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(共85张PPT)
情境二 地基与基础工程施工
学 习 目 标
知识目标：
1、了解地基处理的目的、要求和施工特点。
2、了解常用地基处理的原理、方法和质量要求。
3、了解常用桩基础的成桩原理、施工特点和分
类。
4、掌握常用桩基础的施工工艺和质量要求。
情境二 地基与基础工程施工
学 习 目 标
能力目标：
1、能编制常用地基处理的施工方案并组织施工。
2、能编制常用桩基础的施工方案并组织施工。
3、能进行地基处理的施工质量控制和安全管理。
4、能进行桩基础的施工质量控制和安全管理。
情境二 地基与基础工程施工
学 习 目 标
素质目标：
1、培养收集信息和编制工作计划的能力。
2、培养观察、分析、判断、解决问题的能力和创新能力。
3、培养组织、协调和沟通能力。
4、培养工作态度、责任心、团队意识、协作能力
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
【工作任务】
学习地基处理方案编制
任务描述: 实训班级的学生按照3～5人/组进行分组，领取任务单和施工图样，以组为单位对任务单和施工图样进行分析，在规定时间内进行桩基的施工方案组织，讨论并编写该桩基工程验收报告。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
【知识准备】
桩基础是高层建筑、工业厂房和软弱地基上的多层建筑常用的一种基础形式。桩基础是由桩身和承台两部分组成的一种深基础（见图2-13）。
图2-13 桩基础
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
1、桩的分类
（1）按承载性状分类；摩擦型桩、端承型桩。
（2）按成桩方法与工艺分类：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。
2、桩型与工艺的选择
桩型与成桩工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，根据经济合理、安全适用的条件进行选择。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
3、桩基施工机械设备的选用
（1）桩锤的选用
桩锤有落锤、汽锤、柴油锤、振动锤等，锤重可根据工程地质条件, 桩的类型、 结构、 密集程度及现场施工条件选用。
国内最大的
D180筒式柴油锤
液压打桩锤
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
（2）桩架选用
桩架为打桩的专用起重和导向设备，其作用主要是起吊桩锤和桩或料斗、插桩，给桩导向，控制和调整沉桩位置及倾斜度，以及行走和回转方式移动桩位。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
下列图中所示机械哪一个是筒式柴油锤（ ）。
A
B
C
D
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
下列图中所示机械哪一个是筒式柴油锤（ B ）。
A
B
C
D
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
3、钢筋混凝土预制桩施工
钢筋混凝土预制桩是在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中。
钢筋混凝土预制桩一般的施工程序如图2-14所示。
图2-14 预制桩施工程序图
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
预制方桩
预制管桩
桩身钢筋绑扎
钢筋砼方桩的预制
桩尖钢筋构造
桩端钢筋构造
砼振捣
密实
表面
拍实压光
混凝土浇筑
桩架
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
（1）桩的制作
混凝土预制桩可在工厂或施工现场预制，长桩可分节制作，单节长度应满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输与装卸能力等方面的要求。
（2）起吊、运输和堆放
当桩的混凝土达到设计强度标准值的70%后方可起吊，吊点应系于设计规定之处，如无吊环，可按图2-18所示位置设置吊点起吊。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
图2-18 预制桩吊点位置
预制桩的沉桩施工方法有锤击法、静力压桩法、振动法。
锤击法
静力压桩法
振动法
桩机就位
吊起管桩
静力压桩
GZY700D全液压
高效静力压桩机
二台桩锤联动打钢管桩
DZJ135
振动桩锤
