1、河北工程大学 土木工程学院第第二二章章 地基处理与桩基础地基处理与桩基础工程工程第一节第一节 地基加固处理地基加固处理第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院第一节第一节 地基加固处理地基加固处理 一、地基加固的原理一、地基加固的原理 将土质由松变实，将土的含水量由高变低，即可达将土质由松变实，将土的含水量由高变低，即可达到地基加固的目的。到地基加固的目的。 二、地基加固的方法二、地基加固的方法 挖、填、换、夯、压、挤、拌挖、填、换、夯、压、挤、拌河北工程大学 土木工程学院地基处理的对象地基处理的对象 软弱地基软弱地基 不良地基不良地基淤淤 泥泥 土土 e1.5e1
2、.5， L L ( (液性指数液性指数I IL L1.0)1.0)淤泥质土淤泥质土 e=1.0-1.5e=1.0-1.5， L L (I (IL L1.0)1.0)泥炭土泥炭土 ，泥炭质土，泥炭质土冲填土冲填土湿陷性黄土湿陷性黄土膨胀土膨胀土冻土冻土松砂松砂 相对密实度相对密实度Dr 1/3 Dr 0.85 e 0.85 饱饱和液化和液化, ,干土震陷干土震陷人工填土，杂填土人工填土，杂填土粘性土处于液粘性土处于液态与塑性状态态与塑性状态之间的界限含之间的界限含水量水量 地基处理方法的分类地基处理方法的分类设计依据：建筑地基处理技术规范（设计依据：建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012JG
3、J79-2012）河北工程大学 土木工程学院地基处理方法的选择地基处理方法的选择粘土粘土粉、细砂粉、细砂砂土砂土杂填土杂填土注注堆载预压堆载预压软弱、透水软弱、透水砂井法砂井法软弱、透水软弱、透水性小性小泥炭土不适用泥炭土不适用真空预压真空预压软弱软弱强夯法强夯法非饱和非饱和振冲挤密振冲挤密粘性小粘性小振冲碎石桩振冲碎石桩软弱软弱抗剪强度低时慎用抗剪强度低时慎用水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩软弱软弱灌浆法灌浆法锚杆压桩锚杆压桩用于纠偏与基础加固用于纠偏与基础加固砂桩砂桩松松松松河北工程大学 土木工程学院排水固结法排水固结法堆载预压堆载预压 分级堆载分级堆载 竖向排水砂井、竖向排水砂井、塑料排水板塑料
4、排水板 水平排水垫层水平排水垫层基本条件：基本条件：n 必要的预压荷载必要的预压荷载n 必要的排水条件必要的排水条件和足够的排水固结和足够的排水固结时间时间河北工程大学 土木工程学院广州南沙港区一期工程陆域场地（北段）软基处理工程广州南沙港区一期工程陆域场地（北段）软基处理工程 吹填沙吹填沙 塑料排水板施工塑料排水板施工 淤泥搅拌桩施工淤泥搅拌桩施工 真空膜铺设真空膜铺设 真空预压真空预压 施工检测施工检测 排水固结法排水固结法真空预压真空预压河北工程大学 土木工程学院锤重：锤重：8-25t8-25t，最大，最大200t200t落距：落距：8-25m8-25m有效深度：有效深度：5-10m5-
5、10m承载力：承载力：180-250kPa180-250kPa加固效果：加固效果：高承载力、减小沉降量，高承载力、减小沉降量，消除液化可能、消除湿陷性等消除液化可能、消除湿陷性等 优优 缺缺 点：点：经济；噪音经济；噪音压密法压密法强夯法强夯法河北工程大学 土木工程学院压密法压密法强夯法强夯法河北工程大学 土木工程学院 (1) (1) 沉管、柱锤冲扩法沉管、柱锤冲扩法 (2) (2) 材料：砂桩、碎石桩和灰土桩材料：砂桩、碎石桩和灰土桩 (3)(3)适用于填土适用于填土, ,松砂松砂, ,湿陷性黄土湿陷性黄土, ,一般粘性土一般粘性土Sr60%.Sr60%. 饱和度较高的粘性土不宜。饱和度较高
6、的粘性土不宜。 通过振冲成孔，以砂石置换并振动密实形成复合地基。通过振冲成孔，以砂石置换并振动密实形成复合地基。压密法压密法振冲法振冲法进料口进料口管嘴管嘴砂桩砂桩套管套管管嘴管嘴河北工程大学 土木工程学院置换法置换法水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩深层搅拌法施工工艺流程深层搅拌法施工工艺流程定定位位预预搅搅拌拌下下沉沉喷喷浆浆搅搅拌拌上上升升重重复复搅搅拌拌下下沉沉重重复复搅搅拌拌上上升升完完毕毕河北工程大学 土木工程学院 SMWSMW（Soil Mixing WallSoil Mixing Wall）工法施工）工法施工型钢水泥土复合搅拌桩型钢水泥土复合搅拌桩河北工程大学 土木工程学院 SMWSMW
7、（Soil Mixing WallSoil Mixing Wall）工法施工）工法施工河北工程大学 土木工程学院 SMWSMW（Soil Mixing WallSoil Mixing Wall）工法施工）工法施工河北工程大学 土木工程学院 SMWSMW（Soil Mixing WallSoil Mixing Wall）工法施工）工法施工河北工程大学 土木工程学院 SMWSMW（Soil Mixing WallSoil Mixing Wall）工法施工）工法施工河北工程大学 土木工程学院 SMWSMW（Soil Mixing WallSoil Mixing Wall）工法施工）工法施工河北工程大
