橋涵工程單元三下部結構施工山東公路技師學院項目七擴大基礎施工二、知識學習任務7-1基坑開挖擴大基礎施工準備施工放樣材料與組織（安全、環(huán)保）基坑開挖降水放坡開挖支護開挖基底檢驗與處理混凝土基礎支立模板—澆筑混凝土--養(yǎng)護片石基礎砌筑基坑回填任務7-1基坑開挖結合基礎施工的現(xiàn)場環(huán)境、結構特點，試判斷采用哪種圍堰類型進行施工？支護、排水方式及開挖方式。

一、任務描述二、知識學習（一）施工準備工作1首先要熟悉設計文件、研究施工圖紙。2.編制分項工程施工方案及開工報告，報請監(jiān)理工程師審批。3.認真進行施工放樣測量。4.準備好基礎施工所需的設備、材料、相應配套設施。5.制定完善的安全技術措施，進行安全技術交底。任務7-1基坑開挖二、知識學習（二）圍堰圍堰的作用主要是防水、圍水和搭建施工平臺，有時還起著支撐基坑坑壁的作用。任務7-1基坑開挖1.一般規(guī)定和要求（1）圍堰高度應高出施工期間可能出現(xiàn)的最高水位(包括浪高)0.5～0.7m。（2）圍堰外形應考慮河流斷面被壓縮后，流速增大引起水流對圍堰、河床的集中沖刷及影響通航、導流等因素。（3）堰內平面尺寸應滿足基礎施工的需要（包括坑內集水溝、排水井、工作富余空間等所需的工作面）。（4）圍堰斷面應滿足堰身強度和穩(wěn)定的要求。（5）圍堰質量要求防水嚴密，減少滲漏，以減輕排水工作。墩臺施工圍堰

河寬限制上下游圍堰

3．公路橋梁中常用圍堰形式如下：（1）土圍堰適用條件：適用于水深1.5m以內、水流流速0.5m/s以內，河床土質滲水較小的河流。尺寸及坡度如圖示。筑堰材料宜用黏性土或砂夾黏土，填出水面之后應進行夯實。筑堰前必須將堰底下河床底上的樹根、石塊及雜物清除干凈。填土應自上游開始至下游合龍。土石圍堰

（2）土袋圍堰適用條件：水深3m以內，流速在1.5m/s以內，土質滲水性較小的河床。

袋內填土宜用粘性土，裝填量約為60%。在水流流速較大時,過水面及迎水面袋內可裝填粗砂或卵石。堆碼的土袋的上下層和內外層應相互錯縫，搭接長度為1/2~1/3，盡量堆碼密實平整。土袋圍堰

（3）單行板樁圍堰適用條件：水深3～4m以內，土質河床?？晒?jié)約部分筑堰用土量，增加打拔木板樁工作量，由于支撐關系，坑內工作面尺寸加大。

單行板樁圍堰

（4）雙行板樁圍堰適用條件：水深達4m以上，河床土質松軟的情況。（5）木樁土圍堰適用條件：水深達3～5m，流速在1.5m／s以上的河床。先打入兩排木樁，樁與樁在同排中的間距為1.0～1.5m，排與排之間為1.5～2.0m，并以金屬螺栓或鐵絲拉緊，插入竹芭填土。

雙行板樁圍堰

木樁土圍堰

（6）鋼板樁圍堰適用條件：各類土（包括強風化巖）的深水基坑。鋼板樁的施打要求板樁豎直，接口嚴密，減少和避免滲水，降低排水工作量。

鋼板樁圍堰

（7）竹籠、木籠、鉛絲籠及鋼籠圍堰水深在4m以內，流速較大，且能滿足泄洪要求時，可筑竹、木、鉛絲籠圍堰；水深超過4m時可筑鋼籠圍堰。（8）膜袋圍堰（又稱大型土工織物充填袋圍堰）水深在5m以內，流速在3.0m/s，且河床較平緩時，可筑膜袋圍堰；膜袋的縫合應牢固嚴密，袋內可采用砂或水泥固化土材料填充，填充后應采取措施降低袋內水分。圍堰沉降穩(wěn)定后方可進行基坑的排水，排水時應控制水位降速。三、基坑開挖1.一般規(guī)定（1）挖基施工宜安排在枯水或少雨季節(jié)進行，開工前應做好計劃和施工準備工作，開挖后應連續(xù)快速施工。（2）基礎的軸線、邊線位置及基底標高應精確測定，檢查無誤后方可施工。（3）基坑頂面應設置防止地面水流入基坑的設施，基坑頂有動荷載時，坑頂邊與動荷載間應留有不小于1m寬的護道，如動荷載過大宜增寬護道或采用加固措施。（4）

基坑坑壁坡度不易穩(wěn)定并有地下水影響，或放坡開挖場地受到限制，或放坡開挖工程量大，應根據設計要求進行支護。（5）

基坑開挖直至基礎完成，應連續(xù)施工。（6）滿足基礎施工時工程結構尺寸、工程質量、操作需要的要求?；妆仍O計平面尺寸各邊增50-100cm基坑挖至基底設計標高時應保留10-20cm（7）應避免超挖。如超挖，應將松動部分清除，其處理方案應報監(jiān)理、設計單位批準。（8）挖至標高的土質基坑不得長期暴露、擾動或浸泡，并應及時檢查基坑尺寸、高程、基底承載力，符合要求后，應立即進行基礎施工。（9）

