桩基础施工-灌注桩施工（基础工程）

分类：按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。钻孔灌注桩是指利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩。分类：根据钻孔机械的钻头是否在土壤的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔两种施工方法。灌注桩施工(一)钻孔灌注桩1．泥浆护壁成孔灌注桩(1)施工设备：主要有冲击、冲抓、回转钻及潜水钻机(2)施工要点：1）施工准备：2）设备安装：3）钻孔中应始终保持泥浆液面高于地下水位1.0m以

上。4）钻孔速度：5）清孔：钻孔深度达到设计要求后，必须进行清孔6）钢筋笼安装：清孔完毕后，应立即吊放钢筋笼。7）混凝土浇筑：水下浇筑混凝土通常采用导管法施

工。(3)质量要求1）护筒中心与桩中心偏差不大于50mm，埋深在粘土中不小于1m，在砂土中不小于1.5m。2）泥浆比重：粘土和亚粘土应控制在1.1~1.2，较厚夹砂层应控制在1.1~1.3，穿过砂夹卵石层或易于坍孔的土层中应控制在1.3~1.5。3）孔底沉渣必须设法清除，要求端承桩沉渣厚度不得大于50㎜，摩擦桩沉渣厚度不得大于150㎜。4）水下浇筑混凝土应连续施工，导管应始终埋入混凝土中0.8~1.3m。2．干作业成孔灌注桩(1)施工设备：主要有螺旋钻机、钻孔扩机、机动或人工洛阳铲等。(2)施工要点：1）施工准备：钻孔场地必须平整、碾压或夯实。2）钻机就位：钻机按桩位就位时，钻杆要垂直对准桩位中心，放下钻机使钻头触及土面。3）钻孔：钻孔应先慢后快，避免钻杆摇晃，并随时检查钻孔偏移，有问题应及时纠正。4）清孔：钻孔至要求深度后，可用钻机在原处空转清土，并用辅助掏土工具或二次投钻清底。5）浇筑混凝土：桩孔钻成并清孔后，先吊放钢筋笼，并及时浇筑混凝土；从成孔至混凝土浇筑的时间间隔，不得超过24h。混凝土应连续浇筑，分层捣实；当混凝土浇筑到桩顶时，应适当超过桩顶标高，以保证在凿除浮浆层后，使桩顶标高和质量能符合设计要求。(3)质量要求

1）垂直度容许偏差≤1%。

2）孔底虚土容许厚度不大于100mm。

3）桩位允许偏差：单桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础边沿的偏差是1/6桩径；条形桩基沿顺轴方向和群桩基础中间桩的偏差为1/4桩径。3．施工中常遇问题及防止措施(1)孔壁坍塌：钻孔过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，这表示有孔壁坍塌现象。防止措施：此时应保持孔内水位并加大泥浆比重以稳定钻孔的护壁。如坍塌严重，应立即回填粘土，待孔壁稳定后再钻。(2)钻孔偏斜：钻杆不垂直，钻头导向部分压短、导向性差，土质软硬不一，或者遇上孤石等，都会引起钻孔偏斜。防止措施：钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次削去硬土；或在孔中回填粘土至偏孔处0.5m以上重新钻进。(3)孔底虚土：施工时，孔底虚土较规范大时必须清除，因虚土影响承载力。防止措施：目前常用的治理虚土的方法是用20kg铁饼人工夯实。(4)断桩：水下灌注混凝土桩的质量除混凝土本身质量外，是否断桩是鉴定其质量的关键。防止措施：①力争首批混凝土浇灌一次成功；②分析地质情况，研究解决对策；③严格控制现场混凝土配合比。沉管灌注桩：指利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩靴或预制钢筋混凝土桩尖的钢管沉入土中，然后边浇筑混凝土(或先在管内放入钢筋笼)边锤击或振动拔管而成。前者称为锤击沉管灌注桩，后者称为振动沉管灌注桩。1．锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩是采用落锤、蒸汽锤或柴油锤将钢套管沉入土中成孔，然后灌注混凝土或钢筋混凝土，抽出钢管而成。(1)施工设备:锤击沉管机械设备如图2-16所示。(二)沉管灌注桩(2)施工方法：单打灌注桩的施工工艺：

1)打桩准备：施工时，先将桩机就位，吊起桩管，垂直套入预先埋好的预制混凝土桩尖，压入土中。

2）打桩：桩管与桩锤、桩架等在同一垂直线上即可在桩管上扣上桩帽，起锤沉管。打桩时先用低锤轻击，观察无偏移后方可进入正常施打，直至符合设计要求深度。

3）浇筑混凝土：在检查管内无泥浆或水进入后，即可灌注混凝土。桩管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。

