任务2.3.3 混凝土灌注桩施工

建筑施工技术主讲：贾汝达模块二地基处理与基础工程施工任务2.1地基处理及加固任务2.2浅埋式钢筋混凝土基础施工任务2.3桩基础工程施工任务2.3桩基础工程施工

2.3.1桩基础的作用与分类2.3.2预制桩施工2.3.3混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩的施工特点灌注桩直接在桩位上成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。

该工艺能适应地层的变化、无需接桩、施工时无振动、无挤压、噪音小，适用于建筑物密集区。施工后需要一定的养护期，不能立即承受荷载2.3.3混凝土灌注桩施工1.泥浆护壁钻孔灌注桩

泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，不同土质和地下水位高低都适用。多用于含水量高的软土地区。

1）泥浆的作用泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷却与润滑钻头的作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出携带土屑的泥浆；当钻孔达到规定深度后，运用泥浆循环进行孔底清渣。（1）护壁泥浆

2）泥浆的组成

是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，也可掺入加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等掺合剂。泥浆一般在现场制备，有些粘性土在钻进过程中可形成适合护壁的浆液，则可利用其作为护壁泥浆，即“自造泥浆”。泥浆池

根据泥浆循环方式的不同，分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。（2）施工工艺流程及施工要点

泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程：

放样定位→埋设护筒→钻机就位→钻孔→第一次清孔→吊放钢筋笼→下导管→第二次清孔→灌注混凝土。（2）施工工艺流程及施工要点

1）埋设钢护筒在杂填土或松软土层中钻孔时，应在桩位处埋设钢护筒，以起定位、保护孔口、维持水头等作用。其内径应比钻头大100mm，埋入土中不少于1m。

2）泥浆注入粘土中可采用清水钻进、自造泥浆护壁；砂土中钻进则应注入制备泥浆，注入泥浆密度控制在1.1左右，排出泥浆密度宜为1.2～1.4。钻进过程中，应保持护筒内泥浆水位高于地下水位。插打钢护筒

3）第一次清孔：钻孔达到设计标高后应进行清孔。以原土造浆的钻孔可用“射水法”，即钻杆只转不进（空转），待泥浆密度降至1.1左右；注入制备泥浆的钻孔则应采用“换浆法”清孔，至换出的泥浆密度小于1.15时方为合格。

5）第二次清孔：在钢筋笼和导管安放后、水下混凝土浇灌前进行，在导管顶部安放泵及皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣。第二次清孔标准是：孔深达到设计要求，沉渣厚度在100mm以内。

4）吊放钢筋笼及导管

6）水下浇灌混凝土：具体内容在混凝土工程中介绍。1

安放导管2

导管就位3

料斗贮料4连续浇注5提升导管泥浆护壁成孔的缺点：施工现场环境污染严重2.沉管灌注桩

沉管灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉管法将带有钢筋混凝土桩靴(或活辨式桩尖)的钢桩管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成。用锤击沉桩设备沉管时称为“锤击沉管灌注桩”利用激振器的振动沉管时，称为“振动沉管灌注桩”立管→对准桩位套入桩靴、压入土中→检查→低锤轻击→检查有无偏移→正常施打至设计标高→第一次浇灌混凝土→边拔管、边锤击、边继续浇灌混凝土→安放钢筋笼、继续浇灌混凝土至桩顶设计标高。施工程序（1）锤击沉管灌注桩混凝土预制桩靴

1）就位用桩架吊起桩管，关闭桩尖活瓣或对准预设在桩位处的预制混凝土桩靴，套入桩靴。然后缓缓放下套管，压进土中。桩管上端扣上桩帽，检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上，桩管偏斜不大于0.5%时，即可起锤沉管。先低锤轻击，观察如无偏移方可正常施打，直至符合设计要求的贯入度或标高。

2）沉管关闭桩管活瓣桩尖桩管套入混凝土桩靴

3）混凝土浇灌检查桩管内有无泥浆或水进入，即可灌注混凝土。第一次浇灌混凝土时桩管内应尽量灌满，拔管过程中应向桩管内继续浇灌混凝土，并使桩管内混凝土保持略高于地面。

