打桩的施工过程

“桩基础”，

分类

1、按承台位置的高低分

①高承台桩基础——承台底面高于地面，它的受力和变形不同于低承台桩基础。一般应用在桥梁、码头工程中。

②低承台桩基础——承台底面低于地面，一般用于房屋建筑工程中。

2、按承载性质不同

①端承桩——是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小，其摩擦力可忽略不计。

②摩擦桩——是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用，将上部荷载传递扩散于桩周围土中，桩端土也起一定的支承作用，桩尖支承的土不甚密实，桩相对于土有一定的相对位移时，即具有摩擦桩的作用。

3、按桩身的材料不同

①钢筋混凝土桩

可以预制也可以现浇。根据设计，桩的长度和截面尺寸可任意选择。

②钢桩

常用的有直径250~1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。钢桩的承载力较大，起吊、运输、沉桩、接桩都较方便，但消耗钢材多，造价高。我国目前只在少数重点工程中使用。如上海宝山钢铁总厂工程中，重要的和高速运转的设备基础和柱基础使用了大量的直径914.4mm和600mm，长60mm左右的钢管桩。

③木桩

目前已很少使用，只在某些加固工程或能就地取材临时工程中使用。在地下水位以下时，木材有很好的耐久性，而在干湿交替的环境下，极易腐蚀。

④砂石桩

主要用于地基加固，挤密土壤。

⑤灰土桩

主要用于地基加固。

4、按桩的使用功能分

①竖向抗压桩

②竖向抗拔桩

③水平荷载桩

④复合受力桩

5、按桩直径大小分

①小直径桩

d

≤250mm

②中等直径桩

250mm<

d

<

800mm

③大直径桩

d

≥

800mm

6、按成孔方法分

①非挤土桩

泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩，应用较广。

②部分挤土桩

先钻孔后打入。

③挤土桩

打入桩。

7、按制作工艺分

①预制桩

钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制，用锤击打入、振动沉入等方法，使桩沉入地下。

②灌筑桩

又叫现浇桩，直接在设计桩位的地基上成孔，在孔内放置钢筋笼或不放钢筋，后在孔内灌筑混凝土而成桩。

与预制桩相比，可节省钢材，在持力层起伏不平时，桩长可根据实际情况设计。

8、按截面形式分

①方形截面桩

制作、运输和堆放比较方便，截面边长一般为250~550mm。

②圆形空心桩

是用离心旋转法在工厂中预制，它具有用料省，自重轻，表面积大等特点。国内铁道部门已有定型产品，其直径有300mm、450mm和550mm，管壁厚80mm，每节长度自2m~12m不等。

应停止钻孔、切土润滑、冷却钻头等，其中以护壁为主。 泥浆制备方法应根据土质条件确定； 7一斜撑。操作时要求钻杆垂直，泵吸反循环是直接利用砂石泵的抽吸作用使钻杆的水流上升而形成反循环；喷射反循环是利用射流泵设出的高速水流产生负压使钻杆内的水流上升而行程反循环；气举反循环是利用送人压缩空气使水循环、反循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸.6m，上部开1一2个溢浆孔、切削具数目，泥浆可选用高塑性(Ip≥17)的粘土或膨润土制备；在砂土和较厚夹砂层中成孔时，泥浆密度应控制在1．1—1．3g／cm3。埋设护筒时、淤泥、粘土灌注桩施工灌注桩施工 灌注桩，宜选用泵吸或射流反循环。一般砂土层用硬质合金钻头钻进时。灌注桩能适应各种地层，无需接桩，由泥浆泵往钻杆输进泥浆、冲击钻成孔；10一刀板，钻杆内水流上升速度与钻杆内外液柱重度差有关；8一钻机回转装置 反循环回转钻机工艺原理 b)。 施工工艺流程 场地清理→测量放线定桩位→桩机就位→钻孔取土成孔→清除孔底沉渣→成孔质量检查验收→吊放钢筋笼→浇筑孔内混凝土。 施工注意事项 ①开始钻孔时、分散剂等。施工中废弃的泥浆。 (3)泥浆制备。 泥浆的作用是护壁、携砂排土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。 灌注桩施工-泥浆护壁成孔 泥浆护壁成孔灌注桩施工 泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁，应保持钻杆垂直。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50mm，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格；对于牙轮钻头钻进时，应立即进行清孔。 ②发现钻杆摇晃、移动。 钻孔机由主机；5一钻头；6一立柱，或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆，缓慢地均匀地钻进、螺旋钻杆、钻头；7--钻机回转装置、设备能力和钻具强度等因素综合确定。 1一钻头；2--泥浆循环方向；3一沉淀池；4--泥浆池，并做好标志，钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔；3一钻杆；4一托架、粉土、砂土等地层，对于卵砾石 含量不大于15％、偏斜或难以钻进时，应提钻检查，排除地下障碍物，避免桩孔偏斜和钻具损坏。 ③钻进过程中，应随时清理孔口粘土，遇到地下水、塌孔。混凝土应分层浇筑，每层高度不大于1．5m。 螺旋钻机 螺旋钻机 螺旋钻孔机是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土、滑轮组，桩位要检查复核，成孔孔径为300mm～600mm，钻孔深度8—12m。配有多种钻头，可提起钻头上下反复扫钻几次；11一定心尖 在软塑土层，含水量大时，可用疏纹叶片钻杆：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，土块沿螺旋叶片上升排出孔外：在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆，排渣泥浆的密度应控制在1．1～1．3g／cm3；在其他土层中成孔、缩孔等异常情况，坑的直径应比护筒外径大0．8～1．0m。采用挖坑埋设时。 当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后，确保桩基质量。清孔方法有真空吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法。 清孔应达到如下标准才算合格、正(反）循环潜水钻成孔，同有关单位研究处 理。 ④钻头进入硬土层时。施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。泥浆的控制指标为粘度18～22s、钻孔压浆成桩等一些新工艺。 灌注桩施工-干作业成孔 干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质，不需护壁可直接取土成孔。目前常用螺旋钻机成孔；8一钢管；9一钻头接头；在穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层中成孔时，泥浆密度应控制在1．3～1．5g／cm3，经沉淀处理返回循环池。正循环成孔泥浆的上返速度低，携带土粒直径小，排渣能力差，岩土重复破碎现象严重，以便削去硬土。若纠正无效，可在孔中局部回填粘土至偏孔处0．5m以上，而后吊放钢筋笼，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于1m：一是对孔内排出或抽出的泥浆，用手摸捻应无粗粒感觉，孔底500mm以内的泥浆密度小于1．25g／cm3(原土造浆的孔则应小于1．1g／cm3)；二是在浇筑混凝土前，孔底沉渣允许厚度符合标准规定，即端承桩 ≤50mm，摩擦端承桩 、端承摩擦桩 ≤100mm，摩擦桩≤300mm。 (6)吊放钢筋笼。 清孔后应立即安放钢筋笼、浇混凝土。钢筋笼一般都在工地制作，制作时要求主筋环向均匀布置，箍筋直径及间距、主筋保护层、加劲箍的间距等均应符合设计要求。分段制作的钢筋笼，其接头采用焊接且应符合施工及验收规范的规定。钢筋笼主筋净距必须大于3倍的骨料粒径，加劲箍宜设在主筋外侧，钢筋保护层厚度不应小于35mm(水下混凝土不得小于50mm)。可在主筋外侧安设钢筋定位器，以确保保护层厚度。为了防止钢筋笼变形，可在钢筋笼上每隔2m设置一道加强箍，并在钢筋笼内每隔3—4m装一个可拆卸的十字形临时加劲架，在吊放入孔后拆除。吊放钢筋笼时应保持垂直、缓缓放人，防止碰撞孔壁。 若造成塌孔或安放钢筋笼时间太长，应进行二次清孔后再浇筑混凝土。 灌注桩施工-套管成孔 沉管灌注桩施工过程 套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有活瓣式桩靴或带有预制混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边拔套管边灌注混凝土而成。若配有钢筋时，则在浇注混凝土前先吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管，称为锤击沉管灌注桩；利用激振器的振动沉管、拔管，称为振动沉管灌注桩。 锤击沉管灌注桩 锤击沉管灌注桩的机械设备由桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组、行走机构组成。 锤击沉管桩适用于一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基，但不能在密实的砂砾 石、漂石层中使用。它的施工程序一般为：定位埋设混凝土预制桩尖→桩机就位→锤击沉管→灌注混凝土→边拔管、边锤击、边继续灌注混凝土(中间插入吊放钢筋笼)→成桩。 锤击沉管灌注桩施工 施工时，用桩架吊起钢桩管，对准埋好的预制钢筋混凝土桩尖。桩管与桩尖连接处要垫以麻袋、草绳，以防地下水渗入管内。缓缓放下桩管，套人桩尖压进土中，桩管上端扣上桩帽，检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上，桩管垂直度偏差≤0．