地基处理与基础工程课件.ppt

第一节地基处理及加固一、换土地基当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土的办法来处理软弱地基。按回填的材料可分为砂地基、碎（砂）石地基、灰土地基等。1 （一）砂地基和砂石地基用砂或碎石作为回填料的地基。其具有施工工艺简单、工期短、造价低等优点。适用于处理透水性强的软弱黏性土地基。不宜用于湿陷性黄土地基和不透水的黏性土地基。1．构造要求厚度一般根据地基底面处土的自重应力与附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力确定。一般为0.5m～3.0m。2 （2）宽度宽度除要满足应力扩散的要求外，还要根据地基侧面土的容许承载力来确定，以防止地基向两边挤出。一般情况下，地基的宽度应沿基础两边各放出200～300mm，如果侧面地基土的土质较差时，还要适当增加。2．材料要求颗粒级配良好，质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎（卵）石、石屑或其他工业废粒料。所选用的砂石料不得含有草根、垃圾等有机杂物，含泥量不应超过5%，兼作排水地基时，含泥量不应超过3%，碎石或卵石最大粒径不宜大于50mm。3 3．施工要点（1）验槽、清除杂物，边坡稳定，处理洞、沟、坑穴。（2）宜在同一标高铺设，如深度不同，应先深后浅。分层填筑接头错开，并注意搭接长度且作成踏步槎或阶梯状。（3）人工级配的砂、石材料，拌和均匀，再铺填捣实。（4）控制每层铺土厚度（教材P63表2-1）（5）回填应在基坑底面干燥时进行。（6）冬施应采取相应的措施，防止冻结。4 4．质量检查（1）环刀取样法（2）贯入测定法5 （二）灰土地基用按一定体积比配合的石灰和粘性土拌和均匀回填夯实或压实而成的地基。其具有一定的强度、水稳定性和抗渗性。施工工艺简单、取材容易、费用较低。1．构造要求（1）厚度：同砂地基。（2）宽度：一般为灰土顶面基础砌体宽度加2.5倍灰土厚度之和。6 2．材料要求宜采用粘性土和粉土。使用前应过筛，粒径不得大于15㎜。熟石灰粒径不得大于5㎜。灰土的配合比一般为2：8或3：7。二、重锤夯实地基自学三、强夯地基自学四、振冲地基自学7 第二节浅埋式钢筋砼基础施工一、板式基础板式基础包括柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。1．构造要求（1）锥形基础（条形基础）边缘高度h不宜小于200mm；阶梯形基础的每阶高度h1宜为300～500mm。（2）地基厚度一般为100mm，混凝土强度等级为C10，基础混凝土强度等级不宜低于C15。8 （3）地板受力钢筋的直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm，当有地基时钢筋保护层的厚度不宜小于35mm，无地基时不宜小于70mm。（4）插筋的数目与直径应与柱内纵向受力钢筋相同。锚固及搭接长度按规范执行。2．施工要点（1）验槽挖去软弱土层并回填，清除杂物、积水等，立即浇筑地基混凝土，以免扰动地基土。9 （2）弹线、支模。铺水泥砂浆垫塞钢筋网片，保证位置正确。（3）清理模板并浇水湿润。（4）混凝土分层连续浇注。（5）斜面部分模板分段支设顶压紧。（6）插筋固定保证位置正确。二、杯形基础常用做钢筋混凝土预制柱基础，其形式有一般杯口基础、双杯口基础和高杯口基础等。10 1．构造要求（自学）2．施工要点（1）混凝土分层浇筑。（2）模板支牢并压浆。（3）杯口混凝土浇筑应四侧对称均匀进行。（4）浇筑杯底混凝土并预留50mm细石混凝土找平层。基础浇筑完毕，在混凝土初凝后终凝前将杯口模板取出，并将杯口内侧表面混凝土凿毛。（5）施工高杯口基础时，可采用后安装杯口模板的方法施工，即当混凝土浇捣接近杯口底时，再安装固定杯口模板，继续浇筑杯口四周混凝土。11 三、筏式基础筏式基础由钢筋混凝土底板、梁等组成，适用于地基承载力较低而上部结构荷载很大的场合。其整体刚度较大。有梁板式和平板式两类。1．构造要求（1）混凝土不宜低于C20，钢筋无特殊要求，钢筋保护层厚度不小于35mm。