《施工技术》全册配套完整教学课件2

《施工技术》全册配套完整教学课件2第一章土方工程

第一节概述

一、土方工程的特点与分类

1、施工特点

（1）面大量大；（2）劳动强度大，人力施工效率低、工期长；（3）施工条件复杂，受地质、水文、气侯影响大，不确定因素多。

土方工程包括一切土的挖掘、运输、填筑、平整与压实等过程以及排水、降水、边坡支护等辅助工程。2、分类及要求

主要：（1）场地平整；(图)（2）基坑（槽）、管沟开挖；（3）大型挖方工程；(图)（4）土方填筑。辅助：施工排、降水；土壁支撑。大型基坑开挖场地平整要求（1）摸清施工条件，选择合理的施工方案与机械；（2）合理调配土方，使总施工量最少；（3）合理组织机械施工，以发挥最高效率；（4）作好道路、排水、降水、土壁支撑等准备及辅助工作；（5）合理安排施工计划，避开冬、雨季施工；（6）制定合理可行的措施，保证工程质量和安全。二、土的工程分类按开挖的难易程度分为八类（表1—1）一类土（松软土）、二类土（普通土)三类土（坚土）、四类土（砂砾坚土）

——属一般土，机械或人工直接开挖五类土（软石）、六类土（次坚石）七类土（坚石）、八类土（特坚石）

——属岩石，爆破开挖表1—1土的工程分类土的分类

土的名称

可松性系数

开挖方法及工具

KSK’s一类土(松软土)砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)1.08～1.171.01～1.03能用锹、锄头挖掘

二类土(普通土)亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土

1.14～1.281.02～1.05用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松

三类土(坚土)软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土

1.24～1.301.04～1.07要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍

四类土(砂砾坚土)重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石

1.26～1.321.06～1.09整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤

土的分类

土的名称

可松性系数

开挖方法及工具KSK’s五类土(软石)硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石炭岩

1.30～1.451.10～1.20用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土(次坚石)泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩，泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩，片麻岩1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖,部分用风镐七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖

八类土(特坚石))安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩、玢岩1.45～1.501.20～1.30用爆破方法开挖1、土的可松性

定义：天然状态下的土经开挖后，体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复到原来的体积的性质。最初可松性系数Ks

=

V2

/

V1

1.08~1.5

最后可松性系数Ks'

=

V3

/

V1

1.01~1.3V1——土在天然状态下的体积，m3；V2——土经开挖后松散状态下的体积，m3；V3——土经回填压实后的体积，m3。

V2＞V3＞V1；

KS＞KS’＞1三、土的工程性质(1—1)(1—2)可松性用途：

开挖、运输、存放，挖土回填，留回填松土分类级别越小的土则可松性就越小；可松性越小的土就越好挖。2、土的渗透性

土的渗透性：指土体被水透过的性质.土的渗透性用渗透系数表示.

渗透系数：表示单位时间内水穿透土层的能力,以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关,是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。土的渗透系数见表1-2所示。

土的渗透性由达西定律可得水在土中的渗透速度水力坡度土渗透性比较：粘土﹤粉土﹤砂土﹤砾石(1—3)V与i成正比，与L成反比渗透系数表1-2土的渗透系数参考表

土的名称

渗透系数(m/d)土的名称渗透系数(m/d)粘土

＜0.005中砂

5.00～20.00亚

粘

土

0.005～0.10均质中砂

35～50轻亚粘土

0.10～0.50粗砂

20～50黄土

0.25～0.50圆

砾

石

50～100粉砂

0.50～1.00卵石

100～500细砂

1.00～5.003、土的天然含水量

土的天然含水量是指土中水的质量与土的固体颗粒之间的质量比，以百分数表示。

——土的含水量，%；——土中水的质量,kg；——土中固体颗粒的质量,kg。(1—4)土的含水量测定方法：把土样称量后放入烘箱内进行烘干（100～1050C）直至重量不在减少为止，称量。第一次称量为含水状态土的质量，第二次称量为烘干后土的质量ms，利用公式可计算出土的天然含水量。

最佳含水量——可使填土获得最大密实度的含水量（击实试验、手握经验确定）。土的含水量表示土的干湿程度。

工程意义：含水量对于挖土的难易，施工时边坡稳定及回填土的夯实质量都有影响。第一章土方工程第二节土方量的计算

可按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体，如上图)体积公式计算，即

一、基坑、基槽土方量计算1、基坑土方工程量计算式中：H——基坑深度，m；

A1、A2——基坑上、下底的面积，m2；

A0

——基坑中截面的面积，m2。(1—5)2、基槽土方量计算可沿长度方向分段计算式中V1——第一段的土方量，m3；

L1—第一段的长度，m。

将各段土方量相加即得总土方量：

(1—6)二、场地平整的土方工程量的计算

场地平整将天然平面改造成要求的设计平面时所进行的土石方施工全过程。

场地平整土方量计算方法通常采用方格网法，也称挖填平衡法。（1）划分场地方格网

方法：将场地划分为每格边长10～40m的方格网。

(a)地形地图方格网(b)设计标高示意图

1—等高线；2—自然地面；3—设计标高平面；4—零线（2）确定方格角点自然标高

找出每个方格各个角点的地面标高(实测法、等高线插入法)。（3）确定方格点设计标高2134方格网满足挖填方平衡的平均高度(1—7)H1－－一个方格所仅有角点的标高；m；H2、H3、H4－－分别为两个、三个、四个方格共用角点的标高,m；N——方格格数，个。上图中N=5按泄水坡度调整各角点设计标高：②双向排水时，各方格角点设计标高为：H0H0

Hn

=H0

L•

i

Hn

=H0

Lxix

Lyiy①单向排水时，各方格角点设计标高为:ixiyLyLxH0HnLH11iH12H21HnH13H22H23(1—8)(1—9)（4）计算场地各个角点的施工高度

施工高度为角点设计地面标高与自然地面标高之差，是以角点设计标高为基准的挖方或填方的施工高度。各方格角点的施工高度按下式计算：式中hn——角点施工高度，m；“+”表示填方高度，“-”表示挖方高度；

