1、项目3,桥梁基础施工,工作任务1 明挖基础施工,明挖基础: 是在天然土层上直接建造桥梁基础，可采用明挖法，即不用任何支撑的一种开挖方式。当地基土层较软，放坡受施工条件限制时，可采用各种坑壁支撑。由于其开挖深度较浅（一般不大于5m）所以又叫浅基础。,明挖基础优点,开挖简便； 需用机具少； 便于组织快速施工； 便于基底的检查和处理。,明挖基础施工的主要内容,基础的定位放样； 基坑开挖； 基坑排水； 基底处理以及砌筑基础结构物。,明挖基础施工,1基础的定位放样,在基坑开挖前，先进行基础的定位放样工作，以便正确的将设计图上的基础位置准确的设置到桥址上。 放样工作须根据桥梁中心线与墩台的纵横轴线，推出基
2、础边线的定位点，再放线画出基坑的开挖范围。 基坑各定位点的标高及开挖过程中标高检查，一般用水准测量的方法进行。,2陆地基坑开挖,基坑开挖的要求: 基坑开挖宜安排在枯水或少雨季节进行，开工前应做好计划和施工准备工作，开挖后应连续快速进行。 坑顶面应该设置防止地面水流入基坑的设施，如截水沟、挡水坝等。 基坑顶面有动荷载时，坑顶也与动荷载间应留有不小于1m宽的护道，如动荷载过大增宽护道如工程地质和水文地质不良，应采取加固措施。,基坑大小应满足基础施工要求，对有渗水土质的基坑坑底开挖尺寸，需按基坑排水设计（包括排水沟、集水井、排水管网等）和基础模板设计而定，一般基底尺寸应比设计平面尺寸各边增宽0.5-
3、1.0m。基坑可采用垂直开挖、放坡开挖、支撑加固或其他加固的 开挖方法，具体应根据地质条件、基坑深度、施工期限与经验，以及有无地表水或地下水等现场因素来确定。一般小桥梁基础基坑开挖，采用人力施工方法；大、中桥基础，其基坑大而深，挖方量大，可采用机械或半机械施工方法。,（1)坑壁不加支撑的基坑,对于在干涸无水河滩、河沟中，或有水经改河或筑堤能排除地表水的河沟中； 在地下水位低于基底，或渗透量少，不影响坑壁稳定； 以及基础埋至不深，施工期较短，挖基坑时不影响临近建筑安全的施工场所，可考虑选用坑壁不加支撑的基坑。,放坡开挖,对于放坡开挖比较经济，空间较大，工期短，基坑四周空旷，无临近建造设施的施工场
4、所，可以考虑放坡开挖。,半明开挖,对于空间较大，工期短，基坑周围无临近建造设施，明开难度较大的施工场所，可以考虑半明开挖。,无支撑开挖,对于在干涸无水河滩、河沟中，或有水经改河或筑堤能排除地表水的河沟中；在地下水位低于基底，或渗透量少，不影响坑壁稳定以及基础埋至不深，施工期较短，挖基坑时不影响临近建筑安全的施工场所 。,有支护分层开挖,当基坑壁坡不易稳定并有地下水渗入，或放坡开挖场地受到限制，或基坑较深、放坡开挖工程数量较大，不符技术经济要求时，可视具体情况，可考虑采用有支护分层开挖 。,（2)坑壁有支撑的基坑,当基坑壁坡不易稳定并有地下水渗入，或放坡开挖场地受到限制，或基坑较深、放坡开挖工程
5、数量较大，不符技术经济要求时，可视具体情况，采用以下的加固坑壁措施，如挡板支撑、钢木结合支撑、混凝土护壁及锚杆支护等。,常用支撑方式,断续的水平支撑(一挖到底再行支撑)。能保持直立的干土或天然湿度的黏土类土，地下水很少，坑深2m。,带间隔的水平支撑(井撑)。能保持直立的干土或天然湿度的黏土类土地下水很少，坑深3m并随着坑深的开挖相应设置支撑,连续的水平支撑(密撑)。在可能坍落的干土或天然湿度的黏土类土中地下水较少，坑深一般在35m之间 。,深基坑(沟)二层支撑(挖至一定深度后再向下挖掘时进行第二层撑固)，挖土深度较大，基坑(沟槽)下部又有含水层，下部坑宽应考虑工作面，为此，开挖前要留有余裕尺寸
6、(可按土质好坏和地下水影响确定) 。,基坑上部放坡达一定高度后直立坑壁支撑加固。挖土较深，现场亦较开阔，上部可放坡后再直立往下撑固 。,支撑方式的选择,常用基坑支撑方式的选择见表31。,其他类型的支撑加固,锚固支撑。适用开挖较大基坑，使用大型挖掘机械施工而不能设置横撑时 。,斜柱支撑。适用于开挖较大基坑或使用机械挖土而采用锚固支撑有困难时。,横向顶撑。适用于基坑宽度不大于3m，短边横挡板支撑在长边横挡板上(或切角互相支承)只在长边上竖回林及横撑。,人字形支撑。适用于基坑宽度较大，且需保留坑面、坑内有大的工作空间。,八字形支撑。适用于基坑宽度大，需要空间工作面更大时。,3水中基础的基坑开挖,桥梁
7、墩台基础大多位于地表水位以下,有时水流还比较大,施工时都希望在无水或静止水条件下进行.桥梁水中基础最常用的施工方法是围堰法.围堰的作用主要是防水和围水,有时还起着支撑施工平台和基坑坑壁的作用。,围堰必须满足以下的要求：,围堰顶高宜高出施工期间最高水位70cm，最低不应小于50cm，用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面2040cm。 围堰的外形应适应水流排泄，大小不应压缩流水断面过多，以免壅水过高危害围堰安全，以及影响通航、导流等。围堰内形应适应基础施工的要求，并留有适当的工作面积。堰身断面尺寸应保证有足够的强度和稳定性，使基坑开挖后，围堰不至发生破裂，滑动或倾覆。,围堰要求防水严密，应尽量采取
