陶挖孔桩水下桩和连续墙混凝土施工

1、挖孔桩、水下桩和连续墙混凝土施工随着经济发展，城市中各类高层建筑拔地而起，作为高层的基础部分往往在整个建筑物投资中占据了很大的比例。而高层基础往往采用桩基础，而桩基础的各种形式中最常见的就是挖孔桩、水下桩和连续墙。第一章 挖孔桩施工在基础施工中,因受相邻建筑物如公路、各种地下管线等市政设施的影响，以及受地质条件制约，为减少机械施工噪音的影响，对如何采取工艺简单且技术安全可靠、经济合理的施工手段，是当今投资方和施工单位所必须考虑的问题之一。人工挖孔灌注桩是近十年来开发出的一种行之有效的施工方法，尤其在广东、深圳、上海、北京地区已经得到了大力的推广和应用。1 基本原理及适用范围 

2、0;    人工挖孔(或扩孔)灌注桩是指在桩位采用人工挖掘方法成孔，然后安放钢筋笼，灌注混凝土而成。      灌注桩按其受力条件主要分为两大类：挡土桩和工程承载桩。人工挖(扩)孔桩宜在地下水位以上施工，适用于人工填土层、粘土层、粉土层、砂卵石层和风化岩层。而在地下水渗水量大且难以排水的地层以及松砂层、淤泥土层中，不宜进行人工成孔，尤其不宜在有毒气的地层中进行人工成孔。人工挖(扩)孔桩的桩身直径一般为800mm2000mm，最大直径可达3500mm。桩端采取扩底和不扩底两种方式，一般挡土桩采取不扩底方式，而工程承载

3、桩则采取扩底方式。同时，设计人员视桩端土质条件，扩底直径一般为桩身直径的1.3倍2.5倍，最大扩底直径可达4500mm。扩底变径尺寸一般按(D-d)/2h=14的要求进行控制，其中，D和d分别为扩底直径和桩身直径；h为扩底变径高度，扩底部分可分为平底和孤底两种。      为便于施工，挖孔桩孔深不宜超过30m。当桩长L8m时，桩身直径(不含护壁厚度，下同)不宜小于0.8m；当8m<L15m时，桩身直径不宜小于1.0m；当15m<L20m时，桩身直径不宜小于1.2m；当桩长L>20m时，桩身直径应适当加大。2 具有机具设备简单，

4、施工操作方便，占用施工场地小，对周围建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点。3 施工工艺3.1施工程序3.2 灌注桩芯混凝土施工当钢筋笼在井筒中就位以后，便可灌注混凝土，在井口的上方搭起支架，将溜槽和串筒接上，串筒宜距混凝土面2m以内为宜，随着混凝土表面不断上升逐步减少串筒数量。严禁在井口向井下抛铲或倾倒混凝土料，以免产生离析现象，影响混凝土整体强度。每次灌注高度不得大于60cm，由井下工人用插入式振动器捣振，插入形式为垂直式，插点间距约4050cm，应做到“快插慢拔”，以保证混凝土的密实度。孔内的混凝土必须一次连续灌注完成，不留施工缝。注意事项：（1） 检查成孔质

5、量合格后应尽快灌注砼。在灌注砼前，应进行清孔工作，要求孔壁、孔底必须清理干净，孔底无浮渣，孔壁无松动。（2） 当有地下水而渗水量不大时，则应抽除孔内积水后，用串筒法灌注砼，串筒末端离孔底高度不宜大于2m，砼宜采用插入式振捣器振实。如果渗水量过大，积水过多不便排干，则应用导管法水下灌注砼。（3） 砼的粗骨料可选用碎石或卵石，其最大粒径不宜大于50mm，并不大大于主筋净距的1/3.（4） 坚持按配合比投料，砼坍落度不宜过大，以5-9cm为宜，每50cm为一层及时振捣，砼灌注要保持连续。坍落度损失大于5cm/h时，要调整配比。（5） 砼拌合料质量控制，每盘砼的拌和时间不得少于90秒，开始搅拌时必须做