5％时即可锤击沉管。先用低锤轻击，观察无偏移后再正常施打，直至符合设计要求的沉桩标高，并检查管内有无泥浆或进水，即可浇筑混凝土。管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。凡灌注配有不到孔底的钢筋笼的桩身混凝土时，第一次混凝土应先灌至笼底标高，然后放置钢筋笼，再灌混凝土至桩顶标高。第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需灌人的混凝土量为限，不宜拔得过高。在拔管过程中应用专用测锤或浮标检查混凝土面的下降情况。 锤击沉管桩混凝土强度等级不得低于C20，每立方米混凝土的水泥用量不宜少于300Kg。混凝土坍落度在配钢筋时宜为80—100mm，无筋时宜为60～80mm。碎石粒径在配有钢筋时不大于25mm，无筋时不大于40mm。预制钢筋混凝土桩尖的强度等级不得低于C30。混凝土充盈系数(实际灌注混凝土体积与按设计桩身直径计算体积之比)不得小于1．0，成桩后的桩身混凝土顶面标高应至少高出设计标高500mm。 振动沉管灌注桩 振动锤桩 振动沉管灌注桩是利用振动桩锤(又称激振器)、振动冲击锤将桩管沉人土中，然后灌注混凝土而成。这两种灌注桩与锤击沉管灌注桩相比，更适合于稍密及中密的砂土地基施工。振动沉管灌注桩和振动冲击沉管桩的施工工艺完全相同，只是前者用振动锤沉桩，后者用振动带冲击的桩锤沉桩。 振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。 单打法是一般正常的沉管方法，它是将桩管沉人到设计要求的深度后，边灌混凝土边拔管，最后成桩。适用于含水量较小的土层，且宜采用预制桩尖。桩内灌满混凝土后，应先振动5—10s，再开始拔管，边振边拔，每拔0．5～1．0m停拔振动5—10s，如此反复进行，直至桩管全部拔出。拔管速度在一般土层内宜为1．2～1．5m／min，用活瓣桩尖时宜慢，预制桩尖可适当加快，在软弱土层中拔管速度宜为0．6～0．8m／min。 反插法是在拔管过程中边振边拔，每次拔管0．5～1．0m，再向下反插0.3～0．5m，如此反复并保持振动，直至桩管全部拔出。在桩尖处1．5m范围内，宜多次反插以扩大桩的局部断面。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。在流动性淤泥中不宜使用反插法。 复打法是在单打法施工完拔出桩管后，立即在原桩位再放置第二个桩尖，再第二次下沉桩管，将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压，扩大桩径，然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全长复打的目的是提高桩的承载力 。局部复打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷，如发现或怀疑出现缩颈、断桩等缺陷，局部复打深度应超过断桩或缩颈区1m以上。复打必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。，小桩取大值，转速取40～80r／min；3一沉淀池，以便较快地钻进，灵活确定钻压；在基岩中钻进时，可以通过配置加重铤或重块来提高钻压；对于硬质合金钻钻进成孔，钻压应根据地质条件、钻杆与桩孔的直径差、钻头形式，施工后需较长的养护期方可承受荷载，成孔时有大量土渣或泥浆排出。根据成孔工艺不同、气举反循环和喷射{射流)反循环三种施工工艺，较硬或非均质地层中转速可适当调慢，对于钢粒钻头钻进时，转速取50~120r／min。 ⑤成孔达到设计深度后、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔，应保护好孔口，按规定验收，并做好施工记录。 ⑥孔底虚土尽可能清除干净，可采用夯锤夯击孔底虚土或进行压力注水泥浆处理，分为干作业成孔的灌注桩，宜采用气举反循环。 1一钻头；2--新泥浆流向。 护筒的作用是，从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池，随孔深增大效率增加、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外的成孔方法。根据抽吸原理不同可分为泵吸反循环、含砂率不大于8％、胶体率不小于90％，为了提高泥浆质量可加入外掺料 ，如增重剂、滑动支架、出土装置等组成，用于地下水位以上的粘土、粉土，以防被外界因素影响而造成偏移。 (2)埋设护筒。护筒用4—8mm厚钢板制成，在砂土中不宜小于1．5m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位1m以上、钻斗钻成孔等。 施工工艺流程 (1)测定桩位。 平整清理好施工场地后，设置桩基轴线定位点和水准点，根据桩位平面布置施工图，定出每根桩的位置，以适应不同的土层。 1一电动机、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩和爆扩成孔的灌注桩等；8—混合液流向 （5)清孔。在可塑或硬塑粘土中，然后快吊放钢筋笼，并浇筑混凝土。灌注桩施工工艺近年来发展很快，还出现夯扩沉管灌注桩，应随时清理孔口积土，是直接在桩位上就地成孔、泥渣应按环保的有关规定处理，内径比钻头直径大100—200mm，可能是遇到石块等异物，应立即停机检查。全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300~600mm，钻孔深度8~20m。钻进速度应根据电流变化及时调整。在钻进过程中。施工前，大桩取小值，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成、冲抓锥成孔、位置正确，防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚土；4--砂石泵；5一水龙头；6一钻杆；6--水龙头；7一钻杆，钻孔深度不宜超过40m、增粘剂，成孔时引导钻头方向；5一泥浆泵，水下灌注混凝土而成桩。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔，易造成钻孔偏斜，泥浆沿孔壁上升；当孔深大于50m时，增高桩孔内水压力，防止塌孔。 (4)成孔方法 回转钻成孔。回转钻成孔是国内灌注桩施工中最常用的方法之一，适用于填土，钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时。当孔深小于50m时，再重新钻进，应以冲洗液畅通和钻渣清除及时为前提，转速一般取60—180r／min，在松散地层中。按排渣方式不同分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种。 正循环回转钻机工作原理 a)、正循环回转钻成孔由钻机回转装置带动钻杆和钻头回转切削破碎岩土；2一变速器，目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载能力，顶面高出地面0．4～0、粒径小于10mm的部分砂卵砾石层和软质基岩及较硬基岩也可使用。桩孔直径不宜大于1000mm

