灌注桩施工技术

灌注桩施工技术

   

灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。

   

与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等特点。

   

灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。

    1人工挖孔灌注桩施工技术 

    大直径灌注桩是采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩基础，也称墩基础。它由承台、桩身和扩大头组成(图2－31)，穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩石层上。

    优点是桩身直径大，承载能力高；施工时可在孔内直接检查成孔质量，观察地质土质变化情况；桩孔深度由地基土层实际情况控制，桩底清孔除渣彻底、干净，易保证混凝土浇筑质量。 

图2－31  混凝土护圈挖孔桩

   

1)施工工艺

   人工挖孔桩的护壁常采用现浇混凝土护壁，也可采用钢护筒或采用沉井护壁等。采用现浇混凝土护壁时的施工工艺过程如下：

   

①测定桩位、放线。

   ②开挖土方。采用分段开挖，每段高度取决于土壁的直立能力，一般为0．5～1．0

m，开挖直径为设计桩径加上两倍护壁厚度。挖土顺序是自上而下、先中间、后孔边。

   ③支撑护壁模板。模板高度取决于开挖土方每段的高度，一般为1

m，由4—8块活动模板组合而成。护壁厚度不宜小于100mm，一般取D/10   +  5cm(D为桩径)，且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加100～150

mm，上下节护壁可用长为1 m左右Φ6一Φ8的钢筋进行拉结。

   

④在模板顶放置操作平台。平台可用角钢和钢板制成半圆形，两个合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土和浇筑混凝土用。

   

⑤浇筑护壁混凝土。护壁混凝土的强度等级不得低于桩身混凝土强度等级，应注意浇捣密

实。根据土层渗水情况，可考虑使用速凝剂。不得在桩孔水淹没模板的情况下浇护壁混凝土。每节护壁均应在当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于50mm。

   

⑥拆除模板继续下一段的施工。一般在浇筑混凝土24

h之后便可拆模。若发现护壁有蜂窝、孔洞、漏水现象时，应及时补强、堵塞，防止孔外水通过护壁流人桩孔内。当护壁符合质量要求后，便可开挖下一段的土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度并按

设计进行扩底。

   ⑦安放钢筋笼、浇筑混凝土。孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土，当混凝土浇至钢筋

的底面设计标高时再安放钢筋笼，继续浇筑桩身混凝土。

   2)施工注意事项

   ①桩孔开挖，当桩净距小于2倍桩径且小于2．5

m时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小 施工净距不得小于4．5 m，孔深不宜大于40m。

   

②每段挖土后必须吊线检查中心线位置是否正确，桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50  mm，桩的垂直度偏差不得超过1％，桩径不得小于设计直径。

   

③防止土壁坍塌及流砂。挖土如遇到松散或流砂土层时，可减少每段开挖深度(取0．3—  0．5

m)或采用钢护筒、预制混凝土沉井等作护壁，待穿过此土层后再按一般方法施工。流砂现 象严重时，应采用井点降水处理。

   

④浇筑桩身混凝土时，应注意清孔及防止积水，桩身棍凝土应一次连续浇筑完毕，不留施工

缝。为防止混凝土离析，宜采用串筒来浇筑混凝土，如果地下水穿过护壁流入量较大无法抽干 时，则应采用导管法浇筑水下混凝土。

   

⑤必须制定好安全措施。

   a施工人员进入孔内必须戴安全帽，孔内有人作业时，孔上必须有人监督防护。

   

b孔内必须设置应急软爬梯供人员上下井；使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自

动卡紧保险装置；不得用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下；电动葫芦使用前必须检验其安全起吊能力。

   

c每日开工前必须检测井下的有毒有害气体，并有足够的安全防护措施。桩孔开挖深度 超过10m时，应有专门向井下送风的设备，风量不宜少于25 L／s。

   

d护壁应高出地面200～300 mm，以防杂物滚入孔内；孔周围要设0．8m高的护栏。

   

e孔内照明要用12V以下的安全灯或安全矿灯。使用的电器必须有严格的接地、接零和 漏电保护器(如潜水泵等)。

2钻孔灌注桩施工技术

1）干作业钻孔灌注桩

（1）干作业钻孔灌注桩施工过程如图2－17所示。

（2）干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分别为Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，钻孔深度相应为12m、10m、8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。