6、一次坍落度检测，调整好流动性，且具有较好的粘聚性，灌注时作坍落度损失的观察，以指导砼配合比的调整，拌好的砼应立即使用，有离析现象严禁灌入桩孔。（6） 注意桩头砼的标高，应适当超出设计标高，以保证在凿除浮浆层后，桩头进入承台内50100mm. （7） 桩身砼必须留有试件，对直径大于1m的桩，每根桩应有1组试块，且每100m3砼及每个灌注台班不得少于1组，每组3件，试件的制作必须客观真实，严禁“开小灶”。（8） 气温高于30时注意缓凝，气温低于0时注意抗冻。3.3 混凝土养护      当桩顶标高比自然场地标高低时，在混凝土浇筑12h后进行洒水养护

7、；当桩顶标高比场地标高高时，在混凝土浇筑12h后应覆盖草袋，并洒水养护，且养护时间不少于7d。第二章 钻孔灌注桩（水下桩）1 特点2钻孔桩施工工艺流程平整场地桩位放线探孔埋设护筒护筒制作修整钻机就位对中钻进、捞取钻渣桩位复测 泥浆净化向孔内注水及粘土成孔检查及验收测量孔深斜度直径第一次清孔安装钢筋骨架钻机移位下导管第二次清孔导管试拼检修灌注混凝土前的准备工作灌注水下混凝土制作混凝土试件配置混凝土清洗灌注工具移开钻机拆拔护筒清理桩头混凝土的灌注是最后一道也是最关键的一道工序。在保证混凝土质量合格的前提下，导管法水下灌注混凝土质量难以控制的主要原因是：1）不能象上部结构施工那样逐层振捣；2）由于导

8、管埋在泥浆和混凝土中，混凝土的灌入阻力是相当大的。要克服很大的灌入阻力保证混凝土桩身质量，必须有相当大的冲击力，冲击力越大，完成混凝土灌注的时间越短，砼桩身越均匀。由于混凝土是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒径则摩擦系数不一样，因此仅靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，则易造成混凝土粗骨料在桩芯堆积，随半径增大而递减。桩身不匀，则影响桩身混凝土的抗压强度和桩的承载能力。这就要求我们在砼材料要求，砼生产制备，导管、漏斗、储料斗的制备和施工几方面进行严格控制： 砼材料要求组成砼的碎石、砂的级配良好，最大颗粒尺寸的选择以适合结构物尺寸，钢筋间距及砼拌和、装卸、浇注及操作为准。集料中的杂物含

9、量，符合规范要求，必要时清洗和过筛，以除去有害杂质。粗骨料宜选用粒径不大于40mm卵石或碎石，石子含泥量小于2，以提高砼的流动性，防止堵管。细骨料宜采用中、粗砂。（GB50299-1999） 砼生产制备坍落度：砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在160170毫米，以确保桩顶浮浆不过高。砼初凝时间：一般砼初凝时间仅35小时，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为57小时，因此应加缓凝剂，使砼初凝时间大于8小时。砼搅拌方法和搅拌时间：为使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入30的水，然后与拌合料一起均匀加入60的水，最后再加入10的水

10、(如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量)，最后加水到出料时间控制在6090秒内。 导管、漏斗、储料斗的制备导管是灌注砼的重要工具，用3mm厚钢板卷制焊成，其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的砼数量决定，不得小于250mm，导管分节长度应便于拆装和搬运、并小于导管提升设备的提升高度，中间节一般长2m左右，下端节可加长至4-6m，漏斗下可配长约1m的上端节导管，以便调节漏斗的高度。中间节两端焊有法兰、以便用螺栓互相连接。法兰厚度10-12mm，法兰边缘比导管外壁大出40-50mm、直径12-16mm、螺栓孔6-8个。在一端法兰附近焊有小吊耳一对，备栓挂钢丝绳用，上下两节法兰间垫以4-5mm厚

11、橡胶垫付圈，其宽度外侧齐法兰盘边缘，内侧稍窄于法兰内缘。 漏斗用2-3mm厚的钢板制成圆锥形或棱锥形，在距漏斗上口的15cm处的外面两侧对称地焊吊环各一个，圆锥形漏斗上口直径取800mm，高为900mm；锥形漏斗结构尺寸为1000×1000×800mm，插入导管的一般长度均设15cm。 储料斗采用3mm厚钢板及加劲肋制做，底部做成斜坡，出口设闸门，活动溜槽设在储料斗出口下方，溜槽下接漏斗。 施工方法砼灌注前必须检查砼坍落度是否满足要求，检查孔内导管的长度及离孔底的距离；根据导管内外混凝土的压力平衡法计算首灌混凝土量，确定采用的料斗容量，保证首灌后导管底埋入混凝土中大于1m以

