1、项目2 高层建筑基础工程施工高层建筑施工 2XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工项目导入 某商住楼工程项目，地下2层，主要是做人防工程、车库及设备用房；地上由16栋34层的楼房组成,分南、北两个区，本方案针对的是南区，拟建建筑物共12栋。根据设计方案，本工程主楼采用桩筏基础，其中筏板厚度为1.8 m；2#、7#、10#、11#、12#楼为单塔楼设计，1#、3#、4#、5#、6#、8#、9#为双塔楼设计；单塔楼桩筏基础面积约为667 m2，筏板混凝土用量约为1 200 m3；双塔楼桩筏基础面积约为1 127 m2，筏板混凝土用量约为2 000 m3；混凝土为大体积混凝土，强度等级为C
2、35，抗渗等级为P6；基础及地下室采用补偿收缩混凝土，膨胀率不小于0.000 2，干缩率不大于0.000 3；后浇带混凝土采用微膨胀混凝土，膨胀率不小于0.000 4，干缩率不大于0.000 3XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工项目导入3；温度后浇带混凝土浇筑时间安排在其两侧混凝土浇筑完成两个月后进行，沉降后浇带混凝土浇筑时间安排在主体封顶后进行。 本工程中涉及的混凝土工程主要工作量如表21所示。 本工程基础筏板的混凝土浇筑质量是影响整个工程施工质量的关键，项目部将制订严密、可行的施工方案并严格按此方案进行施工，确保混凝土施工质量万无一失。 4XXXXXXXXXXXXXXXXXX
3、高层建筑施工项目导入思考：1.大体积混凝土裂缝有哪些种类，产生的原因是什么？2.大体积混凝土温度裂缝预防与控制方法有哪些？ 5XXXXXXXXXXXXXXXXXX 目 录2.1 桩基础工程施工2.2 大体积混凝土施工高层建筑施工桩基础工程施工2.1 7XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1桩基础工程施工 桩基一般由设置于土中的桩和承接上部结构的承台组成。桩的作用在于将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较大的土层上，或使软弱土层挤压，以提高土壤的承载力和密实度，从而保证建筑物的稳定性，减少地基沉降。 8XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.1桩基的分类桩基按照承载
4、性质可以分为端承桩和摩擦桩两类。（1）端承桩端承桩是指在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受的桩，如图2.1（a）所示。（2）摩擦桩摩擦桩是指在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受的桩，如图2.1（b）所示。 9XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工 预制桩可在工厂或施工现场预制。一般较短的桩多在预制厂生产，而较长的桩则在打桩现场或附近就地预制。用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其特点是坚固耐久，不受地下水或潮湿环境的影响；能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快；能适应不同土层施工。目前最常用的是预应力混凝土管桩、方桩，它是一种细长的空心或实
5、心预制混凝土构件，是在工厂经预应力、离心成型、高压蒸养等工艺等生产而成。管桩按桩身混凝土强度等级的不同分为PC桩(C60,C70)和PHC桩（C80）；按桩身抗裂弯矩大小分为A型、AB型和B型；外径有300 mm、400 mm、500 mm、550 mm和600 mm，壁厚为65125 mm，常用节长为712 m，特殊节长为45 m。 10XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工1.预制桩打桩施工 桩基础工程在施工前，应根据工程规模的大小和复杂程度，编制整个分部工程施工组织设计或施工方案。沉桩前，现场准备工作的内容有处理障碍物、平整场地、抄平放线、铺设水电
6、管网、沉桩机械设备的进场和安装以及桩的供应等。清除障碍物。平整场地。进行打桩试验。抄平放线。定桩位。确定打桩顺序。 11XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工 打桩顺序是否合理，直接影响打桩工程的速度和桩基质量。根据桩的密集程度（桩距大小）、桩的规格与长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。根据桩的密集程度，打桩顺序一般有逐排打设、从中间向四周打设、分段打设等几种，如图2.2所示。 12XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工2.预制桩的打设（1）锤击沉桩 锤击沉桩也称打入桩，是利用桩锤
7、下落产生的冲击能量将桩沉入土中，是混凝土预制桩最常用的沉桩方法，如图2.3所示。该法施工速度快，机械化程度高，适用范围广，现场文明程度高，但施工时有噪声和振动，对城市中心和夜间施工有所限制。 13XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工 14XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工打桩用的设备主要包括桩锤、桩架及动力装置三部分。a.桩锤。常用的桩锤有落锤、蒸汽锤、柴油锤和振动锤等。 桩锤的类型应根据施工现场情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件来选择。在做功相同而锤重与落距乘积相等的情况下，宜选用重锤低击，这样可
