桥梁下部施工技术培训讲义518T4

5大直径成孔、成桩2挖孔灌注桩施工1钻孔灌注桩施工4预制桩施工3沉管灌注桩施工讨论一下1.桩基础按照施工方法可分为哪几类？2.灌注桩与预制桩有什么区别？哪一种在桥梁基础中较常用，为什么？3.什么是挤土桩和非挤土桩、端承桩和摩擦桩？

钻孔灌注桩施工灌注桩有哪些成孔工艺？分别适用于哪种情况？

灌注桩根据成孔形式不同，分为机械成孔、人工成孔。机械成孔方法很多，常用的有回转钻钻孔、冲击钻冲孔、抓斗成孔、干作业成孔和全套管成孔等。钻孔灌注桩概念钻孔灌注桩

是在孔位处采用机械成孔，吊放钢筋骨架，然后再浇筑混凝土成桩。优点不需要接桩和截桩，应用较广，无噪声，无振动，设备简单轻便，抗震性好，直径可达3～4m，甚至6m，桩长桩径应用灵活，单桩承载力较高。钻孔灌注桩成孔越深孔壁土压力及孔隙水压力越大，容易发生坍孔，因此一般在机械成孔中多采用泥浆护壁。适用于

地层适应性强，几乎能适用于各种地层。平整场地确定工作面桩位放样埋设护筒机械进场钻孔清孔检测钢筋笼安放下放导管检测灌注水下混凝土凿除桩头桩基检测施工准备成孔成桩制备泥浆注入泥浆制作护筒制作钢筋笼二次清孔导管水密试验拌制混凝土运输混凝土制作试件检测试件材质检验不合格不合格①冲击钻机成孔②冲抓锥成孔③潜水钻机成孔④回转钻机成孔⑤旋挖钻机成孔钻孔灌注桩施工工艺流程木护筒钢护筒钢筋混凝土护筒类型埋设护筒图7-2护筒1一连接螺栓孔；2-连接钢板；3-纵向钢筋；4-连接钢板或刃脚护筒作用(1)固定桩位，并作钻孔导向。(2)保护孔口，防止孔口土层坍塌。(3)隔离地下水或海（河）水，并保持钻孔内水位高出施工水位以稳固孔壁，以防坍孔。1钻孔灌注桩施工旱地挖槽埋设分层夯实浅水围堰筑岛隔水埋设深水浮船工作平台钢套箱围堰钢护筒埋设护筒1钻孔灌注桩施工护筒构造内径高度定位中心位置垂直度埋设深度顶面高度底面埋深埋设护筒，，护筒内径径宜比桩径径大200～400mm。护筒中心心竖直线应应与桩中心心线重合。。护筒高度宜宜高出地面面0.3m或水面1.0～2.0m。当钻孔内内有承压水水时，应高高于稳定后后的承压水水位2.0m以上。护筒埋置深深度宜为2～4m，冲刷河床床，应沉入入局部冲刷刷线以下不不小于1.0～1.5m。护筒连接处处要求筒内内无突出物物，耐拉、、压，不漏漏水。埋设护筒1钻孔灌注桩施工埋设护筒三三维动画1钻孔灌注桩施工泥浆的作用泥浆由水、粘土（或膨胀土）和添加剂按适当配合比制成。在成孔过程中起到护壁，浮悬排渣的作用。制备泥浆粘土以水化快、造浆能力强、粘度大的膨润土或接近地表经过冻融的粘土为好，但应尽量就地取材。一般可选塑性指数大于25，粒径小于0.005mm颗粒含量多于总量50%的粘土制浆。直径大于2.5m的大直径钻孔灌注桩的泥浆应根据实际情况选用，地质复杂，覆盖层厚，护筒无法下沉到岩层时可以采用PHP（丙烯酰胺）泥浆，该种浆不分散、低固相、高粘度。制浆有机械搅拌、人工搅拌和钻锥搅拌三种方法。制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使在搅拌中易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。正反循环回转钻对泥浆质量要求高，在泥浆池用泥浆搅拌机制成后使用。冲击钻孔时，将粘土原料投入孔底，利用冲击锤上下冲击，搅成泥浆即为钻锥搅拌。制备泥浆1钻孔灌注桩施工制备泥浆动动画1钻孔灌注桩施工1.