白马河特大桥振动沉桩
振动沉桩
世界最大的液压振动锤
APE公司在大直径超重钢圆筒和砼圆筒振沉设备方面居于世界领先地位。最大的APE600型振动锤偏心力矩为230kg.m， 激振力为4830KN。
APE600型振动锤 APE600锤构造
APE600型振动锤4台联动在
美国奥克兰-旧金山大桥沉桩施工
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
1）准备工作
整平场地、测量放线、检查打桩机设备及起重工具、图纸会审与技术交底、准备验收表格
2）打（沉）桩程序
根据地基土质情况，桩基平面布置，桩的尺寸、密集程度、深度，桩移动方便以及施工现场实际情况等因素确定，图2-196（a）、（b）、（c）、（d）为几种打桩顺序对土体的挤密情况。
对于密集群桩，自中间向两个方向或向四周对称施打，当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打。当基坑较大时，应分段，而后在各段范围内分别进行（图2-16e、f、g），
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
图2-16 打桩顺序和土体挤密情况
(a)逐排单向打设; (b)两侧向中心打设; (c)中部向两侧打设;
(d)分段相对打设; (e)逐排打设; (f)自中部向边沿打设; (g)分段打设
1—打设方向; 2—土的挤密情况; 3—沉降量大; 4—沉降量小
注意：
对标高不一的桩应遵循“先深后浅”的原则 ；对不同规格的桩，应遵循“先大后小、先长后短”的原则。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
3）打（沉）桩方法
打桩方法有锤击法、振动法及静力压桩法等。
4）接桩形式和方法
混凝土预制长桩，受运输条件和打（沉）桩架高度限制，一般分成数节制作，分节打入，在现场接桩。硫磺胶泥锚接法如图（图2-17）
图2-17 硫磺胶泥锚接法接桩节点构造
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
5）预制桩的质量控制
预制桩施工的质量控制，通常是以贯入度和设计标高两个指标来检验，一般是以桩最后10击的平均贯入度应该小于或等于通过荷载试验（或设计规定）确定的控制数值。
6）打（沉）桩验收要求
①施工结束后应对承载力进行检查。 桩的静载荷试验根数应不少于总桩数的 1% , 且不少于 3 根; 当总桩数少于 50 根时, 应不少于 2 根。
②桩身质量应进行检验, 对多节打入桩不应少于桩总数的 15% , 且每个柱子承台不得少于 1 根。
③施工中应对桩体垂直度、 沉桩情况、 桩顶完整状况、 桩顶质量等进行检查, 对电焊接桩、 重要工程应做 10% 的焊缝探伤检查。
④施工结束后, 应对承载力及桩体质量做检验。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
打（沉）桩常遇问题及预防处理方法参见表2-4。
打（沉）桩常遇问题及预防、处理方法 表2-4
名称、现象 产生原因 预防措施及处理方法
桩顶位移或上升涌起（在沉桩过程中，相邻的桩产生横向位移或桩身上涌） 1．桩入土后，遇到大块孤石或坚硬障碍物，把桩尖挤向一侧2．桩身不正直；或两节桩或多节桩施工，相接的两节桩不在同一轴线上，造成歪斜3．采用钻孔、插桩施工时，钻孔倾斜过大，在沉桩过程中桩顺钻孔倾斜而产生位移4．在软土地基施工较密集的群桩时，如沉桩次序不当，由一侧向另一侧施打，常会使桩向一侧挤压造成位移或涌起5．遇流砂；或当桩数较多，土体饱和密实，桩间距较小，在沉桩时土被挤过密而向上隆起，有时使相邻的桩随同一起涌起 施工前用钎或洛阳铲探明地下障碍物，较浅的挖除，深的用钻钻透或爆碎；对桩要吊线检查；桩不正直，桩尖不在桩纵轴线上时不宜使用，一节桩的细长比不宜超过40；钻孔插桩；钻孔必须垂直，垂直偏差应在1%以内，插桩时，桩应顺孔插入，不得歪斜；打桩注意打桩顺序，同时避免打桩期间同时开挖基坑，一般宜间隔14d，以消散孔隙压力，避免桩位移或涌起；在饱和土中沉桩，采用井点降水、砂井或挖沟降水或排水措施；采用“插桩法”；减少土的挤密及孔隙水压力的上升，桩的间距应不少于3.5倍桩直径
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
桩身倾斜（桩身垂直偏差过大） 1．场地不平，打桩和导杆不直，引起桩身倾斜2．稳桩时桩不垂直，桩顶不平，桩帽、桩锤及桩不在同一直线上3．桩制作时桩身夸曲超过规定，桩尖偏离桩的纵轴线较大，桩顶、桩帽倾斜，致使沉入时发生倾斜4．同“桩顶位移”原因分析1、2、3 安设桩架场地应整平，打桩机底盘应保持水平，导杆应吊线保持垂直；稳桩时桩应垂直，桩帽、桩锤和桩三者应在同一垂线上；桩制作时应控制使桩身弯曲度不大于1%；桩顶应使与桩纵轴线保持垂直；桩尖偏离桩纵轴线过大时不宜应用；产生原因4的防治措施同“桩顶位移”的防治措施
