桥梁桩基础施工

制备泥浆
泥浆的性能
1.比 重：泥浆与4℃时同体积水的重量比，一般1.05～ 1.02g/cm3； 2.粘度：见课本P97。一般为16～22秒；最大可达35秒； 3.含砂率：一般小于4％； 4.酸碱度：PH一般以8～10为适当； 5.静切力：静止的泥浆，受外力开始流动所需最小的力； 6.胶体率：泥浆静止后，其中呈悬浮状态的粘土颗料与水 分离的程度； 7.失水量：越小越好。
钻孔灌注桩的施工工艺流程
场地准备 埋设护筒
制备泥浆
钻孔清底
钢筋笼制作与吊装
灌注水下砼
场地准备
场地为旱地时，应平整场地，清除杂物，换除软土， 夯打密实； 场地为陡坡时，可用枕木或木挑架搭设坚固稳定的 工作平台； 场地为浅水时，宜采用筑岛法； 场地为深水时，可搭水上工作平台；若水流平稳， 钻机可设在船上钻孔但必须锚固稳定，以免造成偏位； 若流速较大，可采用钢丝网水泥薄壁浮运沉井，就位 后灌水、下沉、定位。
课题2 桩基础施工
钻孔方法： 冲击法 冲抓法 旋转法
用冲击钻机或卷扬机带动冲锥，借助锥头 自重下落产生的冲击力反复冲击破碎土石 或把土石挤入孔壁中，用泥浆浮起钻渣， 或用抽渣筒或空气吸泥机排出钻渣而形成 钻孔。
用冲抓锥靠自重产生冲击力切入土层或 破碎土层，叶瓣抓土，弃土以形成钻孔。
用人力或钻机，通过钻杆带动锥或钻头旋转切削土 壤，用泥浆浮起排钻渣形成钻孔。
钻孔事故的预防及处理
5. 钻杆折断 钻杆在操作时，因碰撞会使钻头随断杆掉进孔内。 6. 钻孔漏浆
1）漏水漏浆若是护筒造成的，可堵住，并用粘土加固； 2）若很严重或因埋设不妥造成时，则应重新埋设； 3）若是孔壁松散，泥浆护壁较差造成时，应在孔内重新回 填粘土，待沉淀密实一段时间后，再重新加强泥浆护壁， 继续钻进。
埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时， 在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌， 甚至发生流砂现象，钻孔内若能保持比地下水位高的 水头，增加孔内静水压力，能稳定孔壁，防止坍孔。
1.固定桩位，引导钻锥方向； 2.隔离地面水免其流入井孔，保 护孔口； 3.要求坚固耐用，不漏水； 保证孔内水位高出地下水位或 1. 施工水位一定高度，形成静水压 2. 护筒内径应比钻孔直径大，每 力以保护孔壁。 节长度约 2－3cm； 3.护筒顶端高度的要求。 见P127.
灌注水下砼
1. 机械设备：
1）导管：用钢板卷制焊成或采用无缝钢管制作。 2）漏斗、溜槽、储料斗 3）混凝土的运输、提升和导管的升降 4）隔水栓、阀门
2. 砼的配制：
水泥的强度等级不宜低于42.5号，水泥初凝时间 不宜早于2.5小时，砼的配合比含砂率宜采用0.4～0.5， 水灰比宜采用0.5～0.6，坍落度采用 180 ～ 250，每 m3的水下砼用量不得少于350kg。
钻孔事故的预防及处理
2. 钻孔偏斜：
1）钻孔中遇有较大的弧石或探头石； 2）钻头受力不均； 3）扩孔较大处，钻头摆动偏向一方； 4）钻杆弯曲，接头不正； 5）钻机底座产生不均匀沉降。 钻孔偏斜预防和处理（P119）
钻孔事故的预防及处理
3. 糊钻：
在软塑粘土层回转钻进，因进尺过快，钻渣量大， 出浆口堵塞而造成糊钻。
成孔工艺
根据井孔中土（钻渣）的取出方法不同，钻孔的 方法和原理可分很多种，重点掌握以下三种： 螺旋钻孔 正循环回转钻孔 反循环回转钻孔
钻孔事故的预防及处理
1. 坍孔原因：
1）泥浆比重不够及其它泥浆性能指标不符合要求； 2）掏渣后未及时补充水或泥浆，或钻孔通过砂砾等强透 水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够； 3）护筒埋置太浅，下端孔口漏水； 4）在松软砂层中钻进，进尺太快； 5）爆破处理孔内弧石和探头石，炸药量过大，造成过大 振动; 6）孔内水位低于地下水位，清孔操作不当，供水管口直 接冲刷孔壁，清孔时间过久或清孔后停顿过久。
Hale Waihona Puke Baidu.2 沉入桩基础施工
4. 高强度砼桩 特点：比预应力材料强度更高的砼桩，其截面 形式为空心管，用高压蒸汽养护而成。 5. 钢管砼桩（桥梁工程较少用） 6. 钢桩 7. 板桩式基础
二、桩的制作
2.2 沉入桩基础施工
三、沉入桩机械设备（锤击沉桩设备）
锤击沉桩的主要设备有桩锤、桩架及动力装置。 1. 桩锤 坠锤: 速度慢、效率低 单动汽锤：起落锤速度快、效率高 种类 双动汽锤：可用于水下打桩及打斜桩 柴油机桩锤：燃料消耗少、沉桩效率高。
振动沉桩机锤
2.2 沉入桩基础施工
2. 桩锤的选择 按桩长和桩截面
按锤重与桩重的比值
按桩周与桩尖的阻力选择
2.2 沉入桩基础施工
3. 桩架 作用： 起吊桩锤、吊桩、插桩、吊射水管及桩在下沉过程 中的导向作用。 要求： 桩架在结构上有足够强度、刚度、稳定性、保护在 打桩过程中动力作用下，桩架不发生移位和变形。