8、以使桩锤动量大而冲击回弹能量消耗小。桩锤过重，所需动力设备大，能源消耗大，不经济；桩锤过轻，施打时必定增大落距，使桩身产生回弹，桩不能沉入土中，常常打坏桩头或使混凝土保护层脱落，严重时甚至使桩身断裂。 15XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工b.桩架。 桩架的作用是吊桩就位、悬吊桩锤和支承桩身，并在打桩过程中引导锤和桩的方向，且保证桩锤能沿着所要求的方向冲击桩体。桩架的形式多种多样，常用的通用桩架有两种基本形式：一种是沿轨道行驶的多能桩架，另一种是装在履带底盘上的打桩架。 多能桩架由定柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成。它的机动性和适应性很大，在
9、水平方向可做360回转，立柱可前后倾斜，底盘下装有铁轮，可在轨道上行走。这种桩架可适应各种预制桩及灌注桩施工。其缺点是机身较庞大，现场组装和拆迁比较麻烦。 16XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工 履带式桩架以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩，如图2.4所示。其性能较多，桩架灵活，移动方便，可适应各种预制桩及灌注桩施工，目前应用最多。 17XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工c.动力装置。动力装置的配置取决于所选用的桩锤。当选用蒸汽锤时，则需配备蒸汽锅炉和卷扬机。 18XXXXXXXXXXXXXXXX
10、XX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工打桩工艺。a.吊装就位并校正。 打桩机就位时，桩架应垂直平稳，导杆中心线与打桩方向一致。先将桩锤和桩帽吊升起来，其高度应超过桩顶，并固定在桩架上。开始起吊桩身时，先将桩送至导杆内，对准插入桩位，调整垂直偏差，然后固定桩帽和桩锤，使桩锤、桩帽和桩身中心线在同一垂直线上。这时，再校正一次桩的垂直度，并以轻锤低击数下，观察桩身、桩架、桩锤垂直一致后，即可进行正常打桩。为了防止击碎桩顶，发现桩顶面不平时，施工前可用环氧树脂砂浆补抹平整；在桩锤和桩帽、桩帽与桩之间加弹性垫衬（硬木板、麻袋片），桩帽与桩顶四周应留510 mm间隙。 19XXXXXXXXXXXX
11、XXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工b.打桩。 桩开始打入时，应控制桩锤的落距，采用短距轻击；待桩入土一定深度（12 m）稳定以后，再以规定的落距施打，这样可以保证桩位准确和桩身垂直。桩的施打原则是重锤低击，这样桩锤对桩头的冲击小，回弹量小，桩头不宜损坏，桩锤大部分能量都用于克服桩身与土的摩阻力和桩尖阻力上，桩能较快地沉入土中。 桩入土深度是否已达到设计位置、是否停止锤击，其判断方法和控制原则与桩的类型有关。 20XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工打桩质量要求。 为保证打桩质量，应遵循以下原则：摩擦桩以控制桩端设计标高为主，贯入度可
12、做参考；端承桩以贯入度控制为主，桩端标高可做参考。最后贯入度的测定和记录，落锤、单动汽锤和柴油锤取最后10击的入土深度；双动汽锤取最后1 min的桩入土深度。如果贯入度已达到要求，而桩尖尚未达到持力层深度时，应断续锤3阵，其每阵10击的平均贯入度不应大于设计规定的数值。贯入度应通过试桩确定，必要时，施工控制贯入度通过试验与勘察单位、设计单位、建设单位会商确定。 对于按标高控制的预制桩，桩顶标高的允许偏差为-50100 mm。 打桩时的桩位偏差必须符合规范的规定。打斜桩时，斜桩倾斜度的允许偏差不得大于倾斜角正切值的15%。 21XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混
13、凝土桩施工桩头的处理。 在打完各种预制桩、开挖基坑时，施工单位按设计要求的桩顶标高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证桩身的主筋深入承台，长度应符合设计要求。当桩顶标高在设计高程以下时，把桩位挖成喇叭口，凿掉桩头混凝土，剥出主筋并焊接接长至设计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。 22XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工（2）振动沉桩 振动沉桩与锤击沉桩的施工方法基本相同，其不同之处是用振动桩机代替锤打桩机施工。振动桩机主要由桩架、振动锤、卷扬机和加压装置等组成。其施工原理是利用大功率甩动振动器
14、的振动锤或液压振动锤，减小土对桩的阻力，使桩能较快沉入土中。该法不但能将桩沉入土中，还能利用振动将桩拔出，经验证明此法对H型钢桩和钢板桩拔出效果良好；在砂土中沉桩效率较高，对黏土地区效率较差，需用功率大的振动器。 23XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工（3）静力压桩施工工艺 静力压桩是在软土地基上，利用静力压桩机或液压压桩机用无振动的静压力(自重和配重)将预制桩压入土中的一种沉桩新工艺，如图2.5所示，在我国沿海软土地基上较为广泛地采用。与锤击沉桩相比，它具有施工无噪声、无振动、节约材料、降低成本、提高施工质量、沉桩速度快等特点，特别适宜于扩建工程和
