1、桩按受力情况分为端承桩和摩擦桩两种桩按受力情况分为端承桩和摩擦桩两种(图图2.1)2.1)v端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，结构荷载主端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制嵌岩深度为主，对沉渣厚度的要要由岩层阻力承受；施工时以控制嵌岩深度为主，对沉渣厚度的要求严格。求严格。桥梁工程中的端承桩多数要求嵌岩。桥梁工程中的端承桩多数要求嵌岩。v摩擦桩完全设置在软弱土层中，依靠桩端阻力和桩身侧面与地基土摩擦桩完全设置在软弱土层中，依靠桩端阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同之间的摩擦阻力共同承受承受荷载荷载，施工时以控制桩端设计标高
2、（长度），施工时以控制桩端设计标高（长度）为主。为主。对于桩端为硬土层者，又有对于桩端为硬土层者，又有摩擦端承桩，端承摩擦桩。摩擦端承桩，端承摩擦桩。桥梁工程中的摩擦桩，通常不计挤密作用。桥梁工程中的摩擦桩，通常不计挤密作用。桩按施工方法分为桩按施工方法分为预制桩预制桩和和灌注桩灌注桩v预制桩预制桩根据沉入土中的方法，可分根据沉入土中的方法，可分打入桩打入桩、水冲沉桩水冲沉桩、振动沉桩振动沉桩和和静力压桩静力压桩等；等；v灌注桩灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，有的桩。灌注桩按成孔方法不同，有钻
3、（冲）孔灌注桩钻（冲）孔灌注桩、挖孔灌注挖孔灌注桩桩、套管成孔灌注桩套管成孔灌注桩及及爆扩成孔灌注桩爆扩成孔灌注桩等。等。钢筋混凝土预制桩钢筋混凝土预制桩：在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其特点：坚固耐久，不受地下水或在设计位置上将其沉入土中，其特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快，进度快，能适应不同土层施工。能适应不同土层施工。钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型多用于房多用于房
4、建工程建工程，桥梁工程少用。桥梁工程少用。钢筋混凝土预制桩有钢筋混凝土预制桩有方形实心断面桩方形实心断面桩和和圆柱体空心断面桩圆柱体空心断面桩。钢筋混凝土预制桩施工前，应根据施工图设计要求、桩的类型、钢筋混凝土预制桩施工前，应根据施工图设计要求、桩的类型、成孔过程对土的挤压情况、地质探测和试桩等资料，制定施工方成孔过程对土的挤压情况、地质探测和试桩等资料，制定施工方案。其案。其主要内容包括主要内容包括：确定施工方法，选择打桩机械，确定打桩：确定施工方法，选择打桩机械，确定打桩顺序，桩的预制、运输，以及沉桩过程中的技术和安全措施。顺序，桩的预制、运输，以及沉桩过程中的技术和安全措施。钢筋骨架钢筋
5、骨架的主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同一截面内数量不超的主筋连接宜采用对焊；主筋接头配置在同一截面内数量不超过过50%50%；同一根钢筋两个接头的距离应大于；同一根钢筋两个接头的距离应大于3030d d0 0并不小于并不小于500500mmmm。桩顶和桩顶和桩尖直接受到冲击力易产生很高的局部应力，桩顶和桩尖钢筋配置桩尖直接受到冲击力易产生很高的局部应力，桩顶和桩尖钢筋配置(如如图图2.22.2所示所示)应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合表表.1的规定。的规定。表.1 .1 预制桩钢筋骨架质量检验标准 混凝土制作宜用机械搅拌、机械振捣；浇筑混凝土
6、过程中应严格保证钢筋混凝土制作宜用机械搅拌、机械振捣；浇筑混凝土过程中应严格保证钢筋位置正确，桩尖应对准纵轴线，纵向钢筋顶部保护层不宜过厚，钢筋网片位置正确，桩尖应对准纵轴线，纵向钢筋顶部保护层不宜过厚，钢筋网片的距离应正确，以防锤击时桩顶破坏及桩身混凝土剥落破坏。采用叠层法的距离应正确，以防锤击时桩顶破坏及桩身混凝土剥落破坏。采用叠层法生产时，上层桩和邻桩浇筑，必须在下层和邻桩的混凝土强度达到设计强生产时，上层桩和邻桩浇筑，必须在下层和邻桩的混凝土强度达到设计强度的度的30%30%以后才能进行。浇筑完毕后，立即加强养护，防止由于混凝土收缩以后才能进行。浇筑完毕后，立即加强养护，防止由于混凝土
7、收缩产生裂缝，养护时间不少于产生裂缝，养护时间不少于7d。钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合表表2的规定。的规定。表.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准 钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的70%70%才可起吊；达到才可起吊；达到100%100%设计强度设计强度才能运输和打桩。才能运输和打桩。若若提前吊运，必须采取措施并经过验算合格方可进提前吊运，必须采取措施并经过验算合格方可进行。行。桩在起吊搬运时，必须做到平稳，避免冲击和振动，吊点应同时受力，桩在起吊搬运时，必须做到平稳，避免冲击和振动，吊点应同时受力，且吊点位置应符合设计