相对密度ρx测定仪器：泥浆相对密度计方法：将量测泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧刻度即为泥浆的相对密度。现场无仪器测试：可用一口杯，先称其质量为m1，再装清水称其质量为m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量为m3ρx=(m3-m1)/(m2-m1)2.粘度η（s）测定仪器：标准漏斗粘度计方法：用两端开口量杯分别量取200ml和500ml泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700ml均注入漏斗，然后使泥浆从漏斗流出，流满500ml量杯所需时间（s），即为所测泥浆的粘度。校正方法：漏斗中注入700ml清水，流出500ml，所需时间应是15s，如偏差超过±1s，则量测泥浆粘度时应校正。3.含砂率（%）测定仪器：含砂率计方法：把50ml调制泥浆倒进含砂率计，然后再倒450ml清水，将仪器口塞紧，摇动1min，使泥浆与水混合均匀，再将仪器竖直静放3min，仪器下端沉淀物的体积（由仪器上刻度读出）乘2就是含砂率（%）。如有需要还需测定胶体率（%）、失水量（ml/30min）、泥皮厚（mm）。泥浆检测1钻孔灌注桩施工粘度η（s）测定制备泥浆1钻孔灌注桩施工制备泥浆含砂率（%）测定1钻孔灌注桩施工泥浆性能指指标检测动动画1钻孔灌注桩施工钻机类型循环钻机冲击钻机冲抓钻机旋挖钻机螺旋钻机钻孔1钻孔灌注桩施工成孔要求：：安全、稳固固、无事故故、实时观观测、一气气呵成、成成孔检查、、捞渣取样样。P193桩基钻孔渣渣样为什么要取取渣样？每每根桩都需需要取渣样样吗？1钻孔灌注桩施工正循环钻机机成孔工艺艺埋设护筒从钻杆压入泥浆钻机钻进泥浆携钻渣从孔口溢出清孔验孔埋设护筒从孔口注入泥浆钻机钻进从钻杆顶抽出泥浆和钻渣清孔验孔钻孔——旋转钻进成成孔反循环钻机机成孔工艺艺1钻孔灌注桩施工正循环泥浆流向反循环泥浆流向钻孔——旋转钻进成成孔1钻孔灌注桩施工旋转钻进正循环施工工动画图7-12正循环旋转转机钻头a)鱼尾锥；b）圆柱形钻钻头；c）刺猬钻头头1-钻杆；2-出浆口；3-刀刃；4-斜撑；5-斜挡板；6-上腰围；7-下腰围；8-耐磨合金钢钢；9-刮板；10-超前钻；11-出浆口图7-9正循环回转转法钻孔示示意1-钻锥；2-护筒；3-工作平台；；4-钻架；5-水龙头（摇摇头）；6-高压胶管；；7-泥浆泵；8-储浆池；9-沉淀池；10-土台；11-磨盘钻机钻孔——旋转钻进成成孔1钻孔灌注桩施工反循环施工工动画图7-10反循环的工工作原理a)泵吸反循环环；b）压气反循循环；c）射流反循循环；1-真空泵；2-泥浆泵；3-钻渣；4、5、9-清水；6-气泡；7-高压空气进进气口；8一高压水进进口；10-水泵图7-11反循环旋转转钻头1-三翼刀板；；2-剑尖钻孔——旋转钻进成成孔1钻孔灌注桩施工埋设护筒灌入泥浆冲击钻进排渣补充泥浆，继续钻进钻孔——冲击钻进成成孔1钻孔灌注桩施工冲击成孔施施工动画图7-13冲击成孔a)定型的冲击击钻机；b）简易冲击击钻机图7-14冲击钻锥钻孔——冲击钻进成成孔1钻孔灌注桩施工钻孔——冲击钻进现现场视频1钻孔灌注桩施工钻孔——冲击钻进成成孔动画1钻孔灌注桩施工埋设护筒提起钻头，冲抓叶瓣张开放开制动，锥头下落提升拉索，锥头合拢提升锥头，出渣进入下一轮作业钻孔——冲抓钻进成成孔1钻孔灌注桩施工冲抓成孔施施工动画冲抓成孔图7-18