15、城市内桩基工程施工。其工作原理为：通过安置在压桩机上的卷扬机的牵引，由钢丝绳、滑轮及压梁将整个桩机的自重力(8001 500 kN)反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。 24XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工 25XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工 钢筋混凝土预制长桩在起吊、运输时受力极为不利，因而静力压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。因此，桩需分节预制，每节长610 m。当第一节桩压入土中，其上端距地面2 m左右时，将第二节接上，接桩的方法目前有三种：焊接法（图2.6）
16、、法兰螺栓连接法、硫黄浆锚法（图2.7 ）。 26XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工 27XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.2预制钢筋混凝土桩施工3.预制桩在施工中常见的问题（1）桩上涌、土隆起 在打桩过程中，桩打入土中排挤土体，使土体压缩。当土被挤到极限时，即向上涌抬高地面，对桩的承载力有一定影响。（2）桩顶位移 在软土地基施工较密集群桩时，由于打桩引起空隙水压力把相邻的桩推向一侧，导致桩位偏移。（3）桩头破损 在施工中如桩被锤击破坏，不仅会造成较大的经济损失并延误工期。一般破坏以桩头破损为最多，约占95%。桩头破坏大多由于混
17、凝土强度不足，桩头钢筋设置不合理，锤击偏心，桩垫厚度不足，并和锤的大小、落距、桩垫厚度等都有关。 28XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 现浇混凝土桩(亦称灌注桩)是一种直接在现场桩位上使用机械或人工等方法成孔，然后在孔内安装钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。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。 29XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺1.钻孔灌注桩 钻孔灌注桩是指利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇注混凝土(或先在孔中吊放钢筋笼)而成的桩。根据钻孔机械的钻头是否在土壤的含水层
18、中施工，又分为干作业成孔和泥浆护壁成孔两种施工方法。 30XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(1)干作业成孔灌注桩 干作业成孔用螺旋钻机，它由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成。干作业成孔灌注桩施工过程如图2.8 所示。 31XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 钻机钻孔前应做好现场准备工作。钻孔场地必须平整、碾压或夯实，雨期施工时需要加白灰碾压以保证钻孔行车安全。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。钻孔时，开动转轴旋动钻杆钻进，先慢后快，避免钻杆摇晃，并随时
19、检查钻孔偏移，有问题时应及时纠正。施工中应注意钻头在穿过软硬土层交界处时保持钻杆垂直，缓慢进尺。在含砖头、瓦块的杂填土或含水量较大的软塑黏性土层中钻进时应尽量减小钻杆晃动，以免扩大孔径及增加孔底虚土。当出现钻杆跳动、机架摇晃、钻不进等异常现象时，应立即停钻检查。钻进过程中应随时清理孔口积土，遇到地下水、缩孔、塌孔等异常现象时应会同有关单位研究处理。 32XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(2)泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法，通过循环泥浆将被钻头切下的土块携带排出孔外成孔，然后安装绑扎好的钢筋笼，用导管法水下
20、灌注混凝土成桩。 33XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程(图2.9)。 34XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺施工准备a.埋设护筒。 护筒是用48 mm厚钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径100 mm，其上部宜开设1或2个溢浆孔。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土中，保证其准确、稳定。护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50 mm，护筒与坑壁之间用黏土填实，以防漏水。护筒的埋设深度在黏土中不宜小于1.0 m，在砂土中不宜小于1.5 m。护筒顶面应高于地面0.40.6 m
21、，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1 m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5 m以上。护筒的作用是固定桩位位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔与成孔时引导钻头方向。 35XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺b.制备泥浆。 泥浆在桩孔吸附在孔壁上，将孔壁上空隙填渗密实，避免孔内壁漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆密度大，加大孔内水压力，可以稳固土壁、防止塌孔；泥浆有一定黏度，通过循环泥浆可将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出，起到携渣、排土的作用。同时，泥浆还可对钻头起到冷却和润滑的作用。 36XXXXXXXXXXXXXXXXXX