（2）基础平面布置应尽量对称。底板厚度不宜小于200mm，梁截面和板厚按计算确定，梁顶高出底板顶面不小于300mm，梁宽不小于250mm。12 （3）底板下一般宜设厚度为100mm的C10混凝土地基，每边伸出基础底板不小于100mm。2．施工要点（1）保证在无水情况下进行基坑开挖和基础施工。（2）采用合理的浇筑方法。（3）一般不留施工缝，必须留设时，应按要求处理并设置止水带。（4）基础浇筑完毕，表面应覆盖和洒水养护，并防止地基被水浸泡。13 四、箱形基础由底板、顶板、外墙以及一定数量的内隔墙构成封闭的箱体，基础中部在内隔墙开门洞作地下室。其特点是整体性好，刚度大，调整不均匀沉降能力及抗震能力强，可消除因地基变形使建筑物开裂的可能性，减少地基处原有地基自重应力，降低总沉降量。1．构造要求（1）平面布置尽可能对称。14 （2）混凝土不低于C20，基础高度一般取建筑物高度的1/8～1/12，不宜小于箱形基础长度的1/16～1/18，且不小于3m。（3）底、顶板的厚度应满足柱或墙冲切验算的要求，并根据实际受力情况通过计算确定。底板厚度一般取隔墙间距的1/8～1/10，约为300～1000mm，顶板的厚度约为200～400mm，内墙厚度不宜小于200mm，外墙厚度不应小于250mm。（4）为保证整体刚度，平均每平方米基础面积上墙体长度应不小于400mm，或墙体水平截面积不得小于基础面积的1/10，其中纵墙配置量不得小于墙体总配置量的3/5。15 2．施工要点（1）保证基坑在干燥状态下施工并不扰动基坑底土，验槽后立即进行基础施工。（2）混凝土浇筑可采用分块进行，施工缝符合验收规范要求，外墙接缝应设止水带。（3）混凝土宜连续浇筑完毕。为防止出现温度收缩裂缝，一般应设置贯通后浇带，带宽不宜小于800mm，顶板浇筑后，相隔2～4周，用比设计强度提高一级的细石混凝土将后浇带填灌密实，并加强养护。16 （4）基础施工完毕，应立即进行回填。停止降水时，应验算基础的抗浮稳定性。稳定系数不宜小于1.2。17 第三节桩基础工程一、桩基的作用和分类1．作用桩一般由桩和承台组成。其作用在于将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较大的土层上；或使软弱土层挤压，以提高土壤的承载力和密实度，从而保证建筑物的稳定性和减少地基沉降。18 2.分类按承载性质分(如图）摩擦型桩摩擦桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩侧阻力承受。端承摩擦桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩侧阻力承受。端承型桩端承桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受。摩擦端承桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受。19 (a)端承型桩(b)摩擦型桩20 按桩的使用功能分：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷载桩、复合受荷载桩。按桩身材料分：混凝土桩、钢桩、组合材料桩。按成桩方法分：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩。按桩制作工艺分：预制桩和现场灌注桩。21 二、预制混凝土桩施工工艺（一）钢筋混凝土预制桩的制作1．制作程序现场制作预制桩可采用重叠法，其制作程序为：现场场地准备支模绑扎钢筋、安装吊环浇筑混凝土养护至30%强度拆模支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋浇筑间隔桩混凝土同法间隔制作第二层桩养护至70%强度起吊达100%强度后运输、打桩。22 2．制作方法预制桩在制作时，桩内应设纵向钢筋或预应力筋(或丝)和横向钢筋(或箍)，以便承受桩在运输、起吊和下沉时产生的弯曲应力和冲击力。预制时应保证钢筋位置正确，纵向主筋长度不够时，应采用对焊。