Hn——

该角点设计标高。

H——

该角点自然地面标高。(1—10)相邻一正一负就有零点存在(5)确定零线（挖填分界线）a零点零线式中：

x1、x2——角点至零点的距离，m；

h1、h2——相邻两角点的施工高度(均用绝对值)，m；

a—方格网的边长，m。

(6)计算各方格挖填土方量每个方格一般有以下几种情况a四个角点全挖（或全填）b一个角点为挖（或填），另三个角点为填

（或挖）c两个角点为挖（或填），另两个角点为填（或挖）常用方格网点计算公式见下表，本表公式是按照各计算图形底面积乘以平均高度而得出。

常用方格网点计算公式

项目图式计算公式一点填方或挖方(三角形)两点填方或挖方(梯形)三点填方或挖方(五角形)四点填方或挖方(正方形)（1）应力求达到挖、填平衡和运输量最小的原则。

（2）应考虑近期施工与后期利用相结合的原则尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。

（3）调配区大小的划分应满足主要土方施工机械工作面大小（如铲运机铲土长度）的要求，使土方机械和运输车辆的效率能得到充分发挥。（4）选择恰当地调配方向、运输路线，充分发挥功效。1、原则三、土方调配2、步骤和方法（2）计算各调配区的土方量，并表明在图上。（3）找各挖、填方区间的平均运距（即土方重心间的距离）。

（1）找出零线，画出挖方区、填方区；划分调配区。

（4）确定土方最优方案。（5）绘制土方调配图。在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距。下图中的土方调配，仅考虑场内挖方、填方平衡。W为挖方，T为填方。第一章土方工程一、施工准备工作第三节施工准备与辅助工作（1）场地调查（地质、地貌、水文等）（2）场地清理(拆除施工区内的一切地上及地下构筑物)；（3）地面水排除(采用排水沟引出场外)；（4）修好临时道路及临时用水,用电,临时宿舍；（5）技术资料准备（地形图、地下管线图、当地气象资料等）。

降水目的1、防止涌水、冒砂，保证在较干燥的状态下施工；2、防止滑坡、塌方、坑底隆起；3、减少坑壁支护结构的水平荷载。降低地下水位的方法有集水坑降水法和井点降水法。二、土方工程排水和降低地下水位（一）、集水坑降水法（明沟排水法）集水井法是在基坑开挖过程中，沿坑底的周围或中央开挖排水沟，并在基坑边角处设置集水井。将水汇入集水井内，用水泵抽走(下图)。这种方法可用于基坑排水，也可用于降水。排水沟集水井动画演示要求1、排水沟：沿基坑底四周设置，底宽≮300mm，沟底低于坑底500mm，坡度1％。2、集水井：沿基坑底边角设置，间距20～40m，直径0.6~0.8m，井底低于坑底1~2m。长期用，有护壁和碎石压底。3、水泵：离心泵、潜水泵、污水泵。适用：用于土质较好、水量不大、基坑可扩大者。集水坑降水法缺点：当涌水量较大、水位差较大或土质为细砂或粉砂，有产生流砂、边坡塌方及管涌等可能。（二）井点降水法井点降水原理：井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。适用范围：

1）土壤的渗透系数K=0.1～50m/d的土层中；

2）降水深度一般为：单级轻型点为3-6m；多级轻型点为6～12m。

井点降水的作用1）防止地下水涌入坑内；2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方；3）使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了坑底的管涌；4）降水后，使板桩减少了横向荷载；5）消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象；6）降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力。井点降水的类型

井点有两大类：轻型井点和管井。一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参照下表选择。井点类别土的渗透性(m/d)降水深度(m)轻型井点单层轻型井点0.1～503～6多层轻型井点0.1～50视井点级数而定喷射井点0.1～508～20电渗井点<0.1视选用的井点而定管井类管井井点20～2003～5深井井点10～250>15轻型井点降水全貌图动画演示

轻型井点应用最广，以下主要介绍轻型井点。

轻型井点就是沿基坑四周围或一侧将井点管(下端为滤管)埋入含水层内，井点管上端与集水总管连接，集水总管再与水泵连接，利用抽水设备将地下水经滤管进入井管，经总管不断抽出，从而将地下水位降至坑底以下。轻型井点法适用于土壤的渗透系数为0.1～50m/d的土层中；降低水位深度：一级轻型井点3～6m，二级井点可达6～9m。

1.轻型井点设备

管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。井点管：φ38~φ50，长5～7m（常用6m），无缝钢管，丝扣连滤管；滤管：φ38~φ50，长1～1.7m，开孔φ12,开孔率20～25％，包滤网；总管：内φ75～100无缝钢管，每节4m，每隔0.8、1或1.2m有一短接口；连接管：使用透明塑料管、胶管或钢管，宜有阀门；抽水设备：真空泵――真空度高，体形大、耗能多、构造复杂射流泵（常用）――简单、轻小、节能隔膜泵（少用）滤管构造

2．轻型井点布置（1）平面布置单排：在沟槽上游一侧布置，每侧超出沟槽≮B。用于沟槽宽度B≤6m，降水深度≤5m。双排：在沟槽两侧布置，每侧超出沟槽≮B。用于沟槽宽度B>6m，或土质不良。环状：在坑槽四周布置。用于面积较大的基坑。

单排井点布置简图

(a)平面布置；(b)高程布置1一集水总管；2－点管；3一抽水设备

环形井点布置简图

(a)平面布置；(b)高程布置1一集水总管；2一井点管；3一抽水设备（2）高程布置（上图）

井管埋深：H≥H1＋h＋iL。式中：

H1——井点管埋设面至基坑底的距离，m；

h——基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.5～1.0m；

i——地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井点为1/4；

L——井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)，m。

当H>6m时：降低埋设面；采用二级井点；改用其它井点。（3）轻型井点计算

1）涌水量计算Q：（环状井点系统）

①判断井型（下图）井的形式②无压完整涌水量（群井）

(m3／d)

环状井点系统涌水量计算简图

(a)无压完整井(1—12)式中H—含水层厚度(m)；

K—渗透系数(m／d)，应由实验测定

S—水位降低值(m)；

R—抽水影响半径(m)，取：

x0—环形井点的假想半径(m)：(1—13)当长宽比A/B≯5时,(1—14)当长宽比A/B＞5时,分块计算涌水量再累加。F—基坑周围井点管所包围的面积(m2)。③无压非完整井涌水量（群井）

