1、樁基的基礎(chǔ)組成和溶洞處理方案目 錄： 一、樁基樁基礎(chǔ)組成及分類 二、 混疑土灌注樁施工 三、溶洞處理方案 四、小 結(jié)樁基及溶洞處理方案學(xué)習(xí)要求：熟悉樁基礎(chǔ)組成及分類；掌握水下砼灌注的施工方法與要點(diǎn)。熟悉常見(jiàn)質(zhì)量事故的預(yù)防和處理，安全施工措施；了解灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。熟悉溶洞處理方案樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)應(yīng)用最多的一種基礎(chǔ)形式，它由若干個(gè)沉入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_(tái)或蓋梁組成。 樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強(qiáng)的土（巖）層上，或?qū)④浫跬翆訑D密實(shí)以提高地基土的承載能力和密實(shí)度。 一、熟悉樁基礎(chǔ)組成及分類樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種(圖2.1)端承樁是穿過(guò)軟弱土層而達(dá)到堅(jiān)硬土層或巖層上

2、的樁，結(jié)構(gòu)荷載主要由巖層阻力承受；施工時(shí)以控制嵌巖深度為主，對(duì)沉渣厚度的要求嚴(yán)格。橋梁工程中的端承樁多數(shù)要求嵌巖。摩擦樁完全設(shè)置在軟弱土層中，依靠樁端阻力和樁身側(cè)面與地基土之間的摩擦阻力共同承受荷載，施工時(shí)以控制樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高（長(zhǎng)度）為主。 對(duì)于樁端為硬土層者，又有摩擦端承樁，端承摩擦樁。橋梁工程中的摩擦樁，通常不計(jì)擠密作用。 樁按施工方法分為預(yù)制樁和灌注樁預(yù)制樁根據(jù)沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動(dòng)沉樁和靜力壓樁等；灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆（沖）孔灌注樁、挖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴(kuò)成孔灌注樁等。 二、 混疑土灌注樁施

3、工灌注樁：直接在樁位上用機(jī)械成孔或人工挖孔，在孔內(nèi)安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。 與預(yù)制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動(dòng)小、噪聲小等特點(diǎn)。 灌注樁按成孔方法分為干作業(yè)鉆孔灌注樁、泥漿護(hù)壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁等。 2.1 干作業(yè)鉆孔灌注樁 1、干作業(yè)鉆孔灌注樁施工過(guò)程如所示。 2、干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機(jī)鉆孔。螺旋鉆頭外徑分別為400mm、500mm、600mm，鉆孔深度相應(yīng)為12m、10m、8m。適用于成孔深度內(nèi)沒(méi)有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適于有地下水的土層和淤泥質(zhì)土。3、鉆機(jī)就位后，鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，開(kāi)鉆時(shí)先慢后

4、快，減少鉆桿的搖晃，及時(shí)糾正鉆孔的偏斜或位移。4、鉆孔至規(guī)定要求深度后，進(jìn)行孔底清土。清孔的目的是將孔內(nèi)的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。方法是鉆機(jī)在原深處空轉(zhuǎn)清土，然后停止旋轉(zhuǎn)，提鉆卸土。 5、鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數(shù)、間距及主筋保護(hù)層均應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，綁扎牢固，防止變形。用導(dǎo)向鋼筋送入孔內(nèi)，同時(shí)防止泥土雜物掉進(jìn)孔內(nèi)。鋼筋骨架就位后，應(yīng)立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時(shí)，應(yīng)分層澆筑、分層搗實(shí)，每層厚度5060cm。2.2 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁 泥漿護(hù)壁成孔是利用泥漿保護(hù)穩(wěn)定孔壁的機(jī)械鉆孔方法。它通過(guò)循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無(wú)地下水的土層。成孔機(jī)械有潛水鉆機(jī)