22、高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 制备泥浆的方法为：在黏性土中成孔时，可在孔内注入清水，钻机旋转时，切削土屑与水搅拌，用原土造浆，泥浆的相对密度应控制在1.11.2；在其他土中成孔时，泥浆制备应选用高塑性黏土或膨润土。在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆的相对密度应控制在1.31.5；施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定黏度、含砂率和胶体率等指标。对施工中废弃的泥浆、渣应按环境保护的有关规定处理。 37XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺c.成孔。 桩架安装就位后，挖泥浆槽、沉淀池，接通水电，安装水电设备，制备要求相对密度的泥浆。用第一节钻杆（
23、每节钻杆长约5 m，按钻进深度用钢销连接）接好钻机，另一端接上钢丝绳，吊起潜水钻对准埋设的护筒，悬离地面，先空钻然后慢慢钻入土中；注入泥浆，待整个潜水钻入土，观察钻机是否垂直平稳，检查钻杆是否平直后，再正常钻进。 38XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 泥浆护壁成孔灌注柱成孔方法按成孔机械分类有回转钻机成孔、潜水钻机成孔、冲击钻机成孔、冲抓锥成孔等，其中以钻机成孔应用最多。(a)回转钻机成孔。 回转钻机是由动力装置带动钻机回转装置转动，再由其带动带有钻头的钻杆移动，由钻头切削土层，适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、黏性土、砂土、软质岩层。 回转
24、钻机成孔方式根据泥浆循环方式的不同，分为正循环回转钻机成孔和反循环回转钻机成孔。 39XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 正循环回转钻机成孔的工艺如图2.10所示。由空心钻杆内部通入泥浆或高压水，从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出后流入泥浆池。 40XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 反循环回转钻机成孔的工艺如图2.11所示。泥浆带渣流动的方向与正循环回转钻机成孔的情形相反。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，能携带较大的土渣。 41XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2
25、.1.3现浇混凝土桩施工工艺(b)潜水钻机成孔。 潜水钻机成孔示意图如图2.12所示。潜水钻机是将动力机构、变速机构、钻头连在一起加以密封，潜入水中工作的一种体积小而轻的钻机，这种钻机的钻头有多种形式，适应不同桩径和不同土层的需要。钻头可带合金刀齿，靠电机带动刀齿旋转切削土层或岩层。钻头靠桩架悬吊吊杆定位，钻孔时钻杆不旋转，仅将钻头部分旋转切削下来的泥渣通过泥浆循环排出孔外。 42XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 43XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(c)冲击钻成孔。 冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重
26、钻头（冲击锤）提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔（图2.13、图2.14）。部分碎渣和泥浆挤压进孔壁，大部分碎渣用掏渣筒掏出。此法设备简单，操作方便，对有孤石的砂卵石岩、坚质岩均可成孔。 44XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 45XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(d)冲抓锥成孔。 冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片，如图2.15所示。通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提
27、升至地面后卸去土渣，依次循环成孔。 46XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺d.清孔。 成孔后，必须保证桩孔进入设计持力层深度。当孔径达到设计要求后，即进行验孔和清孔。验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载力。 泥浆护壁成孔清孔时，对于土质较好、不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，气压为0.5 MPa，使孔内形成强大的高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在1.
