1、项目要求 项目简介：某新建办公楼项目已进行了规划和设计，建筑施工图已完成。该办公楼为5层钢筋混凝土框架结构，建筑面积8200m2。本工程设计图纸要求采用桩基础施工，地基基础设计等级为甲级。质量要求：灌注桩成孔施工允许偏差：桩径偏差50mm，桩孔垂直度偏差0.5，桩位偏差50mm；钢筋笼制作允许偏差：主筋间距10mm，箍筋间距20mm，钢筋笼直径10mm，钢筋笼长度100mm。安全要求：文明要求：环保要求：项目分析 一、施工图的基础设计 本项目设计图纸采用桩基础（既能抗弯又能抗压），既满足受力要求，又较经济节省。所用建筑材料以钢筋、水泥、砂、水为主。二、工程地质勘查报告 根据该工程地质勘察报告，
2、该场地地下水位较低。综合以上地质及水文资料分析，本工程桩基础采用混凝土灌注桩施工，成孔方式可采用机械钻孔或人工挖孔。但由于机械钻孔需要钻孔机械较多，成本较高，而人工挖孔桩一般情况下无需灌注水下混凝土，消除了钻孔与灌注水下混凝土的许多质量隐患，所以本项目采用人工挖孔桩。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、灌注混凝土而成的桩。筋、灌注混凝土而成的桩。与预制桩相比：与预制桩相比：灌注桩具有桩长和直径变化自如，不需要接桩和灌注桩具有桩长和直径变化自如，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小，对周围环境和邻近建筑物影响小截桩
3、，节约钢材、振动小、噪声小，对周围环境和邻近建筑物影响小等特点。但成桩工艺复杂，工艺要求严格。等特点。但成桩工艺复杂，工艺要求严格。灌注桩按成孔方法分为灌注桩按成孔方法分为钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、套管成孔钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、套管成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩灌注桩、爆扩成孔灌注桩等。等。项目知识灌注桩的质量要求：（一）成桩质量检查（二）单桩承载力检测（三）灌注桩的质量检验标准 项目预案项目预案预案1：挖孔时，遇上层滞水或地下水。预案2：当地下水位较高，且遇淤泥层或流砂。预案3：渗水量过大。项目实施项目实施人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩 在井圈护壁的保护下，采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼
4、，浇在井圈护壁的保护下，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。它由承台、桩身和扩大头组成，穿过深厚的筑混凝土而成的桩基础。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。软弱土层而直接坐落在坚硬的岩石层上。思考：有了机械可以挖孔了，什么情况下采用人工挖孔？思考：有了机械可以挖孔了，什么情况下采用人工挖孔？适用范围：适用范围：大直径桩大直径桩。优点：桩身直径大，承载能力高；可在孔内直接检查成孔质量，优点：桩身直径大，承载能力高；可在孔内直接检查成孔质量，观察地质土质变化情况；桩底清孔彻底、干净，易保证混凝土质量。观察地质土质变化情况；桩底清孔彻底、干
5、净，易保证混凝土质量。(一一)人工挖孔桩的施工机具人工挖孔桩的施工机具 1 1电动葫芦或手动卷扬机、提土桶及三脚支架。电动葫芦或手动卷扬机、提土桶及三脚支架。2 2潜水泵：潜水泵：用于抽出孔中积水。用于抽出孔中积水。3 3鼓风机和输风管：用于向桩孔中强制送人新鼓风机和输风管：用于向桩孔中强制送人新鲜空气。鲜空气。4 4镐、锹等挖土工具，若遇坚硬土层还应配风镐。镐、锹等挖土工具，若遇坚硬土层还应配风镐。5 5照明照明灯、对讲机等。灯、对讲机等。(二二)一般构造要求一般构造要求 (三三)施工工艺施工工艺 采用现浇混凝土护壁时人工挖孔桩的施工工艺过程如下：采用现浇混凝土护壁时人工挖孔桩的施工工艺过程