8、规定。如无吊环，设计又未作规定时，绑扎点且吊点位置应符合设计规定。如无吊环，设计又未作规定时，绑扎点的数量及位置按桩长而定，应符合起吊弯矩最小的原则，可按的数量及位置按桩长而定，应符合起吊弯矩最小的原则，可按图图2.3所示的位置捆绑。所示的位置捆绑。1.3 1.3 打入法施工打入法施工 打入法打入法也称锤击法，是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，也称锤击法，是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。深度或达到持力层的一种打桩施工方法。锤击沉桩锤击沉桩是混凝土预制桩常用的沉桩方法，它施工速度快，机械化程度高，是混凝
9、土预制桩常用的沉桩方法，它施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有冲撞噪声和对地表层有振动，在城区和夜适用范围广，但施工时有冲撞噪声和对地表层有振动，在城区和夜间施工间施工有所限制。有所限制。2.1.3.1 2.1.3.1 打桩设备及选择打桩设备及选择 打桩设备包括打桩设备包括桩锤桩锤、桩架桩架和和动力装置动力装置。(1)(1)桩锤桩锤桩锤可选用桩锤可选用落锤落锤、汽锤汽锤、柴油打桩锤柴油打桩锤和和振动锤振动锤。落锤落锤一般由铸铁制成。有一般由铸铁制成。有穿心锤穿心锤和和龙门锤龙门锤两种，重两种，重0.20.22 2t t。它利用绳它利用绳索或钢丝绳通过吊钩索或钢丝绳通过吊钩由卷扬机沿
10、桩架导杆提升到一定高度，然后自由由卷扬机沿桩架导杆提升到一定高度，然后自由落下击打桩顶落下击打桩顶(如图如图2.42.4)。汽锤汽锤是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有单动汽锤单动汽锤和和双动双动汽锤汽锤两种两种(如图如图2.52.5)。柴油打桩锤柴油打桩锤利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩，利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩，柴油柴油桩桩锤与桩架、动力设备配套组成柴油打桩机。锤与桩架、动力设备配套组成柴油打桩机。振动锤振动锤是利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使桩下沉是利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使桩下沉。锤重选择锤重选择
11、应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等参考件等参考表表.3.3选用。选用。表表3 锤重选择表锤重选择表(2)(2)桩桩架架桩架桩架是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向及维持桩的稳定，并保是支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向及维持桩的稳定，并保证桩锤沿着所要证桩锤沿着所要求方向冲击的设备。求方向冲击的设备。桩架一般由桩架一般由底盘底盘、导向杆导向杆、起吊设备起吊设备、撑杆撑杆等组成。等组成。根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩架和确定桩架高度。根据桩的长度、桩锤的高度及施工条件等选择桩架和确定桩架高度。桩架高
12、桩架高度度=桩长桩长+桩锤高度桩锤高度+滑轮组高滑轮组高桩架用钢材制作，按移动方式有桩架用钢材制作，按移动方式有轮胎式轮胎式、履带式履带式、轨道式轨道式等。等。履带式桩架履带式桩架(图图2.62.6)以履带式起重机为主机，配备桩架工作装置而组成。操作以履带式起重机为主机，配备桩架工作装置而组成。操作灵活，移动方便，适用于各种预制桩和灌注灵活，移动方便，适用于各种预制桩和灌注桩的施工。桩的施工。(3)(3)动力装置动力装置 打桩机械的动力装置是根据所选桩锤而定的。当采用空气打桩机械的动力装置是根据所选桩锤而定的。当采用空气锤时，应配备空气压缩机；当选用锤时，应配备空气压缩机；当选用 蒸汽锤时，则
13、要配备蒸汽锅炉蒸汽锤时，则要配备蒸汽锅炉和绞盘。和绞盘。1.3.2 1.3.2 打桩顺序的确定打桩顺序的确定 打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度(桩距桩距大小大小)、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。虑，合理确定打桩顺序。根据桩的密集程度，打桩顺序一般分为根据桩的密集程度，打桩顺序一般分为逐段打设逐段打设、自中部向四周打设自中部向四周打设和和由中由中间向两侧打设间向两侧打设三种，如三种，如图图2.7所示。
14、所示。v当桩的中心距不大于当桩的中心距不大于4 4倍桩的直径或边长时，应由中间向两侧对称施打倍桩的直径或边长时，应由中间向两侧对称施打(图图2.7(2.7(c)c)，或或由中间向四周施打由中间向四周施打(图图2.7(2.7(b)b)。v当桩的中心距大于当桩的中心距大于4 4倍桩的边长或直径时，可采用上述两种打法，或逐排倍桩的边长或直径时，可采用上述两种打法，或逐排单向打设单向打设(图图2.7(2.7(a)a)。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、先长后短先深后浅、先大后小、先长后短的顺的顺序进行打序进行打桩。桩。1.3.3 1.3.3 打桩打
15、桩打桩机就位时，桩架应垂直平稳，导杆中心线与打桩方向一致。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。桩开始打入时，应控制锤的落距，采用短距轻击；待桩入土一定深度桩开始打入时，应控制锤的落距，采用短距轻击；待桩入土一定深度(1(12 2m)m)稳定以后，再稳定以后，再以规定落距施打。以规定落距施打。桩的施打原则桩的施打原则是重锤低击，这样桩锤对桩头的冲击小，回弹也小，桩头不是重锤低击，这样桩锤对桩头的冲击小，回弹也小，桩头不易损坏，大部分能量都用于克服桩身与土的摩阻易损坏，大部分能量都用于克服桩身与土的摩阻力和桩尖阻力上，桩能较力和桩尖阻力上，桩能较快地沉入土中。快地沉入土中。桩入
