基础工程施工-混凝土灌注桩工程施工（基础工程）

1.沉管灌注桩分类2.沉管灌注桩施工程序3.沉管灌注桩施工要点利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩；利用振动器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩。1.沉管灌注桩分类2.沉管灌注桩施工程序3.沉管灌注桩施工要点（1）沉管（2）拔管沉管灌注桩在沉管过程中，对土体有挤密作用（挤土成孔），施工中应结合现场施工条件，考虑成孔的顺序：1）桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时，应间隔一个或两个桩位成孔；2）中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的60%以后，方可成孔；3）一个承台下桩数在5根以上者，中间的桩先成孔，外围的桩后成孔。3.沉管灌注桩施工要点（1）沉管（2）拔管浇筑混凝土应使桩管内混凝土尽量填满，拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。拔管时要均匀，并控制拔管速度。注意使管内的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。

为保证沉管灌注桩的成桩质量，可采用单打法、复打法或反插法。3.沉管灌注桩施工要点（1）沉管（2）拔管A.单打法。单打法即一次拔管法，拔管时每提升0.5～1.0m，锤击或振动5～10s；再拔管0.5～1.0m，再锤击或振动5～10s，如此反复进行，直至全部拔出为止。B.复打法。复打法是在同一桩孔内进行两次单打，即按单打法制成桩后再在混凝土桩内成孔并灌注混凝土。C.反插法。反插法是在拔管时，将套管每提升0.5～1.0m，再下沉0.3～0.5m，如此反复进行，直至拔离地面。1.灌注桩的特点2.灌注桩构造要求1.灌注桩的特点灌注桩是指直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。（1）优点1）不受地层变化限制2）不需要接桩和截桩3）用钢量少，比预制桩经济4）振动小、噪声小5）单桩承载力可以很大（2）缺点1）质量不易控制和保证2）桩身强度比预制桩低3）施工环境较差4）出现问题处理麻烦2.灌注桩构造要求（1）材料要求（2）混凝土强度（3）保护层厚度（4）配筋要求（5）扩底构造水泥：强度等级不低于32.5，有出厂合格证及物化性能检验单，同一根桩不得使用两种品牌或强度等级的水泥。骨料：粗骨料一般选用粒径在5-40mm的连续级配石子，最大粒径不得大于钢筋最小间距的1/3且不大于50mm；细骨料优先选用级配符合要求的河沙。外加剂：常用的有减水剂、早期剂、缓凝剂等。拌合用水：不应含有影响混凝土正常凝结硬化及对钢筋有腐蚀作用的有害物质，pH值不得小于4。钢筋：材质符合设计要求，使用前需调直、除锈。2.灌注桩构造要求（1）材料要求（2）混凝土强度（3）保护层厚度（4）配筋要求（5）扩底构造混凝土强度等级不得低于C15，水下灌注混凝土时不得低于C20；如采用混凝土预制桩尖，其强度不得低于C30。主筋的混凝土保护层厚度，不应小于35mm；水下灌注桩的主筋混凝土保护层厚度不应小于50mm

。2.灌注桩构造要求（1）材料要求（2）混凝土强度（3）保护层厚度（4）配筋要求（5）扩底构造配筋率：当桩身直径为300~2000mm时，正截面配筋率可取0.65%~0.2%；配筋长度：端承型桩和位于坡地、岸边的基桩应沿桩身等截面或变截面通长配筋；摩擦型灌注桩配筋长度不应小于2/3桩长；对于受水平荷载的桩，主筋不应小于8Φ12；对于抗压桩和抗拔桩，主筋不应少于6Φ10；箍筋应采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm。2.灌注桩构造要求（1）材料要求（2）混凝土强度（3）保护层厚度（4）配筋要求（5）扩底构造对于持力层承载力较高、上覆土层较差的抗压桩和桩端以上有一定厚度较好土层的抗拔桩，可采用扩底；扩底端直径与桩身直径之比D/d，挖孔桩不应大于3，钻孔桩不应大于2.5；扩底端侧面的斜率a/hc可取1/4~1/2，砂土可取1/4，粉土、黏性土可取1/3~1/2；抗压桩扩底端底面宜呈锅底形，矢高hb可取(0.15~0.20)D。