（3）钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。

（4）钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。

（5）钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度50～60cm。

图2－17  螺旋钻机钻孔灌注桩施工过程示意图

(a)钻机进行钻孔；(b)放入钢筋骨架；(c)浇筑混凝土

2）、泥浆护壁成孔灌注桩

   

泥浆护壁成孔是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。

   

成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。

   

泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程：测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土

 

（1）埋设护筒和制备泥浆

   

①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。钻孔灌注桩-护筒埋设见图2－18。护筒高2m左右，上部设1～2个溢浆孔，是用厚4～8mm钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径200mm。护筒的作用是固定桩孔位置，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。

   

②在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为11～15的泥浆，使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。  

图2－18  钻孔灌注桩-护筒埋设

   （2）成孔

   

1)潜水钻机成孔

   ①潜水钻机成孔示意图

   

潜水钻机成孔示意图如图2－20所示。 

图2－20  潜水钻机钻孔示意图

1－钻头；2－潜水钻机；3－电缆；4－护筒；5－水管；

6－滚轮（支点）；7－钻杆；8－电缆盘；9－5KN卷扬机；

10－10KN卷扬机；11－电流电压表；12－启动开关

   ②工作方式

   

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或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。

   ③排渣方式

   潜水钻机成孔排渣有正循环排渣和反循环排渣两种方式，如图2－21所示。

   

a正循环排渣法:在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运动，从护筒的溢流孔排出。

   b反循环排渣法:砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。 

a）正循环排渣；（b）反循环排渣

1－钻杆；2－送水管；3－主机；4－钻头；5－沉淀池；

6－潜水泥浆泵；7－泥浆泵；8－砂石泵；9－抽渣管；10－排渣胶管

   (2)冲击钻成孔

   

①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(图2－22)

   

②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(图2－23)。

   ③冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。 

图2－22  简易冲击钻孔机示意图

1－副滑轮；2－主滑轮；3－主杆；4－前拉索；5－后拉索；

6－斜撑；7－双滚筒卷扬机；8－导向轮；9－垫木；10－钢管；

11－供浆管；12－溢流口；13－泥浆渡槽；14－护筒回填土；15－钻头 

图2－23  十字形冲头示意图

④冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程04～08m范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉3～4m以后，冲程可以提高到15～20m，转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。

⑤施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。

(3)冲抓锥成孔

①冲抓锥(图2－24)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。

   

②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。

   ③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。  

图2－24  冲抓锥头

(a)抓土；(b)提土

1－抓片；2－连杆；3－压重；4－滑轮组

钻孔灌注桩-钻进施工见图2－19。 

图2－19  钻孔灌注桩-钻进施工

（3）清孔

   

(1)验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。

   

(2)泥浆护壁成孔清孔时，对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，气压为05MPa，使管内形成强大高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。

   (3)对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在115～125。

（4）浇筑水下混凝土

   

(1)泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。

   

(2)水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。

   (3)水下混凝土浇筑常用导管法(图2－25 )。

   

(4)浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下08m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。钻孔灌注桩-混凝土浇筑见图2－26。

图2－25  水下浇筑混凝土

1－上料斗；2－贮料斗；3－滑道；4－卷扬机；

5－漏斗；6－导管；7－护筒；8－隔水栓 

3沉管成孔灌注桩施工技术

（1）打桩方法

沉管灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一致)，造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。沉管灌注桩桩靴见图2－27。

图2－27  沉管灌注桩桩靴

（2）桩的分类

利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩(图2－28)；利用振动器振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩(图2－29)。