16、土深度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。与桩的类型有关。1.3.4 1.3.4 打桩质量要求和测量记录打桩质量要求和测量记录(1)(1)打桩质量要求打桩质量要求端承桩最后贯入度不大于设计规定贯入度数值时，桩端设计标高可作端承桩最后贯入度不大于设计规定贯入度数值时，桩端设计标高可作参考；摩擦桩端标参考；摩擦桩端标高达到设计规定的标高范围时，贯入度可作参考。高达到设计规定的标高范围时，贯入度可作参考。打打(压压)入桩入桩(预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩)
17、的桩位偏差，的桩位偏差，必须符合必须符合表表2.42.4的规定。的规定。桩的承载力检验桩的承载力检验 表.4 预制桩(钢桩)桩位的允许偏差(2)(2)混凝土预制桩施工记录混凝土预制桩施工记录 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，这是工程验收时检验质量的依据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，各项观测数据应记入混凝土预制桩施工记录，见见表表2.52.5所示。所示。表表2.5 混凝土预制桩施工记录混凝土预制桩施工记录 1.3.5 1.3.5 打桩施工常见问题的分析打桩施工常见问题的分析在打桩施工过
18、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，例如桩顶破碎桩顶破碎，桩身断裂，桩桩身断裂，桩身位移身位移、扭转扭转、倾倾斜斜，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、沉桩有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。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题，都应立即暂停打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、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查
19、明原因，提出明确的处理处理意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。(1)(1)桩顶破碎桩顶破碎 打桩时，桩顶直接受到桩锤的冲击而产生很高的局部应力，如果桩顶钢筋打桩时，桩顶直接受到桩锤的冲击而产生很高的局部应力，如果桩顶钢筋网片配置不当、混凝土保护层过厚、桩顶平面与桩的中心轴线不垂直及桩顶不网片配置不当、混凝土保护层过厚、桩顶平面与桩的中心轴线不垂直及桩顶不平整等制作质量问题都会引起桩顶破碎。在沉桩工艺方面，若桩垫材料选择不平整等制作质量问题都会引起桩顶破碎。在沉桩工艺方面，若桩垫材料选择不当、厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。
20、当、厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。(2)(2)桩身被打断桩身被打断 制作时，桩身有较大的弯曲凸肚，局部混凝土强度不足，在沉桩时桩尖遇制作时，桩身有较大的弯曲凸肚，局部混凝土强度不足，在沉桩时桩尖遇到硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。到硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。(3)(3)桩身位移、扭转或倾斜桩身位移、扭转或倾斜 桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制作原因，桩架倾斜桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制作原因，桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因以及桩尖遇孤石等都
21、会，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因以及桩尖遇孤石等都会引起桩身位移、扭转或倾斜。引起桩身位移、扭转或倾斜。(4)(4)桩锤回跃，桩身回弹严重桩锤回跃，桩身回弹严重 选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。身则严重回弹。1.3.6 1.3.6 打桩过程中的注意事项打桩过程中的注意事项桩机就位后，桩架应垂直平稳，桩帽与桩顶应锁紧牢靠，连接成整体。桩机就位后，桩架应垂直平稳，桩帽与桩顶应锁紧牢靠，连接成整体。打桩时，应密切观察桩身下沉贯入度的变化情况。打桩时，应密切观察桩身下沉贯入度的变化
22、情况。在正常情况下，沉桩应连续施工，打入土的速度应均匀，应避免因间歇时间过在正常情况下，沉桩应连续施工，打入土的速度应均匀，应避免因间歇时间过长，土的长，土的固结作用而使桩难以下沉。固结作用而使桩难以下沉。打桩时振动大，对土体有挤压作用，可能影响周围建筑物、道路及地下管线的打桩时振动大，对土体有挤压作用，可能影响周围建筑物、道路及地下管线的安全和正安全和正常使用，施工过程中要有专人巡视检查，及时发现和处理有关问题。常使用，施工过程中要有专人巡视检查，及时发现和处理有关问题。严禁非施工人员进入打桩现场；对桩机的正常运行、桩架的稳定经常进行检查，严禁非施工人员进入打桩现场；对桩机的正常运行、桩架的