8、措施防止或减少渗漏，以减轻排水工作。对围堰外围边坡的冲刷和筑围堰后引起的河床的冲刷均应有防护措施。 围堰施工一般应安排在枯水期间进行。,桥梁常用的围堰的类型有：,土石围堰,木笼围堰或竹笼围堰,钢板桩围堰,有水开挖的方法,水力吸泥机方法。此法适用于砂类土及砾卵石类土，不受水深限制，其出土效率可随水压和水量的增加而提高。 空气吸泥机方法。此法适用于水深5m以上的砂类土或夹有少量碎卵石的基坑，浅水基坑不宜采用。在黏土层使用时，应与射水配合进行，以破坏黏土结构。吸泥时应同时向基坑内注水，使基坑内水位高于河水位约1m，以防止流沙或涌泥。 泥掘机方法。此法适用于各种土质，但开挖时要注意基坑边坡的稳定，可米
9、用反铲挖掘和吊机配抓泥斗挖掘，一般工效很高。,4基坑排水与降水,基坑坑底一般多位于地下水位以下，地下水会经常渗进坑内，因此必须设法把坑内的水排除，以便利施工。要排除坑内渗水，首先要估算涌水量，方能选用相当的排水设备。,(1)桥梁基础施工中常用的基坑排水方法有：,集水坑排水法：除严重流沙外，一般情况下均可采用。 井点排水法：当土质较差有严重流沙现象，地下水位较高，挖基较深，坑壁不易稳定，用普通排水的方法难以解决时，可用井点排水法。井点排水法因需要设备较多，施工布置复杂，费用较大，应进行技术经济比较后采用。在桥涵基础中多用于城市内挖基。,（2）基坑降水,基坑降水方法 井点降水 ； 表面明排水,井点
10、降水的优点：,可以完全克服流砂现象； 从根本上降低地下水位，形成稳定的降落曲线，稳定了土壁（可不必放坡或坡度改陡），土壤疏干，抗剪强度增加； 由于边坡放陡，因而减少挖方和回填土量，并降低支撑要求； 因浮力减小，而增大压密有效压力，有利于增大地基强度。,表面（明）排水的缺点：,在粉、细砂土和地下水位较高，挖深较大时难以防止流砂现象的发生； 基坑大量地下水涌进，由于动水压力作用，常导致坑臂滑坍，或引起附近建筑物下沉； 为稳定坑壁，需采取大量支撑材料围护，或放大边坡，增加挖方及施工用地面积和土方回填，场地狭窄布置困难； 泥水混杂，排水时夹砂带泥随水排出降低坑底地基强度等。,基坑降水注意事项：,阵低地
11、下水位时，应尽可能将井点滤管设置于透水性较好的土层中； 在基坑近旁设置水位观测孔，其数量视工程情况而定； 加强对整个井点系统的维护和检查，保证不间断地进行抽水； 对降水区域附近的构筑物可能受降水的影响而产生的沉降，应做好沉降观测，必要时应采取防护措施。,5基底检验及处理,(1)基底检验 基坑施工是否符合设计要求，在基础浇筑前应按规定进行检验。 其目的在于：确定地基的容许承载力的大小、基坑位置与标高是否与设计文件相符，以确保基础的强度和稳定性，不致发生滑移等病害。基底检验的主要内容包括：检查基底平面位置、 尺寸大小，基底标高；检查基底土质均匀性，地基稳定性及承载力等；检查基底处理和排水情况；检查
12、施工日志及有关试验资料等等。,(2)基底处理,天然地基上的基础是直接靠基底土壤来承担荷载的，故基底土壤状态的好坏，对基础及墩台、上部结构的影响极大，不能仅检查土壤名称与容许承载力大小，还应为土壤更有效的承担荷载创造条件，即要进行基底处理工作。,6基础圬工浇筑,排水施工的要点是： 确保在无水状态下砌筑圬工； 禁止带水作业及用混凝土将水赶出模板外灌注方法； 基础边缘部分应严密隔水； 水下部分圬工必须待水泥沙浆或混凝土终凝后才允许浸水。,水下浇筑混凝土只有在排水困难时采用。基础圬工的水下灌注分为水下封底和水下直接灌筑基础两种。前者封底后仍要排水再砌筑基础，封底只是起封闭渗水作用的作用，其混凝土只作为
13、地基而不作为基础本身，适用于板桩围堰开挖的基坑。,浇筑基础时，一般要求：,混凝土基础与混凝土墩台身的接缝，周边应预埋直径不小于16mm的钢筋或其他铁件，埋入与露出的长度不应小于钢筋直径的20倍。 混凝土或浆砌片石墩台身的接缝，应预埋片石作，片石厚度不应小于15cm，片石的强度要求不低于基础或墩台身混凝土或砌体的强度。,7地基加固,自然地理环境不同，土质强度、压缩性和透水性等性质有很大的差别。其中，有不少是软弱土或不良土，诸如淤泥质土、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土以及土洞、溶洞等。当桥涵位置处于这类土层上时，除可采用桩基、沉井等深基础外，也可视具体情况采用相应的地基加固措施，以提高其承载能力，
14、然后在其上修筑扩大基础，以求获得缩短工期、节省投资的效果。,软弱地基土层加固处理方法：,换填土法：将基础下软弱土层全部或部分挖除，换填力学物理性质较好的土。 挤密土法：用重锤夯实或砂桩、石灰桩、砂井、塑料排水板等方法，使软弱土层挤压密实或排水固结。 胶结土法：用化学浆液灌入或粉体喷射搅拌等方法，使土壤颗粒胶结硬化，改善土的性质。 土工聚合物法：用土工膜、土工织物、土工格栅与土工合成物等加筋土体，以限制土体的侧向变形，增加土的周压力，有效提高地基承载力。,8基坑回填,基坑回填的要求： 基坑回填时，其结构的混凝土强度应不低于设计强度的70%； 在覆土线以下的结构必须通过隐蔽工程验收； 基坑内积水需
