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土木工程之桩基础 本文为作者原创，未经作者许可，翻录必究 徐奎 2014.10 总纲本文结合笔者自身的施工经验以及国家相关规范以及世界前沿的桩基础施工理论等编写而成。 国学大师王国维 说：古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界：昨夜西风凋碧树。独上高楼，望尽天涯路。此第一境也。衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。此第二境也。众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。此第三境也。作为新时代的土木工程师及建造师，笔者在追求学术探讨研究的严谨态度基础上，将用一种通俗易懂、图文并茂的形式展现给读者。本文将注重介绍实战经验，浅述理论知识，深化管理理论。有关经验之谈有不足之处，恳请大家斧正。对于技术，我们要达到第2重境界即可；对于管理，我们急需达到第3重境界。一、理论篇1 桩的分类11 概述桩是深入土层的柱型构件。桩与桩顶的承台组成深基础，简称桩基。桩的作用：将上部结构的荷载通过软弱地层或水传递给深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层。桩基通过作用于桩尖（或称桩端）的地层阻力和桩周土层的摩擦力支撑轴向荷载、依靠桩侧土层的侧向阻力支撑水平荷载。12 桩基发展简史两个方面：桩的材料和成桩工艺。木桩：汉朝已经用木桩修桥，到了宋朝桩基技术已经比较成熟，上海市的龙华塔是现存的北宋年代修建的桩基建筑物。钢桩：19世纪20年代开始使用铸铁板桩修筑围堰和码头；20世纪初美国出现了各种形状的型钢，在美国密西西比河上的钢桥大量采用钢桩基础；到20世纪30年代欧洲也广泛采用。二次大战后，无缝钢管也作为桩材用于基础工程。上海宝钢工程中，使用直径90cm的长达60m的钢管桩基础。混凝土桩：20世纪初随钢筋混凝土预制构件的问世，开始出现预制钢筋混凝土桩。我国20世纪50年代开始生产预制钢筋混凝土桩，多为方桩。1949年美国最早用离心机生产中空预应力钢筋混凝土管桩。我国铁路系统20世纪50年代末也生产了预应力钢筋混凝土桩。灌注桩：20世纪2030年代发明了沉管灌注桩，上海20世纪30年代修建的一些高层建筑基础就曾采用沉管灌注桩。在20世纪60年代我国铁路和公路桥梁开始采用钻孔灌注砼桩和挖孔灌注桩。目前，桩基的成桩工艺还在不断的发展中。1.3 桩的分类按桩的尺寸大小可分为：桩（pile），柱（cylinder），墩（pier）。铁路桥涵设计规范：1.5m直径以上的预制空心钢筋砼桩基称为管桩基础。但国外有文献中提到的大直径桩基直径已达到3.6m。因此国外区分较难，在分类中一般不考虑尺寸的影响。按成桩方式对土层的影响分类：一、 挤土桩。也成排土桩。原始土层结构遭到破坏，主要有打入或压入的预制桩，封底的钢管桩沉管式就地灌注桩等。二、 部分挤土桩，也称微挤土桩。成桩过程中，桩周围的土层受到轻微的扰动，土的原始结构和工程性质的变化不明显，主要有打入小截面的I型、H型钢桩、钢板桩、开口式钢管桩。三、 非挤土桩，也称非排土桩。成桩过程中将与桩体积相同的土排出，桩周围的土较少受到扰动。但有应力松弛现象。主要有各种形式的挖孔、钻孔桩等按桩材分类：一、 木桩。单根木桩的长度大约为十余米，不利于接长。二、 混凝土桩预制砼桩，多为钢筋砼桩。工厂或工地现场预制，断面一般为400*400或500*500mm，单节长十余米。预制钢筋砼桩，多为圆形管桩，外径400500两种，标准节长为8m或10m，法兰盘接头。就地灌注砼桩，可根据不同深度的钢筋笼，其直径根据设计需要确定。三、 钢桩，型钢和钢管两大类。型钢有各种形式的板桩，主要用于临时支挡结构或码头工程。H型及I型钢桩则用于支撑桩。钢管桩由各种直径和壁厚的无缝钢管制成。四、 组合桩。指一种桩用两种材料组成。如较早用的水下桩基，泥面以下用木桩而水中部分用砼桩，现在较少采用。按桩的功能分类：一、 抗轴向压桩。在工业民用建筑物的桩主要承受上部结构传来的垂直荷载。1、 摩擦桩。桩尖部分承受的荷载较小，一般不超过10。如打在饱和软土地基和松软地基中的桩。2、 端承桩。通过软弱土层桩尖嵌入岩基的桩，承载力主要有桩的端部提供，一般不考虑桩的侧摩阻力的作用。3、 端承摩擦桩。桩的端阻力和侧摩阻力同时发挥作用，最常用的桩。如穿过软弱土层嵌入坚实硬粘土或砂、砾持力层的桩。这类桩的端阻和侧阻所分担荷载的比例与桩径、桩长、软弱土层的厚度以及持力层的刚度有关。二、 抗侧压的桩港口码头的板桩、基坑支护桩等都是主要承受作用在桩上的水平荷载，桩身要承受弯矩，其整体稳定则靠桩侧土的被动土压力、或水平支撑和拉锚平衡。三、 抗拔桩主要抵抗作用在桩上的拉拔荷载，拉拔荷载依靠桩侧摩阻力承受。按成桩方法分类：一、打入桩：将预制桩用击打振动的方式打入地层至设计要求的标高。打入的机械有：自由落锤、蒸汽锤、压缩空气锤、振动锤等。二、就地灌注桩：1. 