8、学 土木工程学院 SMWSMW（Soil Mixing WallSoil Mixing Wall）工法施工）工法施工河北工程大学 土木工程学院 SMWSMW（Soil Mixing WallSoil Mixing Wall）工法施工）工法施工河北工程大学 土木工程学院 SMWSMW（Soil Mixing WallSoil Mixing Wall）工法施工）工法施工河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工 一、桩基础工程概述一、桩基础工程概述 二、二、钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩施工 三、钢筋混凝土灌注桩施工三、钢筋混凝土灌注桩施工 四、人工挖孔灌注桩四、人
9、工挖孔灌注桩 五、灌注桩施工质量要求五、灌注桩施工质量要求 六、桩基工程安全技术六、桩基工程安全技术河北工程大学 土木工程学院一、桩基础工程概述一、桩基础工程概述桩基础组成：桩和桩顶承台桩基础组成：桩和桩顶承台桩的分类：桩的分类：1 1、按桩的受力情况分为：、按桩的受力情况分为： 摩擦桩和端承桩摩擦桩和端承桩2 2、按桩的施工方法分为：、按桩的施工方法分为： 预制桩和灌注桩预制桩和灌注桩第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院二、二、钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩施工 特点：能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快，特点：能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快，
10、 对周围环境影响较大。对周围环境影响较大。 施工程序：预制、运输、堆放、沉桩。施工程序：预制、运输、堆放、沉桩。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院（一一）钢筋混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放钢筋混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放1 1、制作：工厂制作和现场制作。、制作：工厂制作和现场制作。钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工l 预制桩有实预制桩有实心桩与空心桩。心桩与空心桩。 l 工厂预制桩工厂预制桩长一般不超过长一般不超过12m12m；工地预制；工地预制不超过不超过30m30m，
11、且，且桩长桩长L50L50倍桩截倍桩截面边长或直径。面边长或直径。河北工程大学 土木工程学院 钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工 重叠不超过四层；重叠不超过四层； 底模和场地应平整底模和场地应平整坚实，防止浸水沉陷；坚实，防止浸水沉陷； 上下层桩间及桩与底上下层桩间及桩与底模之间刷隔离剂；模之间刷隔离剂； 下层需达到下层需达到30%30%设计强设计强度度后上层方可浇筑；后上层方可浇筑； 连续浇筑，不得留连续浇筑，不得留施工缝；浇水养护不施工缝；浇水养护不少于少于7d7d。河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩
12、基础工程施工2 2、起吊、起吊 当桩的混凝土强度达当桩的混凝土强度达到设计强度的到设计强度的7070方可起方可起 吊。达到吊。达到100100设计强设计强 度时方可运输和打桩。度时方可运输和打桩。确定原则：确定原则：吊点间的跨中吊点间的跨中弯矩与吊点处负弯矩相等。弯矩与吊点处负弯矩相等。 常见的吊点位置如图示：常见的吊点位置如图示：河北工程大学 土木工程学院8080多米的多米的“长腿长腿”被吊起，通过打桩机插入海被吊起，通过打桩机插入海底底 第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工如：定位定位起吊起吊河北工程大学 土木工程学院 3 3、运输、运输 打桩前，桩从制作处运到现场准备打桩，并应根打
13、桩前，桩从制作处运到现场准备打桩，并应根据打桩顺序随打随运以避免二次搬运。桩的运输方式，据打桩顺序随打随运以避免二次搬运。桩的运输方式，在运距不大时，可用起重机吊运；当运距较大时，可在运距不大时，可用起重机吊运；当运距较大时，可采用轻便轨小平台车运输。采用轻便轨小平台车运输。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院 4 4、堆放、堆放 堆放桩的地堆放桩的地面必须平整、坚面必须平整、坚实，垫木间距应实，垫木间距应与吊点位置相同，与吊点位置相同，各层垫木应位于各层垫木应位于同一垂直线上，同一垂直线上，堆放层数不宜超堆放层数不宜超过过4 4层。不同规层。不同规格的桩，应分
