桩基础施工-灌注桩基础施工(地基基础施工课件)

干作业成孔桩一、人工挖孔灌注桩的特点及适用范围特点适用范围单桩承载力高，结构传力明确，沉降量小，可一柱一桩不需承台，不需凿桩头。可直接检查桩直径、垂直度和持力层情况，桩质量可靠。施工机具设备较简单，都为工地常规机具，施工工艺操作简单，占场地小。施工无振动、无噪声、无环境污染，对周围建筑物无影响。可多桩同时进行，施工速度快，节省设备费用，降低工程造价。人工挖孔桩劳动强度较大，单桩施工速度较慢，安全性较差，这些问题一般可通过采取技术措施加以克服。挖孔及挖孔扩底灌注桩适用于桩直径800mm以上，无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土，砂土土、人工填土、碎石土和风化土层，也可在湿陷性黄土、膨胀土和冻土等特殊土中使用，适应性较强。深度一般20m左右，可用于高层建筑、公用建筑、水工结构（如泵站、桥墩作支承、抗滑、挡土、锚拉桩之用）。对有流砂、地下水位较高、涌水量大的冲积地带、及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层不宜采用。二、人工挖孔灌注桩的构造要求1.人工挖孔桩直径一般为800～2000mm，最大直径可达3500mm；桩长一般在20m左右，最深可达40m。2.配筋端承桩宜沿桩身通长配筋。对于单桩竖向承载力较高的摩擦端承桩宜沿深度分段变截面配通长或局部筋；对承受负摩阻力和位于坡地岸边的基桩应通长配筋。构造配筋时，纵向主筋配筋率可取0.4%左右，且不宜小于8×ф10，纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm。配筋长度一般为1/2桩长，且不小于10m。箍筋采用ф8＠200mm，宜采用螺旋式箍筋；桩顶3～5d范围内箍筋应适当加密；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2.Om左右设一道ф12～ф18焊接加劲箍筋，以加强钢筋笼的刚度和整体性。3.桩身混凝土及保护层要求：混凝土强度等级不得低于C20。主筋混凝土保护层厚度不应小于35mm，水下灌注混凝土时不得小于50mm。三、施工方法3.1施工机具人工挖孔灌注桩施工用的机具比较简单，大都是一些小型轻便工具，主要有：1.挖土工具、铁镐、铁锹、钢钎、铁锤、风镐等挖土工具。2.出土提升机具手摇轱辘或电动葫芦、吊桶。3.抽水工具潜水泵和胶皮软管，用于抽出桩孔内的积水。4.混凝土浇筑机具混凝土搅拌机、小直径插人式振动器、插钎、串筒等。水下浇筑混凝土时，应配金属导管、吊斗、提升装置（卷扬机或起重机等）、浇筑架、测锤及钢筋笼吊放机械等。5.护壁模板常用的为弧形钢模板。6.通风照明设施常用的通风工具为15kW的鼓风机，配以直径为100mm的薄膜塑料送风管。

3.2现浇混凝土护壁人工挖孔桩施工程序总的要求是分段开挖、分段浇筑混凝土护壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。桩孔采取分段开挖，每段高度取决于土壁直立状态的能力，一般0.5～1.0m为一施工段，开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚度。壁施工段，即支设护壁内模板(工具式活动钢模板)后浇筑混凝土，其强度一般不低于C15，护壁混凝土要振捣密实；当混凝土强度达到1MPa(常温下约24h)可拆除模板，进入下一施工段。如此循环，直至挖到设计要求的深度。现浇混凝土护壁人工挖孔桩施工程序为：场地整平→放线定位→开挖第一节桩孔土方→测量控制→构筑第一节护壁→安装垂直运输架、起重手动轱辘或卷扬机、吊土桶、排水、通风、照明设施→循环挖土、构筑护壁至设计标高→清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层、基底验收→安放钢筋笼→浇注混凝土。

现浇混凝土护壁人工挖孔桩施工示意图

a）在护壁保护下开挖土方b）支模板浇注混凝土c）浇注桩身混凝土

3.3钢护壁人工挖孔桩施工程序钢护壁人工挖孔桩施工的程序为：放线定位并构筑井圈→安放打桩架→打人钢套管→挖土至钢套管下口→基底验收→安放钢筋笼→浇注混凝土，拔出钢套管。构筑井圈b)打人钢套管c)在钢套管护壁下人工开挖土方d)护底e)浇注桩身混凝土、拔出钢套管

