要点静力压桩作业要点 1 1、压桩机机上吊机在进行吊桩、压桩机机上吊机在进行吊桩、喂桩过程中，严禁喂桩过程中，严禁行走和调整行走和调整；2 2、喂桩时，管桩桩身两侧合缝位置应避开夹持机够、喂桩时，管桩桩身两侧合缝位置应避

14、开夹持机够中夹具的直接接触；中夹具的直接接触；3 3、带有桩尖的、带有桩尖的第一节桩插入地面第一节桩插入地面0.50.50.60.6米时应严米时应严格调整桩的垂直度格调整桩的垂直度，偏差不得大于，偏差不得大于0.50.5，然后才能，然后才能继续下压；继续下压；4 4、压桩过程中应经常、压桩过程中应经常注意观察注意观察桩身混凝土的完整性，桩身混凝土的完整性，一旦发现桩身裂缝或掉角，应立刻停机，找出原因，一旦发现桩身裂缝或掉角，应立刻停机，找出原因，采用改进接桩。采用改进接桩。 锤击式打入桩作业要点锤击式打入桩作业要点 1 1、合理选锤、合理选锤、重锤低击重锤低击；2 2、桩帽大小要适中，垫层软硬

15、要适度，厚度要保证；、桩帽大小要适中，垫层软硬要适度，厚度要保证；3 3、桩身要直，力戒偏打；、桩身要直，力戒偏打；4 4、接头焊接质量接头焊接质量要保证；要保证；5 5、在较厚的粘土、粉层粘土层中，、在较厚的粘土、粉层粘土层中，应连续一次性将应连续一次性将一根桩打到底一根桩打到底；6 6、正确适宜地确定、正确适宜地确定收锤标准收锤标准；7 7、在整个施工过程中，必须在适应时间更换垫层。、在整个施工过程中，必须在适应时间更换垫层。变形的垫层或锤击时偏打，都会严重损坏桩头。变形的垫层或锤击时偏打，都会严重损坏桩头。 5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o桩停止锤击的控制原则：桩停

16、止锤击的控制原则： A A 承受轴向荷载承受轴向荷载摩擦桩以控制桩端设摩擦桩以控制桩端设计标高为主计标高为主，贯入度作为参考；，贯入度作为参考； B B 承受轴向荷载承受轴向荷载端承桩以贯入度控制端承桩以贯入度控制为主为主，桩端标高作为参考。，桩端标高作为参考。 注：注：贯入度，最后贯入度，最后1010击桩的入土平均深度击桩的入土平均深度5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o静力压桩停止的控制原则静力压桩停止的控制原则 静力压桩单桩竖向承载力静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力值大，可通过桩的终止压力值大致判断，因土质的不同而异。桩的终止压力不等于单致判断，因土质的不同而

17、异。桩的终止压力不等于单桩的极限承载力，要通过静载对比试验来确定一个系桩的极限承载力，要通过静载对比试验来确定一个系数，然后再利用系数和终止压力，求出单桩竖向承载数，然后再利用系数和终止压力，求出单桩竖向承载力的标准值力的标准值q q，即，即q qk kq qs s。如判断的终止压力值。如判断的终止压力值不能满足设计要求，应立即采取送压加深处理或补桩，不能满足设计要求，应立即采取送压加深处理或补桩，以保证桩基的施工质量。以保证桩基的施工质量。5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工o打桩施工时对周围影响主要包括：打桩施工时对周围影响主要包括：噪音、振动、挤土噪音、振动、挤土o打桩施

18、工时打桩施工时减少对周围影响的措施减少对周围影响的措施： 1 1）浅层）浅层预钻孔预钻孔排土打入桩，要求桩架具备钻孔锤击双重功能，排土打入桩，要求桩架具备钻孔锤击双重功能，钻孔深度宜为桩长的钻孔深度宜为桩长的1/3-1/21/3-1/2； 2 2） 设置袋装砂井或塑料排水板，以设置袋装砂井或塑料排水板，以消除部分超孔隙水压力消除部分超孔隙水压力； 3 3） 设置隔离板设置隔离板或开挖地面防震沟，沟宽或开挖地面防震沟，沟宽0.5-0.8m, 0.5-0.8m, 深深2-3m2-3m； 4 4）加强对邻近建筑物，地下管线）加强对邻近建筑物，地下管线监测，调整打桩速率监测，调整打桩速率。o打打( (

19、压压) )桩工程常见质量问题有：桩工程常见质量问题有：单桩承载力低单桩承载力低于设计值，桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、于设计值，桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大桩位偏差过大等五大类。等五大类。o一般处理方法有：补沉法、补桩法、送补结合一般处理方法有：补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等。法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等。5.2 5.2 混凝土预制桩的施工混凝土预制桩的施工5.3 5.3 灌注桩的施工灌注桩的施工o不同桩型的适应条件：不同桩型的适应条件： 1 1）泥浆护壁钻孔灌注桩泥浆护壁钻孔灌注桩适用于地下水位以下土层及适用于地下水位以下土层及风化岩层；风

