任務2.3 樁基礎施工

任務描述

任務分析

知識課堂

當天然地基上的淺基礎沉降量過大或基礎穩定性不能滿足建筑物的要求時，常采用樁基礎，它由樁和樁頂的承臺組成，是一種深基礎的形式。

（1）按樁的受力情況，樁可分為端承型樁、摩擦型樁，如圖2-35所示。端承型樁是由樁的下端阻力承擔全部或主要荷載，樁尖進入巖層或硬土層；摩擦型樁是指樁頂荷載全部由樁側摩擦力承擔；摩擦端承樁主要由樁側摩擦力和樁端的阻力共同承擔主要荷載。

（2）按樁的施工方法，樁可分為預制樁和灌注樁。預制樁是在預制工廠或施工現場制作樁身，利用沉樁設備將其沉入（打、壓）土中；灌注樁是在施工現場的樁位上用機械或人工成孔，吊放鋼筋籠，然后在孔內灌注混凝土而成。

（3）按樁身材料，樁可分為混凝土樁、鋼樁、組合材料樁。

2.3.1 預制樁施工

預制樁按沉樁方法可分為錘擊沉樁和靜力壓樁兩種方式。

2.3.1.1 錘擊沉樁施工

1．施工準備工作

（1）整平場地，清除樁基范圍內的高空、地面、地下障礙物；架空高壓線距離打樁架不得小于10m；修設樁機進出、行走道路，做好排水措施。

（2）按圖紙布置進行測量放線，定出樁基軸線，先定出中心，再引出兩側，并將樁的準確位置測設到地面，每一個樁位打一個小木樁；測出每個樁位的實際標高，場地外設2～3個水準點，以便隨時檢查之用。

（3）檢查樁的質量，將需用的樁按平面布置圖堆放在打樁機附近，不合格的樁不能運至打樁現場。

（4）檢查打樁機設備及起重工具；鋪設水電管網，進行設備架立組裝和試打樁。在樁架上設置標尺或在樁的側面畫上標尺，以便能觀測樁身入土深度。

（5）選擇樁錘，應根據地質條件、樁的類型、樁身結構強度、樁的長度、樁群密集程度以及施工條件因素來確定，其中尤以地質條件影響最大。土的密實程度不同所需樁錘的沖擊能量可能相差很大。實踐證明：當樁錘重大于樁重的1.5～2倍時，能取得較好的效果。

（6）打樁場地建（構）筑物有防震要求時，應采取必要的防護措施。

（7）學習、熟悉樁基施工圖紙，并進行會審；做好技術交底，特別是地質情況、設計要求、操作規程和安全措施的交底。

（8）準備好樁基工程沉樁記錄和隱蔽工程驗收記錄表格，并安排好記錄人員和監理人員等。

2．打樁順序確定

打樁順序根據樁的尺寸、密集程度、深度、樁移動方向以及施工現場實際情況等因素確定，一般可分為逐排打樁、自中部向邊緣打樁、分段打樁等方式，如圖2-36所示。

確定打樁順序應遵循以下原則：樁基的設計標高不同時，打樁順序宜先深后淺；不同規格的樁，宜先大后??；當一側毗鄰建筑物時，由毗鄰建筑物處向另一方向施打。在樁距大于或等于4倍樁徑時，則與打樁順序無關，只需從提高效率出發確定打樁順序，選擇倒行和拐彎次數最少的順序。應避免自外向內，或從周邊向中央進行，以避免中間土體被擠密，出現樁難以打入，或雖勉強打入，但使鄰樁側移或上冒的情況。

3．打樁設備

打樁用的機具主要包括樁錘、樁架和動力裝置三部分。預應力混凝土管樁一般選擇筒式柴油樁錘。

4．錘擊沉樁施工工藝流程

測量定位→樁機就位→底樁就位、對中和調直→錘擊沉樁→接樁、對中、垂直度校核→再錘擊→送樁→收錘。

（1）測量定位：通過軸線控制點，逐個定出樁位，打設鋼筋標樁，并用白灰在標樁附近地面上畫上一個圓心與標樁重合、直徑與管樁相等的圓圈，以方便插樁對中，保持樁位正確。樁位的放樣允許偏差為：群樁20mm；單排樁10mm。

（2）底樁就位、對中和調直：底樁就位前，應在樁身上劃出單位長度標記，以便觀察樁的入土深度及記錄每米沉樁擊數。吊樁就位一般用單點吊將管樁吊直，使樁尖插在白灰圈內，樁頭部插入錘下面的樁帽套內就位，并對中和調直，使樁身、樁帽和樁錘三者的中心線重合，保持樁身垂直，其垂直度偏差不得大于0.5%，傾斜度的偏差不得大于傾斜角正切值的15%（傾斜角是樁的縱向中心線與鉛垂線之間的夾角）。樁垂直度觀測包括打樁架導桿的垂直度，可用兩臺經緯儀在離打樁架15m以外成正交方向進行觀測，也可在正交方向上設置兩根吊陀垂線進行觀測校正。