桩头击碎（打桩时，桩顶出现混凝土掉角，碎裂，坍塌或被打坏；桩顶钢筋局部或全部外露） 1．桩设计未考虑工程地质条件或机具性能，桩顶的混凝土强度等级设计偏低，钢筋网片不足，造成强度不够2．桩预制时，混凝土配合比不准确，振捣不密实，养护不良，未达到设计要求而被打碎3．桩制作外形不合要求，如桩顶面倾斜或不平，桩顶保护层过厚4．施工机具选择不当，桩锤选用过大或过小，锤击次数过多，使桩顶混凝土疲劳损坏5．桩顶与桩帽接触不平，桩帽变形倾斜或桩沉入土中不垂直，造成桩顶局部应力集中而将桩头破碎打坏6．沉桩时未加缓冲桩或桩垫不合要求，失去缓冲作用，使桩直接承受冲击荷载7．施工中落锤过高或遇坚硬砂土夹层、大块石等 桩设计应根据工程地质条件和施工机具性能合理设计桩头，保证有足够的强度；桩制作时混凝土配合比要正确，振捣密实，主筋不得超过第一层钢筋网片，浇筑后应有1~3个月的自然养生过程，使其充分硬化和排除水分，以增强抗冲击能力；沉桩前，应对桩构件进行检查，如桩顶不平或不垂直于桩轴线，应修补后才能使用，检查桩帽与桩的接触面处及桩帽垫木是否平整等，如不平整应进行处理后方能开打；沉桩时，稳桩要垂直；桩顶应加草垫、纸袋或胶皮等缓冲垫，如发现损坏，应及时更换；如桩顶已破碎，应更换或加垫桩垫，如破碎严重，可把桩顶剔平补强，必要时加钢板箍，再重新沉桩；遇砂夹层或大块石，可采用小钻孔再插预制桩的办法施打
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
桩身断裂（沉桩时，桩身突然倾斜错位，贯入度突然增大，同时当桩锤跳起后，桩身随之出现回弹） 1．桩制作弯曲度过大，桩尖偏离轴线，或沉桩时，桩细长比过大，遇到较坚硬土层，或障碍物，或其他原因出现弯曲，在反复集中荷载作用下，当桩身承受的抗弯强度超过混凝土抗弯强度时，即产生断裂2．桩在反复施打时，桩身受到拉压，大于混凝土的抗拉强度时，产生裂缝，剥落而导致断裂3．桩制作质量差，局部强度低或不密实；或桩在堆放，起吊、运输过程中产生裂缝或断裂4．桩身打断，接头断裂或桩身劈裂 施工前查清地下障碍物并清除，检查桩外形尺寸，发现弯曲超过规定或桩尖不在桩纵轴线上时，不得使用；桩细长比应控制不大于40；沉桩过程中，发现桩不垂直，应及时纠正，或拔出重新沉桩；接桩要保持上下节桩在同一轴线上；桩制作时，应保证混凝土配合比正确，振捣密实，强度均匀；桩在堆放、起吊、运输过程中，应严格按操作规程，发现桩超过有关验收规定不得使用；普通桩在蒸养后，宜在自然条件下再养护一个半月，以提高后期强度已断桩，可采取在一旁补桩的办法处理
接头松脱、开裂（接桩处经锤击后，出现松脱、开裂等现象） 1．接头表面留有杂物、油污未清理干净2．采用硫磺胶泥接桩时，配合比、配制使用温度控制不当，强度达不到要求，在锤击作用下产生开裂3．采用焊接或法兰连接时，连接铁件或法兰平面不平，存在较大间隙，造成焊接不牢或螺栓不紧；或焊接质量不好，焊缝不连续，不饱满，存在夹渣等缺陷4．两节桩不在同一直线上，在接桩处产生弯曲，锤击时，接桩处局部产生应力集中而破坏连接 接桩前，应将连接表面杂质、油污清除干净；采用硫磺胶泥接桩时，严格控制配合比及熬制、使用温度，按操作要求操作，保证连接强度；检查连接部件是否牢固、平整，如有问题，应修正后才能使用；接桩时，两节桩应在同一轴线上，预埋连接件应平整服贴，连接好后，应锤击几下再检查一遍，如发现松脱、开裂等现象，应采取补救措施，如重接、补焊、重新拧紧螺栓并把丝扣凿毛，或用电焊焊死
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
沉桩达不到设计控制要求（沉桩未达到设计标高，或最后沉入度控制指标要求） 1．地质勘察资料粗糙，地质和持力层起伏标高不明，致使设计桩尖标高与实际不符，达不到设计标高要求；或持力层过高2．设计要求过严，超过施工机械能力和桩身混凝土强度3．沉桩遇地下障碍物，如大块石、混凝土坑等，或遇坚硬土夹层、砂夹层4．在新近代砂层沉桩，同一层土的强度差异很大，且砂层越挤越密，有时出现沉不下去的现象5．桩锤选择太小或太大，使桩沉不到或超过设计要求的控制标高6．桩顶打碎或桩身打断，致使桩不能继续打入7．打桩间歇时间过长，摩阻力增大 详细探明工程地质情况，必要时应作补勘；正确选择持力层或标高，根据地质情况和桩重，合理选择施工机械、桩锤大小、施工方法和桩混凝土强度；探明地下障碍物，并清除掉，或钻透或爆碎；在新近代砂层沉桩，注意打桩次序，减少向一侧挤密的现象；打桩应连续打入，不宜间歇时间过长；防止桩顶打碎和桩身打断，措施同“桩顶破碎”、“桩身断裂”防治措施
桩急剧下沉（桩下沉速度过快，超过正常值） 1．遇软土层或土洞2．桩身弯曲或有严重的横向裂缝；接头破裂或桩尖劈裂3．落锤过高或接桩不垂直 遇软土层或土洞应进行补桩或填洞处理；沉桩前检查桩垂直度和有无裂缝情况，发现弯曲或裂缝，处理后再沉桩；落锤不要过高，将桩拔起检查，改正后重打，或靠近原桩位作补桩处理