4）拔管：拔管速度要均匀；拔管时应注意使管内的混凝土量保持略高于地面，直到桩管全部拔出地面为止。复打扩大灌注桩施工工艺：在第一次单打法施工完毕并拔出桩管后，清除桩管外壁上和桩孔周围地面上的污泥，立即在原桩位上再次安放桩尖第二次沉管，使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后灌注第二次混凝土，拔管方法与第一次相同。复打施工时要注意前后二沉管的轴线应重合，复打应在第一次灌注的混凝土初凝前进行。(3)质量要求

1）锤击沉管灌注桩混凝土强度等级应不低于C20；混凝土坍落度，在有钢筋时宜为80~100㎜，无筋时宜为60~80㎜；碎石粒径，有筋时不大于25㎜，无筋时不大于40㎜；桩尖混凝土强度等级不得低于C30。

2）当桩的中心距桩管外径的５倍以内或小于2m时，均应跳打，中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后，方可施打。

3）桩位允许偏差：群桩不大于0.5d(d为桩管外径)，对于两个桩组成的基础，在两个桩的连线方向上偏差不大于0.5d，垂直此线的方向上则不大于1/6d；墙基由单桩支承的，平行墙的方向偏差不大于0.5d，垂直墙的方向不大于1/6d。2．振动沉管灌注桩(1)施工设备：振动沉管机械设备如图2-17所示。(2)施工方法：

1）沉管：安装好桩机后将桩管下端活瓣合起来，对准桩位徐徐压入土中，即可开动激振器沉管。

2）浇筑混凝土：当桩管下沉到设计要求的深度后，便停止振动，用吊斗向管内灌满混凝土，并再次开动激振器，并边振动边拔管，在拔管过程中继续向管内浇筑混凝土。如此反复进行，直至桩管全部拔出地面后即形成混凝土桩身。振动灌注桩可采用单振法、反插法或复振法施工。单振法：在沉入土中的桩管内灌满混凝土，开动激振器5~10S，开始拔管，边振边拔。每拔0.5~1.0m，停拔振动5~10S，如此反复，直到桩管全部拔出。反插法：在桩管内灌满混凝土后，先振动再开始拔管。每次拔管高度0.5~1.0m，向下反插深度0.3~0.5m。如此反复进行直至桩管全部拔出地面。反插法能扩大桩的截面，从而提高了桩的承载力，但混凝土耗用量较大，一般适用于饱和软土层。复振法：施工方法及要求与锤击沉管灌注桩的复打法相同。(3)质量要求

1）振动沉管灌注桩的混凝土强度等级不宜低于C15；混凝土坍落度，在有筋时宜为80~100㎜，无筋时宜为60~80㎜；骨料粒径不得大于30㎜。

2）在拔管过程中，桩管内应随时保持有不少于2m高度的混凝土，以便有足够的压力，防止混凝土在管内的阻塞。

3）振动沉管灌注桩的中心距不宜小于4倍桩管外径，否则应采取跳打。相邻的桩施工时，其间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。

4）为保证桩的承载力要求，必须严格控制最后两个两分钟的沉管贯入度，其值按设计要求或根据试桩和当地长期的施工经验确定。

5）桩位允许偏差同锤击沉管灌注桩。桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。施工特点：

1）设备简单；无噪音、无振动、不污染环境，对施工现场周围原有建筑物的影响小；

2）施工速度快，各桩孔可同时施工；

3）土层情况明确，可直接观察到地质变化，桩底沉渣能清除干净，施工质量可靠。

4）缺点：是人工耗量大，开挖效率低，安全操作条件差等。(三)人工挖孔灌注桩1．施工设备根据孔径、孔深和现场具体情况加以选用，常用的有：电动葫芦、提土桶、潜水泵、鼓风机和输风管、镐、锹、土筐、照明灯、对讲机及电铃等。2．施工工艺现浇混凝土护壁人工挖孔桩的施工工艺流程。(1)按设计图纸放线、定桩位。(2)采取分段开挖桩孔土方，每段高度一般取0.5~1.0m为一施工段。开挖范围为设计桩径加护壁的厚度。(3)支设护壁模板：模板高度取决于开挖土方施工段的高度，一般为1m，由4块至8块活动模板组合而成，支成有锥度的内模。(4)内模支设后，吊放用角钢和钢板制成的两半园形合成的操作平台置于内模顶部，以放置料具和浇筑混凝土操作之用。(5)浇筑护壁混凝土：护壁混凝土起着防止土壁塌陷与防水的双重作用。上下段护壁要错位搭接50~75㎜