1一井圈2一链式电动葫芦3一小型机架4一钢套管四、施工要点4.1挖孔1.开孔前，桩位应定位放样准确，在桩位外设置定位龙门桩，安装护壁模板必须用桩中心点校正模板位置，并由专人负责。2.人工挖孔桩的孔径（不含护壁）不得小于0.8m，当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m，孔深不宜大于40m。3.为防止坍孔和保证操作安全，直径1.2m以上桩孔多设混凝土支护。土质较好的地层，护壁可用素混凝土，土质较差地段应增加少量钢筋。4.直径1.2m以下桩孔，井口用1/4砖或1/2砖砌护圈高1.2m，下部遇有不良土体用半砖护壁。5.人工挖孔桩混凝土护壁的厚度不宜小于l00mm，混凝土强度等级不得低于桩身混凝土强度等级，每节高0.9～1.Om，采用多节护壁时，上下节护壁间宜用钢筋拉结。6.第一节井圈护壁应符合下列规定：井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm；井圈顶面应比场地高出150～200mm，壁厚比下面井壁厚度增加100～150mm。4.2修筑井圈护壁注意事项护壁的厚度、拉结钢筋、配筋、混凝土强度均应符合设计要求；上下节护壁的搭接长度不得小于50mm；每节护壁均应在当日连续施工完毕；护壁混凝土必须保证密实，根据土层渗水情况使用速凝剂；护壁模板的拆除宜在混凝土浇筑24h之后进行；发现护壁有蜂窝、渗水现象时，应及时补强以防造成事故；同一水平面上的井圈任意直径的级差不得大于5Omm。遇有局部或厚度不大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时，护壁施工宜按下列方法处理：每节护壁的高度可减小到300～500mm，并随挖、随验、随浇注混凝土；或采用钢护筒或有效的降水措施。挖至设计标高时，孔底不应积水，终孔后应清理好护壁上的淤泥和孔底残渣、积水，然后进行隐蔽工程验收。验收合格后，应立即封底和浇注桩身混凝土。4.3钢筋笼加工及浇筑桩身混凝土1.直径1.2m内的桩，钢筋笼的制作与一般灌注桩的方法相同，对直径和长度大的钢筋笼，一般在主筋内侧加设一道ф25～ф30@2500mm的加强箍，每隔一箍在箍内设一井字加强支撑，与主筋焊接牢固组成骨架。2.为便于吊运，钢筋笼一般分节制作，主筋接头采用对焊，主筋与箍筋间隔点焊固定，控制平整度误差不大于5mm，钢筋笼四侧主筋上每隔5m设置耳环，控制保护层为50～70mm，钢筋笼外形尺寸比孔小110～120mm。3.浇注桩身混凝土时，混凝土必须通过溜槽；当高度超过3m时，应用串筒，串筒末端离孔底高度不宜大于2m，混凝土宜采用插人式振捣器振实。4.当渗水量过大（影响混凝土浇注质量时），应采取有效措施保证混凝土的浇注质量。4.4人工挖孔桩施工一般安全技术与要求1.人工挖孔桩施工前必须编制人工挖孔桩专项施工方案，施工方案应包括如下内容：工程概况；施工准备；挖孔桩基础施工方案；井下照明及通风；井壁支护及井孔保护；井内排水及应急处理措施；其他安全措施及文明施工措施。2.各工种工人均应持证上岗。非机电专业人员，不允许操作机电设备。翻斗车、搅拌车、电焊机和电葫芦等机械设备应由专人负责操作。3.参加挖孔的工人，事先必须检查身体，凡患精神病、高血压、心脏病、癫痫病的人及聋哑人等不能参加施工。4.井孔上、下应设可靠的通话联络，如对讲机等。5.夜间一般禁止挖孔作业，如遇特殊情况需要夜班作业时，必须经现场负责人同意，并必须要有领导和安全人员在现场指挥和进行安全检查与监督。4.5人工挖孔桩施工防坍塌安全技术与要求1.直径大于l.2m以上的桩孔开挖，应设混凝土护壁，挖一节浇一节，以保证孔壁稳定和操作安全。2.多桩孔开挖时，应采用间隔挖孔方法，以减少水的渗透和防止土体滑移。3.随时加强对土壁涌水情况的观察，发现异常情况，应及时采取处理措施。对于地下水要采取随挖随用吊桶将泥水一起吊出。若为大量渗水，可在一侧挖集水坑，用高扬程潜水泵排出桩孔外。4.已扩底的桩，要尽快浇灌桩身混凝土，不能很快浇灌的桩，应暂不扩底，以防扩大头塌方。5.正在开挖的井孔，每天上班工作前，应对井壁、混凝土支护等进行检查，发现异常情况，应采取安全措施后，方可继续施工。4.6事故应急措施1.人工挖孔桩施工可能发生的安全事故有：有毒气体中毒；孔壁塌方；未使用安全电压，井下触电；坠物或坠落伤人等。2.现场救援措施：最早发现事故者应立即大声呼救，并向有关人员报告或报警，事故原因明确可立即采取正确方法施救，但决不可盲目下井救助。按照应急程序处置，迅速成立指挥部门。有关人员迅速与附近的医院联系要求派遣医生来工地和报l20急救中心。迅速查明事故原因和判断事故发展状态，采取正确方法施救，如系中毒或缺氧，必须先向井下通风或带好有供氧的防毒面具才可下井救人；如因未使用安全电压而导致触电，则必须先切断电源。急救人员按照有关救护知识，立即救护伤员，在等待医生救治或送往医院抢救过程中，不要停止和放弃施救，如采用人工呼吸，清洗包扎或输氧急救等。现场不具备抢救条件时，立即向社会求救。工地应配备气体检测仪，通风设备，有供氧的防毒面具，担架，医用氧气瓶等急救设备、用具。五、验收资料灌注桩施工验收应包括下列资料：1.工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等。2.经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况。3.桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单。4.桩孔、钢筋、混凝土工程施工隐蔽记录及各分项工程质量检查验收单及施工记录。5.成桩质量检查报告。6.单桩承载力检测报告。7.基坑挖至设计标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。人工挖孔灌注桩质量验收记录表见前述沉管灌注桩和夯压成型灌注桩的工程质量验收记录表钻孔桩施工