1.灌注桩的形式2.灌注桩的适用范围1.灌注桩的形式（1）钻（冲）孔灌注桩（2）沉管灌注桩（3）挖孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩：在利用泥浆保护以稳定孔壁的条件下，用机钻孔械慢速钻进，通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，并保护孔壁不坍塌，成孔后用水下混凝土浇筑方法将泥浆置换出来而成的桩。1.灌注桩的形式（1）钻（冲）孔灌注桩（2）沉管灌注桩（3）挖孔灌注桩干作业成孔灌注桩：直接利用螺旋钻机成孔，下钢筋笼、浇筑混凝土成桩。1.灌注桩的形式（1）钻（冲）孔灌注桩（2）沉管灌注桩（3）挖孔灌注桩旋挖成孔灌注桩：通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。1.灌注桩的形式（1）钻（冲）孔灌注桩（2）沉管灌注桩（3）挖孔灌注桩利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中，造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。1.灌注桩的形式（1）钻（冲）孔灌注桩（2）沉管灌注桩（3）挖孔灌注桩采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩，也称人工挖孔桩。它由承台、桩身和扩大头组成，穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩石层上。2.灌注桩的适用范围（1）钻（冲）孔灌注桩（2）沉管灌注桩（3）挖孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩：适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂士、填土、碎(砾)石土及风化岩层，以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层。干作业成孔灌注桩：适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。旋挖成孔灌注桩：除基岩、漂石等地层外，一般地层均可用旋挖方法成孔。2.灌注桩的适用范围（1）钻（冲）孔灌注桩（2）沉管灌注桩（3）挖孔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、灵敏度较高的淤泥和流塑状态的粘性土等软弱土层中采用时，应制定质量保证措施。适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。1.施工常见质量问题2.产生原因及预防措施1.施工常见质量问题（1）颈缩（2）断桩（3）吊脚桩（4）混凝土灌注过量指桩身的局部直径小于设计要求的现象，形成的桩又称瓶颈桩。桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上。灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上。（1）颈缩2.产生原因及预防措施主要原因：当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注的混凝土，桩局部范围受挤压形成颈缩；当拔管过快或混凝土量少时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会形成颈缩。预防措施：拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力；采用复打法，并严格控制拔管的速度。（2）断桩2.产生原因及预防措施主要原因：桩距离太近，相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂；或拔管速度过快，混凝土尚未流出套管，周围土迅速回缩占满整个桩径，形成断桩。