（3）錘擊沉樁：錘擊沉樁宜采取低錘輕擊或重錘低打，以有效降低錘擊應力，同時應特別注意保持底樁垂直，在錘擊沉樁的全過程中都應使樁錘、樁帽和樁身的中心線重合，防止樁受到偏心錘打，以免樁受彎受扭。在較厚的黏土、粉質黏土層中施打多節管樁，每根樁宜連續施打，一次完成，以避免間歇時間過長，造成再次打入困難，而需增加許多錘擊數，甚至打不下而先將樁頭打壞。當遇到貫入度劇變，樁身突然發生傾斜、移位或有嚴重回彈，樁頂或樁身出現嚴重裂縫、破碎等情況時，應暫停打樁，并分析原因，采取相應措施。

（4）接樁、對中、垂直度校核：方樁接頭數不宜超過2個，預應力管樁單樁的接頭數不宜超過4個，應避免樁尖接近硬持力層或樁尖處于硬持力層時接樁。預應力管樁接樁方式有電焊接頭和機械快速接頭兩種，一般多采用電焊接頭。具體施工要點為：在下節樁距離地面0.5～1.0m時，在下節樁的樁頭處設導向箍以方便上節樁就位，起吊上節樁插入導向箍，進行上、下節樁對中和垂直度校核，上、下節樁軸線偏差不宜大于2 mm；上、下端板表面應用鐵刷子清刷干凈，坡口處應刷至露出金屬光澤。焊接時宜先在坡口圓周上對稱點焊4～6點，待上下樁節固定后拆除導向箍，由兩名焊工對稱、分層、均勻、連續地施焊，一般焊接層數不少于2層，待焊縫自然冷卻8～10min時可繼續錘擊沉樁。

接樁質量檢查：焊縫質量、電焊結束后停歇時間（＞1 min）、下節平面偏差（10 mm）、節點彎曲矢高（＜1mm, L/1000）。

（5）送樁：當樁頂標高低于自然地面標高時，須用鋼制送樁管（長4～6m）放于樁頭上，錘擊送樁將樁送入土中。

露出地面或未能送至設計樁頂標高的樁，即必須截樁，截樁要求用截樁器，嚴禁用大錘橫向敲擊、沖撞。

5．錘擊沉樁收錘標準

收錘標準通常以達到的樁端持力層、最后貫入度或最后1m沉樁錘擊數為主要控制指標。樁端持力層作為定性控制；最后貫入度（最后10擊樁的入土深度）或最后1m沉樁錘擊數作為定量控制，均通過試樁或設計確定。PHC、PC、PTC管樁的總錘擊數不宜超過2500、2000、1500（擊）；最后1 m的錘擊數分別不宜超過300、250、200（擊）；最后貫入度最好為20～40 mm/10擊。摩擦樁以控制樁端設計標高為主，貫入度可作參考；端承樁以貫入度控制為主，樁端標高可作參考。當貫入度已達到，而樁端標高未達到時，應繼續錘擊3陣，按每陣10擊的貫入度不大于設計規定的數值加以確認。錘擊沉樁施工過程資料包括記錄樁頂狀況、總錘擊數和最后1 m錘擊數、最后三陣貫入度、垂直度、樁頂標高、樁端持力層情況等。

6．樁頂與承臺的連接

樁頂與承臺的連接按照樁頂的不同形式可分為截樁樁頂、不截樁樁頂等方式，如圖2-37所示。

2.3.1.2 靜力壓樁施工

靜壓法沉樁是通過靜力壓樁機的壓樁機構，以壓樁機自重和樁機上的配重作反力而將預制鋼筋混凝土樁分節壓入地基土層中成樁。其特點是：樁機全部采用液壓裝置驅動，壓力大，自動化程度高，縱橫移動方便，運轉靈活；樁定位精確，不易產生偏心，可提高樁基施工質量；施工無噪聲、無振動、無污染；沉樁采用全液壓夾持樁身向下施加壓力，可避免錘擊應力，打碎樁頭，樁截面可以減小，混凝土強度等級可降低1～2級，配筋比錘擊法可省40%；效率高，施工速度快，壓樁速度每分鐘可達2m，正常情況下每臺班可完成15根，可比錘擊法縮短工期1/3；壓樁力能自動記錄，可預估和驗證單樁承載力，施工安全可靠，便于拆裝維修、運輸等。但存在壓樁設備較笨重，要求邊樁中心到已有建筑物間距較大，壓樁力受一定限制，擠土效應仍然存在等問題。其適用于軟土、填土及一般黏性土層中應用，特別適合居民稠密及危房附近環境保護要求嚴格的地區沉樁，但不宜用于地下有較多孤石、障礙物或有4m以上硬隔離層的情況。

1．靜壓法沉樁機理

靜壓預制樁主要應用于軟土和一般黏性土地基。在樁壓入過程中，是以樁機本身的質量（包括配重）作為反作用力，以克服壓樁過程中的樁側摩阻力和樁端阻力。當預制樁在豎向靜壓力作用下沉入土中時，樁周土體發生急速而激烈的擠壓，土中孔隙水壓力急劇上升，土的抗剪強度大大降低，從而使樁身很快下沉。