14、别格的桩，应分别堆放。堆放。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院沉沉 桩桩第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工第一节桩沉桩第一节桩沉桩末节桩沉桩末节桩沉桩河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工（二二）钢筋混凝土预制桩的沉桩钢筋混凝土预制桩的沉桩1 1、沉桩前的准备工作：、沉桩前的准备工作： 处理障碍物；处理障碍物； 平整场地；平整场地； 抄平放线；抄平放线； 铺设水电管网；铺设水电管网； 沉桩设备的进场，安装及桩的供应。沉桩设备的进场，安装及桩的供应。2 2、
15、沉桩方法：锤击法、静力压桩法、振动法、水冲法。、沉桩方法：锤击法、静力压桩法、振动法、水冲法。河北工程大学 土木工程学院 广州大学城工地锤击沉桩广州大学城工地锤击沉桩河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工3 3、锤击沉桩施工、锤击沉桩施工 打桩机具：打桩机具：桩锤桩锤、桩架、动力装置。、桩架、动力装置。河北工程大学 土木工程学院锤重的选择锤重的选择河北工程大学 土木工程学院河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工打桩顺序：打桩顺序：打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程
16、度桩的密集程度( (桩距大小桩距大小) )、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面、桩的规格、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。布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。根据基础的设计标高和桩的规格，宜按根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后先深后浅、先大后小、先长后短短的顺序进行打桩。的顺序进行打桩。河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工 打桩方式：打桩方式： 轻锤高击、轻锤高击、重锤低击重锤低击 接桩：方法目前有三种：焊接法、法兰螺栓连接法、接桩：方法目前有三种：焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。硫磺
17、浆锚法。河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工电焊接桩电焊接桩河北工程大学 土木工程学院 预应力管桩施工预应力管桩施工 接桩接桩河北工程大学 土木工程学院河北工程大学 土木工程学院 打桩机就位后，将桩锤和打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起，然后吊桩并送桩帽吊起，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准桩位至导杆内，垂直对准桩位缓缓送下插入土中，垂直缓缓送下插入土中，垂直度偏差不得超过度偏差不得超过0.5%0.5%，然，然后固定桩帽和桩锤，使桩、后固定桩帽和桩锤，使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。上，确保桩能垂直下沉。在桩锤和桩帽之间应加弹在
18、桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽和桩顶周围性衬垫，桩帽和桩顶周围四周应有四周应有5-10mm5-10mm的间隙，的间隙，以防损伤桩顶。以防损伤桩顶。 施工工艺施工工艺第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院 打桩开始时，锤的落距应打桩开始时，锤的落距应较小，待桩入土至一定深度较小，待桩入土至一定深度且稳定后，再按要求的落距且稳定后，再按要求的落距锤击。用落锤或单动汽锤打锤击。用落锤或单动汽锤打桩时，最大落距不宜大于桩时，最大落距不宜大于1m1m，用柴油锤时，应使锤跳动正用柴油锤时，应使锤跳动正常。在打桩过程中，遇有贯常。在打桩过程中，遇有贯入度剧变、桩身突然发生倾入