15、抽除，淤泥及杂物须清除干净； 回填须采用含水量适中的亚黏土或砂质黏土。,填土应分层铺筑，分层夯实或压实，每层松铺厚度一般为30cm，在墩、台结构物两侧同时回填，同步上升。若基坑为道路路基，则应按道路施工的要求进行。桥台填土一般应在梁体结构安装完成后进行，若施工安排确须提前，应对填土高度和上升速度加以限制，并加强对台身位移的观察。在台身或挡土墙设有水孔部位，应按设计要求做泄水过滤层，严禁卡车直接在台后卸土或推土机推土以免台背发生前倾或位移。设有支撑的基坑，在回填土时，应随土方填筑高度分次由下往上拆除，严禁采取一次拆除后填土作业。,（2）基坑回填土的要求：,填土经碾压、夯实后不得有翻浆、“弹簧”现
16、象； 填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物质等。,工作任务2 钻孔灌注桩基础施工,1.钻孔灌注桩概述 钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状（断面）的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，在灌注混凝土，成为桩基础的一种工艺。,钻孔的方法和原理可以分以下几种：,螺旋钻孔、 正循环回转钻孔、 反循环回转钻孔、 潜水钻机钻孔、 冲抓钻孔、 冲击钻孔、 钻斗钻成孔。,3施工准备,钻孔场地应清除杂物、换除软土、平整压实。场地位于浅水、陡坡、淤泥中时，可采用筑岛、或用枕木或型钢等搭设工作平台。当位于深水时，可插打临时桩搭设固定工作平台，在钻孔平台上拼装钢护筒导向架，采用起吊设备插打
17、水中墩钢护筒。工作平台必须坚固稳定，能承受施工作业时所有静、活荷载，同时还应考虑施工设备能安全进、出场。,4埋置钢护筒,护筒的作用： 固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入； 增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。,护筒的制作要求：,护筒通常采用钢筋混凝土和钢制两种，视具体情况而定。 钢护筒厚48mm，钢筋混凝土护筒厚810cm 。 护筒上部设12个溢浆孔；护筒的内径比钻孔桩设计直径稍大。 用回转钻机钻孔的宜加大2030厘米； 用冲击钻和冲抓钻钻孔的宜加大3040厘米。,护筒的埋设要求：,钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒； 埋设护筒可采用挖埋或锤击、振动、加压
18、等方法； 埋置深度一般情况为24米，特殊情况应加深； 护筒顶端高程应满足孔内水位设置高度的要求。,埋设钢护筒,（1）水中墩钢护筒,在钻孔平台上拼装钢护筒导向架，测量放线定桩位对接钢护筒整体起吊钢护筒入水调整护筒倾斜度及位置缓慢入床至稳定安装震动打桩锤振动下沉安装钻机开始水上钻孔桩施工。在钢护筒振动下沉过程中要精确定位、跟踪监测、调整，满足规范要求，保证钻孔桩施工顺利进行。钢护筒采用厚度为412mm的Q235钢板卷制，护筒内径应比桩直径大20-40cm。钢护筒在车间分节制造，在平台对接后整体下沉，下沉中随时用木楔在导向架与护筒之间调整偏差，护筒底口要求到达卵石层顶面。护筒顶口宜高出施工水位或地下
19、水位1.0-2.0m。,（2）浅滩地和陆地钻孔桩钢护筒,对河滩内桩位施工前应筑岛，岛的高度应高出施工地面0.5m，护筒高度宜高出地面0.3m。当钻孔内有承压水时，应高出稳定后的承压水位2.0m以上。钢护筒采用厚度为412mm的Q235钢板卷制，内径比桩径应大于20-40cm。护筒埋置深度符合下列规定：黏性土不小于1m，砂类土不小于2m。当表层土松软时将护筒埋置到较坚硬密实的土层中至少0.5m。岸滩上埋设护筒，在护筒四周回填黏土并分层夯实；护筒顶面中心与设计桩位偏差不大于5cm，倾斜度不大于1%。水中筑岛，护筒宜埋入河床面以下1m。,护筒上拉十字线,5泥浆拌制,在钻孔桩施工中，泥浆的作用是对孔壁
20、增加静压力，并在孔壁造成一层泥皮，阻隔含水层，保护孔壁免于坍塌。钻孔泥浆一般由水、黏土（膨润土）和添加剂按适当配合比配置而成，良好的泥浆其胶体率不低于95%，含砂率不大于4%。桩基施工前，要开挖好泥浆池，选择和备足良好的造浆粘土或膨润土，造浆量为2倍桩的混凝土体积，泥浆比重可根据钻进不同地层及时进行调整。,泥浆池,6钻孔施工,（1）一般要求： 钻机就位前，对钻孔各项准备工作进行检查。钻机安装后的底座和顶端应平稳，在钻进中不应产生位移或沉陷，否则应及时处理。钻孔作业应分班连续进行，填写的钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班应注意事项。应经常注意地质变化，在地层变化处均应捞取渣样，判明后记