桩身跳动，桩锤回弹 1．桩尖遇树根、坚硬土层2．桩身弯曲过大，接桩过长 检查原因，穿过或避开障碍物；桩身弯曲如超过规定，不得使用；接桩长度不应超过40d，操作时注意落锤不应过高如入土不深，应拔起避开或换桩重打
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
4、预应力管桩施工
（1）桩规格与适用条件
预应力管桩，系采用先张法预应力工艺和离心成型法，制成的一种空心圆柱体细长混凝土预制构件。主要由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成如图2-18所示。
图2-18预应力管桩示意
预应力管桩
预应力管桩
桩尖
预应力管桩某种型号。管桩分为预应力混凝土管桩（代号PC桩）和预应力高强混凝土管桩（代号PHC桩）
预应力管桩内部结构
预应力管桩内部结构及外部模板
蒸压养护釜
蒸压养护釜
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
（2）打（沉）桩工艺方法要点
1）预应力管桩沉桩方法较多，预应力管桩锤击法沉桩施工工艺程序为：测量定位→桩机就位→底桩就位、对中和调直→锤击沉桩→接桩→再锤击→再接桩→打至持力层→收锤，如图2-19所示。
图2-19 预应力管桩施工工艺流程
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
2）管桩施工应根据桩的密集程度与周围建（构）筑物的关系，合理确定打桩顺序。
3）管桩施打应合理选择桩锤。
4）底桩就位前，应在桩身上划出单位长度标记，以便观察桩的入土深度及记录每米沉桩击数。
5）锤击沉桩宜采取低锤轻击或重锤低打。
6）桩的接头多采用在桩端头埋设端头板，四周用一圈坡口进行电焊连接。
7）在较厚的粘土、粉质粘土层中施打多节管桩，每根桩宜连续施打。
8）当桩尖（靴）被打入设计持力层一定深度，符合设计确定的停锤条件时，即可收锤停打。收锤标准通常以达到的桩端持力层、最后贯入度或最后1m深桩桩锤击数为主要控制指标。
安装送桩杆 送桩施打 桩已打入地面以下
共32页 第18页
预制桩头的截桩
承台施工前要按承台底标高对已验收合格的预制桩进行截桩处理，截去高出的桩身砼，剔出桩身受力主筋锚入承台内。截桩施工应防止对桩身的过大震动和破坏。
预应力管桩
加焊锚固钢筋
截桩作业中 截桩后
浇注砼垫层
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
5、混凝土灌注桩
混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后在孔内安装钢筋笼，浇筑混凝土成桩。灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等特点，但施工工艺复杂，影响质量的因素多。灌注桩按成孔方法分为：泥浆护壁成孔灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、沉管灌注桩等。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
5、混凝土灌注桩
1）钻孔灌注桩
（1）冲击钻成孔灌注桩
冲击成孔灌注桩系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，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，用掏渣筒掏出成孔，然后再灌筑混凝土成桩。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
① 机具设备
简易的冲击钻机由简易钻架、冲锤、转向装置、护筒、掏渣筒以及3~5t双筒卷扬机（带离合器）等组成（图2-20）。所用钻具按形状分，常用有十字钻头和三翼钻头两种（图2-21）
图2-20 简易冲击钻机
图2-21 冲击钻钻头型式
冲击钻
下列图中哪项机械是冲击钻机（ ）。
A
B
C
D
下列图中哪项机械是冲击钻机（ B ）。
A
B
C
D
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
掏渣筒用于掏取泥浆及孔底沉渣，一般用钢板制成（图2-22）。
图2-22 掏渣筒
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
掏渣筒
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
② 施工工艺方法要点
冲击成孔灌注桩施工工艺程序是：场地平整→桩位放线、开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→灌筑水下混凝土→成桩养护。