(m3／d)环状井点系统涌水量计算简图(b)无压非完整井

(1—15)有效抽水影响深度H0的确定方法s’/(s’+l)0.20.30.50.8H01.3(s’+l)1.5(s’+l)1.7(s’+l)1.85(s’+l)注意：1、当H0值超过H时，取H0＝H；

2、计算R时，也应以H0代入。表中S’为井管内水位降低深度；l为滤管长度。2)井点管数量与井距的确定①单井最大出水量q

单井的最大出水量，主要取决于土的渗透系数、滤管的构造与尺寸，按下式确定：式中d—滤管直径(m)；

l—滤管长度(m)；

K—渗透系数(m／d)。

(m3／d)(1—16)②最少井数井点管的最少根数nmin，按下式计算：式中1.1——备用系数，考虑井点管堵塞等因素；

q——单井的最大出水量；

Q——井点系统涌水量。③最大井距式中L——总管长度(m)；

(根)(1—17)(1—18)确定井点管间距时，还应注意以下几点：

(a)井距过小时，彼此干扰大，影响出水量，因此井距必须大于15倍管径。

(b)在渗透系数小的土中井距宜小些，否则水位降落时间过长。

(c)靠近河流处，井点宜适当加密。

(d)井距应能与总管上的接头间距相配合。根据实际采用的井点管间距D，最后确定所需的井点管根为n＝L总管/D（4）轻型井点的施工轻型井点的施工分为准备工作及井点系统安装。

准备工作：包括井点设备、动力、水泵及必要材料准备，排水沟的开挖，附近建筑物的标高监测以及防止附近建筑沉降的措施等。埋设井点系统的顺序：敷设总管→埋设井点管→用弯联管将井点与总管接通→安装抽水设备→试抽

井点管的使用要求：a、开挖前2～5天开泵降水；b、连续抽水不间断（水量先大后小，先混后清），防止堵塞。

轻型井点使用

轻型井点运行后，应保证连续不断地抽水。

井点淤塞，一般可以通过听管内水流声响、手摸管壁感到有振动、手触摸管壁有冬暖夏凉的感觉等简便方法检查。地下基础工程(或构筑物)竣工并进行回填土后，停机拆除井点排水设备。

三、流砂及其防治

当采用集水井降水法开挖基坑，当基坑开挖到地下水位以下时，有时坑底土会成流动状态，随地下水涌入基坑，这种现象称为流砂现象。1．流砂发生的原因内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均产生流砂现象。流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中。外因：动水压力(土的浸水容重)

(1—19)2．流砂的防治原则：治砂必先治水流砂防治的主要途径是减小或平衡动水压力或改变其方向。具体措施为：（1）枯水期施工（减小动水压力）（2）人工降低地下水位法（动水压力作用方向向下）（3）打钢板桩（增大渗透路径）（4）抢挖法（平衡动水压力）（5）水下挖土法（平衡动水压力）（6）地下连续墙法（截断地下水流）返回返回第一章土方工程

m――坡度系数。

m＝B/H

边坡形式：直线形、折线形、阶梯形（踏步形）

确定边坡大小的因素（主要6个方面）土质、开挖深度、开挖方法、留置时间、排水情况、坡上荷载（动、静、无）bαh1:m第四节基坑（槽）土方开挖一、土方边坡放坡与土壁支撑1、土方边坡深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度

边坡护面措施：

覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法，喷混凝土法、土钉墙。土的类别边坡坡度（高:宽）坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类砂土1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类粘土1:0.501:0.671:0.75土壁塌方的原因（1）边坡过陡，使土体的稳定性不够，而引起塌方现象；尤其是在土质差，开挖深度大的坑槽中；（2）雨水、地下水渗入基坑，重量增大，抗剪强度降低，土坡失稳；（3）基坑上边边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体的剪应力超过土体的抗剪强度。防治塌方的措施（1）放足边坡（2）设置支撑2、土壁支撑

（a）间断式水平挡土板支撑（b）垂直挡土板支撑

1－水平挡土板，

2－立柱，

3－工具式横撑；

4－垂直挡土板，

5－横楞木；

6－调节螺栓（a）（b）横撑式支撑开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。

土壁支撑方法：横撑式支撑、悬臂式排桩挡土支护结构、锚杆式排桩、土钉墙等。

横撑式支撑（1）水平挡土板支撑断续式――深度3m内；连续式――深度5m内；（2）垂直挡土板支撑

深度不限适用于：较窄且施工操作简单的管沟、基槽（a）薄膜或砂浆覆盖（b）挂网或挂网抹砂浆护面（c）钢丝网混凝土或钢筋混凝土护面（d）土袋或砌石压坡护面1—塑料薄膜2—草袋或编织袋装土3—插筋ф10~12mm4—抹M5水泥砂浆5—20号钢丝网6—c15喷射混凝土7—c15细石混凝土8—M5砂浆砌石

9—排水沟

10—土堤11—ф4~6钢筋网片

基坑边坡护面方法示意图

特点：土体稳定性好，位移小，施工简便，费用低，对邻近建筑物影响小。分层分段施工，阶段不稳定性。

适用：地下水位以上的杂填土、粘性土、非松散砂土。边坡坡度70～90°。

土钉墙是指将基坑边坡通过由钢筋制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网，再喷射一道混凝土面层和土方边坡相结合的边坡加固施工方法二、边坡加固

课本主要介绍土钉墙支护喷射土钉墙砼

已喷射了混凝土铺设钢筋网作用：土钉与土体形成复合体，提高边坡稳定性和超载能力，增强土体破坏延性；

工艺过程：

自上而下分段分层开挖基坑，修整坡面→埋设喷射混凝土厚度控制标志→喷射第一层混凝土→钻孔，安设土钉钢筋→注浆→安装钢筋网、连接件→喷射第二层混凝土→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。

若土质较好可采取如下顺序：开挖工作面、修坡→绑扎钢筋网→成孔→安设土钉→注浆、安设连接件→喷射混凝土面层。三、基坑开挖方法与要求基坑开挖程序一般是：

测量定位、抄平放线→分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。

四、基坑（槽）钎探与验槽（一）、钎探

钎探主要用来检验地基土每2m范围内的土质是否均匀，是否有局部过硬或过软的部位，是否有地洞、墓穴等异常情况。钎探方法，将一定长度的钢钎打入槽底以下的土层内，根据每打入一定深度的锤击次数，间接的判断地基土质的情况。打钎分人工和机械两种方法。（二）、验槽