20、化岩层； 2 2）沉管灌注桩适用于粘性土、粉土、淤泥质土、砂）沉管灌注桩适用于粘性土、粉土、淤泥质土、砂土及填土，在厚度较大流塑状态的粘性土中应慎用；土及填土，在厚度较大流塑状态的粘性土中应慎用； 3 3）夯扩桩适用于桩端持力层为中、低压缩性土；）夯扩桩适用于桩端持力层为中、低压缩性土； 4 4）干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩适用于地下水位以上土层及风适用于地下水位以上土层及风化岩层。化岩层。场地准备埋设护筒制备泥浆钻孔清孔钢筋笼入孔灌注水下混凝土等5.3 5.3 灌注桩的施工灌注桩的施工o泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩泥浆的制备和处理泥浆的制备和处理正反循环钻孔灌注桩正反循环钻孔灌注

21、桩的施工法的施工法旋挖钻孔灌注桩旋挖钻孔灌注桩的施工法的施工法施工工艺施工工艺质量控制质量控制5.3 5.3 灌注桩的施工灌注桩的施工o泥浆的制备和处理泥浆的制备和处理1 1）在）在粘土中钻孔，可采用清水钻进粘土中钻孔，可采用清水钻进，自造泥浆护，自造泥浆护壁以防坍孔，在壁以防坍孔，在砂土中钻孔则应注入制备泥浆砂土中钻孔则应注入制备泥浆；2 2）泥浆制备应选用）泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土高塑性粘土或膨润土，泥浆比，泥浆比重为重为1.1-1.151.1-1.15；3 3）施工期间护筒内）施工期间护筒内泥浆面应高出地下水位泥浆面应高出地下水位1.0m1.0m以以上上；4 4）浇筑混凝土前，应

22、清孔浇筑混凝土前，应清孔，孔底，孔底500mm500mm以内泥浆比以内泥浆比重应小于重应小于1.251.25，含砂率，含砂率8%8%5.3 5.3 灌注桩的施工灌注桩的施工正循环成孔正循环成孔设备简设备简单，操作方便，工单，操作方便，工艺成熟，当孔深不艺成熟，当孔深不太深，孔径太深，孔径小于小于 800mm800mm时钻进效率时钻进效率高。当桩径较大时，高。当桩径较大时，钻杆与孔壁间的环钻杆与孔壁间的环形断面较大，形断面较大，泥浆泥浆循环时返流速度低，循环时返流速度低，排碴能力弱排碴能力弱。5.3 5.3 灌注桩的施工灌注桩的施工o反循环成孔反循环成孔是是泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，

23、来泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，来冷却钻头并携带沉碴由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺冷却钻头并携带沉碴由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺。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，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，一般可达因此，泥浆的上返速度大，一般可达2 m/s-3m/s2 m/s-3m/s多，是正循多，是正循环工艺泥浆上返速度的数十倍，因而可以环工艺泥浆上返速度的数十倍，因而可以提高排碴能力提高排碴能力，保，保持孔内清洁，减少钻碴在孔底重复破碎的机会，能大大提高持孔内清洁，减少钻碴在孔底重复破碎的机会，能大大提高成孔效率。这种成孔工

24、艺是目前成孔效率。这种成孔工艺是目前大直径成孔施工大直径成孔施工的一种有效的一种有效的先进的成孔工艺，因而应用较多。的先进的成孔工艺，因而应用较多。反循环钻孔反循环钻孔o旋挖钻机旋挖钻机在中国也是在最近四五年才被逐渐认识和应用，在中国也是在最近四五年才被逐渐认识和应用，成为成为近年来发展最快的一种新型桩孔施工方法近年来发展最快的一种新型桩孔施工方法，旋挖钻孔，旋挖钻孔灌注桩技术被誉为灌注桩技术被誉为“绿色施工工艺绿色施工工艺” ” ，其特点是工作效率，其特点是工作效率高、施工质量好、尘土泥浆污染少。旋挖钻机是一种多功高、施工质量好、尘土泥浆污染少。旋挖钻机是一种多功能、高效率的灌注桩桩孔的成孔

25、设备，可以实现桅杆垂直能、高效率的灌注桩桩孔的成孔设备，可以实现桅杆垂直度的自动调节和钻孔深度的计量；度的自动调节和钻孔深度的计量；旋挖钻孔施工是旋挖钻孔施工是利用钻利用钻杆和钻斗的旋转，以钻斗自重并加液压作为钻进压力，使杆和钻斗的旋转，以钻斗自重并加液压作为钻进压力，使土屑装满钻斗后提升土屑装满钻斗后提升钻斗出土钻斗出土。通过钻斗的旋转、挖土、通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔提升、卸土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔。吊放钢筋。吊放钢筋笼、灌注砼、后压浆等同其他水下钻孔灌注桩工艺。笼、灌注砼、后压浆等同其他水下钻孔灌注桩工艺。旋挖钻孔灌注桩施工工法旋挖钻孔灌注桩施工工法 5.3 5.3 灌注桩的施工灌注桩的施工采用正循环清孔采用反循环清孔端承桩50mm; 摩擦端承桩或端承摩擦桩100mm; 摩擦桩300mm充盈系数（1,1.3）o钻孔灌注桩为地下隐蔽工程，影响其施工质量的钻孔灌注桩为地下隐蔽工程，影响其施工质量的因素多且复杂，施工中常遇到：因素多且复杂，施工中常遇到：塌孔、灌注混凝塌孔、灌注混凝土中阻、钢筋笼上浮、缩颈与断桩土中阻、钢筋笼上浮、缩颈与断桩等问题。等问题。o缺陷