5、、沖擊鉆機(jī)、沖抓錐等。泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測(cè)定樁位、埋設(shè)護(hù)筒、樁機(jī)就位、制備泥漿、機(jī)械(潛水鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)等)成孔、泥漿循環(huán)出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土。 2.2.1 埋設(shè)護(hù)筒和制備泥漿 鉆孔前，在現(xiàn)場(chǎng)放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒上部設(shè)12個(gè)溢漿孔，是用厚48mm鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm。護(hù)筒的作用是固定樁孔位置，保護(hù)孔口，防止地面水流入，增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭的方向。護(hù)筒頂高出施工水位，并高出地面， 保證護(hù)筒內(nèi)泥漿頂標(biāo)高始終高于外部水位至少1m。 在鉆孔過(guò)程中，向孔中注入相對(duì)密度為1.11.4的泥漿。一般；

6、易坍地層可提高到左右。泥漿的作用：穩(wěn)定水壓使樁孔內(nèi)孔壁土層中的孔隙滲填密實(shí)，避免孔內(nèi)漏水，保持護(hù)筒內(nèi)水壓穩(wěn)定；護(hù)壁泥漿相對(duì)密度大，加大了孔內(nèi)的水壓力，可以穩(wěn)固孔壁，防止塌孔；浮（攜）渣通過(guò)循環(huán)泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出，起到攜砂、排土的作用。 2.2.2 成孔 (1) 回旋（潛水）鉆機(jī)成孔 回旋鉆機(jī)成孔示意圖如圖2.12所示。回旋鉆機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī)，其防水電機(jī)變速機(jī)構(gòu)和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過(guò)正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)切削土粒、石渣排至孔外。回旋鉆機(jī)成孔排渣有正循環(huán)排渣和反循環(huán)（泵舉）排渣兩種方式，如圖2.13所示。 正循環(huán)排渣法:在鉆孔過(guò)

7、程中，旋轉(zhuǎn)的鉆頭將碎泥渣切削成漿狀后，利用泥漿泵壓送高壓泥漿，經(jīng)鉆機(jī)中心管、分叉管送入到鉆頭底部強(qiáng)力噴出，與切削成漿狀的碎泥渣混合，攜帶泥土沿孔壁向上運(yùn)動(dòng)，從護(hù)筒的溢流孔排出。反循環(huán)排渣法:砂石泵隨主機(jī)一起潛入孔內(nèi)，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。 (2) 沖擊鉆成孔 沖擊鉆機(jī)通過(guò)機(jī)架、卷?yè)P(yáng)機(jī)把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔()。 沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭()。 沖孔前應(yīng)埋設(shè)鋼護(hù)筒，并準(zhǔn)備好護(hù)壁材料。 m范圍內(nèi)應(yīng)低提密沖，并及時(shí)加入石塊與泥漿護(hù)壁，直至護(hù)筒下沉34m以后，沖程可以提高到1.52.0m，轉(zhuǎn)

8、入正常沖擊，隨時(shí)測(cè)定并控制泥漿相對(duì)密度。施工中，應(yīng)經(jīng)常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機(jī)松緊程度和轉(zhuǎn)向裝置是否靈活，以免掉鉆。 (3) 沖抓錐成孔沖抓錐()錐頭上有一重鐵塊和活動(dòng)抓片，通過(guò)機(jī)架和卷?yè)P(yáng)機(jī)將沖抓錐提升到一定高度，下落時(shí)松開(kāi)卷筒剎車，抓片張開(kāi)，錐頭便自由下落沖入土中，然后開(kāi)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升錐頭，這時(shí)抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣，依次循環(huán)成孔。沖抓錐成孔施工過(guò)程、護(hù)筒安裝要求、泥漿護(hù)壁循環(huán)等與沖擊成孔施工相同。 適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖孔，但遇到堅(jiān)硬土層時(shí)宜換用沖擊鉆施工。 2.2.3 清孔 驗(yàn)孔是用探測(cè)器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁

9、基的沉降量，提高承載能力。泥漿護(hù)壁成孔清孔MPa，使管內(nèi)形成強(qiáng)大高壓氣流向上涌，同時(shí)不斷地補(bǔ)足清水，被攪動(dòng)的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。 對(duì)于穩(wěn)定性較差的孔壁。含砂率=4%(大直徑樁2%) 檢孔器鉆孔偏斜糾正清孔作業(yè)鉆孔達(dá)到要求深度后，采用泥漿泵及時(shí)進(jìn)行清孔，避免延時(shí)過(guò)長(zhǎng)，泥漿鉆渣沉淀而造成清孔困難或坍孔。鉆孔達(dá)設(shè)計(jì)深度終孔后，將輸漿管下到孔底5080cm，換用比重的新鮮泥漿進(jìn)行清孔，直到鋼筋與導(dǎo)管下入孔內(nèi)，重新測(cè)孔底沉渣厚度。直到沉渣厚度滿足要求后，方可進(jìn)行下道工序施工。注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔；清孔后，檢查孔口、孔中和孔底提取的泥漿比重的平均值，應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。采取一

10、切措施縮短清孔后至灌注水下砼的時(shí)間。不得用加深孔深來(lái)代替清孔。2.2.4 澆筑水下混疑土 泥漿護(hù)壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進(jìn)行的，故稱為澆筑水下混凝土。水下混凝土宜比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法(圖2.17)。 澆筑時(shí)，先將導(dǎo)管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土，其量保證導(dǎo)管下端一次埋入混凝土面以下以上，然后剪斷（或迅速拔出）懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進(jìn)入水中。 水下砼灌注過(guò)程示意圖導(dǎo)管埋深應(yīng)保持在26m之間過(guò)小易發(fā)生導(dǎo)管進(jìn)水，過(guò)大易導(dǎo)致“埋管”。導(dǎo)管口初始位置，首盤砼用量1、導(dǎo)管口到孔底的距離不宜太大或

11、太小，一般2040cm.太大不利于將沉渣帶起，底部砼質(zhì)量難以保證；太小容易堵管。2、為防止導(dǎo)管進(jìn)水，首盤3、砼應(yīng)使導(dǎo)管埋深不少于1m。在澆注前，探測(cè)孔底泥漿沉淀厚度，如大于設(shè)計(jì)厚度，再次清孔，直到滿足要求為止。砼由拌合站負(fù)責(zé)生產(chǎn)，用斗車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，檢查和易性、坍落度等指標(biāo)。如不符合要求，應(yīng)進(jìn)行二次拌合，二次拌合仍達(dá)不到要求，不得使用,然后重新按配合比進(jìn)行稱量下料，直到滿足要求。澆注首批砼時(shí)應(yīng)注意：a.導(dǎo)管下口至孔底的距離一般為2040cm。b.第一批砼儲(chǔ)備量應(yīng)確保導(dǎo)管一次埋入混凝土面1.0m;所需混數(shù)量按公式計(jì)算：VD/4 (H1+H2)+ (d/4)h1V灌注首批砼所需數(shù)量（m）；D樁孔直徑（

12、m）；H1樁孔底至導(dǎo)管底端間距，一般為；H2導(dǎo)管初次埋置深度（m）；d導(dǎo)管內(nèi)徑（m）；h1樁孔內(nèi)砼達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)砼柱平衡導(dǎo)管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），即h1 = rwHw/rc；由專人測(cè)量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外砼面的高差，填寫砼澆注記錄封底砼灌入后，應(yīng)仔細(xì)檢查封底情況，確認(rèn)封底成功后，進(jìn)行正常澆注。澆注開(kāi)始時(shí)，要連續(xù)有節(jié)奏地進(jìn)行，盡可能縮短拆除導(dǎo)管的時(shí)間；當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)砼不滿時(shí)，徐徐地澆注，防止在導(dǎo)管內(nèi)造成高壓氣囊，壓漏導(dǎo)管。當(dāng)井孔砼面接近鋼筋架時(shí)，使導(dǎo)管保持稍大的埋深，并放慢澆注速度；當(dāng)井孔砼面進(jìn)入鋼筋骨架一定深度后，適當(dāng)提升導(dǎo)管，使鋼筋骨架在砼中有一定的埋深，穩(wěn)定鋼筋并注意控制鋼筋