2．壓樁機具設備

靜力壓樁機可分為機械式和液壓式兩種。前者是由樁架、卷揚機、加壓鋼絲繩、滑輪組和活動壓梁等部件組成，施壓部分在樁頂端面，施加靜壓力為600～2000kN，這種樁機設備高大笨重，行走移動不便，壓樁速度較慢，但裝配費用較低，只有少數地區還在使用這種設備；后者由壓拔裝置、行走機構及起吊裝置等組成（圖2-38），采用液壓操作，自動化程度高，結構緊湊，行走方便快速，施壓部分不在樁頂面，而在樁身側面，它是當前國內較廣泛采用的一種新型壓樁機械。

3．施工工藝流程及操作要點

靜力壓樁施工工藝流程為：測量定位→樁機就位→吊樁、插樁→樁身對中調直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→切割樁頭。

（1）樁機就位：樁機就位是利用行走裝置完成，它是由橫向行走（短船行走）和回轉機構組成。其將船體當作鋪設的軌道，通過橫向和縱向油缸的伸程和回程使樁機實現步履式的橫向和縱向行走。當橫向兩油缸一只伸程，另一只回程，就可使樁機實現小角度回轉，達到要求的位置。

（2）吊樁、插樁和壓樁：利用樁機上自身設置的工作吊機將預制混凝土樁吊入夾持器中，夾持油缸將樁從側面夾緊，即可開動壓樁油缸。先將樁壓入土中1m左右后停止，調正樁在兩個方向的垂直度后，壓樁油缸繼續伸長，將樁壓入土中，伸長完后，夾持油缸回程松夾，壓樁油缸回程，重復上述動作可實現連續壓樁操作，直至將樁壓入預定深度的土層中。壓樁應連續進行，壓樁速度一般不超過2m/min，達到壓樁力的要求以后，必須持荷穩定。若不能穩定，必須再持荷，一直到持荷穩定為止，持荷時間由設計人員與監理在現場試樁時確定。在壓樁過程中要認真記錄樁入土深度和壓力表讀數的關系，以判斷樁的質量及承載力。當壓力表讀數突然上升或下降時，要停機對照地質資料進行分析，判斷是否遇到障礙物或產生斷樁現象等。

4．壓樁終止條件

壓樁終止條件按設計樁長和終壓力進行控制。

（1）對于摩擦樁，應按照設計樁長進行控制，但在施工前應先按設計樁長試壓幾根樁，待停置24h后，用與樁的設計極限承載力相等的終壓力進行復壓，如果樁在復壓時幾乎不動，即可以此進行控制。

（2）對于端承摩擦樁或摩擦端承樁，應按終壓力值進行控制：

1）對于樁長大于21m的端承摩擦樁，終壓力值一般取樁的設計極限承載力。當樁周土為黏性土且靈敏度較高時，終壓力可按設計極限承載力的0.8～0.9倍取值。

2）當樁長小于21m，而大于14m時，終壓力按設計極限承載力的1.1～1.4倍取值；或樁的設計極限承載力取終壓力值的0.7～0.9倍。

3）當樁長小于14 m時，終壓力按設計極限承載力的1.4～1.6倍取值；或設計極限承載力取終壓力值0.6～0.7倍，其中對于小于8m的超短樁，按0.6倍取值。

（3）超載壓樁時，一般不宜采用滿載連續復壓法，但在必要時可以進行復壓，復壓的次數不宜超過2次，且每次穩壓時間不宜超過10s。

2.3.1.3 樁的制作、運輸和堆放

預制樁主要有鋼筋混凝土方樁、混凝土管樁和鋼樁等，目前常用的是預應力混凝土管樁。

1．預制樁制作

（1）鋼筋混凝土方樁。邊長一般為200～550mm，可在工廠（為便于運輸，一般不超過12m）或現場（一般不超過30m）制作。制作一般采用間隔、重疊生產，每層樁與樁之間用塑料薄膜、油氈、水泥袋紙等隔開，鄰樁與上層樁的混凝土須待鄰樁或下層樁的混凝土達到設計強度的30%以后進行，重疊層數一般不宜超過四層。預制樁鋼筋骨架的主筋連接宜采用對焊，同一截面內主筋接頭不得超過50%，樁頂1m內不應有接頭，鋼筋骨架的偏差應符合有關規定。樁的混凝土強度等級應不低于C30，澆筑時從樁頂向樁尖進行，應一次澆筑完畢，嚴禁中斷。制作完成后，應灑水養護不少于7d。

（2）預應力混凝土管樁。預應力混凝土管樁是采用先張法預應力工藝和離心成型法制成的一種空心圓柱體細長混凝土預制構件。其主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成，如圖2-39所示。

按混凝土強度等級和壁厚可分為預應力混凝土管樁（PC）、預應力高強度混凝土管樁（PHC）和預應力薄壁管樁（PTC）。管樁按外徑分為300～1000 mm等規格，實際生產的管徑以300 mm、400mm、500mm、600mm為主，樁長以8～12m為主。預應力混凝土管樁標注如圖2-40所示。