21、入记录本并与设计地质资料相比较。,（2）钻进：,正循环钻孔施工： 正循环是用泥浆泵将泥浆以一定压力通过空心钻杆顶部，从钻杆底部喷出，底部的钻锥在旋转时将土壤搅松成为钻渣，被泥浆悬浮，随泥浆上升而溢出流至孔外的泥浆槽，经过沉淀池中沉淀净化，再循环使用。,正循环成孔的特点：,设备简单，操作方便，工艺成熟，当孔深不太深，孔径小于 800mm时钻进效率高。当桩径较大时，钻杆与孔壁间的环形断面较大，泥浆循环时返流速度低，排碴能力弱。如使泥浆返流速度增大到0.20m/s0.35m/s，则泥浆泵的排量需很大，有时难以达到，此时不得不提高泥浆的相对密度和粘度。但如果泥浆相对密度过大，稠度大，难以排出钻碴，孔壁
22、泥皮厚度大，影响成桩和清孔。,正循环钻孔施工,反循环钻孔施工,反循环钻机的泥浆的循环方式则正好相反，泥浆由孔外流入孔内，由真空泵或其他方法（如空气吸泥机等）将钻渣通过钻杆中心从钻杆顶部吸出，或将吸浆泵随同钻锥一同钻进，从孔底将钻渣吸出孔外。,反循环成孔的特点：,泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，来冷却钻头并携带沉碴由钻杆内腔返回地面的一种钻进工艺。由于钻杆内腔断面积比钻杆与孔壁间的环状断面积小得多，因此，泥浆的上返速度大，一般可达2 m/s 3m/s多，是正循环工艺泥浆上返速度的数十倍，因而可以提高排碴能力，保持孔内清洁，减少钻碴在孔底重复破碎的机会，能大大提高成孔效率。这种成孔工艺是目前
23、大直径成孔施工的一种有效的先进的成孔工艺，因而应用较多。,反循环钻孔原理图,反循环钻孔施工,冲击钻孔,冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头。冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。冲击钻主要用于在岩层中成孔，成孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后用掏碴筒来掏取孔内的碴浆。,手动冲击钻,自动冲击钻,十字钻头,钻斗钻孔（旋挖）,旋挖钻机是在第二次世界大战后发展起来的新型钻孔设备。我国从上世纪80年代开始引进吸收，但一直没有取得太大的进展。
24、直到2001年中铁集团开始在青藏铁路上大面积推广应用旋挖钻进行桩基成孔。至此，旋挖钻成孔施工工艺在国内较大范围内迅速推广.,主要钻进工艺有三种：干式钻进、清水孔钻进和泥浆护壁钻进。 其主要特点为自带履带移动方便和成孔速度快，孔底干净。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，最大成孔直径可达1.54m，最大成孔深度为6090m，可以满足各类大型基础施工的要求。,旋挖钻机钻孔,旋挖钻斗,全套管冲抓成孔,特点：无噪音，无振动；不使用泥浆；挖掘时可以很直观地判别土壤及岩性特征，对于端承桩，便于现场确定桩长；挖掘速度快，挖掘深度大；成孔垂直度易于掌握；孔壁不会产生坍落现象，成孔质量高。成桩质量高；成孔直
25、径标准，充盈系数很小；清孔彻底，速度快；自行式，便于现场移动。,冲抓锥，锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。 冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。 适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。,全套管冲抓成孔,掏渣筒,冲锥式钻头,潜水钻机成孔,潜水钻机是一种旋转式钻孔机，其防水电机变速机构和钻头密封在一起，由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通过正循环
26、或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。 潜水钻机是将电机、变速机构与底部钻头结合成一密封的专用钻孔机械。这种机械体积小、质量轻、携带方便，桩架轻便、移动灵活，钻进速度快(0.32.0m/min)，钻机噪音小，钻孔效率高。最大成孔直径0.8-2m,钻进深度50m。,潜水钻机,全叶螺旋钻孔机成孔,成孔直径400-600mm，深度812m。适应于地下水位以上的一般粘性土、砂土、人工填土地基。不宜用于地下水位以下的土层成孔作业及淤泥质土。,螺旋钻钻孔,螺旋钻钻孔施工,无论采用何种方法钻孔，开孔的孔位必须准确，开孔时均应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。采用正、反循环钻孔（含
27、潜水钻）均应采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻机不超过钻具重力之和（扣除浮力）的80%。用全护筒法钻进时，为使钻机安装平正，压进的首节护筒必须竖直。钻孔开始后应后随时检测护筒水平位置和竖直线，如发现偏移，应将护筒拔出，调整后重新压入钻进。,在钻孔排渣，提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和黏度。处理孔内事故停钻 必须将钻头提出孔外。每钻进2m或地层变化处，应在泥浆槽中捞取钻渣样品，查明土质并记录，及时排除钻渣并置换泥浆，使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化，在岩、土层变化处均应捞取渣样，判明土层并记入记录表中以便与地质剖面
28、图核对。,（3）清孔,当钻孔达到设计标高后，应及时进行清孔，目的是减少孔底沉渣厚度，确保桩基承载力；置换孔内泥浆，降低泥浆比重和含砂率，保证混凝土的灌注质量。 清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等，可根据具体情况选择使用。,成孔检查合格后应立即进行清孔，清孔方法应根据成孔工艺、机械设备、工程地质情况确定，主要有吸泥法、换奖法、掏渣法等；浇注水下砼前若设计无要求时，摩擦桩沉渣厚度应小于30厘米，嵌岩桩应小于10厘米；清孔后泥浆指标应符合以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手模无23mm颗粒，泥浆比重不大于1.1；含砂率小于2%；黏度为17-20s。,清孔应注意：,严禁采用加大孔深的方法代
29、替清孔，（旋挖钻机必须配备清孔设备）混凝土灌注前应通知现场监理检查沉渣厚度，满足要求后，方可灌注。,循环排渣法,（4）钻孔质量检验,钻孔成孔后应进行成孔检查，检查内容应包括孔位中心、孔深、孔径、倾斜度等。并应通知设计配合人员进行现场地质确认。 钻孔成孔检查项目及允许偏差：孔径、孔深应符合设计要求；孔位中心允许偏差100mm,倾斜度1%。,钻孔质量检验注意：,成孔检查时，应在成孔的第一时间通知现场监理进行验收； 此时检孔器制作的要求： 要有足够的刚度，外径要与设计桩径相同；检孔器长度宜为4-5倍设计桩径，且不宜小于6米；检孔器两端宜作成锥行，高度不宜小于检孔器半径。,孔底沉渣检查,7.钢筋笼施工
30、,钢筋笼加工： 钢筋笼在钢筋加工车间分段制作，或现场制作，以定尺钢筋长度为宜。主筋在制作前必须整直，没有局部的弯折。主筋一般应尽量用整根钢筋，分段后的钢筋接头应相互错开，保证同一截面内的接头数目不超过主筋总数的50%，接头错开间距不小于35d（d为钢筋直径），且不得小于50cm。 钢筋笼的焊接、绑扎必须牢固，应保证焊缝长度和饱满度。桩身钢筋笼分段制作完后，吊运至现场边下放边连接。分段制作时采用搭接焊，两钢筋搭接端部应预先折向一侧，使两接合钢筋轴线一致，接头的长度单面焊不小于10d，双面焊不应小于5d。焊缝要求清除焊渣、焊缝饱满。,钢筋笼的制作,钢筋笼起吊与安装：,为了保证骨架起吊时不变形，宜用
31、两点起吊。第一吊点设在骨架的下部，第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间。起吊时，先提第一吊点，使骨架稍微提起，再与第二吊点同时起吊。待骨架离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。随着第二点的不断提升，慢慢放松第一吊点，知道骨架与地面垂直，停止起吊。当骨架进入孔口后，应将其扶正，缓缓下降，严禁摆动碰撞孔壁。钢筋笼顶端应根据孔顶标高设置吊筋。钢筋笼接长时，两钢筋笼必须保持垂直和对位良好。吊入钢筋笼时对准孔位轻放、慢放。若遇阻碍，轻起轻落和正反旋转使之下放。不高起猛落，强行下放，以防碰坏孔壁而引起塌孔。下放过程中，时刻注意观察孔内水位情况，如发现异常现象，马上停放，检查是否坍孔。,钢筋笼
32、起吊,钢筋笼对孔安放,焊吊筋防止浇筑砼时钢筋笼上浮,8.水下灌注混凝土,安装导管： 导管使用前应组装编号，根据孔深计算导管长度及节数，导管应顺直并进行水密试验，确认导管不漏水及拆接情况良好才能下入孔中。下放导管时小心操作，避免挂碰钢筋笼，并做好记录。 二次清孔完毕，将导管轻轻下放到底，然后再往上提升2540cm，与导管的理论长度进行比较，吻合之后，将导管固定在灌注平台孔座上。,灌注水下混凝土：,计算和控制首批封底混凝土数量，下落时有一定的冲击能量，能把泥浆从导管中排出，并能把导管下口埋入混凝土1m-3m深，当桩身较长时，导管埋入混凝土中的深度可适当放大。足够的冲击能量能够把桩底沉渣尽可能地冲开
