建筑施工技术(武汉理工)教学课件：2.6 钢筋混凝土灌注桩施工

单元2地基与基础工程2.1浅基础的类型单元2地基与基础工程目录2.2刚性基础施工2.3钢筋混凝土扩展基础施工2.4桩基础的分类2.5钢筋混凝土预制桩目录2.6钢筋混凝土灌注桩施工2.7地基处理单元2地基与基础工程单元2地基与基础工程地基基础是建筑物的根基，属于地下隐蔽工程。其施工质量的好坏，直接影响到建筑物的安危，建筑物的质量事故很多都与地基基础有关，而且一旦发生事故后果都很严重且难以补救，因此，要学习掌握建筑施工技术，地基与基础是根本。

单元2地基与基础工程本单元主要讲述钢筋混凝土基础施工、桩基础施工和地基处理，从施工准备入手，对各工序施工中的施工过程、施工要点、安全要求、质量验收等方面进行阐述，使学生了解钢筋混凝土基础和桩基础的类型，掌握钢筋混凝土扩展基础、静力压桩、机械夯扩桩和人工挖孔桩的施工工序、施工要点和安全要求，熟悉质量验收标准。

单元2地基与基础工程地基基础施工的主要依据有《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300—2001）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）以及相关的国家标准、规范和规程等。

2.6钢筋混凝土灌注桩施工施工准备（1）材料①水泥：用32.5级及以上普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。水泥进场时应有出厂合格证明书。施工单位应根据进场水泥品种、批号进行抽样检验，合格后才能使用。若水泥存放时间超过三个月，应重新检验确认符合要求后才能使用。②砂：采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂或海砂，其含泥量不大于3%。2.6.1钢筋混凝土沉管灌注桩施工2.6钢筋混凝土灌注桩施工③石子：采用坚硬的卵石或碎石，粒径不大于40mm，且不宜大于钢筋最小净距的1/3，其针状颗粒不应超过25%，含泥量不大于1%。④钢筋：钢筋进场时应有出厂质量合格证明书，应检查其品种、规格是否符合要求及有无损伤、锈蚀、油污。并应按规定抽样进行抗拉、抗弯、焊接试验，经试验合格后方能使用（进口钢筋要进行化学成分检验和焊接试验，符合有关规定后方可用于工程）。钢筋笼的直径除应符合设计要求外，还应比套管内径小60～80mm。2.6钢筋混凝土灌注桩施工⑤桩尖：一般采用钢筋混凝土桩尖，也可用钢桩尖。钢筋混凝土的桩尖强度等级不得低于C30。其配筋构造和数量必须符合设计或施工规范的要求。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（2）主要机具设备①振动成桩机：由桩架、振动箱、卷扬机、加压装置、桩管、混凝土下料斗、桩尖等成套设备组成。②锤击打桩机：由桩架、桩锤、卷扬机、桩管、混凝土下料斗组成。③桩管规格：振动沉管灌注桩桩管直径220～370mm，长10～28m；锤击沉管灌注桩桩管直径270～370mm，长8～12m。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（3）作业条件①施工前应做好场地查勘工作，如有架空电线、地下电线、给排水管道等设施妨碍施工或对安全操作有影响的，应先作清除、移位或妥善处理后方能开工。②若打桩对邻近的建（构）筑物的使用和安全有影响，在打桩前应会同有关单位采取措施予以处理。③施工前应做好场地平整工作，对不利于施工机械运行的松散土质场地，必须采取有效措施进行处理。雨季施工时，要采取有效的排水措施。2.6钢筋混凝土灌注桩施工④应具备施工区域内的工程地质资料。经会审确定的施工图纸、施工组织设计（或方案）、各种原材料及预制桩尖等的出厂合格证及其抽检试验报告、混凝土配合比设计报告及有关资料应齐全。⑤桩机性能必须满足成桩的设计要求。⑥按设计图纸标注的位置埋设好桩尖。埋设桩尖前，要根据其定位位置先进行钎探，探测深度宜为2～4m，并将探出的在桩位处的旧基础、石块、废铁等障碍物清除。⑦放线定位：根据轴线放出桩位线，用短木桩或短钢筋打好定位桩，并用白灰做出标志，以便施打。2.6钢筋混凝土灌注桩施工⑧桩尖埋设经复核后方能进行打桩，桩尖允许偏差值：单桩为10mm，群桩为20mm。应会同设计单位选定1～2根桩进行打桩工艺试验（即试桩），以核对场地地质情况及桩基设备、施工工艺等是否符合设计图纸要求。