预防措施：施工时控制好桩距或采用跳打法，等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后，再进行下根桩的施工；严格控制拔管速度，一般土层以不大于1m/min为宜，软弱土层与软硬交界处，应控制在0.8m/min以内为宜。（3）吊脚桩2.产生原因及预防措施主要原因：当地下水压力大时，由于桩尖活瓣受土压力，拔管至一定高度才张开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成吊脚桩。预防措施：为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后再正常拔管。（4）混凝土灌注过量2.产生原因及预防措施主要原因：可能是由于孔底有洞穴，或者在饱和淤泥中施工时，土体受到扰动，强度大大降低，在混凝土侧压力作用下，桩身扩大而混凝土用量大增。预防措施：施工前详细了解现场地质情况，对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时，应先打试桩。若发现混凝土用量过大时，应与设计单位联系，改用其他桩型。1.挖孔桩施工常见问题2.产生原因及预防措施1.挖孔桩施工常见问题（1）桩孔坍塌（2）护壁裂缝（3）桩端持力层问题（4）安全问题孔壁周围土层失稳使桩孔坍塌。护壁上、下节之间脱节，或出现水平、垂直和斜向裂缝。主要表现在桩端夹泥；桩端持力层未达到设计要求的岩（土）层；桩端下有软弱下卧层。人工作业时经常遭受很多不安全因素的危害，如塌方，地下水，落物，流沙等。（1）桩孔坍塌2.产生原因及预防措施主要原因：地下水渗流严重；混凝土护壁养护期内，孔壁周围土层内产生较大水压差，易使孔壁土体失稳；土层变化部位挖孔深度过大，超过土体稳定极限高度；孔底偏位或超挖，孔壁原状土体结构受到扰动、破坏。预防措施：施工前，应有选择的先挖几个桩孔进行连续降水，使孔底不积水，桩周围土体保持稳定；挖孔深度控制不大于稳定极限高度，并防止偏位或超挖。（2）护壁裂缝2.产生原因及预防措施主要原因：护壁过厚，导致护壁下滑，引起开裂；由于塌方使护壁某部分受拉而产生环向水平裂缝，同时由于护壁四周压力不等，造成较大的弯矩和剪力作用，导致垂直和斜向裂缝。预防措施：减少护壁厚度，在护壁内适当配竖向钢筋，以减小环向应力；桩孔口的护壁导槽要有良好的土体支撑，以保证其强度和稳固。（3）桩端持力层问题2.产生原因及预防措施主要原因：浇注桩身混凝土前，对桩孔底沉渣未能彻底清除；对柱端持力层的岩(土)层性质判断有误；地质条件复杂，而勘察又较粗略，事先未作超前钻，验底时又未进行探底，致使软弱下卧层或软夹层未被发现。预防措施：认真勘察，随时查看成孔情况，保证桩端持力层达到设计要求；在地下水丰富且渗透性较大的土层中挖孔时，可在群桩孔中间钻孔，设置探井，用潜水泵降低水位，至桩孔挖成后再停止抽水，填封砂砾封堵探井。（4）安全问题2.产生原因及预防措施主要原因：挖孔桩施工过程中多为人工操作，人员需下井进行作业；单桩成桩时间较长，孔口长时间暴露在外，都会带来很多安全隐患。预防措施：井下人员须配备相应安全的设施设备；每次下井作业前应检查井壁和抽样检测井内空气，并用鼓风机进行通风换气；井内照明应采用安全照明灯具。孔口注意安全防护；挖孔完成后，及时将桩身钢筋笼就位和浇筑混凝土。1.水中桩基工程简介2.水中桩基工程施工为了适应水中施工的环境，必然要增加浮运沉桩等特殊的设备，并采用水中施工的特殊方法。1.水中桩基工程简介常用的浮运沉桩设备是将桩架安设在驳船或浮箱组合的浮体上，或使用专用的打桩船，有时配合使用定位船、吊船等，在组合的船组中备有混凝土搅拌机、水泵、空气压缩机、动力设备、龙门吊或履带吊车及塔架等施工机具设备。（1）浅水中桩基础施工围堰法：即先筑围堰，后沉桩基。围堰筑好后，便可抽水挖基坑或水中吸泥挖坑再抽水，然后作基桩施工。临近河岸的基础，若场地有足够大时，桩基础施工如同在旱地施工一样；河中桩基础施工，一般可借围堰支撑打临时桩搭设脚手架，将桩架设置在堰顶和脚手架平台上进行基桩施工。在浅水中建桥，可在桥位旁设置施工临时便桥。把桩架安置在便桥和脚手架上，利用便桥进行围堰和基桩施工，这样可不必动用浮运打桩设备。2.水中桩基工程施工（2）深水中桩基础施工在深水中修筑高桩承台桩基时，由于承台位置较高不需座落到河底，一般采用吊箱法修筑桩基础，或在完成的基桩上安置套箱的方法修筑高承台。2.水中桩基工程施工1)吊箱法：吊箱是悬吊在水中的箱形围堰，基桩施工时用作导向定位，基桩完成后封底抽水，灌注混凝土承台。2)套箱法：是先用打桩船完成了全部基桩施工后，用套箱修建水中承台的一种方法。3)沉井法当水底河床基岩裸露或遇卵石、漂石土层，钢板围堰无法插打时，可以采用沉井作桩基施工时的挡水挡土结构(相当于围堰)，而在沉井顶设作工作平台。