33、，是控制桩底沉渣，减少工后沉降的重要环节。,桩基混凝土采用罐车运输配合导管灌注，导管直径为2530cm。在灌注过程中，导管的埋置深度应控制在26m。同时应经常测探孔内混凝土面的位置，即时调整导管埋深。 灌注开始后，应紧凑连续地进行，中途不得停歇。在灌注过程中，应防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔底，使泥浆内含有水泥而变稠凝结，致使测探不准确。灌注过程中，应注意观察管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，正确指挥导管的提升和拆除。,导管提升时应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。如导管法兰卡挂钢筋骨架，可转动导管，使其脱开钢筋骨架后，再移到钻孔中心。为确保桩顶质量，在
34、桩顶设计标高以上应加灌0.5m1.0m。,水下混凝土灌注,9常见钻孔事故及处理方法,（1）坍孔 各种钻孔方法都可能发生坍孔事故，坍孔的特征是孔内水位突然下降；孔口冒细密的水泡；出渣量显著增加而不见进尺或进尺甚少；孔深突然变浅钻头达不到原来孔深；钻机负荷显著增加等。,坍孔原因：,泥浆相对密度不够及其它泥浆性能指标不符合要求，使孔壁未形成坚实泥皮。由于出渣后未及时补充泥浆（或水），或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，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。护筒埋置太浅，下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机直接接触在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔。在
35、松软砂层中钻进进尺太快。提出钻锥钻进，回转速度过快，空转时间太长。水头太高，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔。孔内水位低于地下水位。孔操作不当，供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔停顿时间过长。吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。,坍孔的预防和处理：,在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆的优质泥浆或投放黏土、片石低垂冲击使黏土膏、片石等挤入孔壁。 发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻或下钢护筒到未坍处以下至少1m。 如发生孔内坍塌，不严重者，可加大泥浆比重继续钻机，较严重者，应判明坍塌位置，回填砂和粘质土（或砂砾和黄土）混合物到坍孔处以上1
36、m-2m，甚至应全部回填再钻，钻孔之前应待回填物沉积密实后再行钻进。,清孔时应指定专人补浆（或水），保证孔内必要的水头高度。供水管最好不要直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻中，可免冲刷孔壁。应扶正吸泥机，防止触动孔壁。不宜使用过大的风压，不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力。 吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入，严防触及孔壁。,（2）钻孔偏斜,偏斜原因： 钻孔中遇有较大的孤石或探头石；在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均；扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移；钻杆弯曲，接头不正。,预防和处理：
37、,安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。 由于主动钻杆较长，转动时上部摆动过大。必须在钻架上增设导向架，控制杆上的提引水龙头，使其沿导向架对中钻进。 钻杆接头应逐个检查，及时调正，当主动钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。,（3）掉钻落物,掉钻落物原因： 卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。钻杆接头不良或滑丝。电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。转向环、转向套等焊接处断开。操作不慎，落入扳手、撬棍等物。,预防措施：,开钻前应清除孔内落物，零星铁件可用电磁铁吸取，较大落物和钻具也可用冲抓锥打捞，然后在护筒口加
