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1、 第10讲 桩基础施工10.1 10.1 沉入桩基础沉入桩基础 10.2 10.2 钻孔灌注桩钻孔灌注桩 当地基浅层土质较差，持力层埋藏较深，需要采用深基础才能满足当地基浅层土质较差，持力层埋藏较深，需要采用深基础才能满足结构物对地基强度、变形和稳定性要求时，可用桩基础。结构物对地基强度、变形和稳定性要求时，可用桩基础。桩基础分类：桩基础分类：1.按材料：木桩、钢筋砼桩、预应力砼桩和钢桩按材料：木桩、钢筋砼桩、预应力砼桩和钢桩;2.按制作方法：预制桩和钻（挖）孔灌注桩；按制作方法：预制桩和钻（挖）孔灌注桩；3.按施工方法：锤击沉桩、振动沉桩、射水沉桩、静力压桩、就地灌注按施工方法：锤击沉桩、振
2、动沉桩、射水沉桩、静力压桩、就地灌注桩与钻孔埋置桩等；（前四种统称桩与钻孔埋置桩等；（前四种统称沉入桩沉入桩）桩基础选择的考虑因素：桩基础选择的考虑因素：地质条件、设计荷载、施工设备、工期限制及对附近建筑物产生的影响等。地质条件、设计荷载、施工设备、工期限制及对附近建筑物产生的影响等。适用情况：适用情况：1.沉入桩的使用形式：沉入桩的使用形式：主要为预制的主要为预制的钢筋砼桩钢筋砼桩和和预应力砼桩预应力砼桩。2.桩的断面形式：桩的断面形式：实心方桩实心方桩 尺寸：3030 3035 3535 3540 4040 （cm cm） 桩长：1024 m空心管桩空心管桩 外径：40 cm 、 50 c
3、m ； 分上、中、下三节；分上、中、下三节； 管壁厚度：810 cm （包括普通和预应力的）桩基础施工桩基础施工 10.1 沉入桩基础沉入桩基础施工工序施工工序桩基础施工 10.1 沉入桩基础 混凝土桩的预制：混凝土桩的预制：1.制桩场地的整平与夯实2.制模与立模3.钢筋骨架的制作与吊放4.砼浇筑与养护桩的堆放与起吊桩基础施工 10.1 沉入桩基础支点位置一般应按各支支点位置一般应按各支点处最大负弯矩与支点点处最大负弯矩与支点间桩身最大正弯矩相等间桩身最大正弯矩相等的条件来确定。的条件来确定。支点位置选择原则：支点位置选择原则：场地注意事项：场地注意事项：靠近沉桩现场，场地平整靠近沉桩现场，场
4、地平整坚实，并备有防水措施，坚实，并备有防水措施，以免场地出现湿陷或不均以免场地出现湿陷或不均匀沉陷。匀沉陷。接桩方法：接桩方法：1.法兰盘连接；法兰盘连接；2.钢板连接；钢板连接；3.硫磺胶泥（砂浆）连接等。硫磺胶泥（砂浆）连接等。预制桩制作要求：预制桩制作要求：1.桩的表面平整无蜂窝，麻面深度不得超过桩的表面平整无蜂窝，麻面深度不得超过15mm；2.桩的棱角碰损深度应在桩的棱角碰损深度应在10mm以内，其长度不得大于以内，其长度不得大于50mm；3.桩顶与桩尖均不得有蜂窝和破损，桩身不得有钢筋露出；桩顶与桩尖均不得有蜂窝和破损，桩身不得有钢筋露出；4.预应力桩等：预应力桩等：5.出场前应进
5、行检验，出场时应具备出场合格检验记录。出场前应进行检验，出场时应具备出场合格检验记录。方法锤击振动射水静压沉管灌注 施工方法备注：振动、沉管灌注在后面详细解释介绍桩基础施工 10.1 沉入桩基础一般适用于中密砂类土、粘性土。桩径一般一般适用于中密砂类土、粘性土。桩径一般不能太大（不能太大（0.6m）入土深度在）入土深度在40m左右，否左右，否则对沉桩设备要求较高；则对沉桩设备要求较高；方法视土质情况而异：射水、锤击或振动各有方法视土质情况而异：射水、锤击或振动各有侧重。侧重。一般适用于砂质土、硬塑及软塑的粘性土和一般适用于砂质土、硬塑及软塑的粘性土和中密及较松散的碎、卵石类土。每一根桩的中密及
6、较松散的碎、卵石类土。每一根桩的沉桩作业应一次完成，不可中途停顿，以免沉桩作业应一次完成，不可中途停顿，以免土层的摩阻力恢复，增加下沉难度。土层的摩阻力恢复，增加下沉难度。系用静压力将桩压入土中。适用于高压缩性系用静压力将桩压入土中。适用于高压缩性粘性土或砂性较轻的亚粘土层。粘性土或砂性较轻的亚粘土层。灌注桩一种 单打汽锤桩基础施工 10.1 沉入桩基础震动打桩机桩基础施工 10.1 沉入桩基础沉管内不进水和泥、沉管内保持2.0m混凝土，严格拔管速度。斜桩 垂直桩 1倾角正切约15施工要点沉管灌注桩沉桩允许误差桩基础施工 10.1 沉入桩基础 水中桩基的施工水中桩基的施工 （1）钢板桩围堰法（
7、2）吊箱围堰法（3）打桩船法（4）套箱式模板修筑承台先围堰后沉桩，先沉桩后围堰顺序：搭设平台 打钢板桩 装支撑 水中挖土 沉桩 水下混凝土封底 抽水 筑承台。有底套箱有底套箱桩基础施工 10.1 沉入桩基础用吊箱围堰修建水中桩基础施工工序用吊箱围堰修建水中桩基础施工工序 套箱式模板修筑承台驳船起吊脚手支架起吊桩基础施工 10.1 沉入桩基础驳船驳船:无动力装置，由拖轮拉着或推着行驶的船无动力装置，由拖轮拉着或推着行驶的船 10.2 钻孔桩基础钻孔桩基础就地灌注桩就地灌注桩：系指采用不同的钻（挖）孔方法，在土中形成一定直系指采用不同的钻（挖）孔方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢
8、筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注砼径的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架（笼）吊入井孔中，灌注砼形成为桩基础。形成为桩基础。工艺历史：工艺历史： 1. 始于欧洲上世纪四十年代初期；始于欧洲上世纪四十年代初期； 2. 我国公路桥梁在上世纪五十年代末期，河南从人力转我国公路桥梁在上世纪五十年代末期，河南从人力转动钻头钻孔开始，逐渐推广到全国。动钻头钻孔开始，逐渐推广到全国。 3.初期孔径初期孔径0.25m，七十年代，七十年代2.0m,现在达到现在达到6m以上。以上。 4.安徽铜陵长江大桥，桩径达安徽铜陵长江大桥，桩径达4m。 施工主要工序： 准备工作 场地准备 旱地 ： 浅水： 深水：平整 、 夯实场地
9、围囹法筑岛场地准备埋设护筒制备泥浆钻孔清孔钢筋笼入孔灌注水下混凝土等桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础10.2 钻孔桩基础钻孔桩基础 （2）埋设护筒护筒的作用护筒的埋置深度固定桩位、导向头 、隔离地面水 、保护孔口 、提高水位。 黏土、粉土 砂土土岛护筒顶护筒厚度钢48mm钢筋混凝土： 810cm地下1.0m地下2.0m河床底面以下1.0m高出施工水位2.0m,地面以上0.5m桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础护壁套筒桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础（3）泥浆制备）泥浆制备护壁机理其它作用土质化学处理剂净化孔壁土体液态支撑；形成泥皮稳定孔壁 悬浮钻渣、润滑钻具 、正循环排渣。膨润土，水
10、的PH值78之间，不含杂质 重力沉淀法；振动筛净孔法。无机无机：纯碱等。促使颗粒分散、防止凝聚下沉有机有机：丹宁液、拷胶液等降低粘度桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础泥浆池桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础冲击法冲抓法旋转法钻孔 钻 孔桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础 冲击钻机钻孔钻头十字形管形桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础十字钻头桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础孔径孔径0.82.0m；孔深；孔深80m孔径孔径1.22.5m；孔深；孔深80m桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础冲击钻孔的施工要点冲击钻孔的施工要点邻孔混凝土达2.5MPa后开
11、钻；开孔小冲程；孔深为钻头高加冲程后正常冲击。中、低冲程：12m中等冲程：23m高冲程：35m分级扩钻粘性土、风化层、砾砂石等砂卵石等基岩、漂石和密实卵石层十字形钻头钻 1.5m以上孔径分2级管形钻头0.7m以上孔分24级桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础 冲抓钻机钻孔冲抓钻机钻孔桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础 旋转钻机钻孔类型类型人工推钻、机械推钻或螺旋钻、正循环旋转、反循环旋转钻、潜水钻等。桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础正循环钻结构示意图正循环钻结构示意图桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础桩基础施工 10.2 钻孔灌注桩基础反循环钻结构示意图反循环钻结构示意图桩基础施工 1
12、0.2 钻孔灌注桩基础 2. 钻孔灌注桩的施工既有测量工作，又有机械操作、钢筋加工、钻孔灌注桩的施工既有测量工作，又有机械操作、钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，可谓工程种类繁多，技术含量高，影混凝土拌制和灌注等多种工作，可谓工程种类繁多，技术含量高，影响因素多。响因素多。 3. 在施工过程中，容易出现桩位偏差过大、孔底沉渣偏多、钢筋在施工过程中，容易出现桩位偏差过大、孔底沉渣偏多、钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题，笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题， 这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求，且补救困难，不能这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求，且补救困难，不能