28、151.25；原土造浆的孔，清孔后泥浆相对密度应控制在1.1左右，在清孔时，必须及时补充足够的泥浆，并保持浆面稳定。 47XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺e.水下浇筑混凝土。 在灌注桩、地下连续墙等基础工程施工中，常需直接在水下浇筑混凝土。其方法是利用导管输送混凝土并使之与环境隔离，依靠管中混凝土的自重，使压管口周围的混凝土在已浇筑的混凝土内部流动、扩散，以完成混凝土的浇筑工作，如图2.16所示。 48XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(3)施工中常遇问题及处理孔壁坍塌。 钻孔过程中，如发现排出的泥浆中不
29、断出现气泡，或泥浆突然漏失，这表示有孔壁坍塌现象。孔壁坍塌的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用黏土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进时如出现孔壁坍塌，首先应保持孔内水位并加大泥浆比例以稳定钻孔的护壁，如坍塌严重，应立即回填黏土，待孔壁稳定后再行钻孔。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。防止措施有：除钻头加工精确、钻杆安装垂直外，操作时还要注意经常观察。钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中部回填黏土至偏孔处0.5 m以上重新钻进。 49XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工
30、2.1.3现浇混凝土桩施工工艺孔底虚土。 干作业施工中，由于钻孔机械结构所限，孔底常残存一些虚土，它来自扰动残存土，孔壁塌落土以及孔口落土。施工时，孔底虚土较规范大时必须清除，因虚土影响承载力。目前常用的治理虚土的方法是用20 kg重铁饼人工辅助夯实，但效果不理想。新近研制出的一套孔底夯实机具经实践证明有较好的夯实效果。断桩。 是否断桩是鉴定质量的关键。预防断桩时要注意三方面问题：一是力争首批混凝土浇灌一次成功；二是分析地质情况，研究解决对策；三是要严格控制现场混凝土配合比。 50XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺2.沉管灌注桩 沉管灌注桩是指利用锤
31、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。 51XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(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，如图2.17所示。 52XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺施工方法。 施工时，先使桩机就位，吊起桩管，垂直套入预先埋好的预制混凝土桩尖，压入土中。桩管与桩尖接触处
32、应垫以稻草绳或麻绳垫圈，以防地下水渗入管内。当检查时桩管与桩锤、桩架等在同一垂直线上（偏差0.5)，即可在桩管上扣上桩帽，起锤沉管。先用低锤轻击，观察无偏移后方可进入正常施工阶段，直至符合设计要求深度，并检查管内有无泥浆或水进入，即可灌注混凝土。桩管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。拔管要均匀，第一次拔管高度控制在能容纳第二次所需灌入的混凝土量内，不宜拔管过高。拔管时应保持连续密锤低击不停，并控制拔出速度，对于一般土层，以不大于1 mmin为宜；在软弱土层及软硬土层交界处，应控制在0.8 mmin以内。桩锤冲击频率视锤的类型而定：单动汽锤采用倒打拔管，频率不低于70 次min，自由落锤轻击不得
33、少于50 次min。在管底未拔到桩顶设计标高之前，倒打或轻击不得中断。 53XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺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。 上面所述的这种施工工艺称为单打灌注桩的施工。为了提高桩的质量和承载能力，常采用复打扩大灌注桩。其施工方法是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，再作第二次沉管，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、后两次沉管的轴线应重合，复打必须在第一次灌注的混凝
34、土初凝之前进行。 54XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺质量要求。a.锤击沉管灌注桩混凝土强度等级应不低于C20,混凝土坍落度在有筋时宜为80100 mm，无筋时宜为6080 mm；碎石粒径有筋时不大于25 mm，无筋时不大于40 mm；桩尖混凝土强度等级不得低于C30。b.当桩的中心距为桩管外径的5倍以内或小于2 m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。c.桩位允许偏差：群桩不大于0.5d(d为桩管外径)，对于两根桩组成的基础，在两根桩的连线方向上偏差不大于0.5d，垂直于此线的方向上偏差则不大于16d；墙基由单桩
35、支承的，平行于墙的方向偏差不大于0.5d，垂直于墙的方向偏差不大于16d。 55XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(2)振动沉管灌注桩 振动沉管灌注桩是采用激振器或振动冲击锤将钢套管沉入土中成孔而成的灌注桩，其沉管原理与振动沉桩完全相同，如图2.18所示。 56XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺施工方法。 施工时，先安装好桩机，将桩管下端活瓣合起来，对准桩位，徐徐放下桩管，压入土中，勿偏斜，即可开动激振器沉管。当桩管下沉到设计要求的深度后便停止振动，立即利用吊斗向管内灌满混凝土，并再次开动激振器，进行边振动