基槽（坑）开挖到设计标高并清理好以后，在基础垫层施工前，由有关部门对土质、基底尺寸、标高、边坡情况等的检查验收的过程，通常称为验槽。

参加单位：质检部门、地质勘探部门、设计部门、监理单位、建设单位和施工承建单位等。观察验槽用工具探测（钎测）

验槽的方法注：基槽（坑）未经验收合格，不得进行下道工序。第一章土方工程第五节土方机械化施工土方机械的类型

挖掘机械：单斗挖土机（正铲、反铲、拉铲、抓铲）

挖运机械：推土机、装载机、铲运机运输机械：自卸汽车、翻斗车……

密实机械：压路机、蛙式夯、振动夯……一、推土机

1、组成拖拉机推土铲刀

2、行走方式履带式轮胎式

3、铲刀操纵方式索式油压式

4、特点：操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，功率大，行驶快，易于转移，能爬300

左右的缓坡。｛｝履带式推土机轮胎式推土机推土铲刀拖拉机履带轮胎5、适用范围：

（1）平整场地－－运距在100m内，一～四类土的挖运，压实；（2）坑槽开挖－－深度在1.5m内、一～四类土。6、施工方法⑴下坡推土法⑵分批集中一次推土法⑶并列推土法⑷槽形推土法⑸铲刀上附加侧板槽形推土法下坡推土法分堆集中一次推送法并列推土

铲刀上附加侧板（斜角推送法作业）二、铲运机

铲运机是一种利用装在前后轮轴或左右履带之间的带有铲刃的铲斗，在行进中顺序完成铲削、装载、运输和卸铺的铲土运输机械。

拖式铲运机自行式铲运机1、种类2、铲斗操纵方式

索式操纵油压式操纵3、特点：因为能综合完成挖土、运土、卸土和平土工作，因而管理简单，效率高，运转费用低，对行使道路要求较低。4、适用范围：可挖运含水量不超过27%的一～三类土，适用于地形起伏不大，坡度在200以内的大面积场地平整；开挖大型基坑；填筑堤坝和路基。5、开行路线

⑴、环形路线

⑵、8字形路线

(3)、锯齿形铲运机锯齿形开行路线1－路堤2－取土槽6、提高铲运机生产率的措施

⑴、下坡铲土法

⑵、跨铲法

⑶、助铲法助铲法示意图铲运机铲土推土机助铲跨铲法作业示意图自行式铲运机挖掘铲运机拖式铲运机三、单斗挖土机机械式按工作装置不同正铲反铲拉铲抓铲按操纵机构的不同液压式按行走装置不同履带式轮胎式分类推土机反铲履带式挖土机正铲挖掘机反铲挖掘机拉铲挖掘机抓铲挖掘机正铲挖土机的特点：前进向上，强制切土反铲挖土机的特点：后退向下，强制切土拉铲挖土机的特点：后退向下，自重切土抓铲挖土机的特点：直上直下，自重切土1、正铲挖土机工作特点：“前进向上，强制切土”；挖土、装车效率高，易与汽车配合；适用于：停机面以上一～四类土,宜于土质较好，无地下水或含水量较小的地区。作业方法：正向挖土侧向卸土，正向挖土后方卸土。动画演示正铲履带式液压挖掘机正铲挖土机开挖方式(a)正向挖土侧向卸土；(b)正向挖土后方卸土

l一正铲挖土机；2一自卸汽车正向挖土侧向卸土正向挖土后方卸土正铲挖土机和卸土方式2、反铲挖土机工作特点：“后退向下，强制切土”，可与汽车配合；适用于：停机面以下、一～三类土，适宜于开挖小型基坑、基槽和管沟，以及淤泥和地下水位较高的地区。作业方法：沟端开挖一一挖宽0.7～1.7R，效率高、稳定性好；沟侧开挖一一挖宽0.5~0.8R。动画演示3反铲挖土机开挖方式（a）沟端开挖；（b）沟侧开挖1－反铲挖土机；2－自卸汽车；3－弃土堆履带式反铲挖土机轮胎式反铲挖土机3、拉铲挖土机工作特点：“后退向下，自重切土”；开挖深度、宽度大，甩土方便：适用于：停机面以下、一～三类土的开挖，适宜于开挖沟槽、基坑、地下室等。作业方法：沟端开挖沟侧开挖动画演示拉铲挖土机4、抓铲挖土机工作特点：“直上直下，自重切土”，效率较低；适用于：

停机面以下、一～二类土的、面积小而深度较大的坑、井开挖，最适宜于进行水中挖土。。动画演示履带式液压抓铲挖土机四、土方施工机械的选择土方机械化开挖应根据基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等合理选择挖土机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。

1、开挖基坑时机械选择

1）土含水量小，深度在1~2米，不长时，用推土机；较长时，用铲运机，深度超过2米，基坑较大时用正铲挖土机。

2）地下水位高，不降水，或土质松软，采用反铲、拉铲，配自卸汽车。2、挖填方高度均不大，运距在100m以内时，采用推土机施工，灵活、经济。

4、地形起伏较大，挖方、填方量大且集中的平整场地，运距在1000m以上时，可选择正铲挖土机配合自卸车进行挖土、运土，在填方区配备推土机平整及压路机碾压施工。3、地形起伏在200内，面积较大，含水量适当，运距在1公里内，用铲运机较合适。2、填筑方法

填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料（防止水囊）。填土应接近水平分层填筑，对于倾斜的地面，应将斜坡修筑成1∶2阶梯形边坡后施工，以免填土横向移动。

五、土方筑填与压实的方法、要求

（一）土料选择1、选择填方土料应符合设计要求（二）、填土压实的方法1、碾压法

适用于大面积填土，如场地平整、路基、堤坝等工程（1）光面碾——对砂土类和粘性土均可压实（2）振动碾——压实爆破石渣、碎石类土、杂填土或粉质粘土；（3）羊足碾——适用压实粘土。