6、如下：1 1测定桩位、放线。测定桩位、放线。2 2开挖土方：开挖土方：分段开挖，每段高度取决于土壁的直立能力，一般为分段开挖，每段高度取决于土壁的直立能力，一般为0.50.51.0 m1.0 m。挖土顺序先中间、后周边。挖土顺序先中间、后周边。3 3支撑护壁模板支撑护壁模板,浇注护壁混凝土浇注护壁混凝土 模板高度一般为模板高度一般为1m1m。护壁厚度不宜小于。护壁厚度不宜小于100mm100mm，且第一段井圈的护壁厚，且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加度应比以下各段增加100100150mm150mm，上下节护壁可用长为，上下节护壁可用长为1m1m左右钢筋拉结。左右钢筋拉结。每节护壁均应在
7、当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于每节护壁均应在当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于50mm50mm。(三三)施工工艺施工工艺 采用现浇混凝土护壁时人工挖孔桩的施工工艺过程如下：采用现浇混凝土护壁时人工挖孔桩的施工工艺过程如下：1.1.测定桩位、放线。测定桩位、放线。2 2开挖土方开挖土方.3.3支护壁模板支护壁模板,浇注护壁混凝土浇注护壁混凝土 4 4、挖土、挖土 设备就位，开挖下一节桩身土方；清孔；拆除上一节护壁混凝设备就位，开挖下一节桩身土方；清孔；拆除上一节护壁混凝土模板，支第二节模板；浇注第二节护壁混凝土；依次循环作业，直土模板，支第二节模板；浇注第二节护壁混凝土；依次
8、循环作业，直至挖到设计要求的深度并按设计进行扩底。至挖到设计要求的深度并按设计进行扩底。5 5、桩孔验收、清理虚土、安放钢筋笼、浇筑桩身混凝土。孔底有、桩孔验收、清理虚土、安放钢筋笼、浇筑桩身混凝土。孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土，当混凝土浇至钢筋的底面设计标高积水时应先排除积水再浇混凝土，当混凝土浇至钢筋的底面设计标高时再安放钢筋笼，继续浇筑桩身混凝土。时再安放钢筋笼，继续浇筑桩身混凝土。业主会同设计院验桩持力层业主会同设计院验桩持力层桩底持力层岩样桩底持力层岩样设计院与甲方、监理验桩，确定终孔设计院与甲方、监理验桩，确定终孔钢筋绑扎完毕，超声波安装完毕钢筋绑扎完毕，超声波安装完毕砼浇筑
9、砼浇筑桩基检测开展超声波检测桩基检测开展超声波检测浇筑完成后的桩浇筑完成后的桩钻孔抽出来的芯样，芯样比较完整，密实性较好，桩底与岩石钻孔抽出来的芯样，芯样比较完整，密实性较好，桩底与岩石粘结较好，属一类桩粘结较好，属一类桩.使用的电器必使用的电器必须有严格的接地、接零和须有严格的接地、接零和 漏电保护器漏电保护器(如潜水泵等如潜水泵等)。不少工人围在出事桩口等待工友的消息不少工人围在出事桩口等待工友的消息.项目拓展项目拓展钻孔灌注桩钻孔灌注桩 钻孔灌注桩是用机械钻孔，后浇注混凝土而成孔的方法。可分为钻孔灌注桩是用机械钻孔，后浇注混凝土而成孔的方法。可分为:泥浆护壁成孔灌注桩和干作业成孔泥浆护壁
10、成孔灌注桩和干作业成孔两种。两种。（一）泥浆护壁成孔灌注桩（一）泥浆护壁成孔灌注桩（湿作业成孔）（湿作业成孔）利用泥浆护壁，钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔利用泥浆护壁，钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔，而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土成桩。外而成孔，而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土成桩。能够解决孔壁塌能够解决孔壁塌落、钻机磨损以及沉渣过多等问题，适用于有地下水和无地下水的土落、钻机磨损以及沉渣过多等问题，适用于有地下水和无地下水的土层。层。施工工艺流程：施工工艺流程：测定桩位测定桩位埋设护筒埋设护筒制备泥浆制备泥浆成孔成孔清孔清孔安放钢筋骨架安放钢筋骨架浇筑水下混凝土
11、浇筑水下混凝土1 1、测定桩位、测定桩位2 2、埋设护筒、埋设护筒 钻孔前，在现场放线定位，钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。护筒是用厚设护筒。护筒是用厚4 48mm8mm钢钢板制成的圆筒，其内径比钻头板制成的圆筒，其内径比钻头直径大直径大100100200mm200mm，顶面高出，顶面高出地面地面0.40.40.6m0.6m，上部设，上部设1 12 2个个溢浆孔。溢浆孔。护筒的作用是固定桩孔位护筒的作用是固定桩孔位置，保护孔口；防止地面水流置，保护孔口；防止地面水流入，维持孔内水压力，防止塌入，维持孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。