冲抓钻机工工作示意1-钻孔；2-护简；3-冲抓锥；4-开合钢丝绳绳；5-吊起钢丝绳绳；6-天滑轮；7-转向滑轮；；8-钻架；9-横梁；10-双筒卷扬机机；11-水头高度；；12-地下水位图7-19冲抓锥1-外套；2-连杆；3-内套；4-支撑杆；5-叶瓣；6-锥头钻孔——冲抓钻进成成孔1钻孔灌注桩施工开孔提出钻头，埋设护筒注入泥浆，继续钻进出渣继续钻进清底验孔钻孔——旋挖钻进成成孔1钻孔灌注桩施工钻孔——旋挖钻进成成孔动画1钻孔灌注桩施工进尺提钻甩土继续钻进清底验孔钻孔——螺旋钻进成成孔图7-22螺旋钻机a）-长螺旋钻机机；b）-短螺旋钻机机1钻孔灌注桩施工1钻孔灌注桩施工清孔①测孔深②降降低低井井孔孔内内泥泥浆浆相相对对密密度度、、黏黏度度、、含含砂砂率率③清清除除井井底底沉沉渣渣清孔孔如何何根根据据工工程程实实际际情情况况选选择择适适宜宜的的清清孔孔方方法法？？抽浆浆法法掏渣渣法法换浆浆法法喷射射法法测孔孔深深动动画画1钻孔灌注桩施工检测测图7-24检孔孔器器验验孔孔1钻孔灌注桩施工主筋调直无局部弯折电焊焊接骨架成型内箍成形法绑扎长度宜≤10m／节超声声波波检检测测管管制作作钢钢筋筋笼笼1钻孔灌注桩施工吊装前准备测孔深、沉淀厚度拆除钻孔设备运输、吊装钢筋骨架吊点位置保护层厚度吊装入孔、固定骨架居中防止上浮钢筋筋笼笼吊吊放放1钻孔灌注桩施工首节节钢钢筋筋骨骨架架对对中中钢筋筋笼笼吊吊放放1钻孔灌注桩施工钢筋筋笼笼吊吊放放动动画画1钻孔灌注桩施工导管试拼装泌水承压试验接头抗拉试验直径：20~35cm法兰接头水下混凝土配置水泥品种粗骨料、细骨料含砂率、水灰比、坍落度首批混凝土数量计算填充导管底部导管首次埋深≥1m混凝凝土土灌灌注注准准备备1钻孔灌注桩施工导管管配配设设操操作作练练习习下放放导导管管动动画画1钻孔灌注桩施工h2h3h2≥1mh3≥0.3m灌注首批批水水下下混混凝凝土土的的灌灌注注混凝凝土土灌灌注注1钻孔灌注桩施工水下下混混凝凝土土灌灌注注管管动动画画1钻孔灌注桩施工1钻孔灌注桩施工凿除除桩桩头头桩基基检检测测桩的几何条件检验桩身质量检验低应变法声波透射法取芯法桩身强度与单桩承载力检验根据据质质量量检检验验结结果果，，如如何何将将桩桩进进行行分分类类？？1钻孔灌注桩施工项次检查项目规定值或允许偏差检测方法1混凝土强度/Mpa在合格标准内混凝土抗压强度评定2桩位/mm100经纬仪检测纵、横向3孔深/m不小于设计测锤、超声波检测4孔径/mm不小于设计笼式井径检测笼5钻孔倾斜度/mm1%桩长，且不大于500圆垂球检测6沉淀厚度/mm符合设计规定测锤、取样盒检测7钢筋骨架底面高程/mm±50测锤、超声波检测桩基基检检测测1钻孔灌注桩施工声波波透透射射法法（（超超声声波波检检测测动动画画））图7-36超声声波波检检测测装装置置1-发射射探探头头；；2-接收收探探头头；；3-测管管；；4-水耦耦合合剂剂；；5-桩身身混混凝凝土土；；6-检测测仪仪；；7-记录录仪仪1钻孔灌注桩施工坍孔改善泥浆、埋深护筒回填重钻斜孔反复扫孔回填重钻扩孔、缩孔补焊钻锥优质泥浆护壁糊钻、埋钻清除钻渣、提出钻锥卡钻松动钻渣、打捞钻锥常见见事事故故处处理理1钻孔灌注桩施工断桩桩事事故故处处理理动动画画1钻孔灌注桩施工钻孔孔灌灌注注桩桩完完整整施施工工动动画画1钻孔灌注桩施工人工工挖挖孔孔灌灌注注桩桩施施工工人工工挖挖孔孔桩桩概概念念挖孔孔灌灌注注桩桩是通通过过人人工工开开挖挖和和小小型型爆爆破破配配合合小小型型机机具具成成孔孔，，吊吊桶桶出出渣渣，，孔孔壁壁支支护护，，挖挖孔孔达达到到设设计计深深度度后后进进行行孔孔底底清清理理，，吊吊放放钢钢筋筋笼笼，，浇浇筑筑混混凝凝土土而而形形成成的的桩桩基基础础。。