碾压机械进行大面积填方碾压，宜采用“薄填、低速、多遍”的方法。光轮压路机轮胎式压路机羊足碾2、夯实法利用夯锤自由下落的冲击力来夯实填土，适用于小面积填土，，夯实厚度一般在200㎜以内。（1）、机械夯实有夯锤、柴油夯、内燃夯土机和蛙式打夯机等。（2）、人工夯实木夯、石夯等蛙式夯实机振动冲击夯振动平板夯实机3、振动法

主要适用于振实非粘性土，分为振动板、平板碾。凸块振动压路机单钢轮振动压路机全液压轮胎压路机(三)填土压实的影响因素

填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量以及每层铺土厚度。1、压实功的影响

压实机械压实土所做的功称为压实功

土的密度与压实功的关系图

结论：压实遍数不是越多越好。2、含水量的影响

填土含水量的大小直接影响碾压(或夯实)遍数和质量。

较为干燥的土，由于摩阻力较大，而不易压实；当土具有适当含水量时，土的颗粒之间因水的润滑作用使摩阻力减小，在同样压实功作用下，得到最大的密实度，这时土的含水量称做最佳含水量。土的干密度与含水量关系图

工地简单检验粘性土的含水量的方法一般以手握成团，落地开花为宜。含水量调整与橡皮土处理过大－－翻松、晾晒、掺入干土或石灰；过小－－洒水湿润、增加压实功；橡皮土－－彻底清除，轻压薄铺。结论：同一种土采用同样的压实功进行压实，在最佳含水量状态下，所得的密实度最大。土的最佳含水量和最大干密度参考表

项次土的种类变动范围最佳含水量(%)

(质量比)最大干密度(g/cm3)1砂土8～121.80～1.882粘土19～231.58～1.703粉质粘土12～151.85～1.954粉土16～221.61～1.803、铺土厚度的影响

各种压实机械的压实影响深度与土的性质和含水量等因素有关。

在压实功作用下，土中的应力随深度增加而逐渐减小，其压实作用也随土层深度的增加而逐渐减小。

压实作用沿深度的变化结论：铺土厚度应小于机械压土的影响深度。（四）填土质量检查检查内容——密实度；检查指标——控制干密度ρd(或规定的压实系数λ)；检查方法——环刀取样，测实际干密度；检查要求：

式中：——实际干密度

——控制干密度土的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数。即：压实系数控制干密度（g/cm3）最大干密度（g/cm3）

土的最大干密度乘以规范规定或设计要求的压实系数Dy，即可计算出填土控制干密度的值。土的实际干密度可用“环刀法”测定。土的天然密度（g/cm3）土的天然含水量(％)实际干密度

填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准应符合下表的规定。Dy的取值：主要受力层范围以下0.93～0.96，一般由设计确定。填土工程质量检验标准

项序检查项目允许偏差或允许值(mm)检查方法桩基基坑基槽场地平整管沟地(路)面基础层人工机械主控项目1标高-50±30±50-50-50水准仪

2分层压实系数

设计要求

按规定方法

一般项目

1回填土料

设计要求

取样检查或直观鉴别

2分层厚度及含水量

设计要求

水准仪及抽样检查

3表面平整度

2020302020用靠尺或水准仪

返回返回返回返回第二章桩基础工程深基础的类型桩基础（深基础中应用最多）墩基础地下连续墙沉井基础沉箱基础一、桩的作用1、作为基础使用2、起护壁作用

第一节概述（a）端承桩；（b）摩擦桩；1－桩；2－承台；3－上部结构图2－1桩基础组成若干根桩承台（承台梁）二、桩的分类1、按材料分：钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土等2、按横向截面分：方、圆、多边、三角、十字3、按竖向荷载方向分：抗压（较多）、抗拔4、按受力性质分：摩擦桩、端承桩、抗拔（浮）桩5、按制作（施工）方法分：

预制桩、灌注桩

第二节混凝土预制桩施工预制钢筋混凝土桩类型实心桩：一般为方形断面，截面尺寸200mm×200mm～500mm×500mm。空心桩：一般为预应力管桩，离心成型，直径400～

500，壁厚80～100。图2-2

预应力管桩图2-3

实心方桩一、运输与堆放

1、桩的预制管桩及长度在10m以内的方桩在预制厂制作，较长的方桩在打桩现场制作。桩的长度主要取决于运输条件及桩架高度，一般不超过30m。如桩长超过30m，可将桩分成几段预制，在打桩过程中接桩。

制作要点：叠制≯4层，上下隔离，下层强度达30％再制上层钢筋接长用对焊，接头错开，桩尖用钢制。混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护，养护时间不少于7d，所用混凝土强度等级不宜低于C30。预应力管桩离心成型，节长8～10m，所用混凝土强度等级不宜低于C60。2、桩的接头形式

角钢帮焊接头、钢板对焊接头、钢法兰盘焊接头、硫磺胶泥浆锚接头。3、起吊、运输－－防止损坏(1)混凝土强度：

起吊移位――≮70％设计强度

运输、起吊就位――≮100％设计强度(2)合理吊点：正负弯矩值相等则均小，见图2－4。(3)吊、运平稳，避免损坏：

运输过程中支点应与吊点位置一致，且随打随运，避免二次搬运。4、堆放（见图2－4）高度不超过四层。地面坚实、平整，垫长枕木。垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上，最下层垫木应适当加宽。堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩应分开堆放。(e)4个吊点、(f)预制桩堆放

(a)、(b)

1个吊点(c)2个吊点、(d)3个吊点图2-4

预制桩吊点位置及堆放二、锤击法沉桩的机械设备

锤击法沉桩也称打入法，是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。

桩锤——对桩施加动力

桩架

——支持桩身和桩锤，打桩过程中引导桩的导向动力装置——施加动力的装置，包括起动桩锤用的动力设施，如卷扬机、锅炉、空气压缩机（一）、桩锤⑴

落锤：利用卷扬机提升，以脱钩装置或松开卷扬机刹车使其坠落到桩头上，逐渐将桩打入土中。落锤重量为1~5KN，适用于普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。⑵