12、孔，成孔时引导钻头的方向。3 3、泥浆制备、泥浆制备 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1.11.11.51.5的泥浆，使的泥浆，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；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔水压稳定；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；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起壁，防止塌孔；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。到携砂、排土的作用。注：在粘土和粉质粘土中注：在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入
13、清水，以成孔时，可注入清水，以原土造浆原土造浆 ；在其他土层；在其他土层中成孔，泥浆可选用高塑中成孔，泥浆可选用高塑性性(Ip17)(Ip17)的粘土或膨润的粘土或膨润土制备。土制备。4 4、成孔、成孔 （1 1）钻孔机械：全叶螺旋钻孔机、回转钻孔机、潜水钻机、钻扩）钻孔机械：全叶螺旋钻孔机、回转钻孔机、潜水钻机、钻扩机、全套管钻机机、全套管钻机。全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机 用于地下水位以上的粘土、粉用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔，成孔孔径为层的成孔，成孔孔径为300mm300mm800mm800mm，钻孔深度，钻孔深度812m
14、812m。配有多种。配有多种钻头，以适应不同的土层。钻头，以适应不同的土层。1 1一电动机；一电动机；2 2一变速器；一变速器；3 3一钻杆；一钻杆；4 4一托架；一托架；5 5一钻头；一钻头；6 6一立柱；一立柱；7 7一斜撑；一斜撑；8 8一钢管；一钢管；9 9一钻头接头；一钻头接头；1010一刀板；一刀板；1111一定心尖一定心尖回转钻孔机回转钻孔机 由机械动力传动，配以由机械动力传动，配以笼头式钻头，在泥浆护壁条笼头式钻头，在泥浆护壁条件下，慢速钻进排渣成孔。件下，慢速钻进排渣成孔。设备性能可靠，噪音振动小，设备性能可靠，噪音振动小，钻进效率高，钻孔质量好。钻进效率高，钻孔质量好。该机
15、的最大钻孔直径可该机的最大钻孔直径可达达2.5 m2.5 m，钻进深度可达，钻进深度可达50100 m50100 m，适用于碎石类土、，适用于碎石类土、砂土、粘性土、粉土、强风砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质与硬质岩层等多化岩、软质与硬质岩层等多种地质条件。种地质条件。回旋钻机回旋钻机1 1 座盘；座盘；斜撑；斜撑；塔架；塔架；电机；电机；卷扬机；卷扬机；塔架；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 潜水钻机潜水钻机 适用于粘性土、粘土、淤泥、适用于粘性土、粘土、淤泥、淤泥质土、砂土等，不宜用于碎石淤泥质土、砂土等，不宜用于碎石土层。土层。
16、这种钻机以潜水电动机作动力，这种钻机以潜水电动机作动力，工作时动力装置潜在孔底，耗用动工作时动力装置潜在孔底，耗用动力小，钻孔效率高，钻架对场地承力小，钻孔效率高，钻架对场地承载力要求低。缺点是：钻孔时采用载力要求低。缺点是：钻孔时采用泥浆护壁，易造成现场泥泞；采用泥浆护壁，易造成现场泥泞；采用反循环钻孔时，如土体中有较大石反循环钻孔时，如土体中有较大石块，则容易卡管。块，则容易卡管。1一钻头；一钻头；2潜水钻机；潜水钻机；3电缆；电缆；4一护筒一护筒5水管；水管；6一滚轮；一滚轮；7一钻杆；一钻杆；8一电缆盘；一电缆盘；9一卷扬机；一卷扬机；10一一10kN卷扬机；卷扬机；11一电表；一电表