泥浆池
泥浆的作用
泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷却与润滑钻头的作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出携带土屑的泥浆；当钻孔达到规定深度后，运用泥浆循环进行孔底清渣。
水下浇灌砼
1 安放导管 2 导管就位 3 料斗贮料
4 连续浇注 5 提升导管
泥浆护壁
成孔的缺
点：施工
现场环境
污染严重
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
③ 施工常遇问题及预防、处理方法（表2-6）
冲击钻成孔灌注桩常遇问题及预防处理方法 表2-6
常遇问题 产生原因 预防措施及处理方法
桩孔不圆，呈梅花形 1．钻头的转向装置失灵，冲击时钻头未转动2．泥浆粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难3．冲程太小，钻头转动时间不充分或转动很小 经常检查转向装置的灵活性；调整泥浆的粘度和相对密度；用低冲程时，每冲击一段换用高一些的冲程冲击，交替冲击修整孔形
钻孔偏斜 1．冲击中遇探头石、漂石、大小不均，钻头受力不均2．基岩面产状较陡3．钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷4．土层软硬不均；孔径大，钻头小，冲击时钻头向一侧倾斜 发现探头石后，应回填碎石或将钻机稍移向探头石一侧，用高冲程猛击探头石，破碎探头石后再钻进遇基岩时采用低冲程，并使钻头充分转动，加快冲击频率，进入基岩后采用高冲程钻进；若发现孔斜，应回填重钻；经常检查及时调整；进入软硬不均地层，采取低锤密击，保持孔底平整，穿过此层后再正常钻进；及时更换钻头
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
冲击钻头被卡 1．钻孔不圆，钻头被孔的狭窄部位卡住（叫下卡）；冲击钻头在孔内遇到大的探头（叫上卡）；石块落在钻头与孔壁之间2．未及时焊补钻头，钻孔直径逐渐变小，钻头入孔冲击被卡3．上部孔壁坍落物卡住钻头4．在粘土层中冲程太高，泥浆粘度过高，以致钻头被吸住5．放绳太多，冲击钻头倾倒顶住孔壁6．护筒底部出现卷口变形，钻头卡在护筒底，拉不出来 若孔不圆，钻头向下有活动余地，可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头；使钻头向下活动，脱离卡点；使钻头上下活动，让石块落下及时修补冲击钻头；若孔径已变小，应严格控制钻头直径，并在孔径变小处反复冲刮孔壁，以增大孔径；用打捞钩或打捞活套助提；利用泥浆泵向孔内泵送性能优良的泥浆，清除坍落物，替换孔内粘度过高的泥浆；使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正；将护筒吊起，割去卷口，再在筒底外围用φ12mm圆钢焊一圈包箍，重下护筒于原位
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
孔壁塌坍 1．冲击钻头或掏渣筒倾倒，撞击孔壁2．泥浆相对密度偏低，起不到护壁作用；孔内泥浆面低于孔外水位3．遇流砂、软淤泥、破碎地层或松砂层钻进时进尺太快4．地层变化时未及时调整泥浆相对密度5．清孔或漏浆时补浆不及时，造成泥浆面过低，孔压不够而塌孔6．成孔后未及时灌筑混凝土或下钢筋笼时撞击孔壁造成塌孔 探明坍塌位置，将砂和粘土（或砂砾和黄土）混合物回填到坍孔位置以上1~2m，等回填物沉积密实后再重新冲孔；按不同地层土质采用不同的泥浆相对密度；提高泥浆面；严重坍孔，用粘土泥膏投入，待孔壁稳定后，采用低速重新钻进；地层变化时要随时调整泥浆相对密度，清孔或漏浆时应及时补充泥浆，保持浆面在护筒范围以内；成孔后应及时灌筑混凝土；下钢筋笼应保持竖直，不撞击孔壁
流砂 1．孔外水压力比孔内大，孔壁松散，使大量流砂涌塞孔底2．掏渣时，没有同时向孔内补充水，造成孔外水位高于孔内 流砂严重时，可抛入碎砖石、粘土，用锤冲入流砂层，做成泥浆结块，使成坚厚孔壁，阻止流砂涌入保持孔内水头，并向孔内抛粘土块，冲击造浆护壁，然后用掏渣筒掏砂
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
冲击无钻进 1．钻头刃脚变钝或未焊牢被冲击掉2．孔内泥浆浓度不够，石渣沉于孔底，钻头重复击打石渣层 磨损的刃齿用氧气乙炔割平，重新补焊；向孔内抛粘土块，冲击造浆，增大泥浆浓度，勤掏渣
钻孔直径小 1．选用的钻头直径小2．钻头磨损未及时修复 选择合适的钻头直径，宜比成桩直径小20mm；定期检查钻头磨损情况，及时修复