单动汽锤：动力源为蒸汽或压缩空气。上升耗能、自重下降，重2.5～13.5t，锤击次数60～80次/分；适用于各种桩。1、桩锤种类

⑶

双动汽锤：双向耗能，效率高，0.7～1.13t；锤击次数100～120次/分；可打可拔；但移动困难；适用于各种桩。⑷柴油桩锤：桩锤实际是一台单缸二冲程柴油发动机，不需另带动力设备，但污染大，噪音大；除过硬，过软地基外可打各种桩；根据冲击部分的不同分为导杆式、筒式两类。⑸液压锤：是由液压推动密闭在锤壳体内的芯锤活塞柱，令其往返实现夯击作用，将桩沉入土中；低噪声、无污染、频率高，贯入度大。⑴类型选择：根据现场情况、机具设备条件及工作效率确定。

⑵锤重选择：应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等选用。

用锤击沉桩时，为防止桩受冲击应力过大而损坏，力求采用“重锤轻击”。如采用轻锤重击，锤击功能很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。2、桩锤选择的原则（二）、桩架

支撑锤桩吊桩就位打桩导向作用具备三种功能悬挂打桩锤、起吊预制桩给打桩锤导向能行走、转向类型(常用)滚管式桩架轨道式桩架步履式桩架履带式桩架图2-5

步履式桩架

图2-6

轨道式桩架

图2-7

履带式桩架

（三）振动沉桩机

其主要装置为振动器，利用振动器所产生的激振力，使桩身产生高频振动而沉入地层。作业时，桩与周围土壤产生振动，使桩面的摩擦阻力减小，桩杆由于自重克服桩面及桩尖的阻力而穿破地层下沉，还可以利用共振原理，加强沉桩效果。图2-9振动锤图2-8振动沉桩机优点：噪音小，不产生废气，沉桩速度快，施工简便，操作安全，结构简单、铺助设备少、重量轻、体积小、对桩头的作用力均匀而使桩头不易损坏等特点，还可以用来拔桩。缺点：适于砂质粘土、砂土、软土地区施工，不宜用于砾石和密实的粘土层。如用于砂砾石和粘土层中，需配以水冲法辅助施工。（四）静力压桩机

静力压桩是在均匀软弱土中利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机的牵引传到桩顶，将桩逐节压入土中的一种沉桩方法。特点：噪声低、振动小、无污染，适合在城市中施工。与冲击式施工方式比较，桩身不受冲击应力，损坏可能性小，施工质量好，效率高。不用试桩可以得出单桩承载力。适用于软弱土地基和压垂直桩，压斜桩困难。图2-10静力压桩机动画演示活动压梁油压表桩帽上段桩上段桩锚筋下段桩加压重物底盘轨道导笼口操作平台卷扬机加压钢丝绳滑轮组桩架导向笼图2-11静力压桩机构造原理图图2-12全液压式静力压桩机压桩示意图1－1三、打桩施工工艺（一）、打桩前的准备工作（1）清除障碍物

打桩前，认真处理高空、地上和地下障碍物，对现场周围（一般10米以内）的建筑物作全面检查，如有危房或危险构筑物，预以加固；（2）平整场地平整、压实场地，设置排水沟；（3）定位放线放轴线、定桩位、设置水准点（≮2个）；（4）料具进场；（5）进行打桩试验≮2根，检验工艺、设备是否符合要求。（二）、确定打桩顺序图2-13打桩顺序（a）逐段打设；（b）自中部向四周打设；（c）分段打设（可同时施工）打桩时应避免：桩入土深度不一，导致不均匀沉降；桩难打易碎；邻桩移位倾斜。

根据地形、土质、桩布置的密度决定，若桩的中心范围小于四倍的桩径或边长，应选择合理的打桩顺序。1、当桩中心距<4倍桩径时，可：①自中部向四周环绕或放射打；（图（b））

②分段对称打；（图（c））2、当桩中心距

4倍桩径时，可按施工方便顺序打；3、当桩的规格不同时，先大后小，先长后短；4、当桩尖设计标高不同时，先深后浅。（三）、打桩方法工艺顺序：

设置标尺→桩架就位→吊桩→扣桩帽、落锤、脱吊钩→低锤轻打→正式打（重锤低击）→接桩（长桩时需要）→送桩→（拔桩→截桩）1、定锤吊桩

桩锤就位，桩锤、桩帽和桩身应在同一直线上，尽量避免偏心。桩插入土中应校正其垂直度。桩在桩重和锤重作用下沉入土中一定深度而达到稳定后，应再校正一次垂直度。2、打桩

打桩时应“重锤低击”、“低提重打”，开始打要用小落距（0.5～0.8m左右），入土一定深度（约1-2m）后再全落距击打。打桩过程中，如突然出现桩锤回弹，贯入度突增，锤击时桩弯曲、倾斜、颠动、桩顶破坏加剧等，则表明桩身可能已破坏。

贯入度一般指最后贯入度，在正常条件下进行（桩顶没有破坏、锤击没有偏心、锤落距符合规定、桩帽与弹性桩垫正常），最后10击内桩的平均入土深度。3、接桩及截桩头

分节制作的长桩，分节打入，在现场接桩。一般砼预制桩接头不宜超过2个，预应力管桩接头不宜超过4个。应避免在桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中时接桩。接头的连接方法有三种：焊接法（见图a）法兰接桩法（见图b）浆锚法（硫磺胶泥，见图c）适用于各类土层适用于软弱土层。a）焊接；b）法兰接；c）硫磺胶泥锚接

图2-14桩接头的连接方法1—下节桩；2—上节桩；3—桩帽；4—连接角钢；

5—连接法兰；6—预留锚筋孔；7—预埋锚接钢筋

截桩：

当桩顶露出地面影响后续桩施工时，应立即截桩头；而桩顶在地面以下或不影响后续桩施工时，可结合凿桩头进行。预制混凝土桩可用人工或风动工具来截除；混凝土管桩宜人工截除。4、送桩桩顶设计标高低于地表时，要将桩顶打入（或压入）至设计标高，这称为送桩。送桩一般采用工具式送桩器进行。设计要求送桩时，则送桩的中心线应与桩身吻合一致，才能进行送桩。若桩顶不平，可用麻袋或厚纸垫平。送桩留下的桩孔应立即回填密实。5、测量和记录打桩工程是隐蔽工程，施工中应做好每根桩的观测和记录，这是工程验收时检验质量的依据。图2-15混凝土预制桩施工记录