23、稳定经常进行检查，严格按严格按操作规程进行施工，确保安全。操作规程进行施工，确保安全。1.3.7 1.3.7 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高将桩头多余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，要保证桩身的主筋伸入承台，长度的部分截去。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。当桩顶标高在设计标高以下时，在桩位上挖成喇叭口，应符合设计要求。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度，与承台钢筋绑扎凿掉桩头混凝土，剥出主筋并焊接接
24、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。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。1.4 1.4 静力压桩静力压桩 静力压桩静力压桩是是利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土中，常用于土质均匀利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩的软土地基的沉桩施工。施工。静力压桩静力压桩(图图2.82.8)利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、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，将整个桩机的重力滑轮和压梁，将整个桩机的重力(800(80015001500kN)kN)反压在桩顶上，
25、以克服桩反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。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目前有三种：目前有三种：焊焊接法接法(图图2.9)、法兰螺栓连接法法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法硫磺浆锚法(图图2.10)。灌注桩：灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌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。注混凝土而成型的桩。与预制桩相比与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，灌注桩具有不受地层变化限制，不
26、需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪节约钢材、振动小、噪声小等声小等特点特点。灌注桩按成孔方法分为灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩沉管灌注桩、干作业钻干作业钻孔灌注桩孔灌注桩、人工挖孔灌人工挖孔灌注桩注桩等。等。2.1 2.1 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如图图2.112.11所示。所示。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。螺旋钻头外径分别为。螺旋钻头外径分别为400mm400mm、500mm500mm、600mm600mm，钻孔深度相应为钻孔深度相应为1212m m、10m1
27、0m、8m8m。适用于成孔深度内适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂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，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。偏斜或位移。钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、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，然后停止沉降。方法是钻
28、机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。旋转，提钻卸土。钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度50506060cmcm。2.2 2.2 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆护壁成孔泥浆护壁成孔是利
29、用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。成孔机械成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。泥浆护壁成孔灌注桩的泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程施工工艺流程：测定桩位、埋设护筒、桩机就位、测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻机等潜水钻机、冲击钻机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混放钢筋骨架、