同一钢筋的两个接头距离应大于30倍主筋直径，但不小于500mm，主筋接头在同一截面内的数量不应超过50％。桩身混凝土强度不应小于C30，混凝土的粗骨料应用粒径为5～40mm碎石或碎卵石，桩混凝土应用搅拌机拌制、机械振捣，由桩顶向桩尖连续浇筑，一次完成。养护时间不得少于7d。23 现场预制桩多采用叠浇法间隔制作，预制场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降。桩与桩之间应涂刷隔离剂，以保证桩起吊时不互相粘结。桩的叠浇层数，应根据地面允许荷载和施工条件确定，但不宜超过四层。上层桩或邻桩的浇筑，须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度等级的30％后方可进行。24 （二）预制桩的起吊、运输和堆放1．起吊预制桩达到设计强度等级的70％后方可起吊，起吊时应用吊索按设计规定的吊点位置进行吊运。如无吊环且设计又未作规定时，吊点的位置应满足起吊弯矩最小的原则，如下页图所示。钢丝绳与桩之间应加衬垫，以免损坏棱角。起吊时应平稳提升，避免摇晃、撞击和振动。25 (a)一个吊点（5-10m）；(b)二个吊点(11-25m)；(c)三个吊点（≥25m）；(d)四个吊点吊点的合理位置26 2．运输打桩前，需将桩从预制厂(场)运至施工现场堆放或直接运至桩架前，达到设计强度的100％后才可以运输和沉桩。一般情况下，应根据打桩顺序和速度随打随运，可以避免二次搬运。运到施工现场的桩或在施工现场预制的桩，应有质量合格证，并按规定进行检查编号。如要长距离运输，可采用平板拖车、轻轨平台运输车(下页图)等。长桩搬运时，桩下要设置活动支座。经过搬运的桩，还应进行质量复查。27 用平台车运桩1－铁轨；2－平台车；3－桩28 3.堆放桩堆放时，场地必须平整、坚实，桩按规格、桩号分类分层叠置，堆放层数不宜超过四层，支承点应设在吊点处，各垫木应在同一垂直线上，最下层垫木适当加宽。（三）预制桩打桩施工1．打桩前的准备工作在打桩施工前，必须做好地基勘测与环境调查工作、编制预制桩沉桩的施工组织设计、清除施工现场障碍物、施工现场的场地平整以及施工现场的定位放线等准备工作。29 合理确定打桩顺序：当桩较密集时(桩中心距小于或等于4倍桩边长或桩径)，应由中间向两侧对称施打或由中间向四周施打。自中部向四周打设由中间向两侧打设30 当桩较稀疏时(桩中心距大于4倍桩边长或桩径)，可采用上述两种打桩顺序，也可采用由一侧向另一侧单一方向施打的方式(即逐排打设)，或由两侧同时向中间施打。逐排打设从两侧向中间打设31 当桩规格、埋深、长度不同时，宜按先大后小、先深后浅、先长后短的方式进行施打。当一侧毗邻建筑物时，应从毗邻建筑物一侧向另一侧施打。32 2．预制桩的打设（1）锤击沉桩：打桩设备主要有桩锤、桩架以及动力装置三部分。桩锤：桩锤是对桩施加冲击力，把桩沉入土中的主要机具。桩锤有落锤、汽锤(单动和双动)、柴油锤、液压锤和振动锤等（见图）。33 落锤单动汽锤双动汽锤柴油锤34 液压锤：液压打桩锤的冲击块通过液压装置提升至预定高度后，快速释放，后以自由落体方式打击桩体。也有在冲击块提升至预定高度后，再以液压系统施加作用力，使冲击块获得加速度，以提高冲击速度和冲击能量，后者称为双作用液压锤。特点：性能优良，无油烟污染，无点火和熄火问题，作业平稳振动小，安全可靠。35 打钢桩36 打斜桩海上打桩37 桩架：桩架的主要作用是在沉桩过程中保持桩的正确位置和在打桩过程中引导锤、桩的方向并保证桩锤按所要求的方向冲击桩体。动力装置：动力装置的配置取决于所选用的桩锤。当选用蒸汽锤时，则需配备蒸汽锅炉和卷扬机。桩锤和桩架的选用桩锤的类型选择应根据施工现场情况、机具设备条件及工作方式和工作效率等条件来选择。桩锤类型选定后，还要确定桩锤的质量。桩架在选择时应考虑下列因素：桩的材料、材质和截面形状、尺寸；施工场地条件、作业环境和空间；选定的锤型、锤质量和尺寸；施工进度要求等。38 桩架的高度H应满足：H≥h1+h2+h3+h4式中：h1—桩长；h2—滑车组高度；h3—桩锤高度；h4—起锤所需的工作富余高度(1～2m)。39 打桩工艺：打桩工艺包括：吊装就位，打桩，接桩。