钻头脱落 1．大绳在转向装置联结处被磨断；或在靠近转向装置处被扭断，或绳卡松脱．或钻头本身在薄弱断面折断2．转向装置与钻头的联结处脱开 用打捞活套打捞；用打捞钩打捞；用冲抓锥来抓取掉落的钻头预防掉钻头，勒检查易损坏部位和机构
吊脚桩 1．清孔后泥浆相对密度过低，孔壁坍塌或孔底涌进泥砂，或未立即灌筑混凝土2．清渣未净，残留沉渣过厚3．沉放钢筋骨架、导管等物碰撞孔壁，使孔壁坍落孔底 做好清孔工作，达到要求立即灌筑混凝土注意泥浆浓度，及时清渣；注意孔壁，不让重物碰撞孔壁
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
（2）回转钻成孔灌注桩
回转钻成孔灌注桩又称正反循环成孔灌注桩，是用一般地质钻机在泥浆护壁条件下，慢速钻进，通过泥浆排渣成孔，灌筑混凝土成桩，为国内应用范围较广的成桩方法。
施工工艺方法要点
（1）钻机就位前，先平整场地。
（2）成孔一般多用正循环工艺，但对于孔深大于30m端承桩宜用反循环工艺成孔。
（3）钻进时应根据土层情况加压，开始应轻压力、慢转速，逐步转入正常
（4）钻进程序，可采用单机跳打法、单机双打、双机双打等。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
（3）潜水钻成孔灌注桩
潜水钻成孔灌注桩系利用潜水电钻机构中的密封的电动机、变速机构，直接带动钻头在泥浆中旋转削土，同时用泥浆泵压送高压泥浆（或用水泵压送清水），使从钻头底端射出，与切碎的土颗粒混合，以正循环方式不断由孔底向孔口溢出，将泥渣排出（图2-23），或用砂石泵或空气吸泥机用反循环方式排除泥渣（图2-24），如此连续钻进，直至形成需要深度的桩孔，浇筑混凝土成桩。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
图2-23 正循环回转钻机成孔工 艺原理图
图2-24 反循环回转钻机成孔工艺原理图
钻孔灌注桩潜水钻孔机
湿作业成孔
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
2）振动沉管灌注桩
振动沉管灌注桩系用振动沉桩机将带有活瓣式桩尖或钢筋混凝土桩预制桩靴的桩管（上部开有加料口），利用振动锤产生的垂直定向振动和锤、桩管自重及卷扬机通过钢丝绳施加的拉力，对桩管进行加压，使桩管沉入土中，然后边向桩管内灌筑混凝土，边振边拔出桩管，使混凝土留在土中而成桩。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
振动沉管灌注桩成桩工艺如图2-25。成桩过程为：桩机就位、沉管、上料、拔管：
图2-25振动沉管灌注桩成桩工艺
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
施工常遇问题及预防处理方法（表2-8）
振动（锤击）沉管灌注桩施工常遇问题及预防、处理方法 表2-8
名称、现象 产生原因 预防措施与处理方法
缩颈（瓶颈）（浇筑混凝土后的桩身局部直径小于设计尺寸） 1．在地下水位以下或饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时，土受强制扰动挤压，土中水和空气未能很快扩散，局部产生孔隙压力，当套管拔出时，混凝土强度尚低，把部分桩体挤成缩颈2．在流塑淤泥质土中，由于下套管产生的振动作用，使混凝土不能顺利地灌入，被淤泥质土填充进来，而造成缩颈3．桩身间距过小，施工时受邻桩挤压4．拔管速度过快，混凝土来不及下落，而被泥土填充5．混凝土过于干硬或和易性差，拔管时对混凝土产生摩擦力或管内混凝土量过少，混凝土出管的扩散性差，而造成缩颈 施工时每次向桩管内尽量多装混凝土，借其自重抵消桩身所受的孔隙水压力，一般使管内混凝土高于地面或地下水位1.0~1.5m，使之有一定的扩散力；桩间距过小，宜用跳打法施工；沉桩应采取“慢抽密击（振）”；桩拔管速度不得大于0.8~1.0m/min；桩身混凝土应用和易性好的低流动性混凝土浇筑桩轻度缩颈，可采用反插法，每次拔管高度以1.0m为宜；局部缩颈宜采用半复打法；桩身多段缩颈宜采用复打法施工
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
断桩、桩身混凝土坍塌（桩身局部残缺夹有泥土，或桩身的某一部位混凝土坍塌，上部被土填充） 1．桩下部遇软弱土层，桩成型后，还未达到初凝强度时，在软硬不同的两层土中振动下沉套管，由于振动对两层土的波速不一样，产生了剪切力把桩剪断2．拔管时速度过快，混凝土尚未流出套管，周围的土迅速回缩，形成断桩3．在流态的淤泥质土中，孔壁不能自立，浇筑混凝土时，混凝土密度大于流态淤泥质土，造成混凝土在该层中坍塌4．桩中心距过近，打邻桩时受挤压（水平力及抽管上拔力）断裂，混凝土终凝不久，受振动和外力扰动 采用跳打法施工，跳打应在相邻成形的桩达到设计强度的60%以上进行；认真控制拔管速度，一般以1.2~1.5m/min为宜；对于松散性和流态淤泥质土，不宜多振，以边振边拔为宜已出现断桩，采用复打法解决；在流态的淤泥质土中出现桩身混凝土坍塌时，尽可能不采用套管护壁灌注桩；控制桩中心距大于3.5倍桩直径；混凝土终凝不久避免振动和扰动；桩中心过近，可采用跳打或控制时间的方法