7. 卡钻 8. 掉钻落物 9. 梅花孔
清 孔
1. 目的：
1）抽、换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔 底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载 力； 2）为灌注水下砼创造良好条件，使测深正确，灌注顺 利；
2. 要求：
终孔检查后，应迅速清孔，不得停歇过久，使泥 浆、钻渣沉淀增多，造成清孔工作的困难，甚至坍 孔，清孔后应在最短时间内灌注砼。
1）超声波检测法（声波透射法） 2）动力检验法
4. 抽芯试验
桩身砼钻探取芯 芯样外观检查 芯样抗压强度试验
本课小结：
1. 掌握钻孔灌注桩的施工工艺流程。 2. 掌握正循环、反循环成孔工艺。 3. 了解灌注桩的质量检验方法。
护筒的作用 护筒的要求
护筒的埋设
制备泥浆
泥浆的作用
1.在钻孔时悬浮钻渣，加固孔壁、防止坍孔，起护壁作用； 2.用以冷却钻头，防止钻头冲击时产生高温而变形。
泥浆的制作
1.粘土应经严格挑选，不得含砂石、石膏等杂物； 2.优质粘土干块放入水中不分解而只膨胀，用刀切开时呈光 滑、明亮的表面； 3.泥浆可用搅拌机或其它简易方法加水制作。
灌注水下砼
3. 施工方法： 4. 灌注事故的预防及处理
灌注水下砼时，导管埋入砼的深度一般宜控制在 2～4 米较好，任何时候不得少于1米或大于6米。
导管进水
卡管
坍孔
埋管
钢筋笼上升 灌注桩补强
浇短桩头
夹泥断桩
钻孔灌注桩的质量检验
1. 成孔的质量检验（表2－12） 2. 砼抗压强度试件 每根桩应制作2-4组（每组3个试块）的砼试件。 3. 无破损检验桩的完整性
2.2 沉入桩基础施工
4. 送桩 用于当桩顶被锤击低于龙门架而仍需继续沉入时， 即需把桩顶送到地面下必要深度处。
沉入桩施工
2.2 沉入桩基础施工
四、打桩注意事项
1.打桩顺序由基础的一端向另一端进行，也可从中间向 两端打。 2.打桩前应校正桩位、垂度、倾斜度； 3.开始打桩时，桩顶用桩帽或桩垫保护； 4.打桩有困难时，不宜硬打，以免损坏桩身，要采取辅 助措施； 5.每根沉桩应一次完成，不得中途而废，若时间过久， 桩四周的摩阻力恢复，增加了沉桩的困难； 6.应随时掌握桩下沉方向，以防桩基偏移； 7.应随时观测打桩情况，记录桩的贯入度。
2.2 沉入桩基础施工 2. 钢筋砼桩 特点：强度高、匀质、不透水、耐腐蚀，材 料简单，调整桩长较困难，在砂砾和坚岩上打桩 困难，抗拉力差，易产生噪声和振动。
2.2 沉入桩基础施工 3. 预应力砼桩 特点：比钢筋砼桩强度高，抗压能力，不 易弯曲、挠度小，不易开裂，抗弯曲和抗拉强 度好，韧性差，对地震瞬时水平力的影响不能 恢复。
预防处理：选用刮板齿小，出浆口大的钻锥，若已 严重糊钻，应将钻锥提出孔口，清除钻锥残渣。
钻孔事故的预防及处理
4. 扩孔和缩孔： 扩孔原因：孔壁坍塌。 缩孔原因： 钻锥焊补不及时，钻锥严重磨耗； 地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。
预防处理： 扩孔：按塌孔事故处理； 缩孔：可采用上下反复扫孔的方法以扩大孔径。
最后贯入度，锤击桩 时，最后十击的平均 下沉值。
本课小结：
1. 了解沉入桩的种类以及桩的制作。 2. 了解沉入桩的各种机械设备。
本课作业：
1.简述锤击沉桩的注意事项。
复习提问：
*1.沉入桩的种类有哪些（部分）？
*2.送桩的作用是什么？
课题2 桩基础施工
2.3 钻孔灌注桩基础施工
定义：采用不同的钻孔方法在土中形成一定直径井孔， 达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，灌注砼成为 桩基础。 特点：桩长可以依据持力层的起伏而变化，钢筋用量较 少，便于施工，故应用较为普遍。
复习提问：
*1.沉入桩的种类有哪些（部分）？
*2.打桩顺序应注意什么？
课题2 桩基础施工
2.2 沉入桩基础施工
适用于中密、稍松的砂类土和一般碎石类土的地基。
一、桩的种类及特点 1. 木桩
临时的打桩支架或农村小桥一般采用木桩。 特点：①材料来源方便，价格低廉； ②施工操作的技术简单，调节桩长较容易； ③耐久性差，承载力低； ④易弯曲，材质不均，多节。
清 孔
3. 方法：
1）抽浆法（清孔较彻底）
2）换浆法
3）掏渣清孔
钢筋笼制作与吊装
1. 钢筋骨架制作方法：
1）卡板成型法 2）支架成型法 3）箍筋成型法 4）加劲筋成型法
钢筋笼制作与吊装
2. 钢筋骨架保护层的设置： 保护层一般6～8cm 1）. 绑扎砼预制块：
砼预制垫块为150×200×80mm3，靠钻锥孔壁方 向制成弧面，靠骨架的一面制成平石，并有十字槽。 一般沿钻孔竖向每隔2.0米左右设一道，每道沿圆周 对称地设置4次。 优：同孔壁接触面大，制作简单，设置方便； 缺：用铅丝绑扎在骨架上，碰撞就易碎落。 其他方法，见课本P129