沉管灌注桩 将钢管（钢壳）打入地层到设计标高，然后灌注砼，灌注砼过程中可逐渐将钢管拔出，或将钢管留在土中。2. 钻孔灌注桩 使用机械形成桩孔，钻孔机械有冲击钻、旋转钻、长螺旋和短螺旋等，适用于不同的土层。在地下水位以上做灌注桩时，也可以使用人工挖掘法。为提高灌注桩的承载力，可将桩身逐步局部扩大，形成扩底桩。三、静压桩：利用无噪音的机械将预制桩压入到设计标高。四、 螺旋桩：在木桩或砼桩的底部接一段螺旋的钻头，藉旋转机械将桩拧入土层至设计标高，现已少用。目前桩型正在发展中，如近年出现的压力灌浆微型桩，利用压浆提高桩的承载力等。桩型和成桩方式的选择：一、 预制桩的类型、特点和使用条件预制桩的优点：1. 桩的单位面积承载力高，打入土层时使松软土层挤密，从而使承载力提高。2. 桩身质量较易保证和检查。3. 易于在水上施工。4. 桩身砼的密度大，抗腐蚀性强。5. 施工工效高，施工工序简单。预制桩的缺点：1. 单价较灌注桩高，预制桩需要配较多的钢筋以抵抗搬运、起吊和捶击时的应力。2. 施工噪音大，污染环境，不宜在城市中使用。3. 预制桩是挤土桩，群桩施工时将引起周围地面的隆起，对周围有影响。4. 受到起吊设备能力的限制，单节预制桩的长度不能过长，一般为十余米，长桩时需接桩。桩的接头常形成桩身的薄弱环节。接桩后如不能保证全桩长的垂直度，则将降低桩的承载能力，甚至在打桩时造成断桩。在瑞典，打入预制桩的长度已超过100m，关键在于制造的施工工艺质量。5. 不易穿透较厚的坚硬土层。6. 打入后桩长超过要求时，截桩较困难。适用条件：1. 不需考虑噪音污染和振动影响的环境。2. 持力层上覆盖的为松软土层，没有坚硬的夹层。3. 持力层顶面起伏变化不大，桩长易于控制，减少截桩。4. 水下桩基工程。5. 大面积打桩工程，打入桩的工序和设备简单，工效高。在桩数量多的情况下可取得较高的经济效益。二、 灌注桩的类型、特点和适用条件优点：1. 可适用于各种地层。2. 桩长可随持力层起伏而改变，不需截桩、没有接头。80多米的桩也采用了。3. 仅承受轴向压力时不用配置钢筋，节约钢材。4. 采用大直径钻孔或挖孔灌注桩时单桩的总承载力大。5. 一般情况下比预制桩经济。缺点：1. 桩的质量不易控制和保证，容易在灌注砼过程中出现断桩、缩颈、露筋和泥夹层等现象。2. 桩身直径比较大，孔底沉积物不易清除干净，因而单桩的承载力的变化较大。3. 大直径灌注桩做压载试验的费用昂贵。4. 一般情况下不宜用于水下桩基。钢桩的类型特点和适用条件一、 钢板桩：板桩有接口槽，已将板桩可沿河岸或海岸组成一个整体的板桩墙，也可将一组钢板桩形成围堰，或作为基坑开挖的临时支挡措施。钢板桩成本较高，但可多次使用，仅用于水平荷载桩。二、 型钢桩：可用于承受垂直荷载或水平荷载，贯入各类地层的能力强且对地层的扰动较少。H型和I型钢桩的截面积较小，不能提供较高的端承承载力。在细长比较大时易于在打入时出现弯曲现象。弯曲超过一定限度时就不能做为基础桩使用。三、 钢管桩：贯入能力、抗弯曲的刚度、单桩承载力和节长焊接等方面都有明显的优越性。但钢管桩造价较高。日本生产的钢管桩的外经从500mm 到 1016mm，壁厚919mm。钢管桩打入土层时，其端部可敞开或封闭，端部开口时易于打入，但端部承载力较封闭式为小，必要时钢管桩内可充填砼。钢桩与砼桩比较，价格较高、抗腐蚀性能力差，需做表面防腐处理。桩型和成桩方式的选择：桩的类型和施工方法的选择应考虑多方面的因素，主要有：1. 建筑物本身的要求。如：荷载的形式和量级、工期的要求等。2. 工程地质和水文地质条件。3. 场地的环境。对环境的保护要求等。4. 设备材料和运输条件，施工技术力量，施工设备和材料的供应可能性等、5. 经济分析。2、 施工实战篇1.灌注桩施工灌注桩，是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格，施工后需较长的养护期方可承受荷载，成孔时有大量土渣或泥浆排出。根据成孔工艺不同，分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩和爆扩成孔的灌注桩等。灌注桩施工工艺近年来发展很快，还出现夯扩沉管灌注桩、钻孔压浆成桩等一些新工艺。 灌注桩施工-干作业成孔干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质，不需护壁可直接取土成孔。目前常用螺旋钻机成孔。施工工艺流程场地清理测量放线定桩位桩机就位钻孔取土成孔清除孔底沉渣成孔质量检查验收吊放钢筋笼浇筑孔内混凝土。施工注意事项开始钻孔时，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05m以上，再重新钻进。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。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，每层高度不大于15m。 2.螺旋钻机螺旋钻孔机是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。