12、上。先用铁丝固定隔水栓在储料斗底，待斗内放满砼后，剪断铁丝，隔水栓埋入底部砼。此时后续砼浇捣必须及时跟上，保证砼连续施工。此后，必须连续不断地进行并且每斗砼灌注间隔时间尽量缩短，拆除导管所耗时间严格控制，一般不超过15min，不能中途停工；在灌注砼过程中，随时探测砼高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深，导管埋深一般保持在24m，最大埋深不大于6m。注砼注意的几个问题 ：、导管下端距桩底控制为0.30.4m；在一切工作就绪，如果孔底沉淀层超标时，采用射水（射风）管冲射3-5min。 、必须注意排气技术，防止形成气堵，使砼料灌不下去。、砼料最好通过网筛（网眼810cm左右）进入料斗，防止夹

13、杂大直径块石、水泥块等造成卡管。、砼和易性要好，如砼离析，则容易在料斗下部和出料口处形成堆积，导致出料困难，同时也容易堵塞导管。、砼灌注时，吊车司机的配合也至关重要。当打开活门砼料下落时，必须随砼料的下落不断向上提动导管，提动量要小，注意掌握时机。、导管埋入砼的深度在任何时候不小于1.0m。、采取措施防止钢筋笼上浮。、水下灌注砼的实际桩顶标高应高出桩顶设计标高0.5m左右。 、严禁导管漏水或导管底口进水（即封不住底）而造成断桩事故，保证施工质量。 、当砼灌注到桩顶部位时，为了保持足够的冲力，必须注意导管要留有一定的长度，一般为10m左右，灌注时及时上拨，保证高度产生冲力，使桩头部分的砼质量不至

14、降低。  、灌注桩混凝土初凝时间必须足够长，整支桩必须在第一车混凝土的初凝时间内浇筑完成。、当砼灌注完毕后，待桩上部砼开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着砼的收缩而收缩，避免粘结力的损失。 施工放样目前，钻孔灌注桩在沿海地区工程中广泛使用，工艺日趋完善。钻孔灌注桩的水下砼灌注是成桩的关键环节，但往往由于施工工艺不当，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。因此，运用科学、实用的砼灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。第三章 水下连续墙1950年意大利开始在水库大坝工程中使用地下连续墙技术，1958年我国引进了此项技术并应用于北京密云水库的施工中。近年来，高层建筑、地

15、铁及各种大型地下设施日益增多，其基础埋置深度大，再加上周围环境和施工场地的限制，无法采用传统的施工方法，地下连续墙便成为深基础施工的有效手段。1 2 连续墙施工工艺流程拔导管筑导墙挖槽清槽及清刷接头吊放钢筋笼混凝土灌架就位，下导管浇注水下混凝土泥浆制备(新浆池)循环池沉淀池废浆池泥浆排放1、施工组织设计施工 设计应根据工程地质调查报告和现场调查资料编制地下连续墙施工组织设计，从而确定地下连续墙的设计、施工方案以及完工后的工作性能，主要包括挖槽方法的选择、泥浆循环工艺方案、钢筋笼的制作与吊放方法、槽段接头型式、砼浇注方法及接头管的拔出方法等工程施工设计。 2、施工前的准备：场地准备：确定和安排机

16、械所需作业面积：主要包括泥浆搅拌设备（泥浆搅拌设备以水池为主，水池总量为挖掘一个单元槽段土方量的23倍左右，即300450m3）；钢筋笼加工及临时堆放场地（其地基做加固）；接头管和混凝土浇注导管的临时堆放场地以及其他用地。场地地基加固：在地下连续墙施工中，挖槽、吊放钢筋笼和浇注砼等都要使用机械，安装挖槽机的场地地基对地下墙沟槽的精度有很大影响，所以安装机械用的场地地基必须能够经受住机械的振动和压力，应采取地基加固措施（换填表面软弱土层，整平和碾压地基，用沥青混凝土做简易路面为临时便道等）；给排水和供电设备：根据施工规模及设备配置情况，计算和确定工地所需的供电量，并考虑生活照明等，设置变压器及配