38、盖。经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。,处理方法：,掉钻后应及时摸清情况，若钻锥被沉淀物或坍孔土石埋住应首先清孔，使打捞工具能接触钻杆和钻锥。,（4）糊钻和埋钻,糊钻和埋钻常出现于正反循环回转钻进中，糊钻的特征是在细粒土层中钻进时进尺缓慢，甚至不进尺出现憋泵现象。,预防和处理办法：,对正反循环回转钻，可清除泥包，调节泥浆的相对密度和粘度，适当增大泵量和向孔内投入适量砂石解决泥包糊钻，选用刮板齿小、出浆口大的钻锥；严重糊钻，应停钻，清除钻渣。对钻杆内径、钻渣进出口和排渣设备的尺寸进行检查计算。,（5）扩孔和缩孔,扩孔是孔壁坍塌而造成的结果，各种钻孔方法均可能发生，若因孔内局部发生坍塌而扩孔，
39、钻孔仍能达到设计深度则不必处理，只是混凝土灌注量大大增加，若因扩孔后继续坍塌影响钻进，应按坍孔事故处理。,缩孔原因有两种：,一种是钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔； 另一种是由于地层中有软塑土，俗称橡皮土，遇水膨胀后使孔径缩小，为防止缩孔，前者应即时修补磨耗的钻头，后者要使用失水率小的优质泥浆护壁快转慢进，并复转二三次，或使用卷扬机吊住钻捶上下、左右反复扫孔以扩大孔径，直到缩孔部位达到设计孔径为止。,（6）梅花孔（或十字孔）,常发生在以冲击锥钻进时，冲成的孔不圆，发生如图3-46的形状，叫做梅花孔或十字孔。,形成原因：,锥顶转向装置失灵，以致冲锥不转动，总在一个方向上下
40、冲击。泥浆相对密度和粘度过高，冲击转动阻力太大，钻头转动困难。操作时钢丝绳太松或冲程太小，冲锥刚提起又落下，钻头转动时间不充分或转动很小，改换不了冲击位置。有非匀质地层，如漂卵石层、堆积层等易出现探头石，造成局部孔壁凸进，成孔不圆。,预防办法：,应经常检查转向装置的灵活性，及时修理或更换失灵的转向装置。选用适当粘度和相对密度的泥浆，并适时掏渣。用低冲程时，每冲击一段换用高一些冲程冲击，交替冲击修整孔形。出现梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填钻孔，重新冲击。,（7）卡锥：常发生在以冲击锥钻进时。,原因：钻孔形成梅花形，冲锥被狭窄部位卡住。未及时焊补冲锥，钻孔直径逐渐变小，而焊补后的冲锥大了，又用
41、高冲程猛击，极易发生卡锥，如图3-47（a）所示。伸入孔内不大的探头石未被打碎，卡住锥脚或锥顶，如图3-47（b）所示。孔口掉下石块或其它物件，卡住冲锥，如图3-47（c）所示。在粘土层中冲击冲程太高，泥浆太稠，以致冲锥被吸住。大绳松放太多，冲锥倾倒，顶住孔壁。,处理方法：,当为梅花卡钻时，若锥头向下有活动余地，可使钻头向下并转动直径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳，使钻锥转动一个角度，有可能将钻锥提出。卡钻不宜强提以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法，轻打卡点的石头，有时使钻头上下活动，也能脱离卡点或使掉入的石块落下。用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内，将冲锥勾往后，与大绳同时提动，
42、或交替提动，并多次上下、左右摆动试探，有时能将冲锥提出。在打捞过程中，要继续搅拌泥浆，防止沉淀埋钻。用其它工具，如小冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击，将卡锥的石块挤进孔壁，或把冲锥碰活动脱离卡点后，再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落。用压缩空气或高压水管下入孔内，对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一些时候，使卡点松动后强行提出。使用专门加工的工具将顶住孔壁的钻头拨正。用以上方法提升锥无效时，可试用水下爆破提锥法。将防水炸药（小于1kg）放于孔内，沿锥的滑槽放到锥底，而后引爆，震松卡锥，再用卷扬机和链滑车同时提拉，一般是能提出的。,（8）外杆折断：常见于旋转钻机。,折断原因：用水文地质或地质钻探小
43、孔径钻孔的钻杆来作桥梁大孔径钻孔桩用，其强度、刚度太小，容易折断。钻进中选用的转速不当，使钻杆所受的扭转或弯曲等应力增大，因而折断。钻杆使用过久，连接处有损伤或接头磨损过甚。地质坚硬，进尺太快，使钻杆超负荷工作。孔中出现异物，突然增加阻力而没有及时停钻。,预防和处理：,不使用弯曲严重的钻杆，要求各节钻杆的连接和钻杆与钻头的连接丝扣完好，以螺丝套连接的钻杆接头要有防止反转松脱的固锁设施。钻进过程中应控制进尺速度。遇到坚硬、复杂的地质，应认真仔细操作。钻进过程中要经常检查钻具各部分的磨损情况和接头强度是否足够。不合要求者，及时更换。在钻进中若遇异物，须以处理后再钻进。如已发生钻杆折断事故，可按前述