钻孔机由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成，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层的成孔，成孔孔径为300mm600mm，钻孔深度812m。配有多种钻头，以适应不同的土层。1一电动机；2一变速器；3一钻杆；4一托架；5一钻头；6一立柱；7一斜撑；8一钢管；9一钻头接头；10一刀板；11一定心尖在软塑土层，含水量大时，可用疏纹叶片钻杆，以便较快地钻进。在可塑或硬塑粘土中，或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆，缓慢地均匀地钻进。操作时要求钻杆垂直，钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能是遇到石块等异物，应立即停机检查。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300600mm，钻孔深度820m。钻进速度应根据电流变化及时调整。在钻进过程中，应随时清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。注意窜孔时要3.灌注桩施工-泥浆护壁成孔 泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁，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，水下灌注混凝土而成桩。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反）循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。施工工艺流程(1)测定桩位。平整清理好施工场地后，设置桩基轴线定位点和水准点，根据桩位平面布置施工图，定出每根桩的位置，并做好标志。施工前，桩位要检查复核，以防被外界因素影响而造成偏移。(2)埋设护筒。护筒的作用是：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。护筒用48mm厚钢板制成，内径比钻头直径大100200mm，顶面高出地面040.6m，上部开1一2个溢浆孔。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于15m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位1m以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大0810m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50mm，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。(3)泥浆制备。泥浆的作用是护壁、携砂排土、切土润滑、冷却钻头等，其中以护壁为主。泥浆制备方法应根据土质条件确定：在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆，排渣泥浆的密度应控制在1113gcm3；在其他土层中成孔，泥浆可选用高塑性(Ip17)的粘土或膨润土制备；在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆密度应控制在1113gcm3；在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制在1315gcm3。施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为粘度1822s、含砂率不大于8、胶体率不小于90，为了提高泥浆质量可加入外掺料，如增重剂、增粘剂、分散剂等。施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。(4)成孔方法回转钻成孔。回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一。按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。正循环回转钻机工作原理a)、正循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，由泥浆泵往钻杆输进泥浆，泥浆沿孔壁上升，从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池，经沉淀处理返回循环池。正循环成孔泥浆的上返速度低，携带土粒直径小，排渣能力差，岩土重复破碎现象严重，适用于填土、淤泥、粘土、粉土、砂土等地层，对于卵砾石含量不大于15、粒径小于10mm的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用。