19、度剧变、桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹、桩斜、移位或有严重回弹、桩顶或桩身出现严重裂缝或破顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应暂停打碎等异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理。桩，及时研究处理。 某工地某工地600mm600mm预制桩被挤断的照片预制桩被挤断的照片, ,一个承一个承台六根桩台六根桩, ,有四有四 五根桩断掉五根桩断掉, ,打的时候收锤打的时候收锤无问题无问题, ,锤第二根桩挤断第一根锤第二根桩挤断第一根, ,锤第三根锤第三根挤断第二根桩挤断第二根桩第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院 如桩顶标高低于自如桩顶标高低于自然土面，则需用送然土面
20、，则需用送桩管将桩送入土中桩管将桩送入土中时，桩与送桩管的时，桩与送桩管的纵轴线应在同一直纵轴线应在同一直线上，拔出送桩管线上，拔出送桩管后，桩孔应及时回后，桩孔应及时回填或加盖。填或加盖。 第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院 接桩的预埋铁件表接桩的预埋铁件表面应清洁，上、下面应清洁，上、下节桩之间如有间隙节桩之间如有间隙应用铁片填实焊牢，应用铁片填实焊牢，焊接时焊缝应连续焊接时焊缝应连续饱满，并采取措施饱满，并采取措施减少焊接变形。接减少焊接变形。接桩时，上、下节桩桩时，上、下节桩的中心线偏差不得的中心线偏差不得大于大于10mm10mm，节点弯，节点弯曲矢高
21、不得大于曲矢高不得大于11桩长。桩长。 第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院 打桩过程中，应做好沉桩记录，以便工程验收。打桩工程是隐打桩过程中，应做好沉桩记录，以便工程验收。打桩工程是隐蔽工程，施工中应做好每根桩的观测和记录，这是工程验收时蔽工程，施工中应做好每根桩的观测和记录，这是工程验收时检验质量的依据。各项观测数据应记入混凝土预制桩施工记录，检验质量的依据。各项观测数据应记入混凝土预制桩施工记录，见表所示。见表所示。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工 打桩质量要求：打桩质量要求：
22、、能否满足贯入度或标高的设计要求；、能否满足贯入度或标高的设计要求； 摩擦桩：以标高为主，贯入度作为参考。摩擦桩：以标高为主，贯入度作为参考。 端承桩：以贯入度为主，标高作为参考。端承桩：以贯入度为主，标高作为参考。 、打入后的偏差是否在允许范围之内；、打入后的偏差是否在允许范围之内； 、桩顶、桩身是否打坏。、桩顶、桩身是否打坏。 预应力管桩的预应力管桩的质量检验质量检验动载试验动载试验河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工4 4、打、打桩桩中常见事故的分析、处理中常见事故的分析、处理在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，例如在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，
23、例如桩顶桩顶破碎破碎，桩身断裂，桩身位移桩身断裂，桩身位移、扭转扭转、倾斜倾斜，桩锤跳跃桩锤跳跃，桩身严重回弹桩身严重回弹等。等。发生这些问题的原因发生这些问题的原因有钢筋混凝土预制桩制作质量、有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的处理意见，采取位共同研究，查明原因，提出明确的处理意见，采取相应的技术措施后，方可
24、继续施工。相应的技术措施后，方可继续施工。 河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工（1 1）桩顶、桩身被打坏）桩顶、桩身被打坏 原因：原因： 桩顶受到冲击产生很高的局部应力；桩顶受到冲击产生很高的局部应力； 桩身混凝土保护层太厚，直接受冲击的是素混凝土；桩身混凝土保护层太厚，直接受冲击的是素混凝土； 桩帽垫层材料选用不合适，或已被打坏；桩帽垫层材料选用不合适，或已被打坏； 桩顶面和桩的轴线不垂直，桩处于偏心受力状态；桩顶面和桩的轴线不垂直，桩处于偏心受力状态； 过打硬土层，最后贯入度太小，锤的落距过大；过打硬土层，最后贯入度太小，锤的落距过大； 桩身混凝土强度不够
25、。桩身混凝土强度不够。河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工（2 2）打歪）打歪 原因：制作：桩顶不平，桩身混凝土凸肚，原因：制作：桩顶不平，桩身混凝土凸肚， 桩尖偏心，接桩不正；桩尖偏心，接桩不正； 地质：有障碍物在土中；地质：有障碍物在土中； 操作：初入土时歪斜，未纠正即施打。操作：初入土时歪斜，未纠正即施打。（3 3）打不下）打不下 原因：原因：桩身被打坏桩身被打坏 ； 遇上钢渣、孤石、硬土层等；遇上钢渣、孤石、硬土层等； 隔期打（停歇）。隔期打（停歇）。（4 4）一桩打下，邻桩上升）一桩打下，邻桩上升 原因：原因：在软土中，当布桩较密，打桩顺序又欠合理时，