优点点施工工设设备备简简单单，，无无噪噪声声，，可可做做成成任任意意截截面面形形状状的的井井孔孔，，造造价价低低，，且且成成孔孔后后可可直直接接观观测测到到孔孔内内土土质质状状况况，，基基桩桩质质量量有有保保障障。。采采用用此此法法施施工工的的桩桩基基不不宜宜太太深深，，当当设设计计桩桩长长大大于于15m时，，应应加加强强通通风风、、照照明明和和其其他他安安全全措措施施，，对对护护壁壁质质量量加加强强检检查查，，防防止止由由于于护护壁壁不不合合格格造造成成的的坍坍孔孔事事件件。。适用用于于无地地下下水水或或地地下下水水量量少少，，密密实实土土层层或或风风化化岩岩层层，，桩桩的的直直径径(或边边长长)不宜宜小小于于1.4m，孔孔深深一一般般不不宜宜超超过过20m。在在多多年年冻冻土土地地区区，，慎用用挖孔孔桩桩施施工工。。场地准备确定工作面桩位放样修筑孔口开挖出渣护壁成孔检测钢筋笼安放灌注桩基混凝土凿除桩头桩基检测施工准备成孔成桩反复循环以上程序，直到开挖到桩基底设计标高以上20-30cm制作钢筋笼拌制混凝土运输混凝土制作试件检测试件材质检验人工开挖小型松动爆破配合人工开挖空气中灌注混凝土水中灌注混凝土人工工挖挖孔孔桩桩施施工工工工艺艺流流程程图图2挖孔灌注桩施工修筑筑孔孔口口图7-40孔口口围围护护混凝土防护圈堆土防护圈2挖孔灌注桩施工成孔孔开挖出渣护壁一般般情情况况每每挖挖1m支护护一一次次，，再再挖挖人工工镐镐、、锹锹或或浅浅眼眼松松动动爆爆破破，，注注意意通通风风吊桶桶出出渣渣，，孔孔口口不不得得堆堆积积渣渣土土和和重重物物混凝凝土土护护壁壁、、预预制制混混凝凝土土井井圈圈、、砌砌砖砖支支护护图7-42人工工挖挖孔孔工工艺艺图图(cm)2挖孔灌注桩施工护壁壁开挖出渣护壁梯套套法法，，边边挖挖边边支支护护图7-46混凝凝土土护护壁壁型型式式a)外齿齿式式；；b）内内齿齿式式图7-47支护护壁壁模模板板图7-48混凝凝土土护护壁壁施施作作经济济2挖孔灌注桩施工成孔孔检检测测图7-49桩位位中中心心复复测测图7-50检孔孔器器检检测测成成孔孔挖孔孔桩桩挖挖孔孔达达设设计计深深度度后后，，应应对对孔孔位位、、孔孔径径、、孔孔深深、、倾倾斜斜度度等等项项目目进进行行检检测测。施工工安安全全保保证证1.挖孔孔工工人人必必须须配配戴戴安安全全帽帽、、安安全全绳绳，，必必要要时时应应搭搭设设掩掩体体非非工工作作人人员员严严禁禁进进入入施施工工现现场场。。2.取土土渣渣的的吊吊桶桶、、吊吊钩钩、、钢钢丝丝绳绳、、卷卷扬扬机机等等机机具具，，必必须须经经常常检检查查，，确确保保机机具具处处于于良良好好工工作作状状态态。。3.井口设置砼护护围（或砖砌砌围护），并并高出地面20~30cm，防止土、石石杂物滚入孔孔内伤人；4.经常检查护壁壁的稳定情况况，发现异常常情况，及时时处理，防止止坍孔；5.孔内爆破时，，在井口覆盖盖钢板并压重重，防止飞石石伤人，或损损害车辆；6.做好通风设施施，保持孔内内空气流动。。凡超过1.5米深的桩孔，，干孔1小时用空压机机吹风20分钟/次，有水及涌涌水孔2~3小时吹风/次。以确保井井下工作人员员的通风和供供氧。2挖孔灌注桩施工人工挖孔安全全保证2挖孔灌注桩施工人工挖孔桩施施工动画项次检