桩孔直径不宜大于1000mm，钻孔深度不宜超过40m。一般砂土层用硬质合金钻头钻进时，转速取4080rmin，较硬或非均质地层中转速可适当调慢，对于钢粒钻头钻进时，转速取50120rmin，大桩取小值，小桩取大值；对于牙轮钻头钻进时，转速一般取60180rmin，在松散地层中，应以冲洗液畅通和钻渣清除及时为前提，灵活确定钻压；在基岩中钻进时，可以通过配置加重铤或重块来提高钻压；对于硬质合金钻钻进成孔，钻压应根据地质条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式、切削具数目、设备能力和钻具强度等因素综合确定。1一钻头；2-泥浆循环方向；3一沉淀池；4-泥浆池；5一泥浆泵；6-水龙头；7一钻杆；8一钻机回转装置反循环回转钻机工艺原理b)、反循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外的成孔方法。根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环、气举反循环和喷射射流)反循环三种施工工艺，泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆的水流上升而形成反循环；喷射反循环是利用射流泵设出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而行程反循环；气举反循环是利用送人压缩空气使水循环，钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱重度差有关，随孔深增大效率增加。当孔深小于50m时，宜选用泵吸或射流反循环；当孔深大于50m时，宜采用气举反循环。1一钻头；2-新泥浆流向；3一沉淀池；4-砂石泵；5一水龙头；6一钻杆；7-钻机回转装置；8混合液流向（5)清孔。当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后，应立即进行清孔，目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载能力，确保桩基质量。清孔方法有真空吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法。清孔应达到如下标准才算合格：一是对孔内排出或抽出的泥浆，用手摸捻应无粗粒感觉，孔底500mm以内的泥浆密度小于125gcm3(原土造浆的孔则应小于11gcm3)；二是在浇筑混凝土前，孔底沉渣允许厚度符合标准规定，即端承桩50mm，摩擦端承桩、端承摩擦桩100mm，摩擦桩300mm。(6)吊放钢筋笼。清孔后应立即安放钢筋笼、浇混凝土。钢筋笼一般都在工地制作，制作时要求主筋环向均匀布置，箍筋直径及间距、主筋保护层、加劲箍的间距等均应符合设计要求。分段制作的钢筋笼，其接头采用焊接且应符合施工及验收规范的规定。钢筋笼主筋净距必须大于3倍的骨料粒径，加劲箍宜设在主筋外侧，钢筋保护层厚度不应小于35mm(水下混凝土不得小于50mm)。可在主筋外侧安设钢筋定位器，以确保保护层厚度。为了防止钢筋笼变形，可在钢筋笼上每隔2m设置一道加强箍，并在钢筋笼内每隔34m装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在吊放入孔后拆除。吊放钢筋笼时应保持垂直、缓缓放人，防止碰撞孔壁。若造成塌孔或安放钢筋笼时间太长，应进行二次清孔后再浇筑混凝土。4.灌注桩施工-套管成孔 沉管灌注桩施工过程套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有活瓣式桩靴或带有预制混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边拔套管边灌注混凝土而成。若配有钢筋时，则在浇注混凝土前先吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管，称为锤击沉管灌注桩；利用激振器的振动沉管、拔管，称为振动沉管灌注桩。5.锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩的机械设备由桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组、行走机构组成。锤击沉管桩适用于一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基，但不能在密实的砂砾 石、漂石层中使用。它的施工程序一般为：定位埋设混凝土预制桩尖桩机就位锤击沉管灌注混凝土边拔管、边锤击、边继续灌注混凝土(中间插入吊放钢筋笼)成桩。锤击沉管灌注桩施工施工时，用桩架吊起钢桩管，对准埋好的预制钢筋混凝土桩尖。桩管与桩尖连接处要垫以麻袋、草绳，以防地下水渗入管内。缓缓放下桩管，套人桩尖压进土中，桩管上端扣上桩帽，检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上，桩管垂直度偏差05时即可锤击沉管。