預應力管樁具有單樁豎向承載力高（600～4500kN）、抗震性能好、耐久性好，耐打、耐壓，穿透能力強（可穿透5～6m厚的密實砂夾層），造價適宜，施工工期短等優點，適用于各類工程地質條件為黏性土、粉土、砂土、碎石類的土層以及持力層為強風化巖層、密實的砂層（或卵石層）等土層應用，是目前常用的預制樁樁型，本節主要介紹該樁的施工方法。預應力管樁應有出廠合格證，進場后檢查樁徑（±5mm）、管壁厚度（±5 mm）、樁尖中心線（＜2 mm）、頂面平整度（10mm）、樁體彎曲（＜1mm, L/1000）等項目。

2．預制樁的起吊、運輸和堆放

當樁的混凝土達到設計強度標準值的70%后方可起吊，吊點可根據不同樁長設置，預應力管樁吊點設置如圖2-41所示。吊索與樁之間應加襯墊，起吊應平穩提升，采取措施保護樁身質量，防止撞擊和受振動。樁運輸時的強度應達到設計強度標準值的100%。堆放場地應平整堅實，排水良好。樁應按規格、樁號分層疊置，支承點應設在吊點或近旁處，保持在同一橫斷平面上，各層墊木應上下對齊，并支承平穩，堆放層數不宜超過4層。運到打樁位置堆放，應布置在打樁架附設的起重鉤工作半徑范圍內，并考慮到起吊方向，避免轉向。

2.3.2 混凝土灌注樁

與預制樁相比，灌注樁具有施工噪聲低，振動小、擠土影響小、無需接樁等優點。但其成樁工藝復雜，施工速度較慢，質量影響因素較多。根據成孔工藝的不同，混凝土灌注樁可分為人工挖孔灌注樁、泥漿護壁鉆孔灌注樁、沉管灌注樁和爆擴成孔灌注樁等，本節主要介紹前兩種灌注樁的施工。

2.3.2.1 人工挖孔灌注樁

人工挖孔灌注樁是用人工挖土成孔，吊放鋼筋籠，澆筑混凝土成樁。這類樁由于其受力性能可靠，不需大型機具設備，施工操作工藝簡單，在各地應用較為普遍，已成為大直徑灌注樁施工的一種主要工藝方式。

1．人工挖孔灌注樁的特點和適用范圍

人工挖孔灌注樁的特點是：單樁承載力高，結構傳力明確，沉降量小，可一柱一樁，不需承臺，不需鑿樁頭；可作支撐、抗滑、錨拉、擋土等用；可直接檢查樁直徑、垂直度和持力土層情況，樁質量可靠；施工機具設備較簡單，都為工地常規機具，施工工藝操作簡便，占場地??；施工無振動、無噪聲、無環境污染，對周圍建筑物無影響；可多樁同時進行，施工速度快，可節省設備費用，降低工程造價；但樁成孔工藝存在勞動強度較大、單樁施工速度較慢、安全性較差等問題，這些問題一般可通過采取技術措施加以克服。人工挖孔灌注樁適用于樁直徑800 mm以上，無地下水或地下水較少的黏土、粉質黏土，含少量的砂、砂卵石、姜結石的黏土層采用，特別適于黃土層使用。其深度一般在20 m左右。對有流砂、地下水水位較高、涌水量大的沖積地帶及近代沉積的含水量高的淤泥、淤泥質土層，不宜采用。

2．施工工藝方法要點

挖孔灌注樁的施工程序是：場地整平→放線、定樁位→挖第一節樁孔土方→做第一節護壁→在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線→第二節樁身挖土→校核樁孔垂直度和直徑→做第二節護壁→重復第二節挖土、支模、澆筑混凝土護壁工序，循環作業直至設計深度→檢查持力層后進行擴底→清理虛土、排除積水、檢查尺寸和持力層→吊放鋼筋籠就位→澆筑樁身混凝土。

（1）挖第一節樁孔土方，做第一節護壁：為防止坍孔和保證操作安全，一般按1m左右分節開挖分節支護，循環進行。施工人員在保護圈內用常規挖土工具（短柄鐵鍬、鎬、錘、釬）進行挖土，將土運出孔的提升機具主要有人工絞架、卷揚機或電動葫蘆。每節土方應挖成圓臺形狀，下部至少比上部寬一個護壁厚度，以利于護壁施工和受力，如圖2-42所示。護壁一般采用強度等級為C20或C25的混凝土，用木模板或鋼模板支設，在土質較差時加配適量鋼筋，土質較好時也可采用紅磚護壁，厚度為1/4、1/2和1磚厚。第一節護壁一般要高出自然地面20～30cm，且高出部分厚度不小于30cm，以防止地面雜物掉入孔中。同時，將十字軸線引測到護壁表面，將標高引測到護壁內壁。

（2）校核樁孔垂直度和直徑：每完成一節施工，均通過第一節混凝土護壁上設十字控制點拉十字線，吊線墜用水平尺桿找圓周，保證樁孔垂直度和直徑，樁徑允許偏差為+50mm，垂直度允許偏差＜0.5%。