26、在软土中，当布桩较密，打桩顺序又欠合理时， 发生一桩打下，将造成邻桩上升，或将邻桩拉发生一桩打下，将造成邻桩上升，或将邻桩拉 断，或引起周围土坡开裂，建筑物裂缝。断，或引起周围土坡开裂，建筑物裂缝。河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工5.5.桩头的处理桩头的处理 在打完各种预制桩开挖基坑时，按设计要求的桩顶标在打完各种预制桩开挖基坑时，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，高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证桩身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。要保证桩身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。当桩顶标高在设计标高以下时，
27、在桩位上挖成喇叭口，当桩顶标高在设计标高以下时，在桩位上挖成喇叭口，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。凝土与承台一起浇筑接长桩身。河北工程大学 土木工程学院桩头爆裂桩头爆裂环氧树脂补桩环氧树脂补桩桩上的裂缝桩上的裂缝. 预应力管桩施工预应力管桩施工 补桩补桩河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工静力压桩静力压桩静力压桩静力压桩是利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土是利用无噪声、无振动的静压
28、力将桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩施工。中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩施工。 静力压桩静力压桩利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力(800(80015001500kN)kN)反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。力，迫使预制桩下沉。压桩施工压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。接桩的方法接桩的方法同前。同前。河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础
29、工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院河北工程大学 土木工程学院 振动打桩振动打桩振动沉斜桩作业图振动沉斜桩作业图DZMDZM系列液压振动锤系列液压振动锤( (配挖掘机用配挖掘机用) ) 河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工 三、钢筋混凝土灌注桩施工三、钢筋混凝土灌注桩施工灌注桩：灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔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。内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。 与预制桩相比，灌与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限
30、制，不需注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等优点优点。但存在但存在操作要求较严，易发生颈缩、断裂现象，技术操作要求较严，易发生颈缩、断裂现象，技术间歇时间较长，不能立即承受荷载，冬季施工困难较间歇时间较长，不能立即承受荷载，冬季施工困难较多多等等缺点缺点。 灌注桩按成孔方法分为灌注桩按成孔方法分为干作业钻孔灌注桩、泥浆护壁干作业钻孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、爆扩成孔灌注桩、人工挖成孔灌注桩、沉管灌注桩、爆扩成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等孔灌注桩等。河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工