先用低锤轻击，观察无偏移后再正常施打，直至符合设计要求的沉桩标高，并检查管内有无泥浆或进水，即可浇筑混凝土。管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。凡灌注配有不到孔底的钢筋笼的桩身混凝土时，第一次混凝土应先灌至笼底标高，然后放置钢筋笼，再灌混凝土至桩顶标高。第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需灌人的混凝土量为限，不宜拔得过高。在拔管过程中应用专用测锤或浮标检查混凝土面的下降情况。锤击沉管桩混凝土强度等级不得低于C20，每立方米混凝土的水泥用量不宜少于300Kg。混凝土坍落度在配钢筋时宜为80100mm，无筋时宜为6080mm。碎石粒径在配有钢筋时不大于25mm，无筋时不大于40mm。预制钢筋混凝土桩尖的强度等级不得低于C30。混凝土充盈系数(实际灌注混凝土体积与按设计桩身直径计算体积之比)不得小于10，成桩后的桩身混凝土顶面标高应至少高出设计标高500mm。6.振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩是利用振动桩锤(又称激振器)、振动冲击锤将桩管沉人土中，然后灌注混凝土而成。这两种灌注桩与锤击沉管灌注桩相比，更适合于稍密及中密的砂土地基施工。振动沉管灌注桩和振动冲击沉管桩的施工工艺完全相同，只是前者用振动锤沉桩，后者用振动带冲击的桩锤沉桩。振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。单打法是一般正常的沉管方法，它是将桩管沉人到设计要求的深度后，边灌混凝土边拔管，最后成桩。适用于含水量较小的土层，且宜采用预制桩尖。桩内灌满混凝土后，应先振动510s，再开始拔管，边振边拔，每拔0510m停拔振动510s，如此反复进行，直至桩管全部拔出。拔管速度在一般土层内宜为1215mmin，用活瓣桩尖时宜慢，预制桩尖可适当加快，在软弱土层中拔管速度宜为0608mmin。反插法是在拔管过程中边振边拔，每次拔管0510m，再向下反插0.305m，如此反复并保持振动，直至桩管全部拔出。在桩尖处15m范围内，宜多次反插以扩大桩的局部断面。穿过淤泥夹层时，应放慢拔管速度，并减少拔管高度和反插深度。在流动性淤泥中不宜使用反插法。复打法是在单打法施工完拔出桩管后，立即在原桩位再放置第二个桩尖，再第二次下沉桩管，将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压，扩大桩径，然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全长复打的目的是提高桩的承载力。局部复打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷，如发现或怀疑出现缩颈、断桩等缺陷，局部复打深度应超过断桩或缩颈区1m以上。复打必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。7.人工挖孔：放线定桩位及高程开挖第一节桩孔土方支护壁模板放附加钢筋浇筑第一节护壁混凝土检查桩位（中心）轴线加强设垂直运输架安装电动葫芦（卷扬机或木辘轳，根据本工程的实际情况，井深设计上只有1020m，靠近填方区的方向可能更深，故准备采用手动辘轳）安装吊桶、照明、活动盖板、水泵、通风机等开挖吊运第二节桩孔土方（修边）先拆第一节支第二节护壁模板（放附加钢筋）浇筑第二节护壁混凝土检查桩桩（中心）轴线逐层往下循环作业开挖扩底部分检查验收吊放钢筋笼放混凝土溜筒（导管）浇筑桩身混凝土（随浇随振）插桩顶钢筋施工操作要点1、放线定桩位及高程：2.在场地三通一平的基础上，依据建筑物测量控制网的资料的基础平面布置图，测定桩位轴线方格控制网和高程基准点。确定好桩位中心，以中心为圆心，以桩身半径加护壁厚度为半径画出上部（即第一步）的圆周。撒石灰线作为桩孔开挖尺寸线。桩位线定好之后，必须经有关部门进行复查，办好预检手续后开挖。3. 笔者实际经验：2010年7月，我结束了在学校的理论学习，进入到了实习实践阶段。7月份，我来到了湖北宜昌宜巴高速公路进行了实习. 每根桩施工前，我们要求工人先做好施工准备工作，平整好场地，清除坡面危石浮土，坡面有裂缝或坍塌迹象的应加设必要的保护，铲除松软土层并夯实。施测墩台十字线，定出桩孔准确位置；设置护桩并经常检查校核；孔口四周挖排水沟，做好排水系统；及时排除地表水，搭好孔口雨棚；安装提升设备；布置好出渣道路；合理堆放材料机具，使其不增加孔壁压力、不影响施工。开孔井口周围需用木料、型钢或混凝土制成框架或围圈予以围护，其高度应高出地面30cm，防止土、石、杂物滚入孔内伤人。若井口地层松软，为防止孔口坍塌，须在孔口用混凝土护壁高约2m。若井口地层有较大的渗水量时，应用井点法降低地下水位。 