（3）擴底：采取先挖樁身圓柱體，再按擴底尺寸從上到下削土，修成擴底形狀。在澆筑混凝土之前，應先清理孔底虛土，排除積水，經甲方及監理人員再次檢查后，迅速進行封底。

（4）吊放鋼筋籠就位：鋼筋籠宜分節制作，連接方式一般采用單面搭接焊；鋼筋籠主筋混凝土保護層厚度不宜小于70mm，一般在鋼筋籠4側主筋上每隔5 m設置耳環或直接制作混凝土保護層墊塊來控制；吊放鋼筋籠入孔時，不得碰撞孔壁，防止鋼筋籠變形，注意控制上部第一個箍筋的設計標高并保證主筋錨固長度。

（5）澆筑樁身混凝土：因樁深度一般超過混凝土自由下落高度2m，下料采用串筒、溜管等措施；地下水大（孔中水位上升速度大于6mm/min）時，應采用混凝土導管水中澆筑混凝土工藝連續分層澆筑，每層厚度不超過1.5m。對6m以下的小直徑樁孔，應利用混凝土的大坍落度和下沖力使之密實；對6m以內的小直徑樁孔應分層搗實。對大直徑樁應分層搗實，或用卷揚機吊導管上下插搗。對直徑小、深度大的樁，人工下井振搗有困難時，可在混凝土中摻水泥用量為0.25%的木鈣減水劑，使混凝土坍落度增至13～18cm，利用混凝土大坍落度下沉力使之密實，但樁上部鋼筋部位仍應用振搗器振搗密實。灌注樁每灌注50m3應有一組試塊，小于50m3的樁應每根樁有一組試塊。

（6）地下水及流砂處理。樁挖孔時，如地下水豐富、滲水或涌水量較大，可根據情況分別采取以下措施：

1）少量滲水可在樁孔內挖小集水坑，隨挖土隨用吊桶，將泥水一起吊出；

2）大量滲水，可在樁孔內先挖較深集水井，設小型潛水泵將地下水排出樁孔外，隨挖土隨加深集水井；

3）當涌水量很大時，如樁較密集，可將一樁超前開挖，使附近地下水匯集于此樁孔內，用1～2臺潛水泵將地下水抽出，起到深井降水的作用，將附近樁孔地下水水位降低；

4）滲水量較大，井底地下水難以排干時，底部泥渣可用壓縮空氣清孔方法清孔；

5）若挖孔時遇流砂層，一般可在井孔內設高為1～2m、厚為4mm的鋼套護筒，其直徑略小于混凝土護壁內徑，利用混凝土支護作支點，用小型油壓千斤頂將鋼護筒逐漸壓入土中，阻擋流砂，鋼套筒可一個接一個下沉，壓入一段，開挖一段樁孔，直至穿過流砂層0.5～1.0m，再轉入正常挖土和設混凝土支護。澆筑混凝土至該段時，隨澆混凝土隨將鋼護筒（上設吊環）吊出，也可不吊出。

3．人工挖孔灌注樁施工常見問題

人工挖孔灌注樁施工常見問題主要有：孔底虛土多；成孔困難，塌孔；樁孔傾斜及樁頂位移偏差大；吊放鋼筋籠與澆筑混凝土不當等。

4．人工挖孔灌注樁的特殊安全措施

（1）樁孔內必須設置應急軟爬梯供人員上下井，不得使用麻繩、尼龍繩吊掛或腳踏井壁凸緣上下。

（2）每日開工前必須檢測井下的有毒有害氣體，并應有足夠的安全防護措施，樁孔開挖深度超過10m時，應有專門向井下送風的設備，風量不宜少于25L/s。

（3）孔口四周必須設置不小于0.8m高的圍護護欄。

（4）挖出的土石方應及時運離孔口，不得堆放在孔口四周1m范圍內，機動車輛的通行不得對井壁的安全造成影響。

（5）孔內使用的電纜、電線必須有防磨損、防潮、防斷等措施，照明應采用安全礦燈或12V以下的安全燈，并遵守安全用電的各項規范和規章制度。

2.3.2.2 泥漿護壁鉆孔灌注樁

泥漿護壁鉆孔灌注樁是通過樁機在泥漿護壁條件下慢速鉆進，將鉆渣利用泥漿帶出，并保護孔壁不致坍塌，成孔后再使用水下混凝土澆筑的方法將泥漿置換出來而成的樁。此法為國內最為常用和應用范圍較廣的成樁方法。其優點是：可用于各種地質條件，各種大小孔徑（300～2000mm）和深度（40～100 m），護壁效果好，成孔質量可靠；施工無噪聲、無振動、無擠壓；機具設備簡單，操作方便，費用較低。其缺點是：成孔速度慢，效率低，用水量大，泥漿排放量大，污染環境，擴孔率較難控制。其適用于地下水水位較高的軟、硬土層，如淤泥、黏性土、砂土，軟質巖等土層。