17、；12一起动开关一起动开关4 4、成孔、成孔以回转钻机为例以回转钻机为例 回旋钻机是由动力装置带动钻机的回旋装置转动，并带动带有钻回旋钻机是由动力装置带动钻机的回旋装置转动，并带动带有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。切削形成的土渣，通过泥浆循环排头的钻杆转动，由钻头切削土壤。切削形成的土渣，通过泥浆循环排出桩孔。出桩孔。排渣有正循环排渣和反循环排渣两种方式。排渣有正循环排渣和反循环排渣两种方式。正循环排渣法正循环排渣法:泥浆泵往空心钻杆内部注入高压水泥浆由钻头泥浆泵往空心钻杆内部注入高压水泥浆由钻头底部强力喷出底部强力喷出泥浆与切削的碎泥渣混合后，携带泥土沿孔壁泥浆与切削的碎泥渣混合后，携带泥
18、土沿孔壁向上流动向上流动从护筒的溢流孔排出，进入泥浆池沉淀从护筒的溢流孔排出，进入泥浆池沉淀沉淀后沉淀后进入下一个循环。进入下一个循环。反循环排渣法：泥浆从沉淀池中流出，经过钻杆与孔壁间的反循环排渣法：泥浆从沉淀池中流出，经过钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔环状间隙流入钻孔冷却钻头冷却钻头携带钻下的土渣由钻杆内部携带钻下的土渣由钻杆内部返回地面返回地面进入沉淀池进入沉淀池经过沉淀进入下一个循环。经过沉淀进入下一个循环。a a）正循环）正循环 b b）反循环）反循环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
19、泵；一泥浆泵；6 6 一砂石泵；一砂石泵；7 7 一水阀；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 在护筒上拉十字线，使钻机的钻头对准桩的中心线，等钻机对准在护筒上拉十字线，使钻机的钻头对准桩的中心线，等钻机对准后往护筒里放水，采用泥浆护壁进行钻孔。后往护筒里放水，采用泥浆护壁进行钻孔。5 5、清孔、清孔 即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。能力。对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，使管内对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，使管内形成强大高压气流向上涌，同时不断地补
20、足清水，被搅动的泥渣随形成强大高压气流向上涌，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。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，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清孔后的泥浆相对密度应控制在1.151.151.251.25。清空后立即安放钢筋笼、浇筑混凝土。清空后立即安放钢筋笼、浇筑混凝土。灌注桩钢筋冷挤压连接灌注桩钢筋冷挤压连接6 6、浇注水下混凝土、浇注水下混凝土 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，故泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中
21、进行的，故称为浇筑水下混凝土。称为浇筑水下混凝土。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，配合比应通过试验确定。和易性，配合比应通过试验确定。水下混凝土浇筑常用导管法。水下混凝土浇筑常用导管法。浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，然后剪断悬吊隔水栓然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土在自重作用下迅速排出球塞进入水中。初次装入的钢丝，混凝土在自重作用下迅速排出球塞进入水中。初次装入混凝土量要保证导管下端一次埋入混凝土面以下混凝土量要保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m0.8m以上，以上
22、，导管一般用无缝钢管制作，导管一般用无缝钢管制作，直径为直径为200300 mm200300 mm，每节长，每节长度为度为23m23m，最下一节为脚管，最下一节为脚管，长度不小于长度不小于4m4m，各节管用法，各节管用法兰盘和螺栓连接兰盘和螺栓连接 导管使用前应试拼装、导管使用前应试拼装、过球和进行封闭水压试过球和进行封闭水压试验，不漏水者方可使用验，不漏水者方可使用 提升导管，浇筑混凝土，提升导管，浇筑混凝土，排出泥浆。排出泥浆。正循环正循环泥浆护壁成孔泥浆护壁成孔灌注桩灌注桩反循环反循环泥浆护壁成孔泥浆护壁成孔灌注桩灌注桩桩头混凝土取样桩头混凝土取样截桩头截桩头（二）干作业成孔灌注桩（二）
