城市橋樑下部結構之樁基礎施工 一級建造師市政實務學習（四）

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1K412021 掌握樁基礎施工方法與設備選擇 .

正文

城市橋樑工程常用的樁基礎通常可分為沉入樁基礎和灌注樁基礎，按成樁施工方法又可分為：沉入樁、鑽孔灌注樁、人工挖孔樁；本條文簡要介紹施工方法及其機械設備選擇要點。

一、沉入樁基礎

常用的沉入樁有鋼筋混凝土樁、預應力混凝土樁和鋼管樁。

（一）準備工作

1．沉樁前應掌握工程地質鑽探資料、水文資料和打樁資料。

2．沉樁前必須處理地上（下）障礙物，平整場地，並應滿足沉樁所需的地面承載力。

3．應根據現場環境狀況採取降噪聲措施；城區、居民區等人員密集的場所不應進行沉樁施工。

4．對地質複雜的大橋、特大橋，為檢驗樁的承載能力和確定沉樁工藝應進行試樁。

5．貫入度應通過試樁或做沉樁試驗後會同監理及設計單位研究確定。

（二）施工技術要點

1．預製樁的接樁可採用焊接、法蘭連接或機械連接，接樁材料工藝應符合規範要求。

2．沉樁時，樁帽或送樁帽與樁周圍間隙應為5～lOmm;樁錘、樁帽或送樁帽應和樁身在同一中心線上；樁身垂直度偏差不得超過0.5%。

3．沉樁順序：對於密集樁群，自中間向兩個方向或四周對稱施打；根據基礎的設計標高， 宜先深後淺；根據樁的規格，宜先大後小，先長後短。

4．施工中若錘擊有困難時，可在管內助沉。

5．樁終止錘擊的控制應視樁端土質而定，一般情況下以控制樁端設計標高為主，貫入度為輔。

6．沉樁過程中應加強鄰近建築物、地下管線等的觀測、監護。

三）沉樁方式及設備選擇

1．錘擊沉樁宜用於砂類土、黏性土。

樁錘的選用應根據地質條件、樁型、樁的密集程度、單樁豎向承載力及現有施工條件等因素確定。

2．振動沉樁宜用於錘擊沉樁效果較差的密實的黏性土、礫石、風化岩

3．在密實的砂土、碎石土、砂礫的土層中用錘擊法、振動沉樁法有困難時，可採用射水作為輔助手段進行沉樁施工。

在黏性土中應慎用射水沉樁；在重要建築物附近不宜採用射水沉樁。

4．靜力壓樁宜用於軟黏土(標準貫入度N<20)、淤泥質土。

5．鑽孔埋樁宜用於黏土、砂土、碎石土，且河床覆土較厚的情況。

二、鑽孔灌注樁基礎

鑽孔灌注樁工藝流程圖

（一）準備工作

1．施工前應掌握工程地質資料、水文地質資料，具備所用各種原材料及製品的質量檢驗報告。

2．施工時應按有關規定，制定安全生產等措施。

3．灌注樁施工應有齊全、有效的施工記錄。

（二）成孔方式與設備選擇

依據成樁方式可分為泥漿護壁成孔、干作業成孔、護筒（沉管）灌注樁及爆破成孔，施工機具類型及土質適用條件可參考表 1K41202

（三）泥漿護壁成孔

1．泥漿製備與護筒埋設

(1)泥漿製備根據施工機械、工藝及穿越土層情況進行配合比設計，宜選用高塑性黏土或膨潤土 。

(2)護筒埋設深度應符合有關規定。

正反循環成孔施工期間護筒內的泥漿面應高出地下水位1．0m 以上，旋挖鑽機護筒應高於地下水位3.0m，在清孔過程中應不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土。