第一模支护高出地面30CM然后安排工人按施工顺序挖孔：平整场地施放中线挖第一节桩孔支模浇筑第一节锁口砼护壁二次测量桩位安装活动井盖、垂直运输设备、潜水泵、鼓风机及照明设施等挖第二节桩孔清理孔壁、校核桩孔垂直度和孔径拆上节模板、支第二节模板并浇筑第二节砼护壁重复第二节桩孔施工工序直至设计深度检查基底地质情况及嵌岩深度是否符合设计报监理工程师验收合格清孔吊装钢筋笼浇筑桩身砼成桩质量检测。挖孔时，设立孔口架以精确定位桩中心，在地面上画护壁外径，并砌高出原地面30cm即可进行挖孔。一般组织三班制连续作业，每班46人，开挖12人，提升出土及排水34人，井上井下人员交替更换，孔口采用架设三脚架，用10KN20KN慢速卷扬机提升。一般土石方采用锹、镐、凿岩机挖孔，坚硬石方开挖采用爆破施工。成孔机具采用风钻打孔，钻孔直径为3845mm，钻孔深度为1m， 钻杆用合金工具钢， 钻杆长度随打入深度不同而更换不同长度的钻杆， 风钻供风采用610m3移动式柴油空气压缩机， 风压为0.5Mpa。考虑到钻孔爆破时，由于受潮湿和地下水等影响，选用耐水炸药。孔桩采用炮眼爆破电力起爆法。在挖孔时如遇到地下水浸入影响挖桩时，应在桩孔底局部挖0.6米深，0.5米直径的集水坑，并设置潜水泵抽水。若出现大量的涌水情况，应先采用堵缝措施，然后继续下挖。挖孔后进行孔底清渣，爆破深度根据孔底设计标高预留2030cm，用人工、风镐凿除至设计标高，将松散石渣清理干净，保证桩底嵌岩效果。报监理工程师确认后，方能终孔。挖孔桩成孔质量控制表孔的中心位置、孔径、倾斜度孔深、沉淀厚度。开挖前，应从桩中心位置向桩四周引出四个桩心控制点，用牢固的木桩标定。当一节桩孔挖好安装护壁模板时，必须用桩心点来校正模板位置，并应设专人严格较核中心位置及护壁厚度。对于桩的垂直度和直径应每段检查，发现偏差随时纠正，以保证尺寸及位置正确。终孔时，应清除护壁污泥、孔底残渣、浮土、杂物和积水，并通知监理单位对孔底形状、尺寸、土质、岩性和入岩深度进行检验。检验合格后，应迅速封底、安装钢筋笼、浇注砼。孔底岩样应妥善保存备查。孔圈中心和桩中心线应重合，轴线的偏差不得大于20MM。同一水平面上的孔圈二正交直径的极差不得大于50MM。护壁砼厚度及配筋，应按设计规定厚度，连砼钢筋插入上下护壁内各不小于一半护壁高。护壁直径（外、内）误差不大于5cm。护壁施工一般条件每挖深1米即设置内模浇筑护壁砼。当地层坚硬，不致塌陷时可加大到1.5米；当地层松软，如细沙土或含水量大的粘土时可减少到0.80.5米。每挖深一段应立即放入不小于挖孔直径的截锥形模板，模板采用自制的钢模板，每节段由三块拼装而成。模板与孔壁之间浇筑砼护壁。如此挖一段护一段，形成一个“梯套”式护理。每次浇注时，必须将内模定位一次，以保证基桩的垂直度和有效直径。护壁厚度一般下口78cm，上口1415cm，当桩径增大其护壁厚度相应成比例增加。护壁砼应加早强剂，砼经振捣密实，一般经过24个小时可拆模。如此逐段挖孔、护壁，直至桩底。护壁成形形式在工地施工负责人对我们进行了培训，告诉我们施工出现问题时的应急处理方式， 如出现护壁掉落，直接将孔用土回填了重新支护，加强护壁质量的管理，如果土层太软就必须做钢筋护壁。在涌水量较大时，施工工艺：施工准备抽水清底预铺孔底卵石层安装钢板圈填四周卵石钢板圈内堆放装泥麻包水位平衡后灌注水下混凝土封顶盖安装变位传递杆顶盖凝固后进行压浆封闭完24小时后抽水吊出装泥麻包拆除钢板圈检查封闭情况继续开挖。挖孔桩主要由人工在井下开挖，因而安全相当重要。除一般常规安全规定外，应特殊强调以下几点：井孔作业人员，须戴安全帽、防护面罩和手套、耳套等。井口四周近处严禁堆放料具，以防掉入孔内伤人，孔口四周设置1m高的护栏，5m之内不许有重车通过。孔内需设置绳梯或钢筋梯，供施工人员上下出入，不准借出渣料斗升降。在孔口内设置距孔底2.5m高的防护罩，防护罩应由孔底人员操作，开启方便，便于吊运和防护。吊运土方的绳索、滑轮和盛土容器应完好牢固，起吊时其正下方严禁站人。每次交接班时，要认真检查起吊设备和架子是否安全可靠，采用风镐凿岩时，要注意气管的畅通。下一班下井前，必须先配备通风机和足够到井底的通风管，根据孔底作业人员的需要，随时向孔内通风换气，并用有害气体检测仪检测，遇到有毒有害气体，设法将孔内人员尽快送上地面，待清除不清洁源后再进行作业。对井下的电器设备，如水泵、风扇、照明灯等要保证线路绝缘良好并充分接地；采用TNS系统供电，做到一机一闸一漏电保护器，用电系统必须符合施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-88）。加强对孔壁土层涌水情况的观察，发现异常情况，及时采取处理措施。暂停施工的桩孔应加盖板封闭孔口，并加设1m高的围栏。在施工现场要有专人负责安全工作，经常巡视检查施工中的井下情况，保证井上井下人员的联系。工地要佩带安全带、救生绳和简单可靠的吸氧设备，作好安全记录。如遇到特殊情况应停止开挖，共同研究处理的办法。凡在孔内抽水之后，必须先将抽水的专用电源切断，作业人员方可下桩孔作业。严禁带电源操作，孔口配合孔内作业人员要密切注视孔内的情况，不得擅离岗位。施工场内的一切电源电线的安装和拆除，必须由持证电工专管，电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用，严格执行“施工现场临时用电安全技术规范”JGJ46-88。