桩停止锤击（俗称：“停锤”或“收锤”）控制原则：1、桩端位于一般土层时（摩擦桩），以控制桩端设计标高为主，贯入度作参考。2、桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或风化岩等土层时，应以贯入度控制为主，桩端进入持力层深度或桩尖标高作参考。3、若贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击

3阵，其每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值。序号项目允许偏差（mm）1盖有基础梁的桩垂直于基础梁中心线100+0.01H沿基础梁中心线150+0.01H2桩数为1~3根桩基中的桩1003桩数为4~16根桩基中的桩1/3桩径或边长4桩数大于16根桩基中的桩最外边的桩1/3桩径或边长中间桩1/2桩径或边长注：H为施工现场地面标高与设计桩顶标高的距离。打入桩的桩位偏差

（四）桩及桩头处理在打完各种预制桩开挖基坑时，按设计要求的桩顶标高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证桩身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。当桩顶标高在设计标高以下时，在桩位上挖成喇叭口，凿掉桩头混凝土，剥出主筋并焊接接长至设计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。四、预制桩施工注意事项

（1）在打桩过程中应经常检查打桩架的垂直度，如偏差超过1%，则需及时纠正，以免打斜。

(2)打桩入土的速度应均匀，锤击间歇的时间不要过长，土的固结作用而使桩难以下沉。（3）打桩时应观察桩锤回弹情况，如经常回弹较大，则说明锤太轻，不能使桩下沉，应及时更换。（4）随时注意贯入度变化情况，当贯入度骤减，桩锤有较大回弹时，表示桩尖遇到障碍，此时应减小桩锤落距，加快锤击。

如上述情况仍存在，则应停止锤击，查明原因进行处理。在打桩过程中，如突然出现桩锤回弹、贯入度突增、锤击时桩弯曲、倾斜、颤动、桩顶破坏加剧等情况，则表明桩身可能已经破坏。（5）送桩打桩时，桩与送桩的纵轴线应在同一直线上。（6）对于打斜的桩，应将桩拔出，查明原因，排除障碍，用砂石填孔后重打。拔出有困难可在原位附近补打一根。(7)打桩时振动大，对土体有挤压作用，可能影响周围建筑物、道路及地下管线的安全和正常使用，施工过程中要有专人巡视检查，及时发现和处理有关问题。(8)严禁非施工人员进入打桩现场；对桩机的正常运行、桩架的稳定经常进行检查，严格按操作规程进行施工，确保安全。

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就是直接在桩位上钻孔或冲孔，然后在孔内放置钢筋笼或不放钢筋，灌注混凝土而成。第三节混凝土灌注桩施工灌注桩分类—按照成孔设备和成孔方法分类挤土成孔取土成孔套管成孔—锤击和振动沉管灌注桩、夯扩桩爆扩成孔—爆扩灌注桩钻（冲）孔成孔—泥浆护壁和螺旋钻孔灌注桩挖孔成孔—人工挖孔桩一、成孔前的施工准备工作（一）定桩位和确定成孔顺序定位与预制桩相同，确定成孔顺序注意：（1）取土成孔

——成孔对周边土壤无挤密或冲击作用。一般按现场条件和桩机行走最方便的原则确定成孔顺序。（2）挤土成孔

——成孔对周边土壤有挤密或冲击作用采用下列方法确定成孔顺序：隔1～2个桩位成孔；在邻桩初凝前或终凝后成孔；群桩（＞5根）基础中，先中间桩后外围桩；同一桩基的爆扩桩，单爆法或联爆法先浅后深成孔。（3）人工挖空桩净距＜2倍桩径且＜2.5m时，应间隔开挖。（二）钢筋笼制作钢筋笼允许偏差：主筋间距≤±10mm，长度≤±100mm，箍筋间距≤±20mm，直径≤±10mm。

钢筋材质符合要求，复验后方可使用。（三）混凝土配制1

、石子粒径要求

卵石不宜大于50mm，碎石不宜大于40mm，配筋的桩不宜大于30mm，石子最大粒径不得大于钢筋净距的1/3。2、坍落度要求

水下灌注的混凝土宜为160~220mm；干作业成孔的混凝土宜为80~100mm；沉管灌注桩的混凝土宜为80~100mm；素混凝土宜为60~80mm。3、混凝土强度≮C20，水泥强度≮32.5级，水泥用量≮350kg/m3。二、成孔方法（一）机械钻孔灌注桩钻孔灌注桩是利用钻孔机在桩位成孔，然后在桩孔内放入钢筋骨架再灌混凝土而成的灌注桩。常用的施工方法根据地质条件的不同可分为干作业成孔灌注桩（螺旋钻孔灌注桩）和湿作业成孔灌注桩（泥浆护壁成孔灌注桩）。特点：施工无振动、无噪音、对土体无挤压、钻头可更换、能在各种土质条件下施工等优点，但比同径预制桩承载低、沉降大。1、螺旋钻孔灌注桩

干作业法、用于无地下水或已降水。

螺旋钻孔灌注桩钻孔一般采用螺旋钻机（有长短两种），它由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成。由螺旋钻头切削土体，切下的土随钻杆旋转并沿螺旋叶片上升，送到出土器后自动排出孔外。动画演示

长：钻杆长10m以上,φ400～600

短：钻杆长3～5m，φ300～400

钻扩机：钻头外径分别为Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，钻孔深度相应为12m、10m、8m。（1）成孔机械螺旋钻1一上底盘2一下底盘3一回转滚轮4一行车滚轮

5一钢丝滑轮6一回转轴7一行车油缸8一支架图2-16

步履式螺旋钻机

图2-17

步履式螺旋钻机

（2）施工施工工艺流程：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。（a）钻孔（b）吊放钢筋笼（c）灌入混凝土图2-18螺旋钻孔机成桩工艺2、潜水钻孔灌注桩

软土地基的深层钻进，会遇到地下水问题。采用泥浆护壁湿作业成孔能够解决施工中地下水带来的孔壁塌落，钻具磨损发热及沉渣问题。常用的湿作业成孔机械有冲抓锥成孔机、斗式钻头成孔机、冲击式钻孔机、潜水电钻、大直径旋入全套管护壁成孔钻机和工程水文地质回转钻机等。下面介绍以潜水电钻为成孔机械的潜水钻孔灌注桩潜水钻成孔适用于地下水位较高的软硬土层，如淤泥、粘土、砂砾层、砂土、风化页岩等多种地层钻孔，不得用于漂石。