（图）吊装就位：按既定的打桩顺序，先将桩架移动至设计所定的桩位处并用缆风绳等稳定，然后将桩运至桩架下，用桩架上的滑轮组，由卷扬机将桩提升为直立状态。对准桩位中心，缓缓放下插入土中。桩插入时垂直度偏差不得超过0.5％。桩就位后，在桩顶安上桩帽，然后放下桩锤轻轻压住桩帽。桩锤、桩帽和桩身中心线应在同一垂直线上。40 41 在桩的自重和锤重的压力下，桩便会沉入一定深度，等桩下沉达到稳定状态后，再一次检查其平面位置和垂直度，校正符合要求后，即可进行打桩。为了防止击碎桩顶，应在混凝土桩的桩顶和桩帽之间、桩锤与桩帽之间放上硬木、麻袋等弹性衬垫作缓冲层。打桩：打桩开始时，应先采用小落距(0.5～0.8m)轻击桩顶，使桩正常沉入土中1～2m后，检查桩身垂直度以及桩尖偏移，当符合要求后，再逐渐增大至规定落距，直至将桩沉到设计要求的深度。42 接桩：当设计的桩较长，但由于打桩机高度有限或预制、运输等因素，只能采用分段预制、分段打入的方法，需在打桩现场的打入过程中将桩接长。接长预制钢筋混凝土桩的方法有焊接法、法兰盘连接法和浆锚法三种。a）焊接（图片）；b）法兰接；c）硫磺胶泥锚接（图片）43 焊接法接桩44 浆锚法接桩45 质量控制的原则是：①桩尖位于坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的沙土或风化岩等持力层时，以贯入度控制为主，以桩尖进入持力层的深度或桩尖标高作为参考；②贯入度已达到要求而桩尖标高未达到要求时，应继续锤击三阵，其每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值；③桩尖位于其他软土层时，以桩尖设计标高为主，贯入度作为参考；④打桩时，如控制指标已符合要求，而其他指标与要求相差较大时，应会同有关单位研究处理；⑤贯入度应通过试桩确定，或做打桩试验与有关单位确定。46 打沉中常见事故的分析、处理桩顶、桩身被打坏原因：①桩顶受到冲击产生很高的局部应力；②桩身混凝土保护层太厚，直接受冲击的是素混凝土；③桩帽垫层材料选用不合适，或已被打坏；④桩顶面和桩的轴线不垂直，桩处于偏心受力状态；⑤过打－－硬土层，最后贯入度太小，锤的落距过大；⑥桩身混凝土强度不够。47 打歪原因：①制作：桩顶不平，桩身混凝土凸肚，桩尖偏心，接桩不正；②地质：有障碍物在土中；③操作：初入土时歪斜，未纠正即施打。打不下原因：①桩身被打坏；②遇上钢渣、孤石、硬土层等；③隔期打（停歇）。48 一桩打下，邻桩上升原因：在软土中，当布桩较密，打桩顺序又欠合理时，发生一桩打下，将造成邻桩上升，或将邻桩拉断，或引起周围土坡开裂，建筑物裂缝。49 三、静力压桩施工工艺1.特点及原理原理：静力压桩是利用静压力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。静力压桩机工作原理是在预制桩的压入过程中，以桩机重力(自重和配重)作为作用力，克服压桩过程中桩身周围的摩擦力和桩尖阻力，将桩压入土中。静力压桩适用于软土地区的桩基施工。50 特点：（1）静力压桩，免去锤击应力，只需要满足吊桩弯矩、压桩和使用期间的受力要求，因此，其截面尺寸、混凝土强度等级及配筋量都可以减少，可节省钢材、混凝土量和降低施工成本。（2）使用静力压桩无噪音、无振动，对周围环境的干扰和影响较小，特别适用于对噪音、振动有特殊要求的区域施工，如扩建工程、市区内基础工程，精密仪器车间的扩建、改建工程。51 （3）静力压桩，桩顶不会承受锤击应力，可以避免桩顶破碎和桩身开裂，同时，压入桩所引起的桩周围土体隆起和水平位移比沉桩小得多，因而对土体结构的破坏程度和破坏范围要比锤击沉桩小，可以确保施工质量，提高施工速度。（4）由于静力压桩的摩阻力与桩的承载力有线性关系，因此，不需要做试验试桩便可得出单桩承载力。52 2.压桩工艺方法静力压桩施工中，一般是采用分段预制、分段压入、逐段接长的方法，其操作程序见图—13。图中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分别为准备压第一段桩、接第二段桩、接第三段桩、整根桩压平入地面、采用送桩压桩到设计标高。