30、浇筑水下混凝土。凝土。2.2.1 2.2.1 埋设护筒和制备泥浆埋设护筒和制备泥浆 钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。护钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。护筒上部设筒上部设1 12 2个溢浆孔，是用厚个溢浆孔，是用厚4 48 8mmmm钢板制成的圆筒，其内径应大于钻钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径头直径200200mmmm。护筒的作用护筒的作用是固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，是固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。的方向。护筒顶高出施工水位护筒
31、顶高出施工水位1.5m，并高出地面，并高出地面0.3m，保证护筒内泥浆顶标高始终高于外部水位至少保证护筒内泥浆顶标高始终高于外部水位至少1m。在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.11.11.1.4 4的泥浆。的泥浆。一般一般1.21.3；易坍地层可提高到；易坍地层可提高到1.4左右。左右。泥浆的作用：泥浆的作用：稳定水压稳定水压使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；水压稳定；护壁护壁泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；泥浆相对密度大，加大了孔内的水
32、压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；浮（携）渣浮（携）渣通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用用。2.2.2 2.2.2 成孔成孔 (1)回旋（回旋（潜水）钻机成孔潜水）钻机成孔 回旋钻机成孔示意图如回旋钻机成孔示意图如图图2.12所示。所示。回旋回旋钻机是一种旋转式钻孔机，其防水电机变速机构和钻头密封在钻机是一种旋转式钻孔机，其防水电机变速机构和钻头密封在一起，由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通一起，由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排过正循
33、环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。至孔外。回旋回旋钻机成孔排渣有钻机成孔排渣有正循环排渣正循环排渣和和反循环反循环（泵举）（泵举）排渣排渣两种方式，如两种方式，如图图2.13所示。所示。v正循环排渣法正循环排渣法:在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运运动，从护筒的溢流孔排出。动，从护筒的溢流孔排出。v反循
34、环排渣法反循环排渣法:砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。泥浆抽排出孔外。(2)冲击钻成孔冲击钻成孔 冲击钻机冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤冲击锤)提高到一定高度，提高到一定高度，靠自由下落的冲击力靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔切削破碎岩层或冲击土层成孔(图图2.142.14)。冲击钻头冲击钻头形式有形式有十字形十字形、工工字形字形、人字形人字形等，一般常用十字形冲击钻头等，一般常用十字形冲击钻头(图图2.152.15)。冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。冲孔前应
35、埋设钢护筒，并准备好护壁材料。冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程0.40.40.80.8m m范范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉3 34 4m m以后，冲程可以提高到以后，冲程可以提高到1.51.52 2.0.0m m，转入正常冲击，随时测定并控制转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。泥浆相对密度。施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和转向装置是否程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。灵活，以免掉钻。(3
36、)冲抓锥成孔冲抓锥成孔冲抓锥冲抓锥(图图2.162.16)锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥锥头上有一重铁块和活动抓片，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。冲抓锥整体提升至地面中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。上卸去土渣，依次循环成孔。冲抓锥成孔施工冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击