13、籠中心位置。為確保樁頂質(zhì)量，砼澆筑比樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高高（）。在澆注將近結(jié)束時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)砼柱高度相對(duì)減少，導(dǎo)管內(nèi)砼壓力降低，而導(dǎo)管外井孔的泥漿稠度增加、比重增大。若出現(xiàn)砼頂升困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使?jié)沧⒐ぷ黜樌M(jìn)行。沉渣厚度、砼灌注高度確定灌注事故處理二次剪球法如發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管漏水，且事故發(fā)生的位置能夠確定時(shí)，可用此法補(bǔ)救。對(duì)工藝、經(jīng)驗(yàn)的要求較高導(dǎo)管水密承壓及接頭抗拉試驗(yàn) 導(dǎo)管水密承壓及接頭抗拉試驗(yàn),管內(nèi)水壓不小于孔內(nèi)水深倍的壓力,也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫所能承受灌注砼時(shí)最大內(nèi)壓力的。P按以下公式計(jì)算:P=rchc-rwHwp導(dǎo)管可能承受的最大內(nèi)壓力(Kpa)；rc砼拌和物的比重（取2

14、4KN/m）；hc導(dǎo)管內(nèi)砼樁最大高度（m），以導(dǎo)管全長(zhǎng)或預(yù)計(jì)的最大高度計(jì)；rw井孔內(nèi)水或泥漿的容重（KN/m）；Hw井孔內(nèi)水或泥漿的深度（m）。2.5 灌注樁施工質(zhì)量要求及完全技術(shù) 灌注樁施工質(zhì)量檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個(gè)施工過(guò)程的質(zhì)量檢查。施工前應(yīng)對(duì)水泥、砂、石子、鋼材等原材料進(jìn)行檢查，對(duì)施工組織設(shè)計(jì)中制定的施工順序、監(jiān)測(cè)手段也應(yīng)進(jìn)行檢查。 2.5.1 成孔質(zhì)量檢查及要求(1)樁的樁位偏差必須符合表2.6的規(guī)定，樁頂標(biāo)高至少要比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.5m。 (2) 灌注樁成孔深度的控制要求泥漿護(hù)壁成孔、干作業(yè)成孔，應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的深度。灌注樁的沉渣厚度：當(dāng)以摩擦

15、力為主時(shí)，不得大于150mm；當(dāng)以端承力為主時(shí)不得大于50mm。 表6 灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差 序號(hào)成 孔 方 法 樁徑允許偏差(mm) 垂直度允許偏差(%) 樁位允許偏差(mm) 13根、單排樁基垂直中心線方向和群樁基礎(chǔ)的邊樁 條形樁基沿中心線方向和群樁基礎(chǔ)的中間樁 1泥漿護(hù)壁灌注樁 D1000mm 50 1000mm50 100+0.01H150+0.01H2套管成孔灌注樁 D500mm-20500mm1001503干作業(yè)成孔灌注樁 -201701504人工挖孔樁 混凝土護(hù)壁 +50 0.550150鋼套管護(hù)壁 +501檢查每根樁的實(shí)際灌注量 8樁頂標(biāo)高 mm+30-50水準(zhǔn)儀

16、，需扣除樁頂浮漿層及劣質(zhì)樁體 2.5.4 施工驗(yàn)收資料樁基施工驗(yàn)收應(yīng)包括下列資料：(1) 工程地質(zhì)勘察報(bào)告、樁基施工圖、圖紙會(huì)審紀(jì)要、設(shè)計(jì)變更單及材料代用通知單等。(2) 經(jīng)審定的施工組織設(shè)計(jì)、施工方案及執(zhí)行中的變更情況。(3) 樁位測(cè)量放線圖，包括工程樁位線復(fù)核簽證單。(4) 樁孔、鋼筋、混凝土工程施工隱蔽記錄及各分項(xiàng)工程質(zhì)量檢查驗(yàn)收單及施工記錄。(5) 成樁質(zhì)量檢查報(bào)告。(6) 單樁承載力檢測(cè)報(bào)告。(7) 基坑挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高的樁位竣工平面圖及樁頂標(biāo)高圖。2.5.5 樁基礎(chǔ)工程安全技術(shù)(1) 樁基礎(chǔ)工程施工區(qū)域，應(yīng)實(shí)行封閉式管理，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的各類施工人員，必須接受安全教育，嚴(yán)格按操作規(guī)程施工，服