23、干作业成孔灌注桩 成孔时若无地下水或地下水很小，基本上不影响工程施工时，称成孔时若无地下水或地下水很小，基本上不影响工程施工时，称为干作业成孔。主要适用于北方地区和地下水位低的土层。为干作业成孔。主要适用于北方地区和地下水位低的土层。施工工艺流程：场地清理施工工艺流程：场地清理测量放线定桩位测量放线定桩位桩机就位桩机就位钻孔取钻孔取土、成孔土、成孔清除孔底沉渣清除孔底沉渣成孔质量检查验收成孔质量检查验收吊放钢筋笼吊放钢筋笼浇筑孔浇筑孔内混凝土。内混凝土。干作业成孔一般采用螺旋钻成孔，还可采用机扩法扩底。干作业成孔一般采用螺旋钻成孔，还可采用机扩法扩底。履带式螺旋钻机履带式螺旋钻机1 1 一上底
24、盘；一上底盘；2 2 一下底盘；一下底盘；3 3 一回转滚轮；一回转滚轮；4 4 一行车滚轮；一行车滚轮；5 5 一钢丝滑轮；一钢丝滑轮；6 6 一回转轴；一回转轴；7 7 一行车油缸；一行车油缸；8 8 一支架一支架 干作业成孔一般采用螺旋钻成孔，为了确保成桩后的质量，施工中应干作业成孔一般采用螺旋钻成孔，为了确保成桩后的质量，施工中应注意以下几点：注意以下几点：开始钻孔时，应保持钻杆垂直、位置正确，防止因钻杆晃动引起孔开始钻孔时，应保持钻杆垂直、位置正确，防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚径扩大及增多孔底虚 土。土。发现钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时，应提钻检查，排除地下发现钻杆摇晃
25、、移动、偏斜或难以钻进时，应提钻检查，排除地下障碍物，避免桩孔偏斜和钻具损坏。障碍物，避免桩孔偏斜和钻具损坏。钻进过程中，应随时清理孔口粘土，遇到地下水、塌孔、缩孔等异钻进过程中，应随时清理孔口粘土，遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况，应停止钻孔，同有关单位研究处理。常情况，应停止钻孔，同有关单位研究处理。钻头进入硬土层时，易造成钻孔偏斜，可提起钻头上下反复扫钻几钻头进入硬土层时，易造成钻孔偏斜，可提起钻头上下反复扫钻几次，以便削去硬土。若纠正无效，可在孔中局部回填粘土至偏孔处次，以便削去硬土。若纠正无效，可在孔中局部回填粘土至偏孔处0 05 m5 m以上，再重新钻进。以上，再重新钻进。成孔达到
26、设计深度后，应保护好孔口，按规定验收，并做好施工记成孔达到设计深度后，应保护好孔口，按规定验收，并做好施工记录。录。孔底虚土尽可能清除干净，可采用夯锤夯击孔底虚土或进行压力注孔底虚土尽可能清除干净，可采用夯锤夯击孔底虚土或进行压力注水泥浆处理，然后快吊放钢筋笼，并浇筑混凝土。混凝土应分层浇筑，每水泥浆处理，然后快吊放钢筋笼，并浇筑混凝土。混凝土应分层浇筑，每层高度不大于层高度不大于1 15m5m。套管成孔灌注桩套管成孔灌注桩（沉管灌注桩）（沉管灌注桩）利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土桩尖或带桩尖或带有活瓣式桩靴有活瓣式桩靴的的钢管
27、钢管沉入土中沉入土中(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，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。时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。利用锤击设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩；利用锤击设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩；利用振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩。利用振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩。沉管桩对周围环境有噪音、振动、挤压等影响。沉管桩对周围环境有噪音、振动、挤压等影响。锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩
