第2章 樁基礎(chǔ)工程

第2章樁基礎(chǔ)工程土木工程系夏瀛第2章樁基礎(chǔ)工程2.1概述當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好時(shí)，建筑物多采用天然基礎(chǔ)，它造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便。如果天然淺土層較弱，可采用機(jī)械壓實(shí)、強(qiáng)夯、堆載預(yù)壓、深層攪拌、化學(xué)加固等方法進(jìn)行人工加固，形成人工地基。如深部土層也軟弱，或建筑物的上部荷載較大，或?qū)Τ两涤袊?yán)格要求的高層建筑、地下建筑以及橋梁基礎(chǔ)等，則需采用深基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)是一種常用的深基礎(chǔ)形式。2.1概述樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)：承載力高、沉降量小而均勻，能承受豎向力、水平力、上拔力、振動(dòng)力等，施工速度快、質(zhì)量好。樁基礎(chǔ)的構(gòu)成：由樁和承臺(tái)組成。圖2-1樁基礎(chǔ)的構(gòu)成1-堅(jiān)硬土層2-樁3-承臺(tái)4-上部結(jié)構(gòu)5-軟弱土層2.1.1樁的類型1.按樁的承載性狀分類端承型樁

端承樁摩擦-端承樁

摩擦型樁

摩擦樁端承-摩擦樁

圖2-2端承樁與摩擦樁（a）端承型樁；（b）摩擦型樁2.1.1樁的類型2.按樁的施工方法分類預(yù)制樁在工廠或施工現(xiàn)場(chǎng)制成的各種形式的樁，然后用錘擊、靜壓、振動(dòng)或水沖沉入等方法打樁入土。灌注樁在施工現(xiàn)場(chǎng)就地成孔，而后再鉆孔中放置鋼筋籠、灌注混凝土成樁。灌注樁根據(jù)成孔的方法，又可分為鉆孔、挖孔、沖孔及沉管成孔等方法。2.2混凝土預(yù)制樁施工預(yù)制樁的類型主要有：鋼筋混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼管樁及型鋼樁等。本課程主要介紹混凝土預(yù)制樁的施工。優(yōu)點(diǎn)：混凝土預(yù)制樁能承受較大的荷載，堅(jiān)固耐久、施工速度快，質(zhì)量易保證，是工程廣泛應(yīng)用的樁型之一。缺點(diǎn)：造價(jià)高，打樁噪音大，污染環(huán)境。2.1.1預(yù)制樁的制作1.預(yù)制鋼筋混凝土方樁的制作預(yù)制鋼筋混凝土方樁可在預(yù)制場(chǎng)或施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行制作。現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制鋼筋混凝土方樁的制作程序：場(chǎng)地平整、壓實(shí)→場(chǎng)地地坪作三七灰土或澆筑混凝土→支模→綁扎鋼筋骨架、安設(shè)吊環(huán)→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)至設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%拆?！чg隔樁端頭模板、設(shè)隔離層、綁鋼筋→澆筑間隔樁混凝土→同法間隔制作第二層樁→養(yǎng)護(hù)至70%強(qiáng)度起吊→達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后運(yùn)輸（視頻1）2.1.1預(yù)制樁的制作鋼筋混凝土預(yù)制樁制作－鋼筋、模板施工（預(yù)制廠制作）鋼筋混凝土預(yù)制樁制作－混凝土澆筑（工地現(xiàn)場(chǎng)制作）預(yù)制鋼筋混凝土方樁的制作要求：（1）疊澆法施工，重疊層數(shù)取決于地面允許荷載和施工條件，一般不宜超過(guò)4層。（2）預(yù)制樁的混凝土澆筑，應(yīng)由樁頂向樁尖連續(xù)進(jìn)行，嚴(yán)禁中斷。（3）上層樁或鄰樁的澆筑，必須在下層樁或鄰樁的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以后方可進(jìn)行。（4）水平方向可采用間隔施工的方法，但樁與樁間應(yīng)做好隔離層，樁與鄰樁、下層樁、底模間的接觸面不得發(fā)生粘結(jié)。1.預(yù)制鋼筋混凝土方樁的制作2.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的制作預(yù)應(yīng)力混凝土管樁按混凝土強(qiáng)度等級(jí)分為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（PC）和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（PHC）。常用管樁外徑及管壁厚一般為Φ300mm×70mm、

Φ400mm×95mm、Φ500mm×100mm和Φ600mm×110mm等，管樁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)長(zhǎng)度一般為7m~12m。預(yù)應(yīng)力管樁用混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C60，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁用混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C80。管樁預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒，其抗拉強(qiáng)度不小于1420MPa。2.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的制作預(yù)應(yīng)力混凝土土管樁為空心樁，在預(yù)制廠用離心法生產(chǎn)。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的制作程序：鋼筋骨架制作→鋼模安裝→將鋼筋骨架吊入鋼?！蜾撃?nèi)澆筑混凝土→合?！A(yù)應(yīng)力鋼筋張拉→采用離心工藝成型→養(yǎng)護(hù)→放張預(yù)應(yīng)力鋼筋→脫模→達(dá)80%設(shè)計(jì)強(qiáng)度起吊運(yùn)輸→達(dá)100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度出廠。注意：預(yù)應(yīng)力鋼筋放張時(shí)，管樁的混凝土抗壓強(qiáng)度不得低于45MPa。鋼筋骨架吊入鋼模合模預(yù)應(yīng)力混凝土土管樁成品2.1.2預(yù)制樁的起吊、運(yùn)輸

1.預(yù)制樁的起吊規(guī)范規(guī)定：混凝土預(yù)制樁須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可起吊；達(dá)到100%方可運(yùn)輸和打樁。圖2-3吊點(diǎn)設(shè)置的原則+M－M吊點(diǎn)設(shè)置：應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)按正負(fù)彎矩相等原則設(shè)置吊點(diǎn)，如圖2-3所示。1.預(yù)制樁的起吊圖2-4樁的合理吊點(diǎn)a）一點(diǎn)起吊；b）單點(diǎn)起吊；c）兩點(diǎn)起吊；d）三點(diǎn)起吊2.1.2預(yù)制樁的起吊、運(yùn)輸2.預(yù)制樁的運(yùn)輸樁的運(yùn)輸方式：短距離運(yùn)輸——可直接用起重機(jī)吊運(yùn)或樁下墊滾筒托運(yùn)；長(zhǎng)距離運(yùn)輸——可采用大平板車或輕便軌道平臺(tái)車運(yùn)輸?；炷翗对谶\(yùn)輸中應(yīng)適當(dāng)保護(hù)，防止樁體撞擊而造成樁端、樁體損壞。2.1.3預(yù)制樁的堆放堆放要求：1．樁的堆放場(chǎng)地必須平整、堅(jiān)實(shí)，排水暢通；2．墊木間距應(yīng)與吊點(diǎn)位置相同，各層墊木應(yīng)位于同一垂直線上。3．在現(xiàn)場(chǎng)樁的堆放層數(shù)不宜太多。對(duì)混凝土樁，堆放層數(shù)不宜超過(guò)4層；4．對(duì)不同規(guī)格的樁應(yīng)分別堆放，便于施工。2.1.4預(yù)制樁沉樁預(yù)制樁常用的沉樁方法主要有：1.錘擊法2.靜壓法2.1.4預(yù)制樁沉樁1．錘擊沉樁錘擊沉樁是靠打樁機(jī)的樁錘下落到樁頂，產(chǎn)生的沖擊能而將樁沉入土中的一種沉樁方法。（1）錘擊沉樁機(jī)錘擊沉樁機(jī)由樁錘、樁架及動(dòng)力裝置三部分組成。1）樁錘施工時(shí)應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、樁的類型、樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、樁的長(zhǎng)度、樁群密集程度以及施工條件等因素選擇樁錘，如表2-1。1）樁錘錘型

錘擊動(dòng)力

適用性

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)

點(diǎn)

缺

點(diǎn)

落錘重力小型樁工程

構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便

效率低、樁身易損失

柴油錘

燃油爆炸能量

（視頻2）

適用面廣、可用于大型混凝土樁和鋼管樁等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便；不需從外部供應(yīng)能源