37、成孔施工相同。适用于松软适用于松软土层土层(砂土、粘土砂土、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。2.2.3 2.2.3 清孔清孔 验孔验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；清孔清孔即清除孔底沉渣、即清除孔底沉渣、淤淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。泥浆护壁成孔清孔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，气压为孔，气压为0.50.5MPaMPa，使管内形成强大高压气流
38、向上涌，同时使管内形成强大高压气流向上涌，同时不断地补足清不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。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相对密度应控制在1.151.151.251.25。含砂率。含砂率=4%(=4%(大直径桩大直径桩2%)2%)检孔器钻孔偏斜纠正清孔作业l钻孔达到要求深度后，采用泥浆泵及时进行清孔，避免延时过长，泥浆钻渣沉淀而造成清孔困难或坍孔。l钻孔达设计深度终孔后，将输浆管下到孔底508
39、0cm，换用比重1.051.25的新鲜泥浆进行清孔，直到钢筋与导管下入孔内，重新测孔底沉渣厚度。直到沉渣厚度满足要求后，方可进行下道工序施工。l注意保持孔内水头，防止坍孔；l清孔后，检查孔口、孔中和孔底提取的泥浆比重的平均值，应符合质量标准要求。l采取一切措施缩短清孔后至灌注水下砼的时间。l不得用加深孔深来代替清孔。2.2.4 2.2.4 浇筑水下混疑土浇筑水下混疑土 泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑浇筑水下混凝土水下混凝土。水下混水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，凝土宜比设计强
40、度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。配合比应通过试验确定。水下混凝土浇筑常用水下混凝土浇筑常用导管法导管法(图图2.17)。浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下凝土面以下1.0m1.0m以以上，然后上，然后剪断（或迅速拔出）剪断（或迅速拔出）悬吊隔水栓的钢丝，混悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。水下砼灌注过程示意图导管埋深应保持在导管埋深应保持在26m之间之间过小易发生导管进水，过大易导致过小易发
41、生导管进水，过大易导致“埋管埋管”。导管口初始位置，首盘砼用量导管口到孔底的距离不宜太导管口到孔底的距离不宜太大或太小，一般大或太小，一般2040cm.太大太大不利于将沉渣带不利于将沉渣带起，底部砼质量难以保证；起，底部砼质量难以保证；太小太小容易堵管。容易堵管。为防止导管进水，首盘砼应为防止导管进水，首盘砼应使导管埋深不少于使导管埋深不少于1m。在浇注前，探测孔底泥浆沉淀厚度，如大于设计厚度，再次清孔，直到满足要求为止。砼由拌合站负责生产，用斗车运至现场，检查和易性、坍落度等指标。如不符合要求，应进行二次拌合，二次拌合仍达不到要求，不得使用,然后重新按配合比进行称量下料，直到满足要求。浇注首
42、批砼时应注意：a.导管下口至孔底的距离一般为2040cm。b.第一批砼储备量应确保导管一次埋入混凝土面1.0m;所需混数量按公式计算：VD/4(H1+H2)+(d/4)h1 V灌注首批砼所需数量（m）；D桩孔直径（m）；H1桩孔底至导管底端间距，一般为0.20.4m；H2导管初次埋置深度（m）；d导管内径（m）；h1桩孔内砼达到埋置深度H2时，导管内砼柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m），即 h1=rwHw/rc；由专人测量导管埋深及管内外砼面的高差，填写砼浇注记录封底砼灌入后，应仔细检查封底情况，确认封底成功后，进行正常浇注。浇注开始时，要连续有节奏地进行，尽可能缩短拆除导管的时间；当
43、导管内砼不满时，徐徐地浇注，防止在导管内造成高压气囊，压漏导管。当井孔砼面接近钢筋架时，使导管保持稍大的埋深，并放慢浇注速度；当井孔砼面进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架在砼中有一定的埋深，稳定钢筋并注意控制钢筋笼中心位置。为确保桩顶质量，砼浇筑比桩顶设计标高高0.5（0.6）1.0m。在浇注将近结束时，导管内砼柱高度相对减少，导管内砼压力降低，而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若出现砼顶升困难，可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土，使浇注工作顺利进行。沉渣厚度、砼灌注高度确定灌注事故处理二次剪球法l如发现导管漏水，且事故发生的位置能够确定时，可用此法补救。l对工艺、经验的