⑨检查打桩机械设备及起重工具，铺设水、电管线，安设打桩机；在桩架上设置标尺或在桩管侧面画上标尺，以便能观测桩身入土深度。⑩桩机操作人员应持证上岗，施工前管理人员应向操作工人进行技术交底。2.6钢筋混凝土灌注桩施工施工程序钢筋混凝土沉管灌注桩的施工程序为：场地整平→放线→预埋桩尖→桩机就位→复核桩位→沉管→安放钢筋笼→灌注混凝土→拔管→养护。2.6钢筋混凝土灌注桩施工振动沉管灌注桩施工操作要点（1）桩机就位将桩管桩尖合拢，对准桩位中心，将振动锤压于桩顶，借自重把桩尖压入土中。（2）沉管开动振动箱，使桩管在振动下沉入土中。（3）灌注混凝土桩管沉到设计标高后停止振动，用上料斗将混凝土灌入桩管内，宜灌满或略高于地面。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（4）拔管先启动振动箱片刻再拔管，边振边拔。拔管速度宜控制在1.5m/min以内。拔管方法根据承载力的不同要求，可分别采用以下方法：①单打法：即一次拔管。拔管时，桩管每提升0.5m停拔，振动5～10s后再拔管0.5m，如此反复进行直到地面。②反插法：桩管每提升0.5～1.0m，再把桩管下沉0.3～0.5m，在拔管过程中添加混凝土，使桩管内混凝土始终高于地面，如此反复进行直至地面。2.6钢筋混凝土灌注桩施工在拔管过程中，桩管内的混凝土应至少保持2m高或不低于地面，可用吊坨探测，不足时及时补灌，以防混凝土中断形成缩颈。相邻桩施工时，其间隔时间不得超过水泥的初凝时间，中途停顿时，应将桩管在停顿前先沉入土中。（5）吊放钢筋笼凡灌注配有不到桩底的钢筋笼的桩身混凝土时，宜先灌注混凝土至钢筋笼底标高，再安放钢筋笼，然后继续按灌注混凝土的施工顺序进行。2.6钢筋混凝土灌注桩施工锤击沉管灌注桩施工操作要点（1）锤击沉管灌注桩的施工方法一般为单打法，但根据设计要求或土质情况等也可采用复打法。（2）锤击沉管灌注桩宜按流水顺序依次向后退打。对群桩基础及中心距小于3.5倍桩径的桩，应采取不影响邻桩质量的技术措施。（3）桩机就位时，桩管在垂直状态下应对准并垂直套入已定位预埋的桩尖。（4）桩尖埋设后应重新复核桩位轴线。桩尖顶面应清扫干净，桩管与桩尖肩部的接触处应加垫草绳或麻袋。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（5）注意检查及保证桩管垂直度无偏斜后才正式施打。施打开始时应低锤慢击，施打过程中若发现桩管有偏斜时，应采取措施纠正。如偏斜过大无法纠正时，应及时会同施工负责人及技术、设计部门研究解决。（6）沉管过程中，应经常使用测锤检查管内情况及桩尖是否有损坏，若发现桩尖损坏或进泥、进水，应拔出桩管，回填桩孔，重新设置桩尖进行施打。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（7）沉管深度应以设计要求及经试桩确定的桩端持力层、最后三阵每阵十锤的贯入度来控制，并以桩管入土深度作参考，测量沉管的贯入度应在桩尖无破坏、锤击无偏心、落锤高度符合要求、桩帽及弹性垫层正常的条件下进行。最后三阵每阵十锤的贯入度宜不大于30mm，且每阵十锤贯入度值不应递增。对于短桩的最后贯入度应严格控制，并应通知设计部门确认。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（8）沉管结束经检查管内没有泥水进入后，应及时灌注混凝土。每立方米混凝土的水泥用量应不少于300kg。当桩身配有钢筋时，设计无规定时混凝土坍落度宜采用80～100mm；素混凝土桩的坍落度宜采用60～80mm。第一次灌入桩管内的混凝土应尽量多灌，第一次拔管高度一般只要能满足第二次所需要灌入的混凝土量时即可，桩管不宜拔得太高。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（9）拔管时采用倒打拔管的方法，用自由落锤小落距轻击每分钟不少于40次，拔管速度应均匀，对一般土层以不大于1m/min为宜。在软硬土层交界处及接近地面时，应控制在0.6～0.8m/min以内。在拔管过程中，应用测锤随时检查管内混凝土的下降情况，混凝土灌注完成面应比桩顶设计标高高出50cm，以留作打凿浮浆。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（10）凡灌注配有不到桩底的钢筋笼的桩身混凝土时，宜按先灌注混凝土至钢筋笼底标高，再安放钢筋笼，然后继续按灌注混凝土的施工顺序进行。