過(guò)軟的土中會(huì)使工作循環(huán)中斷；污染大

蒸汽錘

蒸汽動(dòng)力

適用面廣

沖擊力較大；無(wú)污染

需配備鍋爐設(shè)備；

液壓錘

液壓作用

適合水下打樁

能獲得較大的貫入度

構(gòu)造復(fù)雜、造價(jià)高

表2-1樁錘的類型及選擇1）樁錘樁錘的選擇：用錘擊沉樁時(shí)，為防止樁受沖擊應(yīng)力過(guò)大而損壞，應(yīng)采用“重錘低擊”沉樁方法。重錘低擊時(shí)，對(duì)樁頂?shù)臎_量小動(dòng)量大，大部分能量用于克服樁身摩擦力與樁尖阻力，樁頂不易被打碎，并使樁身反彈小，不致使樁身受拉破壞。如采用輕錘重?fù)?，錘擊功能很大一部分被樁身吸收，樁不易打入，且樁頭容易打碎。當(dāng)樁錘重大于樁重的1.5倍~2倍時(shí)，能取得較好的效果。錘重可根據(jù)土質(zhì)條件、樁的規(guī)格等進(jìn)行選擇，如能進(jìn)行錘擊應(yīng)力計(jì)算則更為科學(xué)。

（1）錘擊沉樁機(jī)2）樁架樁架的作用是懸吊樁錘，并為樁錘導(dǎo)向，它還能起吊樁并可在小范圍內(nèi)移動(dòng)樁位。樁架的高度是選擇樁架時(shí)需考慮的一個(gè)重要問(wèn)題。樁架的高度=樁長(zhǎng)+滑輪組高度+樁錘高+樁帽高度+起錘移位高度（取1-2m）2）樁架樁架的類型：多功能樁架。多能樁架的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性很大，水平方向可作360°回轉(zhuǎn)，立柱可前后傾斜，可在軌道上行走，但其機(jī)構(gòu)較龐大。圖2-5多能樁架

2）樁架樁架的類型：履帶式樁架：履帶式樁架以履帶式起重機(jī)為底盤(pán)，增加立柱和斜撐用以打樁其性能靈活，移動(dòng)方便，可適應(yīng)各種預(yù)制樁施工，目前應(yīng)用最多。

圖2-6履帶式樁架1-樁錘；2-樁帽；3-樁；4-立柱；5-斜撐；6-車體1．錘擊沉樁（2）打樁前的準(zhǔn)備工作1）清除地上、地下的障礙物，平整施工場(chǎng)地；2）定位放線。打樁前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，確定裝機(jī)軸線，并將樁的準(zhǔn)確位置測(cè)設(shè)到地面上。（樁基軸線的定位點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)，應(yīng)設(shè)置在不受打樁影響的地點(diǎn)，水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置不少于2個(gè)。在施工過(guò)程中可據(jù)此檢查樁位的偏差以及樁的入土深度）。

3）設(shè)置供電、供水系統(tǒng)；安裝打樁機(jī)；4）進(jìn)行試樁，試樁不得少于2根。1.錘擊沉樁（3）確定打樁順序打樁宜采用“先深后淺”、“先大后小”、“先長(zhǎng)后短”的順序，以使土層擠密均勻，防止位移或偏斜。在樁距＜4倍樁徑時(shí),還應(yīng)考慮打樁順序?qū)Φ叵峦翆訑D壓狀態(tài)的影響，如圖2-7所示。圖2-7打樁順序和土壤擠密狀況圖（3）確定打樁順序根據(jù)樁群的密集程度，可選用下述打樁順序：當(dāng)樁距＞4倍樁徑時(shí)，可由一側(cè)向單一方向施打，若施工區(qū)毗鄰建筑物或地下管線，應(yīng)由毗鄰被保護(hù)的一側(cè)向另一側(cè)施打。當(dāng)樁的中心距≤4倍樁徑時(shí)，應(yīng)采用自中間向兩個(gè)方向或自中間向四周對(duì)稱施打，以減少先打入樁對(duì)鄰樁造成的擠壓和變位；（a）逐排打設(shè)；（b）自中心向邊緣打設(shè)（c）自中部向兩側(cè)打設(shè)圖2-8打樁順序1.錘擊沉樁（4）打樁方法打樁工藝：打樁機(jī)就位→定錘、吊樁→校正→錘擊沉樁→接樁→再錘擊沉樁→送樁→收錘→切割樁頭。（動(dòng)畫(huà)3）打樁施工要點(diǎn)：1）在樁錘和樁帽之間應(yīng)加彈性襯墊，樁帽和樁頂周圍四周應(yīng)有5-10mm的間隙，以防損傷樁頂。圖2-9樁頭處理（4）打樁方法打樁施工要點(diǎn)：

2）打樁時(shí)，應(yīng)用導(dǎo)板夾具或樁箍將樁嵌固在樁架內(nèi)，經(jīng)水平和垂直度校正后將樁錘和樁帽壓在樁頂，樁、樁帽、樁錘在同一鉛垂線上，插入土中的垂直度偏差不得超過(guò)0.5%，確保樁能垂直下沉。圖2-10打樁時(shí)垂直度的校正（4）打樁方法打樁施工要點(diǎn)：

3）開(kāi)始打樁時(shí)，應(yīng)小落距輕打，待樁入土至一定深度且穩(wěn)定后，再按規(guī)定的落距錘擊。4）宜采用“重錘低擊”的打樁方法，落錘或單動(dòng)汽錘，最大落距不宜大于1m，用柴油錘時(shí)，應(yīng)使錘跳動(dòng)正常。打入預(yù)制樁——第一節(jié)樁體（4）打樁方法打樁施工要點(diǎn)：5）在打樁過(guò)程中，遇有貫入度劇變、樁身突然發(fā)生傾斜、位移或有嚴(yán)重回彈、樁頂或樁身出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫或破碎等異常情況時(shí)，應(yīng)暫停打樁，及時(shí)研究處理。打入預(yù)制樁——第末節(jié)樁體1.錘擊沉樁（5）接樁混凝土樁的接樁可用焊接、法蘭接以及硫磺膠泥錨接三種方法。（視頻4）a）焊接；b）法蘭接；c）硫磺膠泥錨接

圖2-11混凝土預(yù)制樁的接樁

1—下節(jié)樁；2—上節(jié)樁；3—樁帽；4—連接角鋼；

5—連接法蘭；6—預(yù)留錨筋孔；7—預(yù)埋錨接鋼筋

1.錘擊沉樁（6）送樁如樁頂標(biāo)高低于自然土面，則需用送樁管將樁送入土中時(shí)，打樁完成后樁孔應(yīng)及時(shí)回填或加蓋。（7）打樁記錄打樁工程是隱蔽工程，施工中應(yīng)做好每根樁的觀測(cè)和記錄，這是工程驗(yàn)收時(shí)檢驗(yàn)質(zhì)量的依據(jù)。1.錘擊沉樁（8）打樁質(zhì)量控制1）樁的入土深度的控制端承型樁——以貫入度控制為主，樁尖進(jìn)入持力層深度或樁尖標(biāo)高可作參考。貫入度是指每10擊樁入土深度的平均值。最后貫入度是指最后3陣（每陣10擊），樁的平均入土深度。摩擦型樁——以樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高控制為主，貫入度可作參考。（8）打樁質(zhì)量控制基礎(chǔ)形式允許偏差帶有基礎(chǔ)梁的樁垂直基礎(chǔ)梁的中心線平行基礎(chǔ)梁的中心線100mm+0.01H150mm+0.01H承臺(tái)樁數(shù)為1~3根100mm樁數(shù)為4~16根1/3樁徑或1/3邊長(zhǎng)樁數(shù)大于16根最外邊的樁中間樁1/3樁徑或1/3邊長(zhǎng)1/2樁徑或1/2邊長(zhǎng)

2）平面位置的允許偏差表2-2預(yù)制樁樁位的允許偏差注：H為施工現(xiàn)場(chǎng)地面標(biāo)高與樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高的距離。