(3)灌注混凝土前，孔底500mm 以內的泥漿相對密度應小於1.25；含砂率不得大於8%；黏度不得大於28s。

(4)現場應設置泥漿池和泥漿收集設施，集中收集運走。

2．正、反循環鑽孔

(1)泥漿護壁成孔時根據泥漿補給情況控制鑽進速度；保持鑽機穩定。

(2)鑽進過程中如發生斜孔、塌孔和護筒周圍冒漿、失穩等現象時，應先停鑽，待採取相應措施後再進行鑽進。

(3)鑽孔達到設計深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度應符合設計要求。

設計未要求時端承型樁的沉渣厚度不應大於100 mm;摩擦型樁的沉渣厚度不應大於300 mm。

3．衝擊鑽成孔

(1)衝擊鑽開孔時，應低錘密擊，反覆衝擊造壁，保持孔內泥漿面穩定。

(2)應採取有效的技術措施防止擾動孔壁、塌孔、擴孔、卡鑽和掉鑽及泥漿流失等事故。

(3)每鑽進4～5m 應驗孔一次，在更換鑽頭前或容易縮孔處，均應驗孔並應做記錄。

(4)排渣過程中應及時補給泥漿。

(5)沖孔中遇到斜孔、梅花孔、塌孔等情況時，應採取措施後方可繼續施工。

(6)穩定性差的孔壁應採用泥漿循環或抽渣筒排渣，清孔後灌注混凝土之前的泥漿指標符合要求。

4．旋挖成孔

(1)旋挖鑽成孔灌注樁應根據不同的地層情況及地下水位埋深，採用不同的成孔工藝。

(2)泥漿製備的能力應大於鑽孔時的泥漿需求量，每台套鑽機的泥漿儲備量不少於單樁體積。

(3)成孔前和每次提出鑽斗時，應檢查鑽斗和鑽杆連接銷子、鑽斗門連接銷子以及鋼絲繩的 狀況，並應清除鑽斗上的渣土。

(4)旋挖鑽機成孔應採用跳挖方式，並根據鑽進速度同步補充泥漿，保持所需的泥漿面高度 不 變 。

(5)孔底沉渣厚度控制指標符合要求。

（四）干作業成孔

1．長螺旋鑽孔

(1)鑽機定位後，應進行復檢，鑽頭與樁位點偏差不得大於20mm，開孔時下鑽速度應緩慢； 鑽進過程中，不宜反轉或提升鑽杆。

(2)在鑽進過程中遇到卡鑽、鑽機搖晃、偏斜或發生異常聲響時，應立即停鑽，查明原因， 採取相應措施後方可繼續作業(3)鑽至設計標高后，應先泵人混凝土並停頓10～20s，再緩慢提升鑽杆。

提鑽速度應根據土層情況確定，並保證管內有一定高度的混凝土。

(4)混凝土壓灌結束後，應立即將鋼筋籠插至設計深度，並及時清除鑽杆及泵（軟）管內殘留混凝土

2．鑽孔擴底

(1)鑽杆應保持垂直穩固，位置準確，防止因鑽杆晃動引起擴大孔徑。

(2)鑽孔擴底樁施工擴底孔部分虛土厚度應符合設計要求。

(3)灌注混凝土時，第一次應灌到擴底部位的頂面，隨即振搗密實；灌注樁頂以下5m範圍內

混凝土時，應隨灌注隨振動，每次灌注高度不大於1.5m。

3．人工挖孔

(1)人工挖孔樁必須在保證施工安全前提下選用。

(2)挖孔樁截面一般為圓形，也有方形樁；孔徑1200～2000mm，最大可達3500mm；挖孔深度不宜超過25m。

(3)採用混凝土或鋼筋混凝土支護孔壁技術，護壁的厚度、拉接鋼筋、配筋、混凝土強度等級均應符合設計要求；井圈中心線與設計軸線的偏差不得大於20mm;上下節護壁混凝土的搭接長度不得小於50mm;每節護壁必須保證振搗密實，並應當日施工完畢；應根據土層滲水情況使用速凝劑；模板拆除應在混凝土強度大於2. 5MPa 後進行。

(4)挖孔達到設計深度後，應進行孔底處理。

必須做到孔底表面無松渣、泥、沉澱土。

（五）鋼筋籠與灌注混凝土施工要點

1．鋼筋籠加工應符合設計要求。

鋼筋籠製作、運輸和吊裝過程中應採取適當的加固措施， 防止變形。

2．吊放鋼筋籠入孔時，不得碰撞孔壁，就位後應採取加固措施固定鋼筋籠的位置。

3．沉管灌注樁內徑應比套管內徑小60～80mm，用導管灌注水下混凝土的樁應比導管連接處 的 外 徑 大 lOOmm 以 上 。

4．灌注樁採用的水下灌注混凝土宜採用預拌混凝土，其骨料粒徑不宜大40mm。

5．灌注樁各工序應連續施工，鋼筋籠放入泥漿後4h 內必須澆築混凝土。

6．樁頂混凝土澆築完成後應高出設計標高0. 5～lm，確保樁頭浮漿層鑿除後樁基面混凝土達到設計強度。

7．當氣溫低於O℃以下時，澆築混凝土應採取保溫措施，澆築時混凝土的溫度不得低於5℃。

當氣溫高於30℃時，應根據具體情況對混凝土採取緩凝措施。

8． 灌注樁的實際澆築混凝土量不得小於計算體積；套管成孔的灌注樁任何一段平均直徑與設計 直 徑 的 比 值 不 得 小 於 1：0.9． 場地為淺水時宜採用築島法施工，築島面積應按鑽孔方法、機具大小而定。

島的高度應高出最高施工水位0.5～1．0m。

10．場地為深水或淤泥層較厚時，可採用固定式平台或浮式平台。

平台須穩固牢靠，能承受施工時的靜載和動載；並考慮施工機械進出安全。

（六）水下混凝土灌注

1．樁孔檢驗合格，吊裝鋼筋籠完畢後，安置導管澆築混凝土。

2．混凝土配合比應通過試驗確定，須具備良好的和易性，坍落度宜為180～220mm。

3．導管應符合下列要求：

(1)導管內壁應光滑圓順，直徑宜為20～30cm，節長宜為2m。

(2)導管不得漏水，使用前應試拼、試壓，試壓的壓力宜為孔底靜水壓力的1.5 倍。

(3)導管軸線偏差不宜超過孔深的0.5%，且不宜大於lOcm。

(4)導管採用法蘭盤接頭宜加錐形活套；採用螺旋絲扣型接頭時必須有防止鬆脫裝置。

4．使用的隔水球應有良好的隔水性能，並應保證順利排出。

5．開始灌注混凝土時，導管底部至孔底的距離宜為300～500mm;導管一次埋入混凝土灌注 面以下不應少於0. 8m;導管埋人混凝土深度宜為2～6m。

6．灌注水下混凝土必須連續施工，並應控制提拔導管速度，嚴禁將導管提出混凝土灌注面。

灌注過程中的故障應記錄備案。