井口防护不到位井口防护不符合要求，堆放杂物在井口挖孔桩灌注浇筑前，我们施工单位自己的人员都会进行自检，检查要点为：孔壁，护壁上有无松散物、土及杂物；孔底表面有无松渣、泥、沉淀土；孔径，孔深，孔位，垂直度等。然后进行钢筋笼的制作与安装。钢筋笼主筋采用镦粗直螺纹连接，主筋与加强筋应点焊牢固但不得损伤主筋，主筋和螺旋筋间所有交叉点满扎或点焊。钢筋笼加工前必须严格计算骨架长度及加强筋数量，制作应符合规范要求。钢筋笼在加工场内加工完成并经检验合格后，用平板车运送至挖孔桩处现场安装，安装完毕后进行桩位对中，并从孔底到孔口分段进行保护层定位。桩基检测管下端用=10mm钢板焊接封底牢固，随钢筋笼接长，在孔口两米范围内用短钢筋与护壁对牢，此时两节检测管以直接管联接密封。每下一节用清水注入检测管检查管内水头是否下降以检验接头是否密封，否则须缓慢提升钢筋笼到渗水处补焊。最后一节焊好后应注满清水并用木塞堵死。施工时一定按现场骨料含水率调整施工配合比。施工前试验室须对砂、石测定含水率，调整施工配合比。如遇天气变化应跟踪测定含水率调整施工配合比，确保砼坍落度及砼的匀质性。混凝土灌注前机械设备检修和调试。考虑好各种可能发生的故障，易损件要有库存备用。混凝土采用直径300mm导管按水下灌注的方式灌注。混凝土塌落度控制在180220mm。为防止混凝土自由下落时产生离析，混凝土自由坠落高度不得大于2m。混凝土实灌高度应比设计桩顶标高高20cm，并将表面已离析的混合物和水泥浮浆清除干净。砼浇注应在监理工程师的监督下进行，浇注完后由监理工程师签字认可。灌注时第一车混凝土（第一车用大斗）多车混凝土灌入后（直接用小斗灌注的现场）作为施工员应养成良好的做好施工原始记录的习惯。施工原始记录表格必须现场填写且做到字迹工整，内容符合实际且完整，经由现场监理签字认可，留存备查。根据原始记录表格填写工程资料表格报监理工程师签字认可。要求字迹工整，内容符合原始记录表格。所有表格必须由现场施工人员填写、专职质检员签字认可，测量表格由测量人员填写。工程施工资料表格填报完成且监理签字认可后交资料室存档。在灌注过程中如果出现堵管问题，如果导管埋置深度在6米以上可以拆出数节导管（根据具体情况拆出），如果管埋在较浅只能上下抖动导管让其慢慢的灌入，一般导管埋深不的少于2米防止断桩。导管也不能埋置太深，防止导管挂住钢筋笼或堵管后使导管不能拔出。8. 旋挖桩旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，旋挖钻机的额定功率一般为125450kW，动力输出扭矩为120400kNm，最大成孔直径可达1.54m，最大成孔深度为6090m，可以满足各类大型基础施工的要求。施工步骤旋挖钻机就位埋设护筒钻头轻着地后旋转开钻.当钻头内装满土砂料时提升出孔外旋挖钻机旋回，将其内的土砂料倾倒在土方车或地上关上钻头活门，旋挖钻机旋回到原位，锁上钻机旋转体放下钻头钻孔完成，清孔并测定深度放入钢筋笼和导管进行混凝土灌注拔出护筒并清理桩头沉淤回填，成桩。桩位放样在进行场地整平后，组织有资格的测量放样人员将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案。埋设护筒用拉线法检查桩位偏差，应满足规范要求。成孔采用钻头钻进，根据不同层次的土质结构选择不同的转盘转速和进尺进行控制。在砂层钻进和进入强风化层后，因土层太硬会引起钻锥跳动及偏斜、加大钻杆摆动，故应选择低档慢速，转盘转速参数取值 1340v/ min,成孔深度按设计要求进行控制。钢筋笼制安旋挖机挖土清渣达到设计要求后，开始下放钢筋笼，其制安必须严格按照设计图纸进行，主筋、箍筋应焊接均匀，搭接长度及焊缝应符合规范要求，安装时应安装护块，以确保周正及保护层厚度，钢筋笼的制作偏差应符合设计及规范要求。混凝土浇筑在导管接驳完毕后，将混凝土隔水栓吊放在临近泥浆面的位置，导管底端到孔底距离控制在 0.4m左右，以便能顺利排出混凝土隔水栓。开始灌注前储料斗内储备的混凝土量应不少于 1.0m3,以便在混凝土隔水栓被挤出导管后能将导管底端一次性埋入水下混凝土中 0.8m 以上，适时提升或拆卸导管，确保导管底端埋入混凝土面以下 14m,灌注应连续进行。一旦发生机具故障或停电停水及导管堵塞或进水等事故时，应采取有效措施进行处理，以便尽快恢复灌注混凝土，同时做好记录。孔内事故预防措施选择有经验、责任心强的施工队伍，保证操作人员的素质； 加强钻具检查，对加工不良的钻具严禁使用； 对孔内水头高度，泥浆的相对密度和粘度经常观察和检测，发现问题及时解决，尤其在钻孔排渣、提锥除土或因故停钻时应保持孔内规定水位和规定的泥浆性能指标，以防坍孔； 钻孔作业应分班连续进行，在土层变化处捞取渣样判明土层，并与地质资料核对，根据土层情况采取相应措施，保证施工质量； 升降钻锥须平稳，钻锥提出井口应防止碰撞护筒或孔壁,防止钩挂护筒底部，钻杆的拆装应迅速。注意问题 土层中成孔与钢护筒安设的垂直度对桩体垂直度影响巨大； 定位用的混凝土护筒与钢护筒合理配套使用，能有效缩短钻机定位时间，提高施工效率； 软岩及土层中使用旋挖斗一次成孔； 硬岩中先用螺旋钻头成小孔，然后用旋挖斗进行扩挖成孔。