㈠钻机1、冲击钻孔适用冲击式钻机或卷扬机带动冲击钻头，上下往复冲击，将钻孔中的土石破碎或挤入孔壁中，用泥浆悬浮出碴。用于粘砂土、砂粘土和沙砾及岩石地层。2、冲抓钻孔适用粘性土、砂性土夹碎石及粒径50~100mm含量在40%以内卵石层⑴正循环旋转钻孔：泥浆由泥浆泵从泥浆池输进钻杆内腔后，经钻头的出浆口射出，带同钻碴沿钻孔上升到孔口，溢进泥浆槽，返回沉淀池中净化，流入泥浆池再用。适用粘土、砂类土层；在沙砾、卵石含量少于20%也可；在较软的基岩中。⑵反循环旋转钻孔：泥浆由泥浆池流入钻孔内同钻碴混合，在真空泵抽吸力作用下，混合物进入钻头进碴口，经过钻杆内腔，流入沉淀池中净化，再供使用。适用：粘性土、砂性土、砂卵石和风化岩层，但卵石粒径不得超过钻杆2/3。二、泥浆㈠作用：1、对孔壁增大静水压力；2、在砂类土、砾石土、卵石土等钻孔，必须用泥浆护壁，防止坍塌；3、能悬浮钻碴、起排碴作用；4、减少钻进阻力。㈡泥浆指标符合要求泥浆太稠会增大钻头的阻力，而且增加在孔壁或钢筋上的泥浆附着量，对受力不利；泥浆太稀，排碴能力会受到影响，护壁效果不好。比重：一般粘性土1.3，砂性土1.4~1.6黏度：一般地层为16~22s，松散地层为19~28s；含砂率：新制泥浆不宜大于4%；胶体率：不应小于95%；PH值：应大于6.5。三、施工准备工作㈠钻孔场地的准备1、在旱地上，要清除杂物，整平场地；2、在浅水中宜用筑岛法施工，筑岛面积满足施工要求。3、在深水中可搭设工作平台。4、制浆池、沉淀池和泥浆池，可设在桥的下游，也可在平台和船上。㈡护筒1、作用固定桩位、导向钻头、隔离地面水、保护孔口地面及提高孔内水位、增加对孔壁的静水压力以防坍塌，于钻孔前埋设。2、护筒的种类和制作护筒的内径大小按照施工方法决定，用冲击或冲抓比钻头大40cm，用旋转钻孔比钻头大20cm。2、护筒的种类和制作(1)砖（或片石）砌护筒：用于旱地、岸摊、地下水位不高，埋深2m左右，一般以M7.5号水泥砂浆砌筑。(2)木护筒：不宜在深水中采用。(3)钢护筒：在旱地、河滩和深水中均可采用，护筒制成整体或两个半圆。高为1.5~2.0m。(4)钢筋砼护筒：适用深水和浅水每节长2~3m，壁厚8~10cm。3、护筒的埋设⑴顶面比岛面或原地面高0.5m左右；护筒高出施工水位或地下水位2.0m。⑵底部：在岸摊上埋深，粘性土不小于1m，砂性不小于2m；在河滩或水中筑岛埋设，起底部在地下水位或河床面0.5m；在水深小于3m的粘性土或砂土，其底部沉入河底土层，深度为粘性不小于2m，砂性3m水深超过3m，底部入土深度不小于3m。⑶施工方法①挖孔埋设适用：当地下水位在地面以下超过1m。过程：先在桩位处挖至少比护筒底还深50cm，直径比护筒大40~50cm的圆坑；然后在坑底回填50cm厚的粘土，分层夯实；接着埋设护筒。（在粘性土中坑深与护筒相等，坑底稍加平整；回填最佳含水量的粘土并对称夯实。在砂砾地层更要回填密实。在含水量较大的粉砂土或软土中，应将该部分土挖除，换填好土）②填筑埋设适用：当地下水位较高时，可采用此法。施工：填筑土岛，高度应使护筒顶端比地下水位或施工水位高1.5m以上；土岛的边坡为1：1.5~1：2为宜；顶面宽度应满足钻孔机具布置的需要。护筒底及四周的处理同上法。③射水下沉：当护筒下沉到河床面后，用高压射水管射水下沉。④震动下沉：用震动打桩机震动下沉护筒㈢钻机就位㈣泥浆制备一、钻进㈠钻进前注意事项1、检查钻机运转是否正常，钻机底部有无变形，护筒位置是否符合设计等。2、如孔径过大，钻头重量超过机械负荷能力，可以分径成孔，一般为2次。3、各个工序紧密衔接，互不干扰。（充分利用起吊设备）钻孔桩施工工序㈡钻进操作1、过程钻进