1.錘擊沉樁（9）打樁常見(jiàn)問(wèn)題分析及處理1）樁頂、樁身被打壞原因有樁的強(qiáng)度不足，保護(hù)層過(guò)厚，樁頂不平，錘擊次數(shù)過(guò)多，沖擊能過(guò)大等。2）打歪原因有樁頂不平，樁身混凝土凸肚，樁尖偏心，土中有障礙物，打樁操作不當(dāng)?shù)取?）打不下原因有遇到地下障礙物，遇到硬土層，打樁停歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等。2.1.4預(yù)制樁沉樁2.靜力壓樁靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土中，施工中雖然仍然存在擠土效應(yīng)，但沒(méi)有振動(dòng)和噪音，適用于軟弱土層和鄰近有怕振動(dòng)的建（構(gòu)）筑物的情況。靜力壓樁機(jī)有機(jī)械式和液壓式之分，目前使用的多為液壓式靜力壓樁機(jī)，壓力可達(dá)5000KN。靜力壓樁機(jī)圖2-12靜力壓樁示意圖2.靜力壓樁2.靜力壓樁（1）施工要點(diǎn)1）壓樁施工時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意使樁保持軸心受壓，接樁時(shí)也應(yīng)保證上下接樁的軸線一致，第一節(jié)樁下壓時(shí)垂直度偏差不應(yīng)大于0.5％，施壓速度不應(yīng)超過(guò)2m/min；2）壓樁一般是分節(jié)壓入，逐段接長(zhǎng)。為此，樁需分節(jié)預(yù)制。當(dāng)?shù)谝还?jié)樁壓入土中，其上端距地面0.5~1.0m時(shí)將第二節(jié)樁接上，繼續(xù)壓入。宜將每根樁一次性連續(xù)壓到底，且最后一節(jié)有效樁長(zhǎng)不宜小于5m；（1）施工要點(diǎn)3）對(duì)每一根樁的壓入，壓樁、接樁、送樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，接樁時(shí)間盡可能的縮短，以避免間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)由于壓樁阻力過(guò)大導(dǎo)致發(fā)生壓不下去的事故；4）抱壓力不應(yīng)大于樁身允許側(cè)向壓力的1.1倍，以免損壞樁體；5）壓樁過(guò)程中應(yīng)測(cè)量樁身的垂直度。當(dāng)樁身垂直度偏差大于1％的時(shí)，應(yīng)找出原因并設(shè)法糾正；當(dāng)樁尖進(jìn)入較硬土層后，嚴(yán)禁用移動(dòng)機(jī)架等方法強(qiáng)行糾偏。

（1）施工要點(diǎn)6）出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)暫停壓樁作業(yè)，并分析原因，采用相應(yīng)措施：①壓力表讀數(shù)顯示情況與勘察報(bào)告中的土層性質(zhì)明顯不符；②樁難以穿越具有軟弱下臥層的硬夾層；③實(shí)際樁長(zhǎng)與設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)相差較大；④出現(xiàn)異常響聲；壓樁機(jī)械工作狀態(tài)出現(xiàn)異常；⑤樁身出現(xiàn)縱向裂縫和樁頭混凝土出現(xiàn)剝落等異?，F(xiàn)象；⑥夾持機(jī)構(gòu)打滑；

2.靜力壓樁（2）終壓條件1）應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試壓樁的試驗(yàn)結(jié)果確定終壓力標(biāo)準(zhǔn)，一般大于或等于2倍設(shè)計(jì)荷載；2）當(dāng)壓樁力達(dá)到終壓力時(shí)，應(yīng)進(jìn)行復(fù)壓，復(fù)壓次數(shù)應(yīng)根據(jù)樁長(zhǎng)及地質(zhì)條件等因素確定。對(duì)于入土深度大于或等于8m的樁，穩(wěn)壓次數(shù)可為2～3次；對(duì)于入土深度小于8m的樁，穩(wěn)壓次數(shù)可為3～5次；3穩(wěn)壓壓樁力不得小于終壓力，穩(wěn)定壓樁的時(shí)間宜為5～10s。