在素混凝土桩顶采用构造连接钢筋时，在灌注完毕拔出桩管及桩机退出桩位后，应按照设计标高要求，沿桩周对称、均匀、垂直地插入钢筋，并保证钢筋保护层不应小于3cm。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（11）对于混凝土灌注充盈系数小于1.1的桩，应会同设计单位研究补救措施。（12）按设计要求进行局部复打或全复打施工。局部复打或全复打施工必须在第一次灌注的桩身混凝土初凝之前进行。复打法为在同一桩孔内进行两次单打，或根据需要进行局部复打。2.6钢筋混凝土灌注桩施工质量标准钢筋混凝土沉管灌注桩的质量检验标准应符合表2.13、表2.14和表2.15的规定。项序检查项目允许偏差或允许值检查方法主控项目1主筋间距（mm）±9用钢尺量2长度(mm)±90用钢尺量一般项目1钢筋材质检验设计要求抽样送检2箍筋间距(mm)±18用钢尺量3直径(mm)±9用钢尺量表2.13钢筋混凝土沉管灌注桩钢筋笼质量检验标准

2.6钢筋混凝土灌注桩施工项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩位见本工艺标准表3基坑开挖前量套管，开挖后量桩中心2孔深mm+270只深不浅，用重锤测，或测套管长度，嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度3桩体质量检验按基桩检测技术规范。如钻芯取样，大直径嵌岩桩应钻至桩尖下50cm按《建筑基桩检测技术规范》4混凝土强度设计要求试件报告或钻芯取样送检5承载力按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范一般项目1垂直度见本工艺标准表3测套管，或用超声波探测，或吊垂球2桩径见本工艺标准表3井径仪或用超声波检测，干施工时用钢尺量3混凝土坍落度mm70～100坍落度仪4钢筋笼安装深度mm±90用钢尺量5混凝土充盈系数＞1.1检查每根桩的实际灌注量6桩顶标高mm+27水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体-45表2.14钢筋混凝土沉管灌注桩质量检验标准

2.6钢筋混凝土灌注桩施工序号成孔方法桩径允许偏差（mm）垂直度允许偏差（%）桩位允许偏差（mm）1～3根、单排桩基垂直于中心线方向和群桩基础的边桩条形桩基沿中心线方向和群桩基础的中间桩1套管成孔灌注桩D≤500mm-18＜163135D＞500mm90135注：①桩径允许偏差的负值是指个别断面。②采用复打、反插法施工的桩，其桩径允许偏差不受上表限制。表2.15钢筋混凝土套管灌注桩平面位置和垂直度的允许偏差

2.6钢筋混凝土灌注桩施工施工注意事项（1）灌注桩身混凝土时应按有关规定留置试块。（2）钢筋笼在制作、安装过程中，应采取措施防止变形。（3）桩顶锚入承台的钢筋要妥善保护，不得任意弯曲或折断。（4）已完成的桩未达到设计强度70%，不准车辆辗压。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（5）应注意的质量问题：①为防止出现缩颈、断桩、混凝土拒落、钢筋下沉、桩身夹泥等现象，应详细研究工程地质勘察报告，制订定切实有效的技术措施。②灌注混凝土时，要准确测定每一根桩的混凝土总灌入量是否能满足设计计算的灌入量，在拔管过程中，应严格控制拔管速度，用测锤观测每50～100cm高度的混凝土用量，换算出桩的灌注直径，发现缩颈应及时采取措施处理。2.6钢筋混凝土灌注桩施工③严格检查桩尖的强度和规格，桩管沉至设计要求后，应用测锤测量桩尖是否进入桩管内。如果发现桩尖进入桩管内，应拔出桩管进行处理。灌注混凝土后拔管时，应用测锤测量，看混凝土是否的确已流出管外。④钢筋笼放入桩管内应按设计标高固定好，防止插斜、插偏和下沉。⑤拔管时尽量避免翻插。的确需要翻插时，翻插的深度不要太大，以防止孔壁周围的泥挤进桩身，造成桩身夹泥。2.6钢筋混凝土灌注桩施工泥浆护壁钻孔灌注桩是用一般地质钻机进行成孔时，为防止塌孔，在孔内用相对密度大于1的泥浆进行护壁的一种施工工艺。按成控工艺和机械的不同，可分为冲击成孔、冲抓成孔、回转钻成孔和潜水钻成孔灌注桩等。其特点是：可用于各种地质条件、各种大小孔径(300～3000mm)和各种深度(10～30m)，护壁效果好，成孔质量高，机具设备简单，操作方便，费用较低，但成孔速度慢、效率低、用水量大、泥浆排放量大、污染环境、扩孔率较难控制。