桩基础、基坑工程施工

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1、桩基础、 基坑工程施工第一章桩基础工程施工第一节钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩是在钻孔内下入钢筋笼并灌注混凝土而筑成的一种深基础， 用以将结构物的荷载传递到远比结构物使用部分为低的特力层上。钻孔灌注桩和其他类型桩的功能一样， 两类基础间的主要区别在于施工方法不同。如： 预制桩的设置通常是将结构构件打入或振入土中； 沉管灌注桩和碎石桩的设置通常是将沉管或导管打入或带入土中， 再灌入混凝土或充填碎石， 其特点是使土受挤压而不出土； 钻孔灌注桩的设置则是先挖好或钻好一个井孔， 并孔可根据土质情况下套管或不下套和， 然后将混凝土灌入孔内。井孔底部还可使之扩大， 从而形成一种所谓 “打底桩” 。!“ 世纪中期

2、以后， 随着人口的增长和人口城市化速度加快， 预计到 !“#“ 年全世界人口将突破 $“ 亿。目前， $“ 万以上人口的城市已达 $% 个， 为了解决居住、 生活、 交通和工农业产现代化， 促使现代建筑立体化， 要向地下空间、 地上高空发展。由于空地缺乏和有限， 而建筑材料已有了改进， 使得高层建筑 （美国高层建筑最多达$%“ 层、 高 %“!- 的坡度， 槽的断面积应能保证冲洗液正常循环而不外溢；$沉淀池、 泥浆 池、 循环槽可用砖块砌筑和水泥砂浆砌筑牢固， 不得有渗漏或倒塌。泥浆池等不能在新堆积的土层上， 防止下陷开裂， 漏失泥浆。（1） 应及时清除循环槽和沉淀池内沉淀的钻渣， 必要时可配

3、备机械钻渣分离装置。钻进砂土层或容易造浆的粘土层， 应控制冲洗液相对密度和粘度变化， 并可用絮沉， 适时补充低相对密度、 低粘度稀浆或加入适量清水， 调整泥浆性能。泥浆池、 沉淀池和循环槽应定期进行清理。清出的钻渣应及时运出现场， 防止钻渣废浆污染施工现场及街道。!冲洗液量可由下式计算： ! 7)*+） ；“ 环空面积 （)!） ；2-“$第二十九篇桩基础、 基坑工程施工! 上返流速 （!“#） ， 参见表 $% “!- !(.;乙帽 !$.;锤击沉桩67894 “($ 4 !+!+,(;30； 2;23；!;(4!“;,(;0!； 2;,!；!;(,!“;,2“;3(;$0； (;0/；2;

4、(0； 2;,3；!“;,(;/； 2;2；2;/4； !;2$副 卷 扬 机最大提升力-89提升速度-. :# 22“;3(;,3； (;4；2;,2“;3(;$0； (;0；2;(2“;3 （注 $）,;“(;,$； (;0!；2;(2； 2;,2“;4(;/； 2;,/；!;(； $;2$钻 塔高度-.额定负荷-892(;/!$/222,022220“;,2“322!,/泥 浆 泵型号流量-?AB40(40(； 3(2;“3； !;“2AB3(-$(3(!;“,AB2(-$(2(2;,0双缸双作用3(2;24双缸双作用2(； 30(2;$2； !;“2动 力 机型号功率,2$/C； ($

5、B!(4(*(2(;,3“;02(;3钻 机 外 廓工作状态-.运输状态-.220( F !,/(F!30(2(4/( F !,0(F$/(2(4/ F !,0(F $/(,( F $(F 2$/(“!( F !/(F $(/,!( F !3“(F 2!0(“( F !3“(F $0(生产厂上海探矿机械厂天津探厂机械厂郑州勘察机械厂灌注桩湿作业成孔施工工艺流程见图 !“ # ! # 0 及图 !“ # ! # 4 所示。0,“2第二章基坑工程施工图 !“ # ! # $反循环回转钻进原理示意图% # 砂石泵! # 电动机& # 真空泵 # 水接头( # 回转器$ # 沉淀池) # 钻具* #

6、钻头“ # 进渣口主要施工过程如下：（%） 成孔施工。成孔工艺应根据工程特点、 地质条件和设计要求合理选择。成孔直径必须达到设计桩径， 钻头应有保径装置。若采用锥形钻， 其锥形夹角不得小于%!+ 度。钻头直径应根据施工工艺和设计桩径合理选定。在成孔施工过程中应经常 检查核验钻头尺寸， 必要时应进行修理。在正式施工前应进行试成孔， 数量不得少于 ! 个。核对地质资料， 检验所选的设备、 机具、 施工工艺以及技术要求是否适宜。如孔径、 垂直度、 孔壁稳定和沉淤等检测指标不能满足设计要求时， 应拟定补救技术措施， 或重新选择成孔工艺。成孔施工应一次不间断地完成， 成孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不应大