潜水钻机的工作原理：潜水动力装置由潜水电机通过减速器将动力传至输出轴，带动钻头切削岩土，采用泵举反循环或正循环方式将钻渣从孔内通过胶管或钻杆排出孔外。施工工艺流程：平整场地、挖排水沟→定桩位→埋护筒→桩机就位→配泥浆（循环排渣）→钻孔、灌泥浆→清孔→放钢筋骨架→水下灌注混凝土。图2-19KQ潜水钻机图2-20泥浆护壁湿作业成孔灌注桩施工现场（1）泥浆护壁①泥浆的作用渗填空隙，防孔内渗水塌方、护壁、携砂排土、冷却润滑钻头等，其中以护壁为主。②泥浆组成材料泥浆主要是膨润土或粘土和水的混合物。在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆；在其他土层中成孔，泥浆可选用高塑性的粘土或膨润土制备；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。③泥浆的比重粘土或亚粘土中成孔时，注入清水，形成1.1~1.2砂土中：1.1~1.3穿过砂夹卵石层或易塌孔处：1.3~1.5④泥浆池包括循环池、沉淀池、废浆池。施工中废弃的泥浆、泥渣应按环保的有关规定处理。图2-21

排放沉淀池超标泥浆

图2-22泥浆图2-23泥浆运输车（2）埋设护筒钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。①护筒作用固定桩孔的位置；提高水位，钻头导向，保护孔口；防止塌孔。②护筒埋设要求内径应大于钻头直径200mm，埋置深度在粘性土中不宜小于lm；砂土中不宜小于1.5m；其高度应满足护筒内泥浆面高度大于地下水位高度的要求。淤泥等软弱土层应增加护筒埋深；护筒顶面宜高出地面30～40cm。（3）排渣方法潜水钻成孔排渣方式有正循环和反循环两种。①正循环排渣法在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运动，从护筒的溢流孔排出。②反循环排渣法砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。（4）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。清孔目的：清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载力。（5）吊放钢筋笼

清孔后应立即安放钢筋笼、浇砼。吊放钢筋笼时应保持垂直、缓缓放入，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砼。钢筋笼制作安装应符合现行施工规范和设计要求。（6）水下浇筑砼常用导管法。(二)冲孔灌注桩冲孔灌注桩即冲击钻成孔施工法，是用冲击式钻机或卷扬机悬吊冲击钻头（又称冲锤）上下往复冲击，靠自由下落的冲击力将硬质土或岩层破碎成孔，部分碎渣和泥浆挤入孔壁中，大部分成为泥渣，用淘渣筒掏出成孔，然后再灌注混凝土成桩。冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头。冲击钻成孔适填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层、碎石土层和砾卵石层的施工。1一副滑轮2一主滑轮3一主杆4一前拉索5一后拉索6一斜撑7一双滚轮卷扬机8一导向轮9一垫木10一钢管11一供浆管12一溢浆口13一泥浆渡槽14一护筒回填土15一钻头图2-24简易冲击钻孔机示意图

图2-25十字形冲击钻头冲孔法施工与潜水钻孔灌注桩同样需要泥浆护壁和设置孔口钢护筒。冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程＜1m范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉3～4m以后，才可加大冲程转入正常冲击。若冲孔发生偏斜，应回填片石。施工中，应随时测定并控制泥浆相对密度，并经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。(三)套管成孔灌注桩

套管成孔灌注桩又称为沉管灌注桩或打拔管灌注桩是利用一根与桩的设计尺寸相适应的钢管(称套管)，其下端带有桩尖。采用锤击或振动的方法将其沉入土中，然后将钢筋笼放入钢管内，再灌注混凝土，并随灌随将钢管拔出，利用拔管时的振动将混凝土捣实。特点：设备简单，施工方便、速度快，造价低，适应地质条件变化。但受桩管口径限制不能浇注大口径桩；施工时对周围环境有噪音、振动、挤压等影响；施工不当，易出现桩的质量问题。（a）就位（b）沉管（c）开始灌混凝土（d）放置钢筋笼、继续灌注混凝土（e）拔管成桩图2-26

锤击沉管灌注桩施工过程动画演示分类——按照使用桩锤和成桩工艺不同分：锤击沉管灌注桩利用锤击沉桩设备沉管、拔管，适用于一般粘性土、淤泥质土、松砂、人工填土地基。振动沉管灌注桩利用激振器的振动沉管、拔管。适用于稍密及中密的碎石土。1、锤击沉管灌注桩工艺顺序：定位、埋桩靴、钢管就位→桩机就位→沉管→检查管内有无砂、水→边锤击边继续灌注混凝土(中间插入吊放钢筋笼)→成桩。机械设备：由桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组、行走机构组成。图2-27锤击沉管灌注桩机1—

桩锤钢丝绳2—柱管滑轮组3—吊斗钢丝绳4—

桩锤5—

桩帽6—混凝土漏斗7—桩管8—桩架9—混凝土吊斗10—回绳11—行驶用钢管12—预制桩靴13—卷扬机14—枕木施工要点

桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈，以防地下水渗入管内和作缓冲层。沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。桩管内混凝土尽量填满，管内混凝土高度不少于2m。拔管时注意使管内的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，拔管速度，一般土层以不大于1m/min为宜，软土层与软硬土层交界处应控制在0.5m/min以内。采用倒打拔管的打击次数，单动汽锤不得少于50次/min，自由落锤轻击（小落距锤击）不得少于40次/min；在管底未拔至桩顶设计标高之前，倒打和轻击不得中断。桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时，均应跳打施工；中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后，方可施打。拔管时经常用吊锤探测混凝土落下的扩散情况。施工方法单打法(又称一次拔管法)

前面介绍的锤击沉管灌注桩的施工方法，一般称为“单打法”。复打法在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打的施工方法则称为“复打法”。目的是扩大桩直径，提高混凝土密实度和承载力。复打法是在第一次单打将混凝土浇筑到桩顶设计标高后，清除桩管外壁上污