1．泥漿制備

泥漿制備方法應根據土質條件確定：在黏土和粉質黏土中成孔時，可注入清水，以原土造漿，排渣泥漿的密度應控制在1.1～1.3g/cm3；在其他土層中成孔，泥漿可選用高塑性（lp≥17）的黏土或膨潤土制備；在砂土和較厚夾砂層中成孔時，泥漿密度應控制在1.1～1.3g/cm3；在穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層中成孔時，泥漿密度應控制在1.3～1.5g/cm3。施工中應經常測定泥漿密度，并定期測定黏度、含砂率和膠體率。泥漿的控制指標為黏度18～22s、含砂率不大于8%、膠體率不小于90%，為了提高泥漿質量可加入外摻料，如增重劑、增粘劑、分散劑等。施工中廢棄的泥漿、泥渣應按環保的有關規定處理。泥漿具有排渣和護壁作用，根據泥漿循環方式，可分為正循環和反循環兩種施工方法，如圖2-43所示。

正循環回轉鉆機成孔的工藝原理是由空心鉆桿內部通入泥漿或高壓水，從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動，由孔口將土渣帶出流入泥漿池。正循環具有設置簡單，操作方便，費用較低等優點；適用于小直徑孔（不宜大于1000mm），鉆孔深度一般以40m為限。其缺點是排渣能力較弱。從反循環回轉鉆機成孔的工藝原理中可以看出，泥漿帶渣流動的方向與正循環回轉鉆機成孔的情況相反。反循環工藝的泥漿上流速度較高，能攜帶大量的土渣。反循環成孔是目前大直徑樁成孔的有效的一種施工方法，適用于大直徑孔和孔深大于30 m的端承樁。

2．施工工藝流程及施工要點

（1）泥漿護壁鉆孔灌注樁施工工藝流程：放樣定位→埋設護筒→鉆機就位→鉆孔→第一次清孔→吊放鋼筋籠→下導管→第二次清孔→灌注混凝土。

（2）施工要點。

1）埋設護筒：埋設護筒的作用主要是保證鉆機沿著垂直方向順利工作，同時還起著存儲泥漿，使其高出地下水水位和保護樁頂部土層不致因鉆桿反復上下升降、機身振動而坍孔。護筒一般由鋼板卷制而成，鋼板厚度視孔徑大小采用4～8 mm，護筒內徑宜比設計樁徑大200 mm。護筒埋置深度一般要大于不穩定地層的深度，在黏性土中不宜小于1m；砂土中不宜小于1.5m；上口高出地面30～40cm或高出地下水水位1.5m以上，保持孔內泥漿面高出地下水水位1.0 m以上。護筒中心與樁位中心線偏差不得大于50mm，筒身豎直，四周用黏土回填，分層夯實，防止滲漏。

2）鉆機就位：就位前，先平整場地，鋪好枕木并用水平尺校正，保證鉆機平穩、牢固。移機就位后應認真檢查磨盤的平整度及及主鉆桿的垂直度，控制垂直偏差在0.2%以內，鉆頭中心與護筒中心偏差宜控制在15 mm以內，并在鉆進過程中要經常復檢、校正。樁徑允許偏差為+50 mm，垂直度允許偏差＜1%。

3）鉆孔。

①鉆孔作業應分班連續進行，認真填寫鉆孔施工記錄，交接班時應交待鉆進情況及下一班注意事項。應經常對鉆孔泥漿進行檢測和試驗，應經常注意土層變化，在土層變化處均應撈取渣樣，判明后記入記錄表中并與地質剖面圖核對。

②開鉆時，在護筒下一定范圍內應慢速鉆進，待導向部位或鉆頭全部進入土層后，方可加速鉆進。鉆進速度應根據土質情況，孔徑，孔深和供水、供漿量的大小確定，一般控制在5m/min左右，在淤泥和淤泥質黏土中不宜大于1m/min，在較硬的土層中以鉆機無跳動、電機不超荷為準。在鉆孔、排渣或因故障停鉆時，應始終保持孔內具有規定的水位和要求的泥漿相對密度和黏度。

③鉆頭到達持力層時，鉆速會突然減慢，這時應對浮渣取樣與地質報告作比較予以判定，原則上應由地勘單位派出有經驗的技術人員進行鑒定，判定鉆頭是否到達設計持力層深度；用測繩測定孔深作進一步判斷。經判定滿足設計規范要求后，可同意施工收樁提升鉆頭。

4）清孔：清孔分兩次進行。

①第一次清孔。在鉆孔深度達到設計要求時，對孔深、孔徑、孔的垂直度等進行檢查，符合要求后進行第一次清孔。清孔根據設計要求和施工機械采用換漿、抽漿、掏渣等方法進行。以原土造漿的鉆孔，清孔可用射水法，同時鉆機只鉆不進，待泥漿相對密度降到1.1左右即認為清孔合格；如注入制備的泥漿，采用換漿法清孔，置換出的泥漿密度小于1.15～1.20時方為合格。