7、于 !小时。护壁泥浆可采用原土造浆或人工造浆。根据不同的成孔工艺和地质情况， 在表!“ # ! # 的范围内选用。表 !“ # ! # 注入排出孔口泥浆性能技术指标项次项目注入泥浆指标排出泥浆指标%泥浆密度正循环成孔!%,%(!%,&+反循环成孔!%,%+!%,%(!漏斗粘度正循环成孔%*- . !-!+- . !$-反循环成孔%$- . %*-%*- . !-*“%第二十九篇桩基础、 基坑工程施工图 !“ # ! # $灌注桩湿作业成孔施工工艺流程图成孔至设计深度后， 应对孔深、 孔径、 垂直度及泥浆密度等进行检查， 确认符合要求后， 方可进行下一道工序施工。“%“&第二章基坑工程施工图 !

8、“ # ! # $钻孔桩成桩施工工艺图%） 埋设护口管&） 回转成孔） 吊放钢筋笼(） 二次清孔底沉渣)） 灌水下混凝土*） 拔出护口管， 灌混凝土结束+ # 钻头! # 护口管, # 钻杆- # 钻机. # 吊车 / # 钢筋笼0 # 高压泵$ # 漏斗“ # 导管（!） 清孔。清孔应分二次进行。第一次清孔在成孔完成后立即进行； 第二次在下钢筋笼和安装导管后进行。常用的清孔方法有正循环清孔、 泵吸反循环清孔和气举反循环清孔， 通常随成孔时采用的循环方式而定。清孔过程中应测定泥浆指标， 清孔后的泥浆密度应小于+1+.。清孔结束时应测定孔底沉淤， 孔底沉淤厚度对支护桩一般应小于 ,23。第二次清

9、孔结束后孔内应保持水头高度， 并应在 ,2345 内灌注混凝土。若超过 ,2345， 灌注混凝土前应重新测定孔底沉淤厚度， 并满足规定要求。（,） 钢筋笼施工。钢筋笼宜分段制作， 分段长度应按成笼的整体刚度、 来料钢筋长度及起重设备的有效高度等因素确定。为保证保护层厚度， 钢筋笼上应设保护层垫块， 设置数量每节钢筋笼不应小于 ! 组， 长度大于 +!3 的， 中间应增设 + 组。每组块数不得少于 , 块， 且应均称地分布在同一截面的主筋上。保护垫块可采用混凝土滑轮块或扁钢定位体。钢筋笼在起吊、 运输和安装中应采取措施防止变形。起吊吊点宜设在加强箍筋部位。钢筋笼用分段沉放法时， 纵向主筋的连接须

10、用焊接， 要特点注意焊拉质量， 同一截面上的接头数量不得大于纵筋数量的 .26， 相邻接头的间距不小于 .223。对于非均匀配筋的钢筋笼， 在安装时应注意方向性。（-） 水下混凝土施工。混凝土配合比设计方法应按建设部标准 普通混凝土配合2.“+第二十九篇桩基础、 基坑工程施工比设计技术规程 执行。正式拌制混凝土前， 应进行试配， 试配的混凝土强度比设计桩身强度提高 !“# $ %“#， 坍落度 !& $ %()， 含砂率 *# $ *“#， 水泥用量不得少于+,-./)+， 最大用量不宜大于 “-./)+。应具有良好的和易性和流动度。坍落度损失应满足灌注要求。混凝土初凝时间应为正常灌注时间的

11、% 倍。水下混凝土灌注是确保成桩质量的关键工序， 灌注前应做好一切准备工作， 保证混凝土灌注连续紧凑地进行。单桩混凝土灌注时间不宜超过 ,0。混凝土灌注的充盈系数不得小于 !， 也不宜大于 !1+。混凝土灌注用的导管内径应按桩径和每小时灌注量确定， 一般为!% $!%“)， 壁厚不小于 +)。导管第一节底管应大于 1*)， 导管标准节长度以 +) 为 宜。浇灌水下混凝土所用的隔水塞可采用混凝土浇制， 混凝土强度不低于 2% 级。外形应规则光滑并配有橡胶垫片。图 %3 4 % 4 3混凝土初灌量计算图! 4 漏斗储料斗% 4 导管+ 4 钻孔混凝土浇灌时， 导管应全部安装入孔， 安装位置应居中。

