土木工程施工桩基础

土木工程施工（第三版）主编李文渊。桩基施工，是指对建筑物基础施工过程。桩基由桩和桩承台组成。桩基施工方法有：锤击法、振动法、压入法和射水法。

桩基础工程

• 钢筋混凝土预制桩施工
  • 预制桩的制作，起吊，运输和推放
    • 预制桩一般从通用图集中选取
    • 桩的混凝土强度等级不宜低于c30（静压法沉桩时时不宜低于c20）
    • 混凝土浇筑时应由桩顶向桩尖连续浇筑，一次完成，不得中断，洒水养护时间不少于七天
    • 当桩的混凝土达到设计强度的70%后方可起吊，达到100%后方可运输和打桩
  • 预制桩沉桩
    • 锤击沉桩
      • 打桩设备
        • 桩锤
          • 落锤
            • 在软土层中应用较多
          • 汽锤
            • 适合打各种类型的桩
          • 柴油锤
            • 不适于硬土和松软土作业
          • 液压锤
            • 无烟气污染，噪音低，但维修保修工作量大，价格高
        • 桩架
          • 桩架的种类
            • 滚管式桩架
              • 结构比较简单，制作容易，成本低，缺点是平面转向不灵活，操作复杂
            • 履带式桩架
              • 垂直度调节灵活稳定性好，拆装方便，行走迅速，适应性强，施工效率高等优点，适用于各种预制桩和灌注桩施工是目前常用的桩架之一
            • 轨道式桩架
              • 只能沿轨道开行，机动性能较差，施工不方便
            • 步履式桩架
              • 不需要铺设轨道，移动就位方便，打桩效率高
          • 桩架的选择
            • 桩的材料，桩的截面形状及尺寸大小，桩的长度及接桩方式
            • 桩的数量，桩距及布置方式
            • 桩锤的形式，尺寸及重量
            • 现场施工条件，打桩作业空间及周边环境
            • 施工工期及打桩效率要求
      • 打桩施工
        • 打桩顺序
          • 打桩时宜先深后浅，先大后小，先长后短，这样可以减少后施工的桩对先施工桩的影响
        • 打桩工艺
          • 打桩宜采用重锤低击的方式
          • 打桩过程不宜中断，中途停断土的力量回来更难打进去
          • 在打桩过程中，遇有贯入度聚变，桩身突然发现倾斜，位移或有严重回弹，桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时应停止打桩，及时处理
          • 在打桩过程中，应做好沉桩记录
        • 接桩
          • 焊接法接桩
            • 目前应用最多
          • 法兰接桩
            • 用于预应力管桩，接桩速度快
          • 浆锚法按桩
            • 不利于抗震
        • 打桩的质量控制
        • 打桩对周围环境的影响及其防治
          • 挤土效应
            • 采用预钻孔成桩法
            • 设置袋装砂井或塑料排水板，以消除部分超孔隙水压力，减小挤土现象
            • 采用井点或集水井降水措施降低地下水位，减小超孔隙水压力
            • 选择合理的打桩设备和打桩顺序控制打桩速度，以及采用先开挖基坑后沉桩的施工顺序
            • 设置防挤防渗墙，可采用打刚板桩，地下连续墙等措施，结合基坑围护构件综合考虑
          • 打桩振动
            • 在地面开挖防震防挤沟能有效削弱振动的传播
            • 在桩锤与桩顶之间加设特殊缓冲垫材或缓冲器
            • 采用预钻孔法，水冲法，静压法相结合的施工工艺
            • 设置减振壁
          • 打桩噪声
            • 控制噪声源
            • 采用消声罩
            • 采用遮挡防护
            • 时间控制防护
    • 静力压桩