13、完全通过事后检查来判断存在的问题，必须加强施工准备、成孔、清完全通过事后检查来判断存在的问题，必须加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等施工全过程中各环节的质量监控，孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等施工全过程中各环节的质量监控，采取各种有效预防措施，才能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。采取各种有效预防措施，才能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。 钻孔灌注桩的特点：钻孔灌注桩的特点：1. 施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等优点施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等优点 。 常见事故：坍孔、钻孔漏 浆、弯孔、糊钻、缩孔、梅花孔、卡钻和掉钻。 钻孔事故桩基础施工 10.2 钻孔
14、灌注桩基础钻孔事故处理：钻孔事故处理：1.坍孔：坍孔：处理方法：应认真分析原因和查明位置，然后进行处理。处理方法：应认真分析原因和查明位置，然后进行处理。（1）不严重不严重：回填至坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能，：回填至坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能，加高水头、埋设护筒等措施，继续钻进。加高水头、埋设护筒等措施，继续钻进。（2）较严重较严重：应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，：应立即将钻孔全部用砂或小砾石夹粘土回填，暂停一段时间后，查明坍孔原因，采取相应措施重钻。暂停一段时间后，查明坍孔原因，采取相应措施重钻。（3）坍孔位置不深坍孔位置不深：采用深埋护筒法。将护筒周围土夯填实，：采用
15、深埋护筒法。将护筒周围土夯填实，重新钻孔。重新钻孔。2.孔身偏斜、弯曲孔身偏斜、弯曲措施：措施：（1）较轻时：较轻时：一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直；正直；（2）严重时：严重时：应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后重新应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后重新钻进。钻进。3.扩孔、缩孔扩孔、缩孔措施：采取防止坍孔和钻锥摆动过大的措施；措施：采取防止坍孔和钻锥摆动过大的措施；缩孔：缩孔：一般是钻锥磨损过甚、焊补不及时或地层中有遇水膨胀一般是钻锥磨损过甚、焊补不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成；的软土、粘土泥岩造成；补救措施：补救措施：及时补焊
16、钻锥；用失水率小的优质泥浆护壁；已发及时补焊钻锥；用失水率小的优质泥浆护壁；已发生的缩孔，宜在该处反复扫孔扩大孔径。生的缩孔，宜在该处反复扫孔扩大孔径。措施：措施：（1）如护筒内水头不能保持：如护筒内水头不能保持：宜采取将护筒周围回填筑实、增加宜采取将护筒周围回填筑实、增加护筒埋置深度、适当减小水头高度或加稠泥浆、倒入粘土慢速转护筒埋置深度、适当减小水头高度或加稠泥浆、倒入粘土慢速转动等措施；动等措施；（2）用冲击法钻时：用冲击法钻时：可以填入片石、碎卵石土，反复冲击以增强可以填入片石、碎卵石土，反复冲击以增强护壁。护壁。4.漏浆漏浆5.梅花孔梅花孔（多见冲击钻孔）（多见冲击钻孔）原因：原因：钻锥的转向装置失灵、泥浆太稠、旋转阻力过大或冲程太小，钻锥的转向装置失灵、泥浆太稠、旋转阻力过大或冲程太小，钻锥来不及旋转；钻锥来不及旋转；措施：措施：采用片石或卵石与粘土的混合物回填钻孔，重新冲击钻进。采用片石或卵石与粘土的混合物回填钻孔，重新冲击钻进。6.糊钻、埋钻糊钻、埋钻（常出现正、反循环回转钻进和冲击钻进）（常出现正、反循环回转钻进和冲击钻进）糊钻：糊钻：（1）不严重：应对泥浆稠度、钻渣