31、程施工 （一）（一）干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩施工过程施工过程如下图所示。如下图所示。河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工干作业成孔一般采用干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分。螺旋钻头外径分别为别为400mm400mm、500mm500mm、600mm600mm，钻孔深度相应为钻孔深度相应为1212m m、10m10m、8m8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。层和
32、淤泥质土。钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方法是是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。 长螺旋钻孔机出土状态长螺旋钻孔机出土状态河北工程大学 土木工程学院短螺旋钻孔机短螺旋钻孔机短螺旋钻孔机出土状态短螺旋钻孔机出土状
33、态河北工程大学 土木工程学院（二）（二）泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩1.1.概念概念 先用成孔机械进行钻孔，在钻孔过程中为了防止孔壁先用成孔机械进行钻孔，在钻孔过程中为了防止孔壁坍塌，在孔中注入泥浆（或清水自造泥浆）保护孔壁，钻坍塌，在孔中注入泥浆（或清水自造泥浆）保护孔壁，钻孔达到深度后，进行检查清孔，然后安放钢筋骨架，最后孔达到深度后，进行检查清孔，然后安放钢筋骨架，最后浇注混凝土而成。浇注混凝土而成。 适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎碎 ( ( 砾砾 ) ) 石土及风化岩层；以及地质情况复杂，夹层多、石土及风化岩层；以
34、及地质情况复杂，夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层。风化不均、软硬变化较大的岩层。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院 回转钻机回转钻机1 1 座盘；斜撑；座盘；斜撑；塔架；电机；塔架；电机；卷扬机；塔架；卷扬机；塔架；转盘；转盘； 8 8 钻杆；钻杆；9 9 泥浆输送管；泥浆输送管； 10 10 钻头钻头 （1）成孔机械：回转钻机、潜水钻机、冲击钻机等。）成孔机械：回转钻机、潜水钻机、冲击钻机等。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院潜水钻机潜水钻机 1 1 一
35、钻头；一钻头； 2 2 一潜水钻机；一潜水钻机； 3 3 一电缆；一电缆； 4 4 一护筒；一护筒； 5 5 一水管；一水管； 6 6 一滚轮支点；一滚轮支点； 7 7 一钻杆；一钻杆； 8 8 一电缆盘；一电缆盘； 9 9 一卷扬机；一卷扬机； 10 10 一控制箱一控制箱 河北工程大学 土木工程学院冲击钻机冲击钻机 1 1 一滑轮；一滑轮； 2 2 一主杆；一主杆； 3 3 一拉索；一拉索； 4 4 一斜撑；一斜撑； 5 5 一卷扬机；一卷扬机； 6 6 一一垫木；垫木； 7 7 一钻头一钻头 桩定位，图中的孔为超前钻的孔桩定位，图中的孔为超前钻的孔冲孔桩开始施工冲孔桩开始施工冲击成孔冲击
36、成孔河北工程大学 土木工程学院（2 2）泥浆：）泥浆： 泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，根据需要，还可掺入其它物质，如纯碱等，以改善泥浆根据需要，还可掺入其它物质，如纯碱等，以改善泥浆的品质。的品质。泥浆中胶质颗粒的分子，在泥浆的泥浆中胶质颗粒的分子，在泥浆的压力下渗入孔壁表层的孔隙中，形压力下渗入孔壁表层的孔隙中，形成一层泥皮，促使孔壁胶结，从而成一层泥皮，促使孔壁胶结，从而起到防止坍孔，保护孔壁的作用起到防止坍孔，保护孔壁的作用作用：液体支撑作用；作用：液体支撑作用； 形成泥皮；形成泥皮； 携渣、冷却刀具、润滑切土机具等作用。携渣、冷
37、却刀具、润滑切土机具等作用。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院 制备泥浆的性能指标制备泥浆的性能指标 表表 2-4 2-4 项项 次次项项 目目性能指标性能指标检验方法检验方法1相对密度相对密度1.11.15泥浆密度计泥浆密度计2粘粘 度度1025s500/700 mL漏斗法漏斗法3含砂率含砂率6%含砂量计含砂量计4胶体率胶体率95%量杯法量杯法5失水量失水量30 mL/30 min失水量仪失水量仪6泥皮厚度泥皮厚度13 mm/30 min失水量仪失水量仪7静切力静切力1 min 23 Pa1
38、0 min 510 Pa静切力计静切力计8稳定性稳定性0.03 g/cm2 9pH值值79pH试纸试纸河北工程大学 土木工程学院 泥浆运泥浆运 输车辆输车辆浆池浆池河北工程大学 土木工程学院2.2.施工工艺施工工艺施工准备施工准备测量放线测量放线桩机就位桩机就位钻孔钻孔检查、清孔检查、清孔浇筑混凝土、成桩浇筑混凝土、成桩造浆造浆循环循环埋设护筒埋设护筒安放钢筋骨架安放钢筋骨架第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院（1 1）测定桩位、埋设护筒：）测定桩位、埋设护筒：护筒：护筒：6 68 8mmmm厚钢板，厚钢板， 比孔口大比孔口大100100200200mmmm，