①锤击沉管灌注桩

   锤击沉管灌注桩机械设备示意图见图2－28。 

图2－28  锤击沉管灌注桩机械设备示意图

1－桩锤钢丝绳；2－桩管滑轮组；3－吊斗钢丝绳；4－桩锤；5－桩帽；

6－混凝土漏斗；7－桩管；8－桩架；9－混凝土吊斗；10－回绳；

11－行驶用钢管；12－预制桩尖；13－卷扬机；14－枕木

②振动沉管灌注桩

   振动沉管灌注桩桩机示意图见图2－29。 

图2－29  振动沉管灌注桩桩机示意图

1－导向滑轮；2－滑轮组；3－激振器；4－混凝土漏斗；5－桩管；

6－加压钢丝绳；7－桩架；8－混凝土吊斗；9－回绳；10－活瓣桩尖；

11－缆风绳；12－卷扬机；13－行驶用钢管；14－枕木

（3）成孔顺序

在沉管灌注桩施工过程中，对土体有挤密作用和振动影响， 施工中应结合现场施工条件，考虑成孔的顺序。

   

间隔一个或两个桩位成孔；

   在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔；

   一个承台下桩数在5根以上者，中间的桩先成孔，外围的桩后成孔。

（4）施工工艺

为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。

   

单打法(又称一次拔管法)：拔管时，每提升05～10m，振动5～10s，然后再拔管05～10m，这样反复进行，直至全部拔出。

   

复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行。

   

翻插法：钢管每提升05m，再下插03m，这样反复进行，直至拔出。

1)锤击沉管灌注桩

①锤击沉管灌注桩施工过程

   锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基，其施工过程见图2－30所示。 

图2－30  沉管灌注桩施工过程

(a)就位；(b)沉钢管；(c)开始灌注混凝土；

(d)下钢筋骨架继续浇筑混凝土；(e)拔管成型

1－桩尖；2－钢管；3－钢筋

②锤击沉管灌注桩施工要点

   ①桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈，以防地下水渗入管内和作缓冲层。沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。

   ②拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。

   

③桩管内混凝土尽量填满，拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制拔管速度，一般土层以不大于1m/min为宜，软弱土层与软硬交界处，应控制在08m/min以内为宜。

   ④在管底未拔到桩顶设计标高前，倒打或轻击不得中断，注意使管内的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。

   

⑤桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时，均应跳打施工；中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后，方可施打。

   

(2)振动沉管灌注桩

   1)振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。

   2)其施工过程为：

   ①桩机就位

   

②沉管

   ③上料

   ④拔管

   (3)沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法

   1)颈缩

   

①颈缩：指桩身的局部直径小于设计要求的现象。

   

②当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注的混凝土，桩局部范围受挤压形成颈缩。  

   

③当拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会形成颈缩。

   

④处理方法：拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力，混凝土坍落度应控制在50～70mm。拔管时应采用复打法，并严格控制拔管的速度。

   2)断桩

   ①断桩：指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。

   

②原因：桩距离太近，相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂。

   

③处理方法：施工时，控制中心距离不小于4倍桩径；确定打桩顺序和行车路线，减少对新灌注混凝土桩的影响。采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后，再进行下根桩的施工。

   3)吊脚桩

   ①吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。

   

②原因：当地下水压力大时，或预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管内，或由于桩尖活瓣受土压力，拔管至一定高度才张开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成松软层。

   

③处理方法：为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料，防止地下水及泥浆的渗入。

   4)混凝土灌注过量

   

如果灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上，这可能是由于孔底有洞穴，或者在饱和淤泥中施工时，土体受到扰动，强度大大降低，在混凝土侧压力作用下，桩身扩大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前应详细了解现场地质情况，对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时，应先打试桩。若发现混凝土用量过大时，应与设计单位联系，改用其他桩型。  

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参考资料：

人民网-真丝绸鉴别方法

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回潮

、手感等副作用出现了

污水处理中加入熟石灰一般可以调节污水的pH值，同时还有一定的杀菌消毒作用。但是容易产生碳酸钙物质沉淀。

石灰粉的成分比较复杂，是氢氧化钙、氧化钙等的混合物。石灰粉加入水中会生成碱性的氢氧化钙液体。

用以调节PH，同时也可以去除水中重金属离子，使其生成难容性的氢氧化物，再通过絮凝沉淀就可以将重金属离子分离。也有加液碱的，也就是氢氧化钠，不过成本会比石灰粉高很多，所以很多污水处理厂都会选择石灰粉。