沉井既可作为桩基础的施工设施，又可作为基础的一部分即承台。3.预制桩基础的适用范围1.挖孔灌注桩的特点2.挖孔灌注桩施工工艺人工挖孔灌注桩，简称挖孔桩，是采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩基础，也称墩基础。1.挖孔灌注桩的特点（1）优点1）直观性强2）干作业施工3）没有挤土影响4）不用大型机械5）单桩承载力大（2）缺点1）劳动强度大2）施工速度慢3）作业安全性差4）地下水位以下施工困难2.挖孔灌注桩施工工艺（1）挖土（2）做护壁（3）放钢筋笼（4）浇混凝土挖土是人工挖孔的一道主要工序，采用由上向下分段开挖的方法，每施工段的挖土高度取决于孔壁的直立能力，一般取0.8～1.0m为一个施工段，开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚度。2.挖孔灌注桩施工工艺（1）挖土（2）做护壁（3）放钢筋笼（4）浇混凝土护壁是防坍落的支护措施，常用现浇混凝土护壁（外齿式和内齿式）：既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。护壁施工段：支设护壁内模板(工具式活动钢模板)后浇筑混凝土；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。2.挖孔灌注桩施工工艺（1）挖土（2）做护壁（3）放钢筋笼（4）浇混凝土桩孔挖好并经有关人员验收合格后，即可根据设计的要求放置钢筋笼。钢筋笼在放置前，要清除其上的油污、泥土等杂物，防止将杂物带入孔内，并再次测量孔底虚土厚度，按要求清除。2.挖孔灌注桩施工工艺（1）挖土（2）做护壁（3）放钢筋笼（4）浇混凝土钢筋笼吊入验收合格后，应立即浇筑桩身混凝土。灌注混凝土时，混凝土可通过溜槽、串桶，末端距孔底高度不宜大于2m，也可采用导管泵送；混凝土宜采用插入式振捣器振实。分为静载和动载二种：1.1符合下列条件之一的桩应采用静载试验⑴设计等级为甲级的桩基；⑵地质条件复杂、施工质量可靠性低；⑶在本地区采用的新桩型或新工艺；⑷挤土群桩施工产生挤土效应。抽检数量：不少于总桩数的1%，且不少于3根；当总桩数少于50根时，不少于2根。1.单桩承载力检测静载试验1.2对上条规定之外的预制桩和满足高应变法适用检测范围的灌注桩，可采用高应变法进行动载检测。检测数量：不宜少于总桩数的5%，且不得少于10根。1.单桩承载力检测安装感应装置吊起落锤设置桩垫测量落距落锤下落桩基大应变频谱分析仪1.3当受设备或现场条件限制无法进行单桩承载力检测的端承型大直径灌注桩，可采用钻芯法测定桩底沉渣厚度并钻取桩端持力层岩土芯样检验桩端持力层。检测数量：不应少于总桩数的5%，且不应少于10根。1.单桩承载力检测钻芯法基桩检测桩身砼芯样质量检查2.1检测数量⑴柱下三桩或三桩以下的承台抽检桩数不得少于1根；⑵设计等级为甲级，或地质条件复杂、施工质量可靠性较低的灌注桩，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根；⑶其它桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%，且不得少于10根；⑷地下水位以上且终孔后桩端持力层已通过核验的人工挖孔桩，及单节砼预制桩，抽检数量可适当减少，但不应少于总桩数的10%，且不应少于10根。2.桩身完整性抽样检测2.2检测方法对端承型大直径灌注桩，应选用钻芯法或声波透射法对总桩数的10%进行桩身完整性检测。2.桩身完整性抽样检测声波透射法进行桩身完整性检测旋挖成孔灌注桩宜用于黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层。旋挖成孔灌注桩应根据不同的地层情况及地下水位埋深，采用干作业成孔和泥浆护壁成孔工艺。工艺原理：旋挖钻机通过钻头和钻杆的旋转，借助钻具自重和钻机加压系统，边旋转边切削地层并将其装入钻斗内，再将钻斗提出孔外