53 （a）(b)(c)(d)(e)压桩程序示意图1－第一段桩；2－第二段桩；3－第三段桩；4－送桩；5－接桩结点54 四、现浇混凝土桩施工工艺按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。（一）钻孔灌注桩根据钻孔机械的钻头是否在土壤的含水层中施工，分为泥浆护壁成孔和干作业成孔两种施工方法。钻孔灌注桩技术已经比较成熟，可以达到很大的直径（6米）和深度（100米）。55 1.泥浆护壁成孔灌注桩是用泥浆保护孔壁、防止塌孔、排出土渣而成孔，也称湿作业成孔灌注桩。(1)施工设备成孔机械有潜水钻机、冲击式钻机、冲抓锥等。在此主要介绍潜水钻机。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，如下页图。56 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(0.3～2.0m/min)，钻机噪音小，钻孔效率高。57 （2）施工方法用流程图表示泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺为：测定桩位埋设护筒桩机就位成孔清孔安放钢筋骨架浇筑水下混凝土泥浆池，制备泥浆泥浆循环清渣钢筋骨架制作吊运、安放灌注混凝土58 1）测定桩位根据设计图纸对桩位进行放线，严格控制桩位精度，是保证桩基础施工质量的前提条件。所有桩点一次性全部测放、复核，每天对预钻进桩点进行二次复核检查，确保桩位准确，桩点放线偏差应≤10mm,采用4根木桩加钉小钉（即定位桩）十字法定位，如下页图所示，并防止车辆、机械、人员等碾压、踩踏移位、破坏。59 桩点定位图60 2）埋设护筒护筒是用4～8mm厚钢板制作，内径应大于钻头直径100mm，上部宜开设1～2个溢浆孔。护筒的设置不仅仅起到桩孔定位及护口作用，在地下水位较高或水下施工中，还起到隔离水流渗入孔内的作用。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋土中，保证其准确、牢固、稳定，倾斜率≤5‰。检查并控制护筒中心与桩中心点的偏差不得大于50mm，护筒与坑壁之间用粘土填实，必要时在面层铺设20mm厚水泥砂浆，以防漏水。61 护筒的埋设深度，在粘性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m，护筒顶面应高于地面0.4～0.6m，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上，受水位涨落影响或水下施工的灌注桩，护筒应加高加深，保证泥浆面高出最高水位线1.5m以上。在正式施钻前，复核检查每一个桩中心与护筒中心偏差值，控制其在规范或设计要求范围内。62 3）桩机就位桩机就位时，精心调平，保证钻头中心与桩位中心相重合，偏差≤20mm；垂直度偏差＜1%，并确保成孔机械在整个钻孔过程中的稳定性，避免其产生前倾和侧倾，以至影响桩孔的垂直度。为此，对于土质软弱的施工现场需要对地面进行适当的加固处理，并适当加大承重枕木的面积。63 4）成孔钻孔机具及工艺的选择，应根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放及处理等条件综合确定。如果是端承为主的结构桩，地基土中含有碎石土、砂卵石、土层较坚硬及风化岩比较多，则适宜选用冲击机成孔方式，即冲孔桩；如果是利用桩身与土层的摩擦力进行承载，例如某些临时性的基坑支护桩等，在砂土、淤泥质土、粘性土等土层比较厚时，可选用潜水钻机成孔方式施工，即钻孔桩。64 泥浆循环排渣可分为正循环排渣和反循环排渣法。65 正式施钻前应对桩中心、护筒位置、桩机等进行复核检查，确保无误。钻进应连续进行，密切注意地层变化，根据土层类别确定相应的转速、钻压及钻进速度、泥浆比重等施工参数。钻孔达到设计孔深后，用试孔器对孔深、孔径、垂直度进行实测检查，验收合格后方可进行下道工序。