2.3混凝土灌注樁施工灌注樁是直接在樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠、灌注混凝土的一種成樁方法。特點(diǎn)：能適應(yīng)土層變化，無(wú)需接樁，施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)擠壓，噪聲小。但其施工要求嚴(yán)格，澆筑混凝土后需有一段養(yǎng)護(hù)期，不能立即承受荷載。灌注樁的施工方法：常用的有鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、套管成孔灌注樁等。2.2.1干作業(yè)成孔灌注樁干作業(yè)成孔灌注樁是用螺旋鉆機(jī)在樁位處鉆孔，然后在孔內(nèi)放入鋼筋籠，再澆筑混凝土成樁。螺旋鉆機(jī)成孔效率高、無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音，宜用于勻質(zhì)粘土層，亦能穿透砂層，成孔直徑一般為400～600mm，成孔深度在12m以內(nèi)。適用于成孔深度內(nèi)沒(méi)有地下水的情況，成孔時(shí)不必采取護(hù)壁措施而直接取土成孔。2.2.1干作業(yè)成孔灌注樁1.成孔機(jī)械一般采用螺旋鉆機(jī)，它由主機(jī)、滑輪組、螺旋鉆桿、鉆頭、滑動(dòng)支架、出土裝置等組成。

圖2-13步履式螺旋鉆機(jī)1-上底盤(pán)；2-下底盤(pán)；3-回轉(zhuǎn)滾輪；4-行車滾輪；5-鋼絲滑輪；6-回轉(zhuǎn)軸；7-行車油缸；8-支架

2.2.1干作業(yè)成孔灌注樁2.施工方法用螺旋鉆頭切削土體，切下的土隨鉆頭旋轉(zhuǎn)并沿螺旋葉片上升而排出孔外。當(dāng)螺旋鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，在原位空轉(zhuǎn)清土，停鉆后提出鉆桿棄土，鉆出的土應(yīng)及時(shí)清除，不可堆在孔口。鋼筋骨架綁好后，一次整體吊入孔內(nèi)。如過(guò)長(zhǎng)亦可分段吊，兩段焊接后再徐徐沉放孔內(nèi)。鋼筋籠吊放完畢，應(yīng)及時(shí)灌注混凝土。灌注時(shí)應(yīng)分層搗實(shí)。2.施工方法圖2-14螺旋鉆機(jī)鉆孔灌注樁施工過(guò)程（a）鉆機(jī)鉆孔（b）放入鋼筋骨架（c）澆筑混凝土（動(dòng)畫(huà)5）

干作業(yè)成孔灌注樁的施工過(guò)程：2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁泥漿護(hù)壁成孔灌注樁，是用泥漿保護(hù)孔壁并排出土渣，濕作業(yè)而成孔。此方法能夠解決施工中地下水帶來(lái)的孔壁塌落，鉆具磨損發(fā)熱及沉渣問(wèn)題。泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁適用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎（礫）石土及風(fēng)化巖層；以及地質(zhì)情況復(fù)雜，夾層多、風(fēng)化不均、軟硬變化較大的巖層。2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工工藝：（動(dòng)畫(huà)6）2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁1.埋設(shè)護(hù)筒鉆孔前，應(yīng)先在孔口處埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒的作用是固定樁孔位置、保護(hù)孔口、防止塌孔、增加樁孔內(nèi)水壓。護(hù)筒由4mm～8mm鋼板制成，其內(nèi)徑比鉆頭直徑大100mm，護(hù)筒埋在樁位處，其埋設(shè)深度在黏性土中不宜小于1.0m，砂土中不宜小于1.5m。其頂面應(yīng)高出地面200mm～600mm，周圍用粘土填實(shí)。圖2-15鉆孔灌注樁——埋設(shè)護(hù)筒2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁2.護(hù)壁泥漿護(hù)壁泥漿是由高塑性粘土或膨潤(rùn)土與水拌和的泥漿，或利用鉆削下來(lái)的粘性土與水混合自造泥漿。也可在其中摻入加重劑、分散劑、增粘劑和堵漏劑等摻合劑。泥漿的作用：護(hù)壁、攜碴、冷卻和潤(rùn)滑。施工要求：施工期間護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0m以上，在受水位漲落影響時(shí)，泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5m以上。澆注混凝土前，孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重應(yīng)小于1.25，含砂率不得大于8%，黏度不得大于28s。2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁3.成孔機(jī)械常用的濕作業(yè)成孔機(jī)械有回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、沖擊鉆、潛水鉆等，其中回轉(zhuǎn)鉆機(jī)應(yīng)用最多?；剞D(zhuǎn)鉆機(jī)：是由動(dòng)力裝置帶動(dòng)鉆機(jī)的回旋裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)帶有鉆頭的鉆桿轉(zhuǎn)動(dòng)，由鉆頭切削土壤。切削形成的土渣，通過(guò)泥漿循環(huán)排出樁孔。圖2-16回轉(zhuǎn)鉆機(jī)潛水鉆機(jī)：是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī)械，其動(dòng)力、變速機(jī)構(gòu)和鉆頭連在一起，加以密封。因而可以下放至孔中地下水位以下進(jìn)行切削土壤成孔。用正循環(huán)工藝或反循環(huán)工藝輸入泥漿，進(jìn)行護(hù)壁和將鉆下的土渣排出孔外。