36、边拔管，同时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，如图2.19所示。 振动灌注桩可采用单振法、反插法或复振法施工。 57XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 58XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺a.单振法。在沉入土中的桩管内灌满混凝土，开动激振器510 s，开始拔管，边振边拔。每次拔管高度0.51.0 m，停拔振动510 s，如此反复，直到桩管全部拔出。在一般土层内拔管速度宜为1.21.5 mmin，较软弱土层中不得大于0.81.0 mmin。单振法施工速度
37、快，混凝土用量少，但桩的承载力低，适用于含水量较少的土层。b.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0.51.0 m，向下反插深度0.30.5 m。如此反复进行并始终保持振动，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。c.复振法。施工方法及要求与锤击沉管灌注桩的复打法相同。 59XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺质量要求。a.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80100 mm，无筋时宜为6080 mm；骨料粒径不得大于30 mm
38、。b.在拔管过程中，桩管内应随时保持有不少于2 m高度的混凝土，以便有足够的压力，防止混凝土在管内阻塞。c.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。d.为保证桩的承载力要求，必须严格控制最后两个2 min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。e.桩位允许偏差同锤击沉管灌注桩。 60XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(3)施工中常遇问题及处理断桩。 61XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 断桩一般都发生在地面以下
39、软硬土层的交界处，并多数发生在黏性土中，砂土及松土中则很少出现。产生断桩的主要原因为：桩距过小，受邻桩施打时挤压的影响；桩身混凝土终凝不久就受到振动和外力；软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪应力等。处理方法为经检查有断桩后，应将断桩段拔去，略增大桩的截面面积或加箍筋后再重新浇筑混凝土；或者在施工过程中采取预防措施，如施工中控制桩中心距不小于3.5倍桩径，采用跳打法或控制时间间隔的方法，使邻桩混凝土达到设计强度等级的50后再施打中间桩等。 62XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺瓶颈桩。 63XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.
40、3现浇混凝土桩施工工艺 瓶颈桩是指桩的某处直径缩小形似“瓶颈”，其截面面积不符合设计要求。其多数发生在黏性土、土质软弱、含水率高，特别是饱和的淤泥或淤泥质软土层中。产生瓶颈桩的主要原因为：在含水率较大的软弱土层中沉管时，土受挤压便产生很高的孔隙水压力，拔管后便挤向新灌的混凝土，造成缩颈。拔管速度过快，混凝土量少、和易性差，以及混凝土出管扩散性差也造成缩颈现象。处理方法为：施工中应保持管内混凝土略高于地面，使之有足够的扩散压力，拔管时采用复打或反插的办法，并严格控制拔管速度。 64XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺吊脚桩。 65XXXXXXXXXXXX
41、XXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 吊脚桩是指桩的底部混凝土隔空或混进泥砂而形成松散层部分的桩。其产生的主要原因为：预制钢筋混凝土桩尖承载力或钢活瓣桩尖刚度不够，沉管时被破坏或变形，因而水或泥砂进入桩管；拔管时桩靴未脱出或活瓣未张开，混凝土未及时从管内流出等。处理方法为，应拔出桩管，填砂后重打；或者可采取密振动慢拔，开始拔管时先反插几次再正常拔管等预防措施。 66XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺桩尖进水进泥。 67XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 桩尖进水进泥常发生在地下水位高或含水
42、量大的淤泥和粉泥土土层中，产生的主要原因为：钢筋混凝土桩尖与桩管接合处或钢活瓣桩尖闭合不紧密，钢筋混凝土桩尖被打破或钢活瓣桩尖变形等。处理方法为，将桩管拔出，清除管内泥砂，修整桩尖钢活瓣变形缝隙，用黄砂回填桩孔后再重打；若地下水位较高，待沉管至地下水位时，先在桩管内灌入0.5 m厚度的水泥砂浆做封底，再灌1 m高度混凝土增压，然后再继续下沉桩管。 68XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺3.人工挖孔灌注桩 人工挖孔灌注桩是指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。其施工特点是设备简单；无噪声、无振动、不污染环境，对施工现场周围