39、顶部开设顶部开设1 12 2个溢浆口，个溢浆口， 周围用粘土密封。周围用粘土密封。作用：定位作用：定位 ； 保护孔口；保护孔口； 维持水头等。维持水头等。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院 a a ）正循环正循环 b b ）反循环反循环 图图 2-15 2-15 泥浆循环成孔工艺泥浆循环成孔工艺 1 1 一钻头；一钻头； 2 2 一泥浆循环方向；一泥浆循环方向； 3 3 一沉淀池；一沉淀池； 4 4 一泥浆池；一泥浆池； 5 5 一泥浆泵；一泥浆泵； 6 6 一砂石泵；一砂石泵； 7 7 一水
40、阀；一水阀； 8 8 一钻杆；一钻杆； 9 9 一钻机回旋装置一钻机回旋装置 （2 2）泥浆循环方式）泥浆循环方式河北工程大学 土木工程学院正循环方式：泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，正循环方式：泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行沉淀池，经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。循环。操作简单，当孔不太深，孔径操作简单，当孔不太深，孔径800800mmmm时，钻进效时，钻进效果好。果好。反循环方式：泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入
41、钻孔，反循环方式：泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆然后，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。泥泥浆上返速度快，排渣能力强，钻进效率高，孔壁稳定，孔浆上返速度快，排渣能力强，钻进效率高，孔壁稳定，孔底沉渣少，成孔质量可靠。底沉渣少，成孔质量可靠。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院钻进施工：钻进施工：第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工 在原先已经支护的地在原先已经支护的地面上冲孔成桩，容易冲到面上冲
42、孔成桩，容易冲到锚杆和锚索，造成钢筋笼锚杆和锚索，造成钢筋笼下不去下不去河北工程大学 土木工程学院（3 3）检查）检查 钻进过程中，要保证护筒内水位高于地下水位；排出钻进过程中，要保证护筒内水位高于地下水位；排出的泥浆密度应在的泥浆密度应在1.21.21.41.4t/mt/m3 3。（4 4）清孔清孔方式：泥浆循环方式、空气吸泥机方式：泥浆循环方式、空气吸泥机时间：分两次进行。时间：分两次进行。 钻到设计标高时，用循环换浆法清孔；钻到设计标高时，用循环换浆法清孔； 灌注混凝土前，泵吸反循环清孔。灌注混凝土前，泵吸反循环清孔。检查：清孔后，检查孔底沉渣厚度，孔内泥浆密度等。检查：清孔后，检查孔底
43、沉渣厚度，孔内泥浆密度等。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院（5 5）钢筋骨架的制作与安装）钢筋骨架的制作与安装 桩的长度较大时钢筋笼一般分段制作，分段制作桩的长度较大时钢筋笼一般分段制作，分段制作的钢筋笼接头宜采用焊接。的钢筋笼接头宜采用焊接。 为防止钢筋笼的变形，应设置加劲箍，加劲箍应为防止钢筋笼的变形，应设置加劲箍，加劲箍应在主筋外侧，主筋一般不设弯钩，根据施工工艺要求在主筋外侧，主筋一般不设弯钩，根据施工工艺要求所设弯钩不得向内伸露，以免妨碍导管提升。所设弯钩不得向内伸露，以免妨碍导管
44、提升。 钢筋笼吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，钢筋笼吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定在孔口钢护筒上，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定在孔口钢护筒上，使其不上浮、下沉。使其不上浮、下沉。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院钢筋笼吊装钢筋笼吊装第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院灌注桩钢筋冷挤压连接灌注桩钢筋冷挤压连接河北工程大学 土木工程学院 焊吊筋，防焊吊筋，防止浇筑砼时止浇筑砼时钢筋笼上浮钢筋笼上浮河北工程大学 土木工程学院（6 6）浇筑混凝土）浇筑混