12、导管底口距孔底高度以能放出隔水塞和混凝土为宜， 一般控制在 “() 左右。隔水塞应采用铁丝悬挂于导管内。混凝土灌入前应先在灌斗内灌入 1! $ 1%)+的 !5!1“ 水泥砂浆， 然后再灌入混凝土。等初灌混凝土足量后， 方可载断隔水塞的系结铁丝将混凝土灌至孔底。混凝土初灌量应能保证混凝土灌入后， 导管埋入混凝土深度为不少于 1, $ !1+)， 导管内混凝土柱和管外泥浆柱压力平衡。混凝土初灌量体积为图 %3 4 % 4 3 所示， 按下式确定。! *“!#%6! *“$%“%“!7（“ 4 “%）#& #!“3!第二章基坑工程施工式中! 混凝土初灌量体积 （!“） ；“# 导管内混凝土柱与管外

13、泥浆柱压力平衡所需高度 （!） ；“ 桩孔深度 （!） ；“$ 初灌混凝土下灌后， 导管外混凝土面高度， 取 #%“ & #%!；!# 泥浆密度， # & #$()*!“；!$ 混凝土密度， $“ & $+()*!“；% 导管内径 （!） ；& 混凝土充盈系数， 取 #%“； 桩孔直径 （!） 。在水下混凝土灌注中导管埋入深浅对于灌注能否顺利进行从而保证成桩质量至关重要。导管埋入过浅， 操作稍一疏忽会将导管拔出混凝土面， 或因孔深压力差大，导管埋入浅可能发生新灌入混凝土冲翻顶面， 造成夹泥甚至断桩事故。导管埋入过深， 会发生或因顶升阻力大而产生局部涡流造成夹泥， 或因混凝土出管上泛阻力大，上部

14、混凝土长时间不动流动度损失而造成灌注不畅或其他质量问题。因此， 混凝土灌注过程中导管应始终埋在混凝土中， 严格控制导管不能提出混凝土面。导管埋入混凝土面的深度以 “ & #,! 为宜， 最小埋入深度不得小于 $!。导管应勤提勤拆， 一次提管拆管不得超过 -!。混凝土灌注中应防止钢筋笼上拱。混凝土实际灌注高度应比设计桩顶标高高出一定高度。高出的高度应根据桩长、 地质条件和成孔工艺因素确定， 其最小高度不宜小于桩长的 ./， 且应保证支护结构圈梁底标高处及以下的桩身混凝土强度满足设计要求。当然， 用灌注桩作为排桩支护， 桩体排列应是一条直线， 以便开挖后坑壁整齐。桩的施工一般应间隔两根， 按桩号的

15、次序先是 #、 +、 0、 #, 号， 然后再 $、 .、 、 # 号。二、 挖孔桩的施工挖孔桩作为基坑支护结构与钻孔灌注桩相似， 是由多个桩组成桩墙而起挡土作用。挖孔桩可使用简单的机具进行开挖， 不受设备和工作面限制， 可若干个孔同时开挖。施工时无振动、 无噪声、 无泥浆， 对周围环境不会产生污染； 适应建筑物、 构筑物拥挤的地区， 对邻近结构和地下设施的影响小， 场地干净， 造价较经济。挖孔桩适用于无水或少水的较密实的土类中， 对流动性淤泥、 流砂和地下水较丰富的地区不宜采用。桩的直径 （或边长） 不宜小于 #%+!， 最大可达到 .%,!， 孔深一般不宜超过 $,!。挖孔桩施工， 必须在

16、保证安全的基础上不间断的快速进行。每一桩孔开挖、 提升$.1#第二十九篇桩基础、 基坑工程施工出土、 排水、 支撑、 立模板、 吊装钢筋骨架、 灌注混凝土等作业都应事先准备好， 紧密配合， 及时完成。人工挖孔桩是采用人工挖掘桩孔土方， 随着桩孔的下挖， 逐段浇捣钢筋混凝土护壁， 直到所需深度， 如图 !“ # ! # $% 所示。土层好时， 也可不用护壁， 一次挖至设计标高， 最后在护壁内一次浇注混凝土。主要施工程序如下：图 !“ # ! # $%人工挖孔桩$ # 混凝土护圈! # 连接的直钢筋!& $!$( 开挖桩孔。一般采用人工开挖， 开挖之前应清除现场及山坡上的悬石、 浮土，排除一切不安全因素， 作好孔口四周临时围护和排水措施。孔口应采取措施防止土石掉入孔内， 并安排好排土提升设备 （卷扬机或木绞车等）