桩基施工手册

1桩基施工手册目录第一章桩基施工的定义及分类第二章桩基施工常见问题的处理第一章桩基施工的定义及分类第一节桩基施工的定义这里的桩基施工指桥梁工程，地面水平承台以下的基础部分。桩基作为支护结构的一种形式，除必须满足结构的稳定，保证基坑的安全可靠，还应根据工程地质条件、设备机具能力，优化设计、选择安全、可靠节省的类型。桩基结构的轴线定位点和水准基点应设在不受施工影响的地方，施工前应按各有关单位最后认可的施工图进行复核，并妥善保护，施工期间应经常复测，被损坏的测量点要及时补测。桩基施工中，应对隐蔽工程进行中间验收，加强自检（设计桩径、轴线、泥浆指标、沉碴厚度、设计桩长等）。第二节桩基施工分类及工艺流程桩基施工的分类，这里指灌注桩。按桩土相互作用特点分为竖向荷载桩（摩擦桩、端承桩）和水平受荷桩（主动桩、被动桩）。按成孔方法分类（泥浆护壁成孔、沉管、夯扩、冲抓成孔、干作业成孔）桩基施工采用的具体形式，一般在标书中都已确定。了解桩基分类及其适用条件，可以根据工程地质条件，合理优化设计，进行设备机具能力的合理组织。第一小节人工挖孔灌注桩一、一般挖孔桩适用条件：（1）桩基桩长较短；（2）无流砂、细砂等涌水层或淤泥质土软弱地层。（3）地质条件限制钻孔桩施工。2挖孔桩桩间施工净间距不得小于4.5米。小于4.5米时,必须间隔开挖。护壁砼强度等级应不低于C15，每节护壁高度一般为0.3~1m。作为承重桩时，宜在终桩层位下钻一个勘探钻孔，钻孔深度一般应达到孔底以下3倍桩径，以判别该深度范围内的基岩有无孔洞、破碎带和软弱夹层的存在。二、挖孔桩施工程序：场地整平→放线、定桩位→锁口砼施工→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节砼护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、设置垂直运输架、安装提升设备、吊土桶、鼓风机、照明设施→第二节桩身挖土→校核桩孔垂直度和直径→支第二节模板、浇灌第二节砼护壁→重复第二节工序、循环作业直至设计深度→检查持力层进行扩底→全面检查桩孔直径、深度、扩底尺寸、持力层→清理虚土、排除孔内积水→吊放钢筋笼就位→灌注桩身砼。三、挖孔桩施工顺序1、施工准备:施工前，技术负责人和施工负责人逐孔检查各项施工准备，逐级进行技术、安全交底和安全教育；对场地进行平整、夯实，条件允许时，将原地面挖至基顶标高，以减少挖孔及护壁数量；平整完毕后，精确放样桩位，从桩中心位置向四周引出四个桩心控制点。2、挖孔2.1修筑第一节孔圈护壁（俗称开孔）时，孔圈中心线应和桩的轴线重合，其与轴线的偏差不得大于20mm，护壁应比下面的护壁厚100~150mm，高出地面0.15~0.2m。桩顶设防雨棚，严禁外来水进入桩内。2.2混凝土护壁模板可采用厚度δ=4mm的组合式钢模板（或木模）拼装组合而成，拆上节而支下节，循环周转使用，上下设两对半圆组合的钢圈顶紧，不另设支撑，护壁砼3钢圈之间用专用扣扣紧。2.3挖孔桩一般采用人工镐头开挖，风化松软岩及岩石时采用风镐开挖或适当的弱爆破技术。孔内爆破时，现场其他孔内作业人员必须全部撤离，并以钢板覆盖孔口。混凝土护壁边挖边护，以确保施工安全和孔壁稳定。为确保结构尺寸，挖孔尺寸比设计尺寸边大5～10cm。挖孔桩施工时配足抽水设备，水量较大时采用井点降水。2.4弃土一般采用吊桶、安装电葫芦提升，弃土堆在一边，适当时间集中用车运出。2.5上下护壁的搭接长度不得小于50mm，不得在桩孔水淹没模板的情况下灌注护壁混凝土，护壁混凝土中宜使用速凝剂。3、测量控制设专人严格校核中心位置及护壁厚度。桩位轴线采取在地面设十字控制网、基准点的办法控制，安装提升设备时，使吊桶的钢丝绳中心与桩孔中心线一致，以便挖孔时粗略控制中线。精确控制时将桩控制轴线、高程引到第一层护壁上，每节以十字线对中，吊大线锤作中心控制用。用尺杆找圆周，以基准点测量孔深，以保证桩位，孔深和截面尺寸正确。4、挖孔注意事项4.1对桩的垂直度和直径，每段检查，发现偏差，随时纠正，保证位置正确。