43、原有建筑物的影响小；施工速度快，可按施工进度要求决定同时开挖桩孔的数量，必要时，各桩孔可同时施工；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。尤其当高层建筑选用大直径的灌注桩，而其施工现场又在狭窄的市区时，采用人工挖孔比机械挖孔具有更大的适应性。但其缺点是人工消耗量大，开挖效率低，安全操作条件差等。 69XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺3.人工挖孔灌注桩 70XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 人工挖孔灌注桩是指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。其
44、施工特点是设备简单；无噪声、无振动、不污染环境，对施工现场周围原有建筑物的影响小；施工速度快，可按施工进度要求决定同时开挖桩孔的数量，必要时，各桩孔可同时施工；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。尤其当高层建筑选用大直径的灌注桩，而其施工现场又在狭窄的市区时，采用人工挖孔比机械挖孔具有更大的适应性。但其缺点是人工消耗量大，开挖效率低，安全操作条件差等。 71XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(1)施工设备 施工设备一般可根据孔径、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、
45、土筐、照明灯、对讲机及电铃等。 72XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(2)施工工艺按设计图纸放线、定桩位。开挖桩孔土方。采取分段开挖，每段高度取决于土壁保持直立状态而不塌方的能力，一般取0.51.0 m为一施工段。开挖范围为设计桩径加护壁的厚度。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1 m，由4块至8块活动钢模板组合而成，支撑有锥度的内模。放置操作平台。内模支设后，吊放用角钢和钢板制成的两半圆形合成的操作平台入桩孔内，置于内模顶部，做放置料具和浇筑混凝土操作之用。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，因而浇筑
46、时要注意捣实。上、下段护壁要错位搭接5075 mm(咬口连接)以便起连接上、下段之用。混凝土护壁如图2.20所示。 73XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺 74XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺拆除模板继续下段施工。当护壁混凝土达到1.2 MPa(常温下约需24 h)后，方可拆除模板，开挖下段的土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度。排出孔底积水，浇筑桩身混凝土。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，用潜水泵抽出孔底的积水，然后立
47、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而形成桩基。 75XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(3)质量要求必须保证桩孔的挖掘质量。桩孔挖成后应有专人下孔检验，如土质是否符合勘察报告，扩孔几何尺寸与设计是否相符，孔底虚土残渣情况要作为隐蔽验收记录归档。按规程规定桩孔中心线的平面位置偏差不大于20 mm，桩的垂直度偏差不大于1桩长，桩径不得小于设计直径。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。混凝土坍落度宜在100 mm左右，用浇灌漏斗桶直落，避免离析，必
48、须振捣密实。 76XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.3现浇混凝土桩施工工艺(4)安全措施 人工挖孔桩的施工安全应予以特别重视。工人在桩孔内作业，应严格按安全操作规程施工，并有切实可靠的安全措施。例如，孔下操作人员必须戴安全帽；孔下有人时孔口必须有监护；护壁要高出地面150200 mm，以防杂物滚入孔内；孔内设安全软梯，孔外周围设防护栏杆；孔下照明采用安全电压；潜水泵必须设有防漏电装置；应设鼓风机向井下输送洁净空气等。 77XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.4桩基础的检测与验收1.桩基的检测 成桩的质量检验有两种基本方法：一种是静载试验法(或称破损试验
49、)，另一种是动测法(或称无破损试验)。 78XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.4桩基础的检测与验收(1)静载试验法试验目的。 静载试验的目的是采用接近于桩的实际工作条件，通过静载加压确定单桩的极限承载力，作为设计依据，或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。试验方法。 静载试验是根据模拟实际荷载情况，通过静载加压得出一系列关系曲线，综合评定确定其容许承载力的一种试验方法。它能较好地反映单桩的实际承载力。荷载试验有多种，通常采用的是单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验和单桩水平静载试验。 79XXXXXXXXXXXXXXXXXX高层建筑施工2.1.4桩基础的检测与验收试
50、验要求。 预制桩在桩身强度达到设计要求的前提下，对于砂类土，应不少于10天；对于粉土和黏性土，应不少于15天；对于淤泥或淤泥质土，应不少于25天，待桩身与土体的结合基本趋于稳定，才能进行试验。就地灌注桩和爆扩桩应在桩身混凝土强度达到设计等级的前提下，对于砂类土不少于10天，对于一般黏性土不少于20天，对于淤泥或淤泥质土不少于30天，如此才能进行试验。对于地基基础设计等级为甲级或地质条件复杂、成桩质量可靠性低的灌注桩，应采用静载试验的方法进行检验，检验桩数应不少于总数的1，且应不少于3根；当总桩数少于50根时，检验桩数应不少于2根；其桩身质量检验时，抽检数量应不少于总数的30，且应不少于20根；