主要用途

（1）石灰乳和砂浆 消石灰粉或石灰膏掺加大量粉刷。用石灰膏或消石灰粉可配制石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆，用于砌筑或抹灰工程。

（2）石灰稳定土将消石灰粉或生石灰粉掺人各种粉碎或原来松散的土中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，称为石灰稳定土。它包括石灰土、石灰稳定砂砾土、石灰碎石土等。石灰稳定土具有一定的强度和耐水性。广泛用作建筑物的基础、地面的垫层及道路的路面基层。

氢氧化钙化学式Ca(OH)2，俗称熟石灰、消石灰，水溶液称作澄清石灰水。是种白色粉末状固体。氢氧化钙具有碱的通性，是种强碱。氢氧化钙是二元强碱，但仅能微溶于水。氢氧化钙在现代工业别是建筑行业中的应用及其广泛。下面小编就来说下关于氢氧化钙跟灰钙粉的区别？　　

一、基本用途及规格　　1环保中和剂酸性废水、污水处理、污泥处理、锅炉烟气脱硫。　　2化工原料、添加剂、助剂、填料制革、冶金、涂料、石油润滑油、造纸、食品、药品、饲料等。　　3其他用途石材助割剂、土壤稳定剂、混凝土调质剂、化学试剂、石膏板嵌缝凝结剂、建筑粘合剂配料，烷基磺酸钙、医药止酸剂、收敛剂、硬水软化剂、塑料纤维等。　　二、环保处理用：　　1、作为强碱性药剂中和酸性废水或者重金属废水，使酸性废水成为中性。　　2、吸收锅炉烟气中的SO2，使排放烟气含硫量符合环保标准。　　3、对废水中胶体微粒能起助凝作用，并作为颗粒核增重剂，加速不溶物的分离。　　4、能有的去除磷酸根、硫酸根及氟离子等阴离子。　　5、能破坏氨基磺酸根等络合剂或鳌合剂对有些金属离子的结合。　　6、通过调节PH值对乳化液废水有脱稳破乳的作用。　　7、废水处理果比较，是废水处理的常规碱性药剂，与含量30%的氢氧化钠碱液相比，每吨氢氧化钠碱液的价格与每吨氢氧化钙粉剂相当，但从处理果看，采取氢氧化钙粉剂的价格还不到采用氢氧化钠碱液的50%，从混凝脱色的果看也要优于氢氧化钠碱液，是世界公认的碱性中和药剂。　　8、Ca(OH)2细度消石灰≥95%325目（45um），环保烟气脱硫（电厂、垃圾焚烧厂），涂料，造漆，有色金属冶烧，造纸工业用等。医药制酸剂，收敛剂，碳水软化剂等。　　三、环保用灰钙粉(氢氧化钙)　　1、主要用于垃圾焚烧。烟气脱硫、工业污水处理等行业。　　2、指标：项目指标Ca(OH)2>98%游离H2O≤10%比表面积≥15m2/g外观白色粉末。　　D、包装与贮运：编织袋，内衬塑料薄膜25Kg/袋。　　灰钙粉主要成分是Ca(OH)2、CaO和少量CaCO3的混合物，是石灰的精加工产品。其是由以CaCO3为主要成分的天然优质石灰石，经高温煅烧后成为生石灰（CaO）后，再经精选，部分消化，然后再通过高速风选锤式粉碎机粉碎而成的，其表观洁白细腻。近年来，由于粉体加工技术的进步，市场上已经具有细度在600目以上的或更高细度的灰钙粉商品。那么灰钙粉和氢氧化钙又有什么区别呢？　　氢氧化钙和灰钙粉产品的使用不同，生产方面也有很多的不同之处。先氢氧化钙白度需达到90以上，而且要进行产品强度试验。使灰钙粉能提高涂料、腻子粉强度、硬度和白度，达到较好的装饰果。　　其次在氧化钙消化过程中，需保温消化时间长，不能同生产氢氧化钙样边消化边生产。这样因消化时间不足而造成在使用中产生保水性不好易干燥等情况。　　另外，灰钙生产需经过高速灰钙机粉碎和排渣，达到细度均匀提高含量，增加它的疏松程度。这样才能在施工中易批刮产品有光泽。