2.6.2泥浆护壁回转钻成孔灌注桩施工2.6钢筋混凝土灌注桩施工施工准备（1）材料①水泥：用32.5级及以上普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。水泥进场时应有出厂合格证明书。施工单位应根据进场水泥品种、批号进行抽样检验，合格后才能使用。若存放时间超过三个月，应重新检验确认，符合要求后才能使用。②粗集料优先选用卵石。如果采用碎石时宜适当增加混凝土配合比的含砂率。集料最大粒径不应大于导管内径的1/8～1/6和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm。③细集料宜采用级配良好的中砂。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（2）主要机具设备①机械设备：正、反循环回转钻机、汽车起重机、卷扬机、泥浆泵或离心式水泵、空气压缩泵、混凝土搅拌机、插入式振动器及钢筋加工设备。②主要工具：龙门式四角钻架、钻杆、测渣铁砣、混凝土浇灌台架、下料斗、卸料槽、导管、预制混凝土塞、大小平锹、磅秤。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（3）作业条件①施工前，必须取得所需的地质勘察报告、水文地质资料、桩基施工图。因地制宜选择孔壁支护方案，并经计算，确保施工安全并满足设计要求，同时应已经编制钻孔桩施工组织设计或施工方案。②施工场地内所有障碍物和地下埋设物(如管线、电缆、石块、树根等)应已经排除，附近有隔震要求的建筑物和危房已采取保护措施。③场地已经整平，周围已设排水设施，对场地中影响施工机械进场的松软土层已进行适当碾压处理。2.6钢筋混凝土灌注桩施工④水、水泥、砂、石、钢筋等原材料已经进行质量检验，混凝土试配完成。⑤施工临时供水、供电、运输道路及小型临时设施已经铺设或修筑，泥浆池及废浆处理池等已设置。⑥桩基测量控制桩、水准基点桩已经设置并经复核，桩位已钉小木桩。⑦已在现场进行成孔试验，数量不少于2个。摸清地质情况并取得有关成孔技术参数。2.6钢筋混凝土灌注桩施工施工程序及操作要点泥浆护壁回转钻成孔灌注桩的施工程序为：测量放线→设置施工平台→设置护筒→调制泥浆→钻孔→清孔→钢筋笼制作及吊装就位→浇筑桩身混凝土。2.6钢筋混凝土灌注桩施工泥浆护壁回转钻成孔灌注桩施工的操作要点如下：（1）设置施工平台①场地为浅水时，宜采用筑岛法施工。筑岛法的技术要求应符合规范的有关规定。筑岛面积按钻孔方法、机具大小等要求决定；高度应高于最高施工水位0.5～1.0m。②场地为深水时，可采用钢管桩施工平台、双壁钢围堰平台等固定式平台，也可采用浮式施工平台。平台须牢靠稳定，能承受工作时所有静荷载和动荷载。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（2）设置护筒①护筒内径宜比桩径大200～400mm。②旱地、筑岛处护筒可采用挖坑埋设法，护筒底部和四周所填黏质土必须分层夯实。③沉入时可采用压重、振动、锤击并辅以筒内除土的方法。④护筒高度宜高出地面0.3m或高出水面1.0～2.0m。当钻孔内有承压水时，应高出稳定后的承压水位2.0m以上。若承压水位不稳定或稳定后承压水位高出地下水位很多，应先做试桩。当处于潮水影响地区时，应高于最高施工水位1.5～2.0m，并应采取稳定护筒内水头的措施。2.6钢筋混凝土灌注桩施工⑤护筒埋置深度应根据设计要求或桩位的水文地质情况确定，一般情况下，埋置深度宜为2～4m，特殊情况时应加大埋置深度以保证钻孔和灌注混凝土的顺利进行。⑥有冲刷影响的河床，应沉入局部冲刷线以下不小于1.0～1.5m。2.6钢筋混凝土灌注桩施工（3）调制泥浆①钻孔泥浆一般由水、黏土(或膨润土)和添加剂按适当配合比配制而成，其性能指标可参照表2.16选用。②直径大于2.5m的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高。泥浆的选择应根据钻孔的工程地质情况、孔位、钻机性能、泥浆材料条件等确定。在地质复杂、覆盖层较厚、护筒下沉不到岩层的情况下，宜采用丙烯酰胺即PHP泥浆。PHP泥浆的特点是不分散、低固相、高黏度。2.6钢筋混凝土灌注桩施工钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(Pa﹒s)含砂率(%)胶体率(%)失水率(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)静切力(Pa)酸碱度(PH)正循环一般地层1.05－1.2016－228～4≥96≤25≤21.0－2.58－10易坍地层1.20－1.4519－288～4≥96≤15≤23－58－10反循环一般地层1.02－1.0616－20≤4≥95≤20≤31－2.58－10易坍地层1.06－1.1018－28≤4≥95≤20≤31－2.58－10卵石土1.10－1.1520－35≤4≥95≤20≤31－2.58－10表2.16泥浆性能指标选择