5）清孔当钻孔达到设计深度要求后，即应进行验孔和清除孔底沉渣、淤泥，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。66 在灌注混凝土之前，孔底沉渣应符合下列规定：端承桩≤50mm；摩擦端承、端承摩擦桩≤100mm；摩擦桩≤300mm。为此，在清孔过程中要不断置换泥浆，直至浇筑水下混凝土，并保持孔底500mm以内的泥浆比重应＜1.25。孔底沉渣可用重锤法或X-2型沉渣仪检测。重锤法是依据手感来判断沉渣表面位置，然后凭测锤重量夯入沉渣的厚度作为测量值。重锤法要求经验丰富，否则测量误差较大。X-2型沉渣仪是利用测试探头和仪表量测。如下页图所示67 沉渣厚度测定示意图68 6）安放钢筋骨架钢筋笼制作：对于每一段钢筋笼来说规范中规定的各项指标都容易通过检查加以控制，但是由于每段钢筋笼的偏差可正可负，特别是对主筋间距和钢筋笼直径这两项指标，在两段钢筋笼于井口焊接时就会发生困难。为了克服这个困难，建议采用纵向钢筋定位模板进行钢筋笼的制作。制作时，箍筋与主筋隔点点焊；预制环形保护层垫块纵向设置间距5～6m一组，一组不少于4档，沿钢筋笼周围均匀分布，距笼顶2m另加设1道。垫块环径即为保护层厚度。环形垫块可以减少孔壁的刮伤及增加钢筋保护层的均匀性。69 钢筋笼的吊运、安装：为了防止钢筋笼在吊运过程中发生纵横向不可自动复原的变形，除了要求起吊的方法正确，不可采用错误的方法（特别注意下端不可拖地）之外，必要时还要采用临时加强刚度的措施。一般采用体直、质轻、便于安装的杉木杆，安装时注意杉木杆的大头朝上且吊运绳索连同钢筋、杉木杆一起捆绑，并要逐一检查保护层垫块是否完好、数量足够，否则补绑弧形垫块。70 钢筋笼竖直对准孔口中心后，要缓缓下放，力求不刮伤孔壁，为防止由于其摆动碰撞孔壁，至少要2人从垂直的不同方向护送至底。两段钢筋笼孔口焊接时，要保证其稳定性，同时为了防止由于温度骤变影响焊接质量，施焊结束后应自然冷却数分钟，验收焊接质量（如搭接长度、焊缝厚度、弯折角度、是否咬口、灼伤等）合格后，再继续下放，下放到位后，检查并控制笼顶标高偏差值在±100mm以内，然后再用吊杆安置牢固，严防下落和灌注混凝土时上浮。71 7）浇筑水下混凝土混凝土拌制：水下灌注混凝土的性质及拌制质量有如下一些特定要求：①混凝土的强度应比设计强度提高5Mpa；②混凝土的坍落度宜为18～22cm,并有一定的流动保持率；坍落度降至15cm的时间不宜小于1h；③混凝土的初凝时间应满足整个灌注过程（从搅拌第1斗混凝土开始至灌注完最后1斗混凝土并拔出导管为止），一般为3～4h，如运输距离较远，一般宜在混凝土中掺加缓凝剂。72 导管安装：水下灌注混凝土常用导管法，导管壁厚不宜小于3mm，直径宜为200～250mm，直径偏差不超过2mm，导管分节长度视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头宜用法兰或双螺纹方扣快速连接，要求接头严密，不漏浆，不进水。使用前应试拼装、试压，试压水压力为0.6～1.0Mpa。导管安装好后，顶部高出泥浆面3～4m，底部距桩孔底0.3～0.5m。导管内设隔水栓，用细钢丝悬吊在导管下口，待导管内有足量混凝土时剪断钢丝，其被冲出，混凝土随即冲出导管。73 混凝土灌注：在施工中应该注意混凝土的浇灌速度。在初灌时，由于一部分混凝土与孔内的泥浆混合，所以灌注速度要快，防止堵管。在灌注过程中，应保证注浆顺利，当泥浆涌出孔口同时又要灌注混凝土，此时，导管在提升捣实混凝土时，不得猛提或超量提升，否则不但造成断桩、夹泥等事故，影响桩体质量，而且使孔壁泥皮质量不能得到保证。74 在灌注水下混凝土时，应注意如下一些问题：①首灌量应能满足将导管的下口埋入混凝土的深度≮0.8m，以保证完全排出导管内的泥浆并防止泥浆卷入混凝土中；②混凝土应连续灌注，一气呵成，每次灌注间歇时间一般控制在15min之内，最多不得超过30min，每根桩灌注过程应尽可能控制在4～6h以内完成；③灌注时要保持孔内混凝土面均匀上升，且保持上升速度≮2m/h。导管的提升速度应与混凝土上升速度相适应。75 （3）质量要求1）护筒中心要求与桩中心偏差不大于50mm，其埋深在黏土中不小于1.0m，在砂土中不小于1.5m。