查

项

目规定值或允许偏差检查方法和频率权值1混凝土强度(MPa)在合格标准内

评定水泥混凝土的抗压强度，应以标准养生28d龄期的试件为准。试件为边长150mm的立方体。试件3件为1组，

每根钻孔桩至少应制取2组；桩长20m以上者不少于3组；桩径大、浇筑时间很长时，不少于4组。如换工作班时，每工作班应制取2组。32桩位(mm)群桩100全站仪或经纬仪：每桩检查2排架桩允许50极值1003孔深(m)不小于设计测绳量：每桩测量34孔径(mm)不小于设计探孔器：每桩测量35钻孔倾斜度(mm)0.5%桩长，且不大于200垂线法：每桩检查16钢筋骨架底面高程(mm)±50水准仪测骨架顶面高程后反算：每桩检查12挖孔灌注桩施工人工挖孔桩实实测项目沉管灌注桩施施工沉管灌注桩概概念沉管灌注桩是利用锤击打打桩设备或振振动沉桩设备备将底部套有有预制的钢筋筋混凝土桩尖尖或装有活瓣瓣桩尖的钢管管，沉至要求求的入土深度度后，在钢管管内安放钢筋筋笼再灌注混混凝土，并利利用拔管时的的振动将混凝凝土捣实，而而形成的灌注注桩。优点造价低、工效效快、节省钢钢材和可大量量就地取料等等优点而广泛泛的应用于建建筑及道桥工工程。根据沉沉管所使用的的机械和方法法不同，将其其分为锤击沉沉管灌注桩、、振动沉管灌灌注桩和夯压压成型沉管灌灌注桩三种。。适用于砂土类和软土土地基，且不不受地下水位位的限制。平整场地桩位放样预制桩尖桩机就位放置桩尖沉管埋设钢筋笼灌注混凝土拔管质量检验成桩，移机下位施工准备钢筋笼制作施工检验锤击沉管振动沉管拌制混凝土运输混凝土制作试件检测试件材质检验沉管灌注桩施施工工艺流程程图3沉管灌注桩施工预制桩尖图7-56预制钢筋混凝凝土桩尖构造造(尺寸单位：mm)沉管灌注桩的的桩尖一般采采用钢筋混凝凝土桩尖，也也可采用钢桩桩尖。工程上一般选选用预制钢筋筋混凝土桩尖尖，其混凝土抗压压强度，一般般不宜低于30MPa，钢筋为I级钢。桩尖外外径应比设计计桩径大20mm，长500～800mm。3沉管灌注桩施工单打法图7-56预制钢筋混凝凝土桩尖构造造(尺寸单位：mm)单打法，即一一次性拔管法法，施工是经经常的施工方方法。在拔管管时桩管每拔拔出0.5～1m,需振动桩管5～10s,然后再拔出0.5～1m，如此循环反反复直到桩管管完全被拔离离出地面为止止。图7-57沉管灌注桩施施工程序1-预制钢筋混凝凝土桩尖；2-桩管；3-钢筋笼①-放桩尖，钢管管就位准备沉沉管；②-沉管；③-放钢筋笼；④④-拔管灌混凝土土；⑤-桩制成3沉管灌注桩施工复打法为了提高桩的的质量和承载载力，处理充充盈系数小于于1.0的桩、断桩或或有缩颈的局局部桩身，可可采用一次复复打扩大灌注注桩，即在一一个桩孔内重重复沉管成孔孔。图7-58复打一次沉管管灌注桩施工工程序1-预制钢筋混凝凝土桩尖；2-桩管；3-灌注混凝土；；4-第二次设置预预制钢筋混凝凝土桩尖；5-钢筋笼①置放桩尖，，钢管就位准准备沉管；②②沉管；③第第一次拔管灌灌混凝土；④④置放第二个个桩尖，钢管管就位准备沉沉管；⑤第二二次沉管；⑥⑥放钢筋笼；；⑦拔管灌混混凝土；动画演示3沉管灌注桩施工沉管灌注桩施施工视频预制桩施工预制桩概念预制桩是在预制构件件厂或施工现现场进行桩身身预制，运送送到桥位，用用沉桩设备在在设计位置上上将其沉入土土中的常见基基础形式。优点坚固耐久，不不受地下水或或潮湿环境影影响；能承受受较大荷载，，施工机械化化程度高，进进度快；能