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
拒落（灌完混凝土后拔管时，混凝土不从管底部流出，拔至一定高度后，才流出管外，造成桩的下部无混凝土或混凝土不密实） 1．在低压缩性粉质粘土层中打拔管桩，灌完混凝土开始拔管时，活瓣桩尖被周围的土包围压住而打不开，使混凝土无法流出而造成拒落2．在有地下水的情况下，封底混凝土过干，套管下沉时间较长，在管底形成“塞子”堵住管口，使混凝土无法流出3．预制桩头混凝土质量较差，强度不够，沉管时桩头被挤入套管内阻塞混凝土下落 根据工程和地质条件，合理选择桩长，尽量使桩不进入低压缩性土层；严格检查预制桩头的强度和规格，防止桩尖在施工时压入桩管；在有地下水的情况下，混凝土封底不要过干，套管下沉不要过长，套管沉至设计要求后，应用浮标测量预制桩尖是否进入桩管，如桩尖进入桩管，应拔出处理，浇筑混凝土后，拔管时应用浮标经常观测测量，检查混凝土是否有阻塞情况；已出现拒落，可在拒落部位采用翻插法处理
桩身夹泥（桩身混凝土内存在泥夹层，使桩身截面减小或隔断） 1．在饱和淤泥质土层中施工，拔管速度过快，混凝土骨料粒径过大，坍落度过小，混凝土还未流出管外，土即涌入桩身，造成桩身夹泥2．采用翻插法时，翻插深度太大，翻插时活瓣向外张开，使孔壁周围的泥挤进桩身，造成桩身夹泥3．采用复打法时，套管上的泥土未清理干净，而带入桩身混凝土内 在饱和淤泥质土层中施工，注意控制拔管速度和混凝土骨料粒径（＜30mm）、坍落度（≯5~7cm），拔管速度以0.8~1.0m/min较合适；混凝土应搅拌均匀，和易性要好，拔管时随时用浮标测量，观察桩身混凝土灌入量，发现桩径减小时，应采取措施；采用翻插法时，翻插深度不宜超过活瓣长度的2/3；复打时，在复打前应把套管上的泥土清除干净
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
桩身下沉（桩成形后，在相邻桩位下沉套管时，桩顶的混凝土，钢筋或钢筋笼下沉） 1．新浇筑的混凝土处于流塑状态，由于相邻桩沉入套管时的振动影响，混凝土骨料自重沉实，造成桩顶混凝土下沉，土塌入混凝土内2．钢筋的密度比混凝土大，受振动作用，使钢筋或钢筋笼沉入混凝土 在桩顶部分采用较干硬性混凝土；钢筋或钢筋笼放入混凝土后，上部用钢管将钢筋或钢筋笼架起，支在孔壁上，可防止相邻桩振动时下沉；指定专人铲去桩顶杂物、浮浆，重新补足混凝土
超量（浇筑混凝土时，混凝土的用量比正常情况下大一倍以上） 1．在饱和淤泥质软土中成桩，土受到扰动，强度大大降低，由于混凝土对土壁侧压力作用，而使土壁压缩，桩身扩大2．地下遇有土洞、坟坑、溶洞、下水道、枯井、防空洞等洞穴 在饱和淤泥质软土层中成桩；宜先打试验桩，如发现混凝土用量过大，应与设计单位研究改用其他桩型；施工前应通过钎探了解工程范围内的地下洞穴情况，如发现洞穴，预先挖开或钻孔，进行填塞处理，再行施工
桩达不到最终控制要求（桩管下沉沉不到设计要求的深度） 1．遇有较厚的硬夹层或大块孤石、混凝土块等地下障碍物2．实际持力层标高起伏较大，超过施工机械能力，桩锤选择太小或太大，使桩沉不到或沉过要求的控制标高3．振动沉桩机的振动参数（如激振力、振幅、频率等）选择不合适，或因振动压力不够而使套管沉不下去4．套管细长比过大，刚度较差，在沉管过程中，产生弹性弯曲而使锤击或振动能量减弱，不能传至桩尖处 认真勘察工程范围内的地下硬夹层及埋设物情况，遇有难以穿透的硬夹层，应用钻机钻透，或将地下障碍物清除干净；根据工程地质条件，选用合适的沉桩机械和振动参数，沉桩时，如因正压力不够而沉不下去时．可用加配重或加压的办法来增加正压力；锤击沉管时，如锤击能力不够，可更换大一级的锤；套管应有一定的刚度，细长比不宜大于40
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
桩尖进水、进泥砂（套管活瓣处涌水或泥砂进入桩管内） 1．地下涌水量大，水压大2．沉桩时间过长3．桩尖活瓣缝隙大或桩尖被打坏 地下涌水量大时，桩管应用0.5m高水泥砂浆封底，再灌1m高混凝土，然后沉入；少量进水（＜20cm）可在灌第一槽棍凝土酌减用水量处理；沉桩时间不要过长；桩尖损坏，不密合，可将桩管拔出，桩尖活瓣修复改正后，将孔回填，重新沉入
吊脚桩（桩下部混凝土不密实或脱空，形成空腔） 1．桩尖活瓣受土压实，抽管至一定高度才张开2．混凝土干硬，和易性差，下落不密实，形成空隙3．预制桩尖被打碎缩入桩管内．泥砂与水挤入管中 为防止活瓣不张开，可采取“密振慢抽”方法，开始拔管50cm，可将桩管反擂几下，然后再正常拔管；混凝土应保持良好和易性，坍落度应不小于5~7cm；严格检查预制桩尖的强度和规格，防止桩尖打碎或压入桩管