以便起连接上下段之用。(6)当护壁混凝土达到1MPa方可拆除模板，开挖下段的土方，并支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度。(7)当桩孔挖到设计深度，并检查孔底土质是否已达到设计要求后，再在孔底挖成扩大头。待桩孔全部成型后，排出孔底积水，然后立即浇筑混凝土。当混凝土浇筑至钢筋笼的底面设计标高时，再吊入钢筋笼就位，并继续浇筑桩身混凝土形成桩基。3．质量要求(1)桩孔挖成后应有专人检验，桩孔的土质、几何尺寸孔底虚土残渣情况并做好隐蔽验收记录归档。(2)桩孔中心线的平面位置偏差≤20㎜，桩的垂直度偏差≤1%桩长，桩径不得小于设计直径。(3)钢筋骨架要保证不变形，箍筋与主筋要点焊，钢筋笼吊入孔内后，要保证其与孔壁间有足够的保护层。(4)混凝土坍落度宜在100㎜左右，避免离析，必须振捣密实。4．安全措施在结冻时土的机械强度大大提高，使土方工程冬期施工造价增高，工效降低，寒冷地区土方工程施工一般宜在入冬前完成。若必须在冬期施工时，其施工方法应结合施工条件进行技术经济比较后确定。施工前应周密计划，作好准备，做到连续施工。第四节土方工程的冬期施工1.冻结深度：当温度低于0℃，且含有水分而冻结的各类土称为冻土。我们把冬季土层冻结的厚度叫冻结深度。2.冻土的分类：按季节性冻土地基冻胀量的大小及其对建筑物的危害程度，将地基土的冻胀性分为四类。一、冻土的定义、特性及分类Ⅰ类：不冻胀。冻胀率Ka≤1%，对敏感的浅基础均无危害。Ⅱ类：弱冻胀。冻胀率Ka=1%～3.5%，对浅埋基础的建筑物也无危害，在最不利条件下，可能产生细小的裂缝，但不影响建筑物的安全。Ⅲ类：冻胀。Ka=3.5%～6%，浅埋基础的建筑物将产生裂缝。Ⅳ类：强冻胀。Ka>6%，浅埋基础将产生严重破坏。常用做法有松土防冻法、覆盖雪防冻和隔热材料防冻等。1.松土防冻法松土防冻法是在土壤冻结之前，将预先确定的冬季土方作业地段上的表土翻松耙平，利用松土中的许多充满空气的孔隙来降低土壤的导热性，达到防冻的目的。翻耕的深度一般在250～300㎜。二、地基土的保温防冻2.雪覆盖法在积雪量大的地方，可以利用雪的覆盖作保温层来防止土的冻结。覆雪防冻的方法可视土方作业的特点而定。其做法见图9－1、图9－2。

图9－1挡雪防冻法图9－2挖沟填雪防冻法3.保温材料覆盖法面积较小的基槽(坑)的防冻，可直接用保温材料覆盖，表面加盖一层塑料布。常用保温材料有炉渣、锯未、膨胀珍珠岩、草袋、树叶等。其做法见图9－3、图9－4。图9－3已挖基坑保温法图9－4未挖基坑

hFC–覆盖材料厚度；Zo–最大冻结深度4．暖棚保温法：已经开挖的较小的基槽（坑）的保温与防冻可采用暖棚保温法。在已挖好的的基槽（坑）上，搭好骨架铺上基层，覆盖保温材料。也可搭塑料大棚，在棚内采取供暖措施。冻土的融化方法应视其工程量的大小、冻结深度和现场施工条件等因素确定，可选择烟火烘烤、蒸汽融化、电热等方法，并应确定施工顺序。冻土的挖掘根据冻土层厚度可采用人工、机械和爆破方法。三、冻土的融化与开挖

(一)冻土的融化人工开挖冻土适用开挖面积较小和场地狭窄，不具备用其它方法进行土方破碎、开挖的情况。施工时掌铁楔的人与掌锤的不能脸对着脸，必须互成90°。同时要随时注意去掉楔头打出的飞刺，以免飞出伤人。（二）人工法开挖当冻土层厚度为0.25m以内时，可用推土机或中等动力的普通挖掘机施工开挖。当冻土层厚度为0.3m以内时，可用拖拉机牵引的专用松土机破碎冻土层。当冻土层厚度为0.4m以内时，可用斗容量≥1m3的挖土机开挖土体。当冻土层厚度为0.4～1m时，可用松碎冻土的打桩机进行破碎。最简单的施工方法是用风镐将冻土破碎，然后用人工和机械挖掘运输。（三）