②第二次清孔：鋼筋籠、導管安放完畢，混凝土澆筑之前，進行第二次清孔。第二次清孔根據孔徑、孔深、設計要求采用正循環、泵吸反循環、氣舉反循環等方法進行。第二次清孔后的沉渣厚度和泥漿性能指標應滿足設計要求，一般應滿足下列要求：沉渣厚度：摩擦樁≤150 mm，端承樁≤50mm。沉渣厚度的測定可直接用沉砂測定儀，但在施工現場多使用測繩。將測繩徐徐下入孔中，一旦感覺錘質量變輕，可在這一深度范圍，上下試觸幾次，確定沉渣面位置。繼續放入測繩，一旦錘質量發生較大減輕或測繩完全松弛，說明深度已到孔底，這樣重復測試3次以上，孔深取其中較小值，孔深與沉渣面之差即沉渣厚度。泥漿性能指標：在澆筑混凝土前，孔底500mm以內的泥漿密度控制在1.15～1.20。

③無論采用何種清孔方法，在清孔排渣時，必須注意保持孔內水頭，防止塌孔。不應采取加深鉆孔深度的方法代替清孔。

5）灌注混凝土：清孔合格后應及時澆筑混凝土，澆筑方法應采用導管進行水下澆注，對泥漿進行置換。導管直徑宜為200～250mm，壁厚不小于3mm，分節長度視工藝要求而定，一般為2.0～2.5m。水下混凝土的砂率宜為40%～45%；用中粗砂，粗集料最大粒徑＜40 mm；水泥用量不少于360kg/m3；坍落度宜為180～220mm，配合比通過試驗確定。水下澆筑法工藝流程如圖2-44所示，其施工要點如下：

①開始澆筑水下混凝土時，管底至孔底的距離宜為300～500mm，初灌量埋管深度不小于1m，在以后的澆筑中，導管埋深宜為2～6m。導管應不漏氣、漏水，接頭緊密；導管的上部吊裝松緊適度，不會使導管在孔內發生較大的平移。

②拔管頻率不要過于頻繁，導管振搗時，不要用力過猛。

③樁頂混凝土宜超灌500mm以上，保證在鑿除泛漿層后，樁頂達到設計標高。

3．鉆孔灌注樁施工記錄

鉆孔灌注樁施工記錄一般包括：測量定位（樁位、鋼筋籠、護筒安置）記錄、鉆孔記錄、成孔測定記錄、泥漿相對密度測定記錄、坍落度測定記錄、沉渣厚度測定記錄、鋼筋籠制定安裝檢查表、混凝土澆搗記錄、導管長度驗算記錄等。

2.3.3 樁基礎檢測

為了確?；鶚稒z測工作質量，統一基樁檢測方法，為設計和施工驗收提供可靠依據?；鶚稒z測方法應根據各種檢測方法的特點和適用范圍，考慮地質條件、樁型及施工質量可靠性、使用要求等因素進行合理選擇搭配。目前《建筑樁基檢測規范》（JGJ106）規定的檢測樁基承載力及樁身完整性的方法有靜載試驗法、鉆芯法、動測法（低應變法、高應變法）和聲波透射法。

1．靜載試驗法

樁的靜載試驗，是模擬實際荷載情況，通過靜載加壓，得出一系列關系曲線，經綜合評定確定其容許承載力。它能較好地反映單樁的實際承載力。靜載試驗有多種，通常采用的是單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗和單樁水平靜載試驗。

（1）單樁豎向抗壓靜載試驗：確定單樁豎向抗壓極限承載力，判定豎向抗壓承載力是否滿足設計要求，通過樁身內力及變形測試，測定樁側、樁端阻力；驗證高應變法的單樁豎向抗壓承載力檢測結果。

（2）單樁豎向抗拔靜載試驗：確定單樁豎向抗拔極限承載力，判定豎向抗拔承載力是否滿足設計要求。通過樁身內力及變形測試，測定樁的抗拔摩阻力。

（3）單樁水平靜載試驗：確定單樁水平臨界和極限承載力，推定土抗力參數，判定水平承載力是否滿足設計要求。通過樁身內力及變形測試，測定樁身彎矩。在預制樁在樁身強度達到設計要求的前提下，對于砂類土，不應少于7d；對于粉土和黏性土，不應少于15d；對于淤泥或淤泥質土，不應少于25d，待樁身與土體的結合基本趨于穩定，才能進行試驗。就地灌注樁應在樁身混凝土強度達到設計等級的前提下，對砂類土不少于10d；對一般黏性土不少于20d；對淤泥或淤泥質土不少于30d，才能進行試驗。