2.6钢筋混凝土灌注桩施工（4）钻孔施工①正循环回转法：利用钻具旋转切削土体钻进，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头。通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆挟带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排至沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆循环使用。其特点是钻进与排渣同时进行，在适用的土层中钻进速度较快，但需设置泥浆槽、沉淀池等，施工占地较多，且机具设备较复杂。2.6钢筋混凝土灌注桩施工②反循环回转法：与正循环法不同的是泥浆输入钻孔内，然后从钻头的钻杆下口吸进，通过钻杆中心排入沉淀池内。其钻进与排渣效率较高，但接长钻杆时，装卸麻烦，钻渣容易堵塞管路。另外，因泥浆是从上而下流动，孔壁坍塌的可能性较正循环大，为此，需要较高质量的泥浆。③钻孔就位前，应对钻孔各项准备工作进行检查。④钻孔时，应按设计资料绘制的地质剖面图，选用适当的钻机和泥浆。⑤钻机安装后的底座和顶部应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷，否则应及时处理。2.6钢筋混凝土灌注桩施工⑥钻孔作业应分班连续进行，应及时填写钻孔记录，交接班时应交代钻进情况及下一班应注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，不合要求时应随时改正。应经常注意地层变化，在地质变化处均应捞取渣样判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。⑦可按常规方法钻孔，提钻压浆应慢速进行，一般控制在0.5～1.0m/min，过快易塌孔或缩孔。⑧钻孔时，应随钻随清理钻进排出的土方。成孔后应立即投入钢筋和碎石进行补浆，间隔时间不少于30min。2.6钢筋混凝土灌注桩施工⑨当钻进遇到较大的漂石、孤石卡钻时，应作移位处理。当土质松软、拔钻后塌方不能成孔，可先灌注水泥浆，经2h后再在已凝固的水泥浆上二次钻孔。⑩钻孔故障及处理方法坍孔：其表现为孔内水位突然下降又回升，孔口冒细密水泡，出渣量显著增加而不见进尺，钻机负荷显著增加等。2.6钢筋混凝土灌注桩施工坍孔多由泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成，应查明坍孔位置后进行处理，坍孔不严重时，可回填土到坍孔位以上，并采取改善泥浆性能、加高水头、深埋护筒等措施，继续钻进；坍孔严重时，应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填，无上述土类时可采用黏质土并掺入5%～8%的水泥砂浆，应等待数日方可采取改善措施后重钻。坍孔部位不深时，可采取深埋护筒法，将护筒填土夯实，重新钻孔。2.6钢筋混凝土灌注桩施工钻孔偏斜、弯曲：常由地质松软不均、岩面倾斜、钻架位移、安装未平等原因造成。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，应回填黏质土到偏斜处顶面，待沉积密实后重新钻孔。扩孔与缩孔：扩孔多因孔壁坍塌或钻锥摆动过大造成，应针对原因采取防治措施。缩孔常因地层中含遇水膨胀的软塑土或泥质页岩造成；钻锥磨损过大，亦能使孔径稍小。前者应采用失水率小的优质泥浆护壁，后者应及时焊补钻锥。缩孔已发生时，可用锥上下反复扫孔，扩大孔径。2.6钢筋混凝土灌注桩施工钻孔漏浆：护筒内水头不能保持时，宜采取护筒周围回填夯筑密实、增加护筒埋深、适当减小护筒内水头高度、增加泥浆相对密度和黏度、倒入黏土使钻锥慢速转动、增加孔壁黏质土层厚度等措施。糊钻、埋钻：多系正循环（含潜水钻机）回转钻进时，遇软塑黏质土层，泥浆相对密度和黏度过大，进尺快、钻渣量大，