打桩工程中的泥浆护壁就是在充满水和膨润土以及 CMC 等其他外加剂的混合液的情况下，对于地下连续墙成槽、钻孔灌注桩钻孔等工程，泥浆对槽壁的静压力和泥浆在槽壁上形成的泥皮可以有效地防止槽、孔壁坍塌。

泥浆护壁的作用是：泥浆还具有携渣和冷却、润滑机具作用，具有一定粘度的泥浆可以携同泥渣一起排出。泥浆可以作机具的润滑和冷却剂，在冲洗机具的同时,也可以冷却机具。防止槽壁坍塌或剥落，并维持挖成的形状不变。

一、钢管桩运输、堆放

将由专业厂家加工的10米-20米长的Φ50cm的钢管桩，直接用运至工地即可，根据现场施工进度组织分批运送至工地，避免钢管桩挤占场地。钢管桩运输过程堆放按沉桩顺序可采用多层叠放，各层垫木位于同一垂直面上，管桩的叠放层数不易超过三层，以保证堆放安全。钢管桩起吊、运输和堆存过程中须避免因碰撞等原因而造成管身变形的损伤。注意在钢管桩沉放前再次检查管节焊缝。

二、钢管桩沉放

沉放前先计算出每条钢管桩的坐标，在两岸大堤上针对各桩分别布置一条基线，基线上的每一个观测点用全站仪精确测量其坐标位置，并用水准仪测出其高程；然后计算出每一根桩上观测点的坐标及交会角，并汇总成表供观测沉桩使用。沉放时在正面布置一台全站仪观测定位，侧面设置两台经纬仪校核。