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3）锤击沉管灌注桩
锤击沉管灌注桩系用锤击打桩机，将带活瓣桩尖或设置钢筋混凝土预制桩尖（靴）的钢管锤击沉入土中，然后边浇筑混凝土边用卷扬机拔桩管成桩。
① 机具设备及材料要求
主要设备为一般锤击打桩机，如落锤，柴油锤、蒸汽锤等。
打桩机由桩架、桩锤、卷扬机、桩管等组成。常用锤击式打桩机见图2-26。
图2-26 柴油锤击打桩机
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
② 施工工艺方法要点 锤击沉管灌注桩成桩工艺如图2-27。锤击成桩过程为：桩机就位、沉管、上料、拔管、下钢筋笼并继续浇筑混凝土。
图2-27 锤击沉管灌注桩成桩工艺
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
【任务实施】
以小组为单位开展工作，内容包含如下：
1）学生领取任务单和施工图样后，熟悉施工图样。
2）确定桩基形式、成孔方法，确定桩基施工工艺顺序。
3）选择施工机具和施工设备。
4）按照分析的情况，编制施工方案，其中包括确定成孔方法，确定灌注桩施工工艺顺序，选择施工机具和施工设备等。
5）讨论并编写该桩基础工程验收报告。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
【知识拓展】
1.打（沉）预制桩对周围环境的影响及预防措施
1）对环境影响
打（沉）桩由于巨大体积的桩体在冲击作用下于短时间内沉入土中，会对周围环境带来下述危害：挤土、振动、超静水压力、噪声。
2）预防措施
为避免和减轻上述打桩产生的危害，根据过去的经验总结，可采取下述措施：限速、正确确定打桩顺序、挖应力释放沟（或防振沟）、埋设塑料排水板或袋装砂井、钻孔植桩打设。
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
2.干作业成孔灌注桩
干作业钻孔灌注桩是先用钻机在桩位处进行钻孔，然后在桩孔内放入钢筋骨架，再灌筑混凝土而成桩。其施工过程如图2-29所示。
图2-29 螺旋钻机钻孔灌注桩施工过程示意图
长螺旋钻机成孔施工 长螺旋钻机钻头
长螺旋钻机成孔近景
干作业成孔灌注桩
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
1）施工特点。干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。
2）施工工艺。干作业钻孔灌注桩的施工工艺为：螺旋钻机就位对中→钻进成孔、排土→钻至预定深度、停钻→起钻，测孔深、孔斜、孔径→清理孔底虚土→钻机移位→安放钢筋笼→安放混凝土溜筒→灌溉混凝土成桩→桩头养护。
3）操作要点
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
右图所示桩基施工方式为（ ）。A. 沉管灌注桩
B. 长螺旋钻孔灌注桩
C. 旋挖桩D. 反循环钻孔灌注桩
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
右图所示桩基施工方式为（ B ）。A. 沉管灌注桩
B. 长螺旋钻孔灌注桩
C. 旋挖桩D. 反循环钻孔灌注桩
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
3. 人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩是采用人工挖掘方法成孔，然后放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩基础，也称墩基础。
1）施工设备。一般可根据孔径、孔深和现场具体情况加以选用，常用的有：电动葫芦、提土桶、潜水泵、鼓风机和输风管、镐、锹、土筐、照明灯、对讲机及电铃等。
2）施工工艺。施工时为确保挖土成孔施工安全，必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生的措施。施工前应根据地质水文资料，拟定出合理的护壁措施和降排水方案，可以采用现浇混凝土护壁、沉井护壁、喷射混凝土护壁等。
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出土
人工挖孔桩
混凝土护壁
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
任务2-2 编制桩基施工方案及验收报告
钢筋笼吊装就位
井下挖土 井下凿岩 井上吊土
钢筋笼与声测管
大直径群桩挖孔施工
人工挖孔灌注桩

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