抽碴

注泥浆

钻进2、抽碴在开孔阶段，为了使钻碴浆挤入井壁，待冲进4~5m后即应勤抽碴，不使孔底沉碴太厚，一般0.5~1.0m抽碴一次。注意：及时向孔内加泥浆或清水，保证水头高度；在粘土困难的地方，应采取措施节省粘土。（三）钻进中的注意事项1、冲击钻头的刃口在钻进中不断磨损，要定期检查钻头，及时焊补。2、钻架使用时间长，可能发生位移，或钻的孔偏离设计孔位，因此每个台班要检查3、设专人负责记录钻进中的情况，以备在钻进中分析和处理。二、钻进事故及事故处理㈠坍孔1、现象：孔内水位突然下降；孔口水面冒细密的水泡，出土量增加，没有进尺或进尺很小；钻头达不到原来的孔深等。2、原因：护筒埋置太浅；施工场地填土质量不良；在松软的砂层中进尺太快；清孔方法不当；泥浆比重或粘度太小，未形成坚实的护壁等。3、坍孔的预防和处理⑴在松散粉砂土，淤泥层或流沙中钻进，要控制谨饬，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆。⑵如孔口坍塌，可回填重新埋设护筒再钻。⑶孔内坍塌不严重，可加大泥浆比重继续钻进，严重者，可回天砂石和粘土混合物到坍塌位置1~2m，甚至全部回填再钻。㈡卡钻1、类型上卡：钻头在距孔底一定高度卡住,提不上来,但可以上下活动;下卡：在孔底卡住,无法活动为下卡。2、原因上卡：坍孔落石；下卡：钻头严重磨损，未及时焊补，形成孔径上大下小，用焊补过的钻头则会卡住。3、处理⑴上下提动钻头，使之旋转放松摇动大绳。⑵探准障碍物的位置，收紧钻头大绳，可用冲、吸的方法将卡钻处松动提出。⑶为了防止孔口受压发生坍塌，用枕木在孔口两侧各搭枕木垛一个。㈢梅花孔1、原因泥浆太稠，妨碍钻头转动；转向装置失灵，钻头总在一个方向转动；冲程太小，钻头刚提起就放下，转动不充分，很少转向。2、处理用高于基岩或碎石、片石回填重钻。㈣掉钻1、原因连接大绳与钻头的卡子松动或数量不足；大绳磨