每一段桩孔挖好安装护壁模板时，用桩心点来校正模板位置，垂直度偏差控制在0.5%以内。4.2挖孔至设计持力岩（土）面时，及时通知有关各方进行鉴定。符合设计要求后再行进行入岩挖掘或进行扩底端施工。4.3扩底时，为防止扩大头处塌方，可采取间隔挖土扩底措施，留一部分土作为支撑，待浇筑砼前再挖。4.4遇到流动性淤泥或流砂时，孔圈护壁的施工可以：减少每节护壁高度为40.3~0.5m，或用钢护筒，无法奏效时，迅速用砂回填桩孔到能控制塌孔为止，并速报有关技术部门及设计单位处理。易塌段应即挖、即验收、即灌注护壁混凝土。开挖流砂严重的桩孔，应先将附近无流砂的桩孔挖深，使其起集水井作用，集水井应选在地下水流的上方。仍不奏效则改为钻孔桩施工。4.5一圈砼灌完后，必须及时将接口处砼密实填入，表面压光，对漏水现象及时加以堵塞或导流，防止孔外水渗入，影响后序开挖。5、除合同文件的具体规定外，一般质量要求为:（1）桩孔中心偏差控制在±10mm；（2）桩径偏差控制在-50mm；（3）桩垂直度偏差控制在5‰L（桩长）；（4）护壁砼厚允许偏差±30mm；（5）孔底不允许残碴、浮土、杂物和积水，护壁无污泥。6、施工安全措施6.1从事挖孔桩作业的工人，需经健康检查和安全作业培训（井下、高空、用电、吊装及简单机械操作等）且考核合格后，方可进行现场施工。6.2施工图会审和桩孔挖掘前，认真研究分析地质情况，对可能出现的流沙、管涌、涌水以及有害气体等，制定针对性的安全防护措施。对安全施工存在疑虑，应事先向有关单位提出。6.3施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须经常检查，确保完好和安全使用。6.4建筑物附近的桩孔施工，应采取设立灌水管或利用已开挖但未完成的桩孔灌水，保持水压平衡与土体稳定，桩孔开挖后，加强对周围建筑物的监控测。桩孔靠近旧建筑或危房时，必须对旧建筑物或危房采取加固措施后才能施工。6.5挖出的土石方应及时运走，孔口2米范围内不得堆放淤泥杂物。机动车辆通行时，应作出预防措施或暂停孔内作业，以防挤压塌孔。6.6桩孔开挖深度超过5m时，每天开工前应进行有毒气体检测，宜用仪器检测，5也可用鸟笼放置鸽子，吊放至孔底，放置时间不得少于10min。6.7每天开工前，应将孔内积水抽干，并用鼓风机向孔内送风5min，是孔内的混浊空气排除，才准下人。超过10m时，地面应配备向孔内送风的专门设备，风量不小于25L/S。6.8提升机具（电葫芦、吊笼等）必须采用合格的机械设备，配自动卡紧保险装置，每天设专人巡回检查提升设备及用电安全状况。禁止脚踩护壁凸缘上下桩孔。桩孔内必须放置绳梯或合适的尼龙绳，并随挖孔深度放长至工作面，作为救急备用。6.9桩孔内的作业人，应遵守以下规定：（1）孔口设水平移动式活动安全盖板，当吊桶提升到地面上时，推活动盖板关闭孔口，然后再卸土。同时孔口四周设置安全护栏。（2）井口工作人员挂安全带，井下作业戴安全帽、穿绝缘鞋，禁止酒后作业，不准孔内吸烟、不准孔内使用明火。孔内作业照明采用12V以下的安全灯。（3）开挖时，孔口设置半圆形防护罩，防护罩用钢木板或密眼钢筋网做成。吊桶上下作业时，作业人员必须站在防护罩下边，停止作业，注意安全。起吊大块石时，孔内作业人应全部撤离至地面后才能起吊。（4）桩孔暂停开挖时，加盖板封闭孔口，并加0.8-1米高围栏围蔽，。（5）认真留意孔内一切动态，发现流砂、涌水、护壁变形及异味气体等异常情况，及时撤离作业区。（6）开挖复杂土层时，每挖深0.5~1m应用手钻或Φ16钢筋对孔底作品字形探查，检查孔底面以下是否有洞穴、涌砂等，确认安全，方可继续进行挖掘。（7）施工场内一切电源、电器的安装和拆除，必须严格接地、接零和使用漏电保护器。经验收合格后，才准接通电源使用。各桩孔用电必须分闸，严禁一闸多孔和一闸多用。孔上电线、电缆必须架空、严禁拖地和埋压土中，必须绝缘，并有防磨6损、防潮、防断等保护措施。（8）在灌注桩身砼时，停止相邻10米范围内的挖孔作业，且孔底不能留人。