45、凝土 第二次清孔后第二次清孔后0.50.5小时以内，采用导管法浇筑。小时以内，采用导管法浇筑。 混凝土浇筑的导管的壁厚不宜小于混凝土浇筑的导管的壁厚不宜小于3 3mm mm ，直径宜直径宜为为 200 200250250mm mm ； 直径制作偏差不应超过直径制作偏差不应超过 2 2mm mm ，导管的分节长度视导管的分节长度视工艺要求确定，底管长度不宜小于工艺要求确定，底管长度不宜小于4 4m m ，接头宜用法兰或接头宜用法兰或双螺纹方扣快速接头；双螺纹方扣快速接头； 管提升时，不得挂住钢筋笼；管提升时，不得挂住钢筋笼； 导管使用前应试拼装、试压，试水压力为导管使用前应试拼装、试压，试水压力
46、为0.60.61.01.0MPa MPa 第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院 浇筑水下混凝土：浇筑水下混凝土： 开始灌注时，为使隔水栓能顺利排出，导管底部至孔开始灌注时，为使隔水栓能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为底的距离宜为 300 300500500mm mm ，桩直径小于桩直径小于 600 600mm mm 时可适时可适当加大导管底部至孔底距离；当加大导管底部至孔底距离； 混凝土料斗中应有足够的混凝土储备量，混凝土灌注混凝土料斗中应有足够的混凝土储备量，混凝土灌注后能使导管一次埋入混凝土面下后能使导管一次埋入混凝土面下 0.8 0.8m m 以上；以上
47、； 混凝土浇注中边灌注边提升导管，但应保证导管口始混凝土浇注中边灌注边提升导管，但应保证导管口始终埋置在混凝土内，导管埋深宜为终埋置在混凝土内，导管埋深宜为 2 26 6m m ，严禁导管提严禁导管提出混凝土面，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的出混凝土面，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写水下混凝土浇注记录高差，填写水下混凝土浇注记录 。第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院混凝土浇筑混凝土浇筑第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院河北工程大学 土木工程学院 提升导管，下提升导管，下料，排出泥浆料，排出泥浆截桩头截
48、桩头桩头混凝土取样桩头混凝土取样河北工程大学 土木工程学院河北工程大学 土木工程学院预应力管桩的质量检验预应力管桩的质量检验动载试验动载试验河北工程大学 土木工程学院（7 7）废泥浆的处理）废泥浆的处理 灌注桩施工时所产生的废弃物有钻孔形成的弃土、变质灌注桩施工时所产生的废弃物有钻孔形成的弃土、变质后不能循环使用的护壁泥浆废液，还有施工结束时所剩余的后不能循环使用的护壁泥浆废液，还有施工结束时所剩余的护壁泥浆。其中任何一种都会对周围环境造成污染。所以，护壁泥浆。其中任何一种都会对周围环境造成污染。所以，在对废弃物进行处理时应遵循有关环保规定，不能随意排放。在对废弃物进行处理时应遵循有关环保规定
49、，不能随意排放。 目前大多数工地对废泥浆和钻渣的处理采用简单的土办法，目前大多数工地对废泥浆和钻渣的处理采用简单的土办法，即靠沉淀池沉淀一段时间，再用抓斗或人工挖出，放在场地即靠沉淀池沉淀一段时间，再用抓斗或人工挖出，放在场地上进行自然脱水，然后再装车外运至指定的弃土堆场。或者上进行自然脱水，然后再装车外运至指定的弃土堆场。或者将初步沉淀后的厚质的废泥浆用密封的罐车外运，倒入暂无将初步沉淀后的厚质的废泥浆用密封的罐车外运，倒入暂无影响的坑和低洼地内。影响的坑和低洼地内。 第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院3.3.常遇问题及处理方法常遇问题及处理方法（1 1）坍
50、孔）坍孔（2 2）钻孔偏移）钻孔偏移（3 3）流砂）流砂（4 4）吊脚桩）吊脚桩（5 5）钻孔漏浆）钻孔漏浆第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工河北工程大学 土木工程学院第二节第二节 桩基础工程施工桩基础工程施工（三）沉管灌注桩（三）沉管灌注桩沉管灌注桩沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将是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带有钢筋混凝土的桩尖( (或钢板靴或钢板靴) )或带有活瓣式桩靴或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中的钢管沉入土中( (钢管直径应与桩的设计尺寸一致钢管直径应与桩的设计尺寸一致) )，造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔造成桩孔，然后