旋挖钻用于地铁工程钻孔桩施工优势明显，适用性强； 自动化程度高，劳动强度低； 钻进效率高； 成桩质量好； 环境污染小。能显著地提高工程施工效率和工程质量。在合理选取施工方法与施工工艺时，能最大限度地节省物力，财力，人力等资源。对企业效益和社会安全具有双赢意义。 旋挖钻机在施工中遇到的问题及解决办法旋挖钻机施工作为一种新兴的施工工艺，是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。在建筑行业中应用越来越广泛，施工中遇到问题也越来越多，未来保证成桩质量，为后期施工奠定基础，我们需要了解钻机施工中遇到的问题，知道如何解决，小编总结分析了旋挖钻机在施工遇到的各种不良的成因及其防治措施。21、坍孔在灌注过程中如发现井孔护筒浆内泥浆位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出气泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深锤探测。如测深锤原系停挂在砼表面未取出的现被埋不能上提，或测深锤探测砼面时达不到原来深度，相差很多，均可证实确为坍孔。坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低或在潮汐河流中，当涨潮时孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机器振动等均可引起坍孔。发生坍孔后应查明原因，采取相应的措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔，然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土，如不继续坍孔可恢复正常灌注。坍孔不严重时可回填至坍孔位置以上，并采取改善泥浆性能、加高水头、埋深护筒等措施，继续钻进。坍孔严重时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。坍孔部位不深时可采取深埋护筒法，将护筒周围土夯实重新钻孔。12、孔身偏斜遇有孔身偏斜、弯曲时应分析原因，进行处理。一般可在偏斜处吊住钻锥反复扫孔，使钻孔正直；偏斜严重时应回填粘性土到偏斜处，待沉积密实后再钻进。来源：考试大的美女编辑们3、扩孔、缩孔遇有扩孔、缩孔时应采取防止坍孔和防止钻锥摆动过大的措施。缩孔是钻锥磨损过甚、焊补不及时或因地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的，前者应注意及时焊补钻锥，后者应采用失水率小的优质泥浆护壁。已发生缩孔时宜在该处用钻锥上下反复扫孔以扩大孔径。4、糊钻、埋钻糊钻、埋钻常出现于正循环（含潜水钻机）内回转钻进和冲击钻进中。遇此应对泥浆稠度、钻渣进出口、钻杆内径大小、排渣设备进行检查计算，并控制适当的进尺；若已严重糊钻，应停钻提出钻锥，清除钻渣。5、卡钻卡钻常发生在冲击钻孔。卡钻后不宜强提只宜轻提，轻提不动时可用小冲击钻锥冲击或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出。6、掉钻落物掉钻落物时宜迅速用打捞叉、钩、绳套等工具打捞，若落体已被泥沙埋住，应按前述各条，先清除泥砂，使打捞工具接触落体后再打捞。在任何情况下，严禁施工人员进入没有护筒或其它防护设施的钻孔中处理故障。当必须下护筒或其它防护设施的钻孔时，应检查孔内无有害气体，并备齐防毒、防溺、防坍埋等安全设施后方可行动。对于旋挖钻机施工这种新的工艺来说，我们还需要积累更多的经验，特别是对于施工中遇到的各种问题，都需要我们认真的总结，分析，确保以后遇到相同情况不会茫然不知所措。相信随着旋挖钻机的深入推广，我们学到的会越来越多，处理问题会越来越来简单，工作也会越来越顺利。9. 洛阳铲 机械洛阳铲成孔人工清底钢筋混凝土灌注桩是一种应用于土质为粘土、粉质粘土等直立性较好，且地下水位低的土层，尤其适用于黄土地区地质；相对于机械成孔钢筋混凝土灌注桩来说具有成本低、操作简便、质量易控制、环保等优点，桩身垂直度及成孔质量易保障，全面掌握其施工技术，是确保工程质量的关键。 工艺流程 准备工作测量放样人工开挖孔口安装护筒浇筑帽锁砼测量定位埋设护桩洛阳铲安装定位开挖到设计标高清底松土成孔验收安放钢筋笼定位成筑桩身砼养护凿桩头桩身检验。10. 粉喷桩 粉喷桩施工工艺流程图桩位测放场地平整桩位复测水泥进场钻机就位取样试验钻机钻至桩底标高送灰喷粉提钻运至泵站复送钻具至复喷标高复喷提钻资料整理验 收下一桩施工 施工准备1）组织技术人员认真研究设计图纸及招标文件，了解工程要求及标准，熟知地质情况；2）了解场地及周围环境，搞清地下电缆、管道，地上高压线、地上通讯线和其它障碍物情况；3）认真组织编写施工组织设计；4）放线定位，并经监理验收；5）钻机就位，保持天车、转盘和孔位中心三点一线；成品保护1.计划对完成的工程桩和未完成的工程桩划分区域，严禁重载车辆行驶，避免破坏桩头。2.开挖时，在接近桩头