2）泥浆比重在黏土和亚黏土中应控制在1.1～1.2，在较厚夹砂层应控制在1.1～1.3，在穿过砂夹卵石层或易于坍孔的土层中，泥浆比重应控制在1.3～1.5。3）孔底沉渣必须设法清除，端承桩≤50mm；摩擦端承、端承摩擦桩≤100mm；摩擦桩≤300mm。4）水下浇注混凝土应连续施工，孔内泥浆用潜水泵回收到贮浆槽里沉淀，保证导管埋入深度。76 2.干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩适用于成孔深度内没有地下水的情况，成孔时不必采取护壁措施而直接取土成孔。干作业成孔一般采用螺旋钻机(录象）77 施工工艺：测量放线确定桩位→桩机就位调整垂直度→钻土成孔、孔口旁土方清运→检查校正桩位及钻孔垂直度→桩机成孔达到设计标高→清除孔底松土沉渣→成孔质量检查与验收→吊放钢筋笼→吊挂串筒→浇筑混凝土。（动画）78 （二）沉管灌注桩系采用与桩的设计尺寸相适应的钢管(即套管)，在端部套上桩尖(桩靴)，沉入土中后，在套管内吊放钢筋骨架，然后边浇筑混凝土边振动或锤击拔管，利用拔管时的振动捣实混凝土而形成所需要的灌注桩。这种施工方法适于在有地下水、流砂、淤泥的情况。根据沉管方法和拔管时振动不同，沉管灌注桩可分为锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩。79 1．锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩是采用落锤、柴油锤或汽锤将钢桩管打入土中成孔。其施工工艺为：安放桩靴→吊放桩管在桩靴上→校正垂直度→锤击桩管至设计的贯入度或标高→检查成孔质量→放置钢筋骨架→浇灌混凝土→边锤击边拔出桩管(动画)。80 (a)钢管打入土中(b)放入钢筋骨架(c)随浇混凝土拔出钢管锤击沉管灌注桩1－桩帽；2－钢管；3－桩靴81 2．振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩是利用振动打桩机的振动将桩沉入土中成孔。与锤击沉管相比，更适用于稍密及中密的碎石土地基施工。振动沉管灌注桩的施工工艺为：桩机就位→振动沉管→检查成孔质量→浇灌混凝土→边拔管、边振动、边继续灌注混凝土→插入短钢筋骨架成桩，如下页图所示。图中(a)桩机就位，(b)振动沉管，(c)第一次灌注混凝土，(d)边拔管、边振动、边继续灌注混凝土，(e)成桩。（动画）82 图—23振动沉管灌注桩1－振动锤；2－加压减震弹簧；3－加料口；4－桩管；5－活瓣桩尖；6－上料斗；7－混凝土桩；8－短钢筋骨架83 上述一次完成的施工方法又称单打法，为了提高桩的质量和承载力，可采取复打法和反插法施工。1）复打法。先用单打法将混凝土灌注到接近自然地面标高，拔出桩管，清除管外壁上的污泥和桩孔周围的浮土，立即在原桩位埋设预制桩靴或合闭活瓣，再一次沉入套管，使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后第二次灌注混凝土，并采用与第一次相同的方法拔出桩管。采用复打法时，以复打一次为宜；桩管每次打入时，其中心线应重合。复打工作必须在第一次灌注的混凝土初凝前完成。（动画）84 2）反插法。桩管灌满混凝土后，在拔管过程中，桩管每拔起0.5m(或1.0m)，再把桩管反插下0.3m(或0.5m)，如此反复进行，直至桩管全部拔出地面。在拔管过程中，应分段添加混凝土，保持管内混凝土面始终高于地下水位1.5m以上，拔管速度不得大于0.5m/min。在桩尖处的1.5m范围内，可多次反插以扩大桩的端部；当穿过淤泥夹层时，应放慢拔管速度，并减少拔管高度和反插深度；在流动性淤泥以及坚硬土层中，不宜采用反插法。采用反插法可使桩的截面增加，从而提高桩的承载力。85 3.施工中常遇问题及处理1．断桩断桩主要是由于土体因挤压隆起造成已灌完的尚未达到足够强度的混凝土桩断裂。2．缩径桩缩径桩也称缩孔桩、瓶颈桩，指桩身某部分桩径缩小。（动画）3．吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或混凝土混入泥砂而形成软弱夹层。（动画）86