圖2-17潛水鉆機(jī)

3.成孔機(jī)械沖擊鉆：主要用于在巖土層中成孔。成孔時(shí)，利用卷?yè)P(yáng)機(jī)將沖錐式鉆頭提升一定高度后，以自由下落的沖擊力來(lái)破碎堅(jiān)硬土層或巖層，然后用掏渣筒來(lái)掏取孔內(nèi)的渣漿。圖2-18沖擊鉆機(jī)

3.成孔機(jī)械2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁4.泥漿循環(huán)鉆孔過(guò)程中應(yīng)向樁孔內(nèi)注入泥漿，土渣通過(guò)泥漿循環(huán)排出樁孔。根據(jù)泥漿循環(huán)方式的不同，分為正循環(huán)和反循環(huán)。對(duì)孔深較大的端承型樁和粗粒土層中的摩擦型樁，宜采用反循環(huán)工藝成孔或清孔。也可根據(jù)土層情況采用正循環(huán)鉆進(jìn)，反循環(huán)清孔。4.泥漿循環(huán)正循環(huán)成孔：泥漿由鉆桿內(nèi)部注入，并從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動(dòng)，由孔口將土渣帶出流入沉淀池，經(jīng)沉淀的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿，由此進(jìn)行循環(huán)。圖2-19泥漿循環(huán)成孔——正循環(huán)

1-鉆頭；2-泥漿循環(huán)方向；3-沉淀池；4-泥漿池；5-泥漿泵；7-水閥；8-鉆桿；9-鉆機(jī)回旋裝置

4.泥漿循環(huán)反循環(huán)成孔：是泥漿從鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔來(lái)冷卻鉆頭。并由砂石泵在鉆桿內(nèi)形成真空，使鉆下的土渣由鉆桿內(nèi)腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流向泥漿池。圖2-20泥漿循環(huán)成孔——反循環(huán)

1-鉆頭；2-泥漿循環(huán)方向；3-沉淀池；4-泥漿池；6-砂石泵；7-水閥；8-鉆桿；9-鉆機(jī)回旋裝置5.安防鋼筋籠當(dāng)鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，即可安防鋼筋籠。鋼筋籠長(zhǎng)度在8m以上，可分段制作。分段制作的鋼筋籠，其接頭宜采用焊接或機(jī)械連接。搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)防止變形，安放時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁和自由落下，就位后應(yīng)立即固定。2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁6.清孔鉆孔達(dá)到要求的深度后為防止灌注樁沉降加大、承載力降低，要清除孔底沉淀物（沉渣等），這個(gè)過(guò)程稱為清孔。（1）當(dāng)孔壁土質(zhì)較好，不易塌孔時(shí)，可用空氣吸泥機(jī)清孔，同時(shí)注入清水，清孔后泥漿相對(duì)密度應(yīng)控制在1.1左右；（2）孔壁土質(zhì)較差時(shí)，宜用泥漿循環(huán)清孔，清孔后的泥漿相對(duì)密度控制在1.15-1.25之間。

（3）在清孔過(guò)程中，應(yīng)不斷置換泥漿，直至澆注水下混凝土。2.2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁7.水下澆筑混凝土泥漿護(hù)壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進(jìn)行的，故稱為澆筑水下混凝土。水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法。圖2-21水下澆筑混凝土2.2.3沉管灌注樁