4）拔管在混凝土灌满桩管后，拔管即可进行。一边拔管、一边锤击，拔管的速度要均匀，一般土层以1m/min为宜，软弱土层以0.3～0.8m/min为宜。倒打拔管的速度，单动汽锤不得少于50次/min，自由落锤不少于40次/min。在管底未拔至桩顶设计标高时，倒打和轻击不得中断。⑴跳打法

桩的中心距小于4倍桩管外径或小于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%后方可施打。

为提高桩的质量和承载能力，可采用复打来扩大灌注桩的桩径。方法是：在第一次浇筑混凝土完毕、拔出桩管，消除管外壁上的污泥和桩孔周围地面的浮土，立即在原桩位再设预制桩靴或合好S桩尖活瓣，第二次复打沉入桩管，使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后再浇筑第二次混凝土。⑵复打法锤击沉管灌注桩的特殊施工方法有跳打法、复打法。

5）特殊施工方法（2）振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩可采用单打法、反插法和复打法施工。

振动沉管采用振动锤或振动冲击锤沉管，利用桩机强迫振动频率与土的自振频率相同时产生的共振而沉管。沉桩前，将桩管下端活瓣合拢或套入桩靴，对准桩位，徐徐放下桩管压入土中，勿使偏斜，即可开动激振器沉管。桩管受振后与土体之间摩阻力减小，同时利用振动锤自重在桩管上加压，桩管即能沉入土中。在沉入土中的桩管内灌满混凝土，开动激振器振动5～10s后开始拔管，边振边拔；每拔0.5～1m，停拔振动5～10s，如此反复，直到桩管全部拔出。一般土层内拔管速度宜为1.2～1.5m/min，在软弱土层中宜为0.6～0.8m/min。

1）单打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。反插法能增大桩的截面，提高桩的承载能力，适宜在较差的软土地基上应用。

2）反插法要求与锤击灌注桩相同。

3）复打法振动灌注桩的适用范围除与锤击灌注桩相同外,并适用于稍密及中密的碎石土地基。

沉管灌注桩的关键必须严格控制最后两个两分钟的贯入度，其值按设计要求、或试桩数据和当地施工经验确定。3.干作业成孔灌注桩适用于成孔深度内无地下水的一般粘性、砂土及人工填土，勿需护壁，成孔深度8～20m、成孔直径300～600mm，不宜用于地下水位以下的各类土及淤泥质土。常用螺旋钻机成孔，亦可用洛阳铲成孔。

成孔原理：电动机带动钻杆转动，使螺旋叶片旋转削土，土随螺旋叶片上升排出孔外。（1）孔底清理

钻至设计深度后进行孔底清理，方法是只钻不进、空转清土、提钻卸土。

可在钻杆上换装扩孔刀片，扩底直径为桩身直径的2.5～3.5倍，在设计要求位置形成葫芦桩或扩底桩。孔底虚土厚度：磨擦力为主的桩不大于300mm，端承力为主的桩不大于100mm；（2）桩身或桩底扩孔钢筋笼宜一次绑好，吊入孔内时注意勿碰孔壁，钢筋骨架过长时，可分段吊放，逐段焊接。混凝土应分层连续浇筑，分层厚度不大于1.5m。（3）施工要点长螺旋钻机成孔施工长螺旋钻机钻头长螺旋钻机成孔近景桩间挖土

承台高程控制

桩头凿除剥出主筋

浇筑混凝土垫层承台钢筋绑扎4.灌注桩桩头处理2.3.4桩基础的检测与验收《建筑基桩检测技术规范JGJ106-2014》规定：检测桩基承载力及桩身完整性的方法有静载实验、钻芯法、动测法（低应变法、高应变法）和声波透射法，工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性的抽样检测。1.桩基承载力检测

分为静载和动载二种：

（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。桩基静载检测现场（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。

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（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。钻芯法基桩检测

桩身混凝土芯样质量检查2.桩身完整性抽样检测（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，及单节混凝土预制桩，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）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。声波透射法进行桩身完整性检测

本模块包括地基处理与加固、钢筋混凝土浅基础施工、桩基础施工三个部分。

地基处理目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件。地基处理及加固的方法主要有换填法、强夯法、灰土挤密桩法、堆载预压法、振冲地基法、水泥土深层搅拌法等。

基础分为浅基础和桩基础两大类，浅基础主要有独立基础、条形基础、筏（板）形基础、箱型基