44、要求较高导管水密承压及接头抗拉试验l导管使用前的水密承压及接头抗拉试验,管内水压不小于孔内水深1.3倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝所能承受灌注砼时最大内压力的1.3P。P按以下公式计算:P=rchc-rwHw p导管可能承受的最大内压力(Kpa)；rc砼拌和物的比重（取24KN/m）；hc导管内砼桩最大高度（m），以导管全长或预计的最大高度计；rw井孔内水或泥浆的容重（KN/m）；Hw井孔内水或泥浆的深度（m）。2.3 2.3 沉管灌注桩沉管灌注桩 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，将带有钢筋混凝土的桩尖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(或钢板靴或
45、钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一钢管直径应与桩的设计尺寸一致致)，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，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时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。桩。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩(图图2.182.18)；利用振；利用振动器振动动器振动沉管、拔管成桩，称为沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩(图图2.192.19)。在沉管
46、灌注桩施工过程中，对土体有挤密作用和振动影响，在沉管灌注桩施工过程中，对土体有挤密作用和振动影响，施工中应结施工中应结合现场施工条件，考虑合现场施工条件，考虑成孔的顺序成孔的顺序。v间隔一个或两个桩位成孔；间隔一个或两个桩位成孔；v在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔；在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔；v一个承台下桩数在一个承台下桩数在5 5根以上者，中间的桩先成孔，外围的桩后成孔。根以上者，中间的桩先成孔，外围的桩后成孔。为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。等施工工艺。v单打法单打法(又称一次
47、拔管法又称一次拔管法)：拔管时，每提升拔管时，每提升0.50.51.01.0m m，振动振动5 51010s s，然后再拔管然后再拔管0.50.51.01.0m m，这样反复进行，直至全部拔出。这样反复进行，直至全部拔出。v复打法：复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行。v翻插法：翻插法：钢管每提升钢管每提升0.50.5m m，再下插再下插0.30.3m m，这样反复进行，直至拔出。这样反复进行，直至
48、拔出。2.3.1 2.3.1 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基，其施工过程见适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基，其施工过程见图图2.22.20 0所示。所示。锤击沉管灌注桩施工要点：锤击沉管灌注桩施工要点：v桩尖与桩管接口处应垫麻桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳或草绳)垫圈，以防地下水渗入管内和作缓垫圈，以防地下水渗入管内和作缓冲层。冲层。沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。v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拔管前，应先锤击或振动套管，在测得
49、混凝土确已流出套管时方可拔管。管。v桩管内混凝土尽量填满，拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制桩管内混凝土尽量填满，拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制拔管速度，一般土拔管速度，一般土层以不大于层以不大于1 1m/minm/min为宜，软弱土层与软硬交界处，为宜，软弱土层与软硬交界处，应控制在应控制在0.80.8m/minm/min以内为宜。以内为宜。v在管底未拔到桩顶设计标高前，倒打或轻击不得中断，注意使管内的在管底未拔到桩顶设计标高前，倒打或轻击不得中断，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。混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。v桩的中心距在桩的中心距在5 5
50、倍桩管外径以内或小于倍桩管外径以内或小于2 2m m时，均应跳打施工；中间空时，均应跳打施工；中间空出的桩须待邻桩混凝出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的土达到设计强度的50%50%以后，方可施打。以后，方可施打。2.3.2 2.3.2 振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩 振动沉管灌注桩采用振动沉管灌注桩采用激振器激振器或或振动冲击沉管振动冲击沉管。其施工过程为：其施工过程为：v桩机就位桩机就位v沉管沉管 v上料上料 v拔管拔管2.3.3 2.3.3 沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法 (1)(1)颈缩颈缩v颈缩颈缩：指桩身的局部直径小于设计要求的现象。：指桩