（9）孔内凿岩应采用湿式作业法，并加强通风防尘和人身防护；孔内爆破，孔内作业人必须全部撤离地面方可引爆；爆破时，孔口应加盖；爆破后，必须用抽气、送风或淋水等方法将孔内废气排除，方可继续下孔作业。（10）中途抽水之后，必须先将地面上的专用电源切断，作业人方可下桩孔作业。7、桩身混凝土施工当挖孔桩挖至设计标高后，应清除护壁污泥、孔底残碴、浮土和积水，及时报监理、设计检查。检孔采用钢尺、测绳配合探孔器进行。经检验合格后，应迅速封底、安装钢筋笼、灌注桩身混凝土。孔底岩样应妥善保存备查。7.1钢筋笼吊装钢筋笼在施工现场地面平卧进行组装，即在地面上设二排轻轨，先把加强筋按间距排列在轻轨上，按划线逐根放上主筋并与之点焊焊接，严格控制平整度误差不大于3cm，上下节主筋接头，错开50%，螺旋筋每隔1～1.5箍与主筋按梅花形用电弧焊点焊固定。在钢筋笼四侧主筋上每隔4～5m设置一个ф20耳环作定位垫块之用，使之符合保护层厚度要求。为保证钢筋笼在起吊、吊放过程中不发生变形，在钢筋笼内布置一定数量的内撑筋及加强箍筋，根据情况可整体起吊或分节起吊，钢筋笼就位后，笼项连焊在护壁预埋的钢筋上，防止浇筑过程中钢筋笼移位、上浮。7.2砼灌注砼灌注前对孔内再次进行检查，完全符合设计及规范要求后即可开始浇灌。无水时按干作业条件下进行混凝土施工。可采用串筒进行，捣固采用插入式振动棒，混凝土顶部标高控制比设计标高高出0.5m。孔内有水时，顶部标高比设计标高高出70.7m。在砼初凝前表面抹压平整，避免出现塑性收缩裂缝或环向干缩裂缝，表面浮浆层予以凿除，以保证与上部承台的良好连接。若桩孔内渗水量大于1m3/h时,混凝土施工按水下混凝土施工进行。8、桩基检测成桩后，可采用钻孔取芯或埋管超声波等非破损检测方法，检测孔数量由设计、建设、施工、监理等共同确定。检测孔最后应以压力灌浆切实封填。第二小节钻（冲）孔灌注桩一、钻(冲)孔灌注桩适用条件：适用于穿越粘性土、砂土、碎（砾）石土层及风化层，包括地质情况比较复杂、夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层。特别是冲击钻穿过旧基础、大孤石等障碍物的能力强。强调：软弱土层必须经成孔工艺实验成功方可采用。总之，钻孔桩施工方案的选择，首先须要掌握准确的地质情况，并结合地质、孔径、孔深选用与其相适应的钻机。钻（冲）孔灌注桩，一般采用泥浆护壁、正反循环钻孔后或冲抓成孔的施工工艺。各类型的钻（冲）孔机具的适用范围，可按附表1选用。摩擦桩必须保证设计桩长；嵌岩桩的终孔深度，应由施工单位会同设计、监理工程师，根据设计入岩要求，参照地质剖面图上的估计深度和造孔时的钻进速度与难度以及鉴别孔底岩硝样品等综合确定。成孔机具的适用范围（附表1）成孔机具可穿越的土层潜水钻粘性土、淤泥、淤泥质土及砂土回转钻碎石土、砂土、粘性土及风化岩冲抓钻碎石土、砂土、砂卵石、粘性土及风化岩冲击钻各类岩土8二、钻(冲)孔桩施工工艺1、旋挖钻（旋转钻）孔施工工艺1.1施工准备1.1.1场地平整：在施工前清除场地杂物，更换软土，整平夯实，如地面松软可能导致钻机倾斜时，可以用碎石灰土进行地面加固。开工前精确测定桩位，给每个孔位作好编号和标记，并合理安排好钻孔顺序。同时钻进的孔距为3~5培的孔径，一般不少于5米。安装钻机时地基要稳固，机座要保证水平，钻杆上部设导向架，钻杆经常保持垂直，以防止钻孔偏斜1.1.2泥浆制备：在桩基地质条件较差时，需制备泥浆护壁。护壁泥浆,由水、粘土和添加剂组成，调制泥浆时，先将粘土加水浸透，然后以搅拌机或人工拌制。制备泥浆是旋挖钻能否成孔的关键，也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。成孔采用制备泥浆作为孔桩护壁，泥浆材料采用优质膨润土加粘土、聚丙烯酰胺以及火碱。加入适量的火碱可增加泥浆的稠度，经试验测定：泥浆的沉淀少，性能稳定。制备泥浆在泥浆池内进行，泥浆应满足以下要求：比重1.06～1.15g/cm3，粘度18～28s，含砂率小于4%。当泥浆达到这三种指标，并且泥浆的补充方式一般靠泵送方式，其速度以保证液面始终在护筒底面2m以上。方可确保旋挖钻在钻进过程