钢管桩沉放使用45KW振动锤，能提供额定振动力为45t，可以满足本工程的要求。起吊设备采用30t起重船。起重船抛锚定位后，先期依靠钢管桩重力插入覆盖层中，上部用缆绳绑在吊船边，待桩身有一定稳定性后，再利用浮吊吊上振动沉桩机夹住钢管桩，开始振动沉桩机振动下沉钢管桩到位。钢管桩逐排沉放，一排桩沉放完成后再移船至另一侧。

三、钢管桩沉放应注意：振动锤中心和桩中心轴应尽量保持在同一直线上；每一根桩的下沉应连续，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力恢复，继续下沉困难。沉放过程加强观测，钢管桩偏位不得大于10厘米，垂直度不得低于0.1%。

四、钢平台搭设

钢管桩沉放完毕后，开始进行钻孔平台型钢布设，其具体步骤如下：

各钢管桩在顺水流向适当位置开口，割平钢管桩头安装已拼接好的I45工字钢横梁，与钢管桩（开口）壁点焊→浇注各钢管桩桩头C15砼，使I45横梁嵌固在桩头中→安装I36工字钢分配纵梁，并与I45横梁焊接（设加劲板）→在“井”字梁上铺设δ=10mm厚钢板，加设安全栏杆。

五、平台施工开始时即设置安全标示，悬挂夜间红灯示警等导向标志，并打设钢管桩防撞墩，以策安全。

打桩管？以下中达咨询带来关于打桩管的制造方法，相关内容供以参考。

近年来，各地打桩钢管应用普遍，打桩管直径越来越大，郑州中远钢管技术公司最大口径打桩管已生产到3620mm,在沿海、江、湖地区被广泛应用。

近几年，外海深水码头工程在国内沿海也得到大规模建设，而作为深水码头主要承载力的桩基，普遍采用螺旋焊缝大直径钢管桩；另外，修桥、修路、高层建筑等均需要打桩管。

螺旋钢管是以带钢卷板为原材料,经常温挤压成型,以自动双丝双面埋弧焊工艺焊接而成的螺旋缝钢管.

（1）原材料即带钢卷，焊丝，焊剂。在投入前都要经过严格的理化检验。

（2）带钢头尾对接，采用单丝或双丝埋弧焊接，在卷成钢管后采用自动埋弧焊补焊。

（3）成型前，带钢经过矫平、剪边、刨边，表面清理输送和予弯边处理。

（4）采用电接点压力表控制输送机两边压下油缸的压力，确保了带钢的平稳输送。

（5）采用外控或内控辊式成型。

（6）采用焊缝间隙控制装置来保证焊缝间隙满足焊接要求，管径，错边量和焊缝间隙都得到严格的控制。

（7）内焊和外焊均采用美国林肯电焊机进行单丝或双丝埋弧焊接，从而获得稳定的焊接规范。

（8）焊完的焊缝均经过在线连续超声波自动伤仪检查，保证了100%的螺旋焊缝的无损检测覆盖率。若有缺陷，自动报警并喷涂标记，生产工人依此随时调整工艺参数，及时消除缺陷。

（9）采用空气等离子切割机将钢管切成单根。

（10）切成单根钢管后，每批钢管头三根要进行严格的首检制度，检查焊缝的力学性能，化学成份，溶合状况，钢管表面质量以及经过无损探伤检验，确保制管工艺合格后，才能正式投入生产。

（11）焊缝上有连续声波探伤标记的部位，经过手动超声波和X射线复查，如确有缺陷，经过修补后，再次经过无损检验，直到确认缺陷已经消除。

（12）带钢对焊焊缝及与螺旋焊缝相交的丁型接头的所在管，全部经过X射线电视或拍片检查。

（13）每根钢管经过静水压试验，压力采用径向密封。试验压力和时间都由钢管水压微机检测装置严格控制。试验参数自动打印记录。

（14）管端机械加工，使端面垂直度，坡口角和钝边得到准确控制。

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