17、电系统，地下连续墙施工的工程用水是十分庞大的工程，全面设计施工供水的水源及给水管系统。护壁泥浆的稳定：泥浆的主要作用是护壁，其次是携沙、冷却和润滑，泥浆具有一定的密度，在槽内对槽壁产生一定的静水压力，相当于一种液体支撑，槽内泥浆面如高出地下水位0.6米1.2米，能防止槽壁坍塌，关于地下连续墙的槽壁稳定性问题可以通过计算公式确定如梅耶霍夫的沟槽稳定临界高度公式； 3、挖槽工程： 单元槽段划分： 地下连续墙的施工是沿墙体的长度方向把地下连续墙划分成许多某种长度的施工单元即单元槽段。单元槽段长度根据设计及施工条件（挖槽机具的性能、泥浆储备池的容量、相邻结构物的影响、投入机械设备数量、混凝土供应能力和

18、地质条件）初步确定槽幅平面长度为3.8米7.2米。 4、泥浆施工： 泥浆实施方案需要经过试验才能确定。 A、泥浆试验： 泥浆试验包括： 稳定性试验（物理稳定性和化学稳定性试验）； 密度的测定有两种方法即泥浆密度计法和密度计算法； 泥浆流动性的测定； 过滤试验； 含砂量的测定； 酸碱度的测定； 蒙脱土含量的测定； 固态物质含量的推算方法。 B、制备泥浆的方法及泥浆的再生处理： 制备泥浆的程序和主要内容： 调查地基和施工条件； 选定泥浆材料：选定膨润土的种类、选定CMC的种类、选定分散剂的种类、加重剂的使用及防漏剂的使用； 决定泥浆的漏斗粘度：确定最容易坍塌的地基、确定保持稳定所必须的粘度； 决定

19、基本配合比：决定泥浆浓度、决定各外加剂的掺加浓度；泥浆的制备、试验及修正，最后决定施工配合比； 泥浆再生处理。 C、泥浆生产循环工序流程： 新鲜泥浆拌制新鲜泥浆储备施工槽段护壁粗筛去土渣泥浆沉淀池泥浆净化处理泥浆调整和储备。 D 、液压抓斗成槽各施工阶段泥浆的控制指标： 泥浆类别 漏斗粘度s 密度g/cm3 Ph值 失水量ml 含砂量% 泥皮厚mm 新鲜泥浆 22-30 1.05-1.10 7-8.5 10 3 1.5 再生泥浆 30-40 1.08-1.15 7-9 15 6 2.0 成槽中泥浆 22-60 1.05-1.20 7-10 20 不可测 不可测清孔后泥浆 22-40 1.05-

20、1.15 7-10 15 6 2.0 5、5、导墙：地下连续墙成槽前先要构筑导墙，导墙是建造地下连续墙必不可少的临时构造物，再施工期间，导墙经常承受钢筋笼、浇注砼用的导管、钻机等静、动荷载的作用，因而必须认真设计和施工，才能进行地下连续墙的正式施工。 1）、导墙采用形式：对表层地基良好地段采用简易形式钢筋砼导墙。在表层土软弱的地带采用场浇L形钢筋砼导墙；2）、为了保持地表土体稳定，在导墙之间每隔1-3米加添临时木支撑和横撑；导墙的施工精度直接关系着地下连续墙的精度，所以在构筑导墙时，必须注意导墙内侧的静空尺寸、垂直与水平精度和平面位置等。导墙的水平钢筋必须连接起来，使导墙成为一个整体，防止因强

21、度不足或施工不善而发生事故。为保证地下墙的施工精度，便于挖槽机作业，导墙内侧静空应较地下墙的厚度稍大一些（比设计值大5cm），导墙顶口比地面高出5cm，导墙的深度为1.5m。 导墙的施工误差标准是：中心线误差为±10mm；顶面全长范围内标高误差为±10mm. 3）、导墙的施工顺序：导墙的施工顺序是：平整场地；测量位置；挖槽及处理弃土；绑扎钢筋：支立导墙模板，为了不松动背后的土体，导墙外侧可以不用模板，将土壁作为侧模直接浇注砼；浇注导墙砼并养生；拆除模板并设置横撑；回填导墙外侧空隙并碾压密实，如无外侧模板，可省此项工序。 6、导孔：液压抓斗挖槽时，在地下连续墙的放样轴线位置上