17、從指揮，堅(jiān)守崗位，集中精力操作。(2) 按不同類型樁的施工特點(diǎn)，針對(duì)不安全因素，制定可靠的安全措施，嚴(yán)格實(shí)施。(3) 對(duì)施工危險(xiǎn)區(qū)域和機(jī)具(沖擊、錘擊樁機(jī)，人工挖掘成孔的周圍，樁架下)，要加強(qiáng)巡視檢查，對(duì)于有險(xiǎn)情或異常情況時(shí)，應(yīng)立即停止施工并及時(shí)報(bào)告，待有關(guān)人員查明原因，排除險(xiǎn)情或加固處理后，方能繼續(xù)施工。(4) 打樁過(guò)程中可能引起停機(jī)面土體擠壓隆起或沉陷，打樁機(jī)械及樁架應(yīng)隨時(shí)調(diào)整，保持穩(wěn)定，防止意外事故發(fā)生。(5) 加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)管理，機(jī)電設(shè)備應(yīng)有防漏電裝置。 巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵是如何保證成孔過(guò)程中不漏漿，或雖漏漿但不發(fā)生坍孔，保證樁孔順利成孔、成樁并滿足承載力要求。施工中應(yīng)對(duì)

18、照設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)鉆孔柱狀圖來(lái)判識(shí)巖溶地層情況，做到心中有數(shù)，提前預(yù)防。因此根據(jù)溶蝕發(fā)育狀況、空洞大小、溶洞填充物情況，樁基施工采用常規(guī)的泥漿護(hù)壁方式，向孔內(nèi)拋填片石，回填貧混凝土，壓力注漿以及采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)等不同的施工工藝。三、溶洞處理方案片石回填采取正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時(shí)，反復(fù)投入黃土和片石，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末，以增大孔壁的自穩(wěn)能力。1、摻加比例 為有效利用片石，片石與粘土的比例為3：7，摻加比例為每米2包，摻加鋸末時(shí)，摻加比例為粘土的10%。2、摻加方法 片石采用強(qiáng)度30Mpa的花崗巖或石灰?guī)r，石塊粒徑以1550cm為宜。 摻

19、加粘土?xí)r采用水泥袋包裝后投放效果更佳。 水泥投放方法以整袋投放為佳。 摻加方法為：片石、粘土袋和水泥或鋸末（如果摻加）分層間隔摻加，回填高度為溶洞頂板以上1m處。3、施工注意事項(xiàng) 密切注意觀察鉆機(jī)工作情況、周圍地表沉降和護(hù)筒內(nèi)水位變化，防止不正常情況發(fā)生，發(fā)生漏漿現(xiàn)象，立即處理。 根據(jù)地質(zhì)柱狀圖，在接近溶洞時(shí)勤觀察、勤檢查，憑手握沖擊主繩的手感，鉆頭沖擊巖層的響聲，抽取的巖樣來(lái)判斷是否接近巖溶地層。 接近巖溶時(shí)主繩松繩量應(yīng)為12cm，防止擊穿巖殼時(shí)卡鉆。 鉆穿巖溶地層上殼時(shí)一旦漏漿，要及時(shí)投放粘土塊、片石并補(bǔ)水，以保持孔內(nèi)水位高度。貧混凝土回填采取正常成孔方法施工，當(dāng)鉆穿溶洞漏漿時(shí)或遇到傾斜巖面時(shí)填入低標(biāo)號(hào)混凝土，間隔一定時(shí)間后采用沖擊鉆沖擊成孔。 1、混凝土標(biāo)號(hào)及配合比 混凝土標(biāo)號(hào)通常采用C20貧混凝土，為盡快提高混凝土強(qiáng)度，節(jié)約施工時(shí)間，應(yīng)在混凝土中摻加一定的早強(qiáng)劑，提高貧混凝土的早期強(qiáng)度。 2、摻加方法