2．鉆芯法

鉆芯法是用鉆機鉆取芯樣以檢測混凝土灌注樁的樁長、樁身混凝土強度、樁底沉渣厚度和樁身完整性，判定或鑒別樁端持力層巖土性狀的方法。

3．動測法

動測法又稱動力無損檢測法，是檢測樁基承載力及樁身質量的一項新技術，作為靜載試驗的補充。動測法相對靜載試驗法而言，是對樁土體系進行適當的簡化處理，建立起數學-力學模型，借助現代電子技術與量測設備采集樁-土體系在給定的動荷載作用下所產生的振動參數，結合實際樁土條件進行計算，將所得結果與相應的靜載試驗結果進行對比。在積累一定數量的動靜試驗對比結果的基礎上，找出兩者之間的某種相關關系，并以此作為標準來確定樁基承載力。另外，可應用波動理論，根據波在混凝土介質內的傳播速度，傳播時間和反射情況，檢驗、判定樁身是否存在斷裂、夾層、頸縮、空洞等質量缺陷。一般靜載試驗可直觀地反映樁的承載力和混凝土的澆筑質量，數據可靠，但試驗裝置復雜笨重，裝、卸、操作費工費時，成本高，測試數量有限，并且易破壞樁基。采用動測法試驗，則儀器輕便靈活，檢測快速；單樁試驗時間，僅為靜載試驗的1/50左右；可大大縮短試驗時間；數量多，不破壞樁基，相對也較準確，可進行普查；費用低，單樁測試費為靜載試驗的1/30左右，可節省靜載試驗錨樁、堆載、設備運輸、吊裝焊接等大量人力、物力。據統計，國內用動測法的試樁工程數目，已占工程總數的70%左右，試樁數約占全部試樁數的90%，有效地填補了靜力試樁的不足，滿足了樁基工程發展的需要，因此，社會經濟效益顯著，但動測法也存在需做大量的測試數據，需靜載試驗資料來充實完善、編制電腦軟件，所測的極限承載力有時與靜載荷值離散性較大等問題。

4．聲波透射法

在預埋聲測管之間發射并接收聲波，并通過實測聲波在混凝土介質中傳播的聲時、頻率和波幅衰減等聲學參數的相對變化，對樁身完整性進行判定的檢測方法。

2.3.4 樁基工程質量檢查及驗收

1．樁位偏差檢查

樁位偏差檢查一般在施工結束后進行。當樁頂設計標高低于施工場地標高，送樁后無法對樁位進行檢查時，對打入樁可在每根樁樁頂沉至場地標高時，進行中間驗收，待全部樁施工結束，承臺或底板開挖到設計標高后，再做最終驗收。對灌注樁可對護筒位置做中間驗收。

2．承載力檢驗

對于地基基礎設計等級為甲級或地質條件復雜、成樁質量可靠性低的灌注樁，應采用靜載荷試驗的方法進行檢驗。檢驗樁數不應少于總數的1%，且不應少于3根，當總樁數不少于50根時，不應少于2根。

3．樁身質量檢驗

對設計等級為甲級或地質條件復雜、成樁質量可靠性低的灌注樁，抽檢數量不應少于總數的30%，且不應少于20根；其他樁基工程的抽檢數量不應少于總數的20%，且不應少于10根；對混凝土預制樁及地下水水位以上且終孔后經過核驗的灌注樁，檢驗數量不應少于總樁數的10%，且不得少于10根。每個柱子承臺下不得少于1根。

4．施工過程檢查

（1）預制樁。

1）錘擊沉樁：應對樁體垂直度、沉樁情況、樁頂完整狀況、接樁質量等進行檢查，對電焊接樁，重要工程應做10%的焊縫探傷檢查。

2）靜力壓樁：壓樁過程中應檢查壓力、樁垂直度、接樁間歇時間、樁的連接質量及壓入深度。重要工程應對電焊接樁的接頭做10%的探傷檢查。對承受反力的結構應加強觀測。

（2）灌注樁。施工中應對成孔、清渣、放置鋼筋籠、灌注混凝土等全過程檢查；人工挖孔樁還應復驗孔底持力層土（巖）性。嵌巖樁必須有樁端持力層的巖性報告。

5．質量驗收項目

（1）錘擊沉樁。

1）主控項目：樁體質量檢驗、樁位偏差、承載力。

2）一般項目：砂、石、水泥、鋼材等原材料，混凝土配合比及強度（現場預制時）；成品樁外形；成品樁裂縫（收縮裂縫或起吊、裝運、堆放引起的裂縫）；成品樁尺寸（橫截面邊長、樁頂對角線差、樁尖中心線、樁身彎曲矢高、樁頂平整度）；電焊接樁（焊縫質量，電焊結束后停歇時間，上、下節平面偏差，節點彎曲矢高）；樁頂標高；停錘標準。

（2）靜力壓樁。

1）主控項目：樁體質量檢驗、樁位偏差、承載力。

2）一般項目：成品樁質量（外觀、外形尺寸、強度）；硫磺膠泥質量（半成品）；接樁（電焊接樁：焊縫質量、電焊結束后停歇時間）；電焊條質量；壓樁壓力；接樁時上、下節平面偏差，接樁時節點彎曲矢高；樁頂標高。

（3）灌注樁。

1）主控項目：樁位、孔深、樁體質量檢驗，混凝土強度，承載力。

2）一般項目：垂直度；樁徑；泥漿比重（黏土或砂性土中）；泥漿面標高（高于地下水水位）；沉渣厚度；混凝土坍落度；鋼筋籠安裝深度；混凝土充盈系數；樁頂標高。

第二課堂

1．查閱相關資料，編制預制樁施工技術交底。

2．查閱相關資料，編制鋼筋混凝土灌注樁施工方案。