沉管灌注樁是利用錘擊打樁法或振動(dòng)沉樁法，將帶有活瓣式樁尖或帶有鋼筋混凝土樁靴的鋼管沉入土中，然后邊拔管邊灌注混凝土而成。若配有鋼筋時(shí)，則在澆筑混凝土前先吊放鋼筋骨架。沉管灌注樁適用于粘性土、粉土、淤泥質(zhì)土、砂土及填土；在厚度較大、靈敏度較高的淤泥和流塑狀態(tài)的粘性土等軟弱土層中采用時(shí)，應(yīng)制定質(zhì)量保證措施，并經(jīng)工藝試驗(yàn)成功后方可實(shí)施。2.2.3沉管灌注樁1.樁尖的構(gòu)造鋼管下端有兩種構(gòu)造：一種是管端帶有活瓣樁尖，沉管時(shí)，樁尖活瓣合攏，灌注混凝土及拔管時(shí)活瓣打開(kāi)。另一種是開(kāi)口的，在沉管時(shí)套以鋼筋混凝土預(yù)制樁靴，拔管時(shí)，樁尖留在樁底土中。a）活瓣樁尖；b）樁靴

圖2-22活瓣樁尖及樁靴

1-樁管；2-鎖軸；3-活瓣；4-樁靴2.2.3沉管灌注樁2.施工工藝樁機(jī)就位→錘擊（振動(dòng)）沉管→澆筑混凝土→邊錘擊（振動(dòng)）邊拔管，并繼續(xù)澆筑混凝土→下鋼筋籠、繼續(xù)澆筑混凝土及拔管→成樁（動(dòng)畫(huà)7）圖2-23沉管灌注樁施工過(guò)程

a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土；d放置鋼筋籠、灌注混凝土；e）拔管成樁

1一鋼管；2一混凝土樁靴；3一樁

2.2.3沉管灌注樁3.沉管方法（1）錘擊沉管錘擊沉管灌注樁施工時(shí)，用樁架吊起鋼套管，關(guān)閉活瓣或套入樁靴。套管與樁靴連接處要墊以麻、草繩，以防止地下水滲入管內(nèi)。然后緩緩放下套管，壓進(jìn)土中。套管上端扣上樁帽，檢查套管與樁錘是否在一垂直線上，套管偏斜不大于0.5%時(shí)，即可起錘沉套管。先用低錘輕擊，觀察后如無(wú)偏移，才正常施打，直至符合設(shè)計(jì)要求的貫入度或沉入標(biāo)高，檢查管內(nèi)有無(wú)泥漿或水進(jìn)入，即可灌注混凝土。3.沉管方法（2）振動(dòng)沉管振動(dòng)沉管灌注樁采用振動(dòng)錘或振動(dòng)-沖擊錘沉管，其設(shè)備如圖2-24所示。施工前，先安裝樁機(jī)，將樁管下端活瓣合起來(lái)或套入樁靴，對(duì)準(zhǔn)樁位，徐徐放下套管，壓入土中，勿使偏斜，即可開(kāi)動(dòng)激振器沉管。樁管受振后與土體之間摩阻力減小，同時(shí)利用振動(dòng)錘自重在套管上加壓，套管即能沉入土中。

圖2-24振動(dòng)沉管灌注樁設(shè)備2.2.3套管成孔灌注樁4.拔管方法沉管至沒(méi)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)立即灌注混凝土，盡量減少間隔時(shí)間。套管內(nèi)混凝土應(yīng)盡量灌滿，然后開(kāi)始拔管。拔管前，應(yīng)先錘擊或振動(dòng)套管，在測(cè)得混凝土確已流出套管時(shí)方可拔管。拔管要均勻，不宜拔管過(guò)高。拔管時(shí)應(yīng)保持連續(xù)密錘低擊不停。拔管澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)控制拔管速度，對(duì)一般土層以1m/min為宜，在軟弱土層和軟硬土層交界處宜控制在0.3-0.8m/min。2.2.3套管成孔灌注樁5.復(fù)打法為了提高樁的質(zhì)量和承載能力，可采用復(fù)打灌注樁。對(duì)于充盈系數(shù)小于1.0的樁，應(yīng)全長(zhǎng)復(fù)打；對(duì)可能斷樁和縮頸樁，應(yīng)采用局部復(fù)打。施工方法：在第一次灌注樁施工完畢，拔出套管后，清除管外壁上的污泥和樁孔周圍地面的浮土，立即在原樁位再埋預(yù)制樁靴，第二次復(fù)打沉套管，使未凝固的混凝土向四周擠壓擴(kuò)大樁徑，