      • 一般只适用于软弱土层
    • 射水沉桩
      • 适用于砂土和碎石土
    • 振动沉桩
      • 适用于软土粉土松砂等土层，在硬质土层中不易灌入
  • 预制桩常见的质量问题及处理
• 灌注桩施工
  • 干作业成孔灌注桩
    • 适用于粘土，粉土，填土中等密实以上的沙土，风化岩石等土质
    • 钻孔操作时要求钻杆垂直稳定，位置正确
    • 混凝土应连续浇筑，每次浇筑高度控制在1.5米以内
  • 泥浆护壁成孔灌注桩
    • 泥浆护壁成孔灌注桩工艺流程
    • 泥浆护壁成孔灌注桩施工要点
      • 埋设护筒
        • 护筒的作用有固定桩位，钻头导向，保护孔口，维持砂浆水头及防止地面水流入等
      • 护壁泥浆
        • 它具有保持孔内水压稳定，保护孔壁以防止塌孔，携带土渣排出孔外以及冷却与润滑钻头的作用
      • 成孔
        • 回转钻机成孔
          • 适用于松散土层，粘土层，砂烁层，软质岩层等多种地质条件，运用比较广泛
        • 潜水钻机成孔
          • 适用于淤泥，淤泥质土，黏性土，沙土及强风化岩层，不适用于碎石土
        • 冲击钻机成孔
          • 适用于坚硬土层和砂砾石，卵漂石及岩层
      • 清孔
        • 钻孔达设计标高后，应测量沉渣厚度，立即进行清孔
    • 泥浆护壁成孔灌注桩常见质量问题及处理
      • 坍孔
        • 产生的原因主要有：护筒埋置不严密而漏水或埋置太浅；孔内泥浆面低于孔外水位或泥浆密度不够；在流沙，软淤泥，松散砂层中钻进，进尺，转速太快等
        • 避免措施有：护筒周围用黏土填封紧密；钻进时及时添加泥浆，使其高于孔外水位；遇流沙，松散土层时，适当加大泥浆密度，且进尺不要太快
      • 吊脚桩
        • 产生原因有：清渣未净，残留沉渣过厚；清孔后泥浆密度过小，孔壁塌方或孔底涌进泥砂，或未立即灌注混凝土；吊放钢筋骨架，导管等物碰撞孔壁，使泥土塌落孔低
        • 防止措施有：注意泥浆浓度，及时清渣；做好清孔工作，达到要求立即灌注混凝土；施工中注意保护孔壁不让重物碰撞
      • 断桩
        • 造成原因有：首批混凝土多次灌注不成功，再灌注上层时出现一层泥夹层而造成断桩；孔壁坍塌将导管卡住，强力拔管时泥水混入混凝土内；导管接头不良，泥水进入管内
        • 避免措施有：力争混凝土灌注一次成功；选用较大密度，黏度和胶体率好的泥浆护臂；控制钻进速度，保持孔壁稳定；导管接头应用方丝扣联结，并设橡胶圈密封
  • 套管成孔灌注桩
    • 锤击沉管灌注桩
    • 振动沉管灌注桩
    • 套管成孔灌注桩常见质量问题及处理
      • 断桩
        • 断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理干净后，略增大面积或加上铁箍连接，再重新灌注混凝土补做桩身
      • 缩颈
        • 产生的主要原因有：在含水量大的黏性土中沉管时，土体受强烈扰动和挤压而产生很高的孔隙水压力，桩管拔出后，这种水压力便作用到新灌注的混凝土桩上，使桩身发生不同程度的颈缩现象
        • 防止措施有：施工中应经常测定混凝土的下落情况，发现问题及时纠正，一般可用复打法处理
      • 吊脚桩
        • 处理方法为：将套管拔出，修整桩靴或桩尖，用砂回填桩孔后重新沉桩
      • 套管进水进泥
        • 为避免套管进水进泥，当地下水位高时，可在套管沉至地下水位时先灌入0.5m厚的水泥砂浆封底，再灌1m高混凝土增压，然后继续沉管
  • 夯扩成孔灌注桩
  • 旋挖钻机成孔灌注桩
    • 适用于黏性土，粉质土，砂土等土层施工
• 大直径扩底灌注桩施工
  • 人工挖孔桩施工
    • 施工机具
    • 施工工艺
      • 按设计图纸放线确定桩位
      • 开挖土方
      • 支设护壁模板
      • 放置操作平台
      • 浇筑护壁混凝土
      • 拆除模板，继续下一段的施工
      • 吊放钢筋笼
      • 浇筑桩身混凝土
    • 安全防护
  • 钻孔扩底常用方法
    • 人工挖孔扩底
    • 反循环挖孔扩底
  • 该方法不得用于软土，流沙地层及地下水较丰富和水压力大的土层中