44、打捞方法将掉落钻杆打捞上来。并检查原因，换用新或大钻杆继续钻进。,（9）钻孔漏浆,漏浆原因：在透水性强的砂砾或流砂中，特别是在有地下水流动的地层中钻进时，稀泥浆向孔壁外漏失。护筒埋置太浅，回填土夯实不够，致使刃脚漏浆。护筒制作不良，接缝不严密，造成漏浆。水头过高，水柱压力过大，使孔壁渗浆。,处理办法：,凡属于第一种情况的回转钻机应使用较粘稠或高质量的泥浆钻孔。冲击钻机可加稠泥浆或回填粘土掺片石、卵石反复冲击增强护壁。 属于护筒漏浆的，应按前述有关护筒制作与埋设的规范规定办理。如接缝处漏浆不严重，可由潜水工用棉、絮堵塞，封闭接缝。如漏水严重，应挖出护筒，修理完善后重新埋设。,（10）钻孔桩断桩常
45、见事故及处理,首批混凝土封底失败事故原因及预防措施： 导管底距离孔底大高或太低。原因：由于计算错误，使导管下口距离孔底太高或太低。太高了使首批砼数量不够，埋不了导管下口（1m以上）。太低了使首批砼下落困难，造成泥浆与混凝土混合。预防措施：准确测量每节导管的长度，并编号记录，复核孔深及导管总长度。也可将拼装好的导管直接下到孔底，相互校核长度。,首批混凝土数量不够。原因：由于计算错误，造成首批砼数量不够，埋管失败。预防措施：根据孔径、导管直径认真计算和复核首批砼数量。 首批混凝土品质太差。原因：首批砼和易性太差，翻浆困难。或坍落度太大，造成离析。预防措施：搞好配合比设计，严格控制混凝土和易性。 导
46、管进浆：导管密封性差，在首批砼灌注后，由于外部泥浆压力太大，渗入导管内，造成砼与泥浆混和。,处理办法：,首批混凝土封底失败后，应拨出导管，提起钢筋笼，立即清孔。,供料和设备故障使灌注停工,事故原因： 由于设备故障，混凝土材料供应问题造成停工较长时间，使混凝土凝结而断桩。预防措施：施工前应做好过程能力鉴定，对于部分设备考虑备用；对于发生的事故应有应急预案。,处理方法：,如断桩距离地面较深，考虑提起钢筋笼后重新成孔；如断桩距离地面较浅，可采用接桩；如原孔无法利用，则回填后采取补桩的办法。,灌注过种中坍孔,原因：由于清孔不当、泥浆过稀、下钢筋笼时碰撞孔壁、致使在灌注过程中发生坍孔。预防措施：详见常见
47、钻孔事故和处理方法。 处理办法：如坍孔并不严重，可继续灌注，并适当加快进度。如无法继续灌注，应及时回填重新成孔。,导管拨空、掉管。,事故原因：由于测量和计算错误，致使灌注砼时导管拨空，对管内充满泥浆；或导管埋深过少，泥浆涌入导管。预防措施：应认真测量和复核孔深、导管长度；应对导管埋深适当取保守数值。掉管原因：导管接头连接不符合要求；导管挂住钢筋笼，强拉拉脱等。预防措施：每次拆管后应仔细重新连接导管接头；导管埋深较大时应及时拆管。 处理办法：混凝土面距离地面较深时应重新成孔。混凝土面距离地面较浅可采取接桩办法。,灌注过程中混凝土上升困难、不翻浆。,事故原因：混凝土供料间隔时间太长，灌注停顿，混凝
48、土流动性变小；混凝土和易性太差；导管埋深过大；在灌注将近结束时，由于导管内混凝土柱高减小,超压力降低；导管外的泥浆及所含渣土稠度增加,相对密度增大。 补救措施：提起导管，减少导管埋深；接长导管，提高导管内混凝土柱高；可在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。,灌注高度不够,事故原因：测量不准确；桩头预留量太少。预防措施：可采用多种方法测量，确保准确；桩头超灌预留量可适当加大。 处理办法：挖开桩头，重新接桩处理。,工作任务3 挖孔桩基础施工,人工深挖桩孔，然后浇筑混凝土或钢筋混凝土形成灌注桩的施工工艺。在挖孔过程中，每挖一段，作一段护壁，然后循环往复进行，直至达到设计深度的持力层。适用范围：地下水
49、位低，土质条件好，桩径大，孔深较浅，施工场地较狭小时。,施工特点：,施工机具操作简单，占用施工场地小。不需大型机具，一般用锹、镐、钎、锤、风镐等简单工具；对周围建筑物无影响，桩质量可靠；可全面开展，有利于缩短工期，造价较低；桩孔底部可以人工扩孔，清除碎岩杂物后及时验收，尽快浇筑混凝土。,施工过程注意事项：,必须保证桩孔质量；防止土壁坍塌及流砂现象；必须保证桩身混凝土浇筑质量；必须注意施工安全。,1一般要求：,挖孔直径。应按照设计规定。挖孔过程中，应经常检查桩孔尺寸、平面位置和竖轴线倾斜情况，如有偏差应随时纠正。 挖孔施工应根据地质和水文地质情况，因地制宜选择孔壁支护方案报批，并应经过计算，确保施工安全并满足设计要求。,孔内遇到岩层须爆破时，应专门设计，宜采用浅眼松动爆破法，严格控制炸药用量并在炮眼附近加强支护。孔深大于5m时，必须采用电雷管引爆。孔内爆破后应先通风排烟15分钟并经检查无有害气体后，施工人员方可下井继续作业。 挖孔达到设计深度后，应进行孔底处理。必须做到孔底表面无松渣、泥、沉淀土。如地质复杂，应钎探了解孔底以下地质情况是否能满足设计要求，否则应与监理、设计单位研究处理。,