22、，每隔3.8米7.2米距离钻出垂直的导孔，孔径与墙厚相同。当挖槽地基软弱时，可以不钻导孔。导孔钻机采用旋挖钻机。7、挖槽施工：为保证成槽质量，液压抓斗在开孔入槽前检查仪表是否正常，纠偏推板是否能正常工作，液压系统是否有渗漏等。开始成槽2-7米时，挖掘速度不要太快放慢速度，以防止遇到地下障碍物保持仪表显示精度在1/500左右。在整个成槽过程中随时进行纠偏，始终保持显示精度在良好范围内。整幅槽段挖到底后进行扫孔挖除铲平抓接部位的壁面及铲除槽底沉渣以消除槽底沉渣对将来墙体的沉降。施工方法是：有次序地一端向另一端铲挖，每移动50cm，使抓深控制在同一设计标高。8、清底： 挖槽和扫孔结束后，间隔1h后采

23、用吸泥泵排泥进行清底换浆，清孔管的管底离槽底控制在1020cm，并更换位置（间隔1m-1.5m）。清孔换浆的时间以出口浆指标符合要求为准。 9、钢筋笼施工：钢筋笼在现场加工制作。墙段钢筋设计计算除满足受力的需要，同时还要满足吊安的需要，网片要有足够的刚度。 根据设计图纸对钢筋笼进行加工制作，其中纵向钢筋底端距槽底的距离在10cm-20cm以上，水平钢筋的端部至混凝土表面留5cm-15cm的间隙。为防止在下入钢筋笼时碰撞槽壁和钢筋笼垂直度，采用厚3.2mm（30cm×50cm）钢板作为定位垫块焊接在钢筋笼上，即在每个单元槽段的钢筋笼前后两个面上分别在水平方向设置三块纵向间隔5m布置定位

24、垫块。 根据单元槽长度确定钢筋笼预留灌注混凝土导管位置（槽段为3.2m-5.4m每1/3处预留灌注混凝土导管位置， 槽段为5.4m7.2m每1/4处预留灌注混凝土导管位置。预留导管间距不大于3m，预留导管位置和槽段端部接头部位不大于1.5m.）。将网片组焊成骨架，吊安时不采用直接绑扎千斤绳起吊，而采用辅助起吊的扁担梁，对于较长的钢筋骨架，考虑两台吊车辅助起吊的方法。10、砼浇注工程施工：单元槽清底后下设钢筋笼和接头管完毕，进行单元槽段砼浇注。地下连续墙的混凝土是在护壁泥浆下导管进行灌注的，地下连续墙的混凝土浇注按水下浇注的混凝土进行制备和灌注。浇注混凝土应该连续浇注，中间不能有较长的间断时间，

25、否则将无法继续浇注，造成质量事故。因此应选择距离施工现场较近的搅拌站，且运输能力较强，以便能及时供应浇注所需的混凝土。砼塌落度应控制在1822cm范围内，混凝土初凝时间控制在45小时左右。a. 水泥采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，水泥强度等级不应低于42.5MPa，水灰比不大于0.6，水泥用量不少于370kg/m3，采用碎石时不应小于400kg/m3；b. 配制混凝土的骨料宜选用中、粗砂，含泥量不应大于3%，石子粒径不宜大于导管直径的1/8，含泥量不应大于1%，吸水率不应大于1.5%。坍落度保持18cm-22cm，扩散度宜为3438cm；c. 砼应严格按配比拌制，水灰比坍落度、扩散度，外加剂等应符合设计要求，应具有良好的和易性与流动性以及缓凝的特性；d. 钢筋笼吊装定位后，然后在槽内安装导管，浇注砼，应在4h内完成。浇注中，控制砼面上升速度不应低于2m/h，导管下口埋入砼的深度应为1.53m，严禁混凝土导管拔空。并由专人测量混凝土顶部标高；e. 在单元槽段内同时使用两根以上导管灌砼时，其间距不大于3.0米，导管距槽端不大于1.5米，两个导管第一次灌砼时必须同时注入导管，各砼面高度差不大于