排水困難或具有水下開挖基坑設備，可用水下挖基方法，但應保持基坑中的原有水位高程（10）

在附近有其他結構物時，應有可靠的防護措施。（11）

挖基廢方應按指定的位置處治，不得妨礙施工。棄土的坡腳到坑頂緣的距離不宜小于基坑深度。宜放于下游位置，不得污染環(huán)境，阻塞河道，影響泄洪。11排水應不影響基坑安全，應不影響農田和周邊環(huán)境。12基坑的回填應分層壓實。13在混凝土澆筑過程中，應保證基坑底面無積水。確保邊坡穩(wěn)定、安全設置安全、警示、照明標志2.無支護加固坑壁的基坑⑴適用條件在干涸無水河灘、或可經改河、筑堤能排除地表水的河溝中；地下水位低于基底，或滲透量小，不影響坑壁的穩(wěn)定；基礎埋置不深，施工期短，挖基坑時不影響臨近建筑物的安全。如土的濕度有可能使坑壁不穩(wěn)定而引起坍塌時，基坑坑壁坡度應緩于該濕度下的天然坡度。當基坑有地下水時，地下水位以上部分可以放坡開挖；地下水位以下部分，若土質易坍塌或水位在基坑底以上較高時，應采用加固或降地下水位等方法開挖。（2）基坑形式和坑壁坡度無支護加固的垂直坑壁基坑容許深度土類容許深度（m）密實、中密的砂類土和礫類土（充填物為砂類土）1.00硬塑、軟塑的低液限粉土、低液限粘土1.25硬塑、軟塑的高液限粘土、高液限粘質土夾砂礫土1.50堅硬的高液限粘土2.00基坑坑壁坡度坑壁土類坑壁坡度坡頂無荷載坡頂有靜荷載坡頂有動荷載砂類土1∶11∶1.251∶1.5卵石、礫類土1∶0.751∶11∶1.25粉質土、粘質土1∶0.331∶0.51∶0.75極軟巖1∶0.251∶0.331∶0.67軟質巖1∶01∶0.11∶0.25硬質巖1∶01∶01∶03.有支護坑壁的基坑⑴適用條件基坑坑壁土質不易穩(wěn)定，并有地下水的影響；放坡開挖工程量過大；受施工場地或臨近建筑物限制，不能采用放坡開挖。可視具體情況，采取檔板支護措施?；虞^淺且滲水量不大時，可采取竹排、木板、混凝土板或鋼板對坑壁進行支護。⑵采取簡易鋼板樁支護，基坑開挖深度不宜大于4m。在滲水量不大的情況下，可用槽鋼正反扣搭，組成擋板。也可采用H型鋼、工字鋼打入地基一定深度，挖土時加插橫板以擋土。⑶地下水位較高，基坑開挖深度為5~10m時，宜用鎖口鋼板樁或鎖口鋼管樁。⑷鋼板樁的打設：鋼錘的重量不小于鋼板樁重量的兩倍，并設置樁帽。根據基礎的要求和基底的土質情況，選擇合適的打樁方法。⑸插打順序按施工組織設計進行，一般自上游分兩頭插向下游合龍。⑹鋼板樁擋板受力過大時，應加設臨時支撐。支撐形式可根據實際情況選用拉錨和支撐式中的任何一種形式，以加固檔板。擋板支護坑壁形式

一次開挖到底、設擋板擋板連續(xù)、隨挖隨打擋板間斷，挖一層、頂一層噴射混凝土及錨桿加固

可視情況進行噴射混凝土、錨桿噴射混凝土、預應力錨索和土釘?shù)戎ёo方式。當基坑為不穩(wěn)定的強風化巖質地基或淤泥質粘土時，可用錨桿掛網噴射混凝土護坡?；娱_挖深度小于10m的較完整風化基巖，可直接噴射素混凝土。噴射前應定距離埋設鋼筋，作為噴射厚度的標志。噴射混凝土的強度、厚度應不小于設計值。。邊坡上有明顯出水點處應設置導管排水。視頻1噴射或錨桿噴射加固基坑坑壁，應按設計要求，逐層開挖、逐層加固。對于淺孔或中孔錨桿，成孔后及時安插錨桿并注漿，注漿至孔口溢漿，并在初凝前補注兩次。每層注漿完成并養(yǎng)護達到設計強度的70%后方可進行下層開挖。噴射完成后，檢查混凝土的平均厚度、強度，其值均不得小于設計要求，錨桿的平均抗拔力不小于設計值，最小拔力不小于設計值的90%?；炷羾娚浔砻鎽巾?，鋼筋和錨桿不外露。1-護壁；2-三角托架；3-臺座；4-墊板；5-螺母；6-橫梁；7-套管；8-鋼拉桿；9-錨固體；10主動土壓裂面錨拉式支護示意圖基坑變形觀測1在基坑開挖前，應根據基坑的開挖方案以及周邊的環(huán)境制定基坑變形觀測方案。

2施工過程中通過對基坑周圍地層位移、基坑圍護結構的變形和附近建筑物的沉降的觀測，對比分析設計與現(xiàn)場的差異，及時修正圍護設計。合理安排下一步施工工序，確保施工和圍護的安全。

3觀測點的位置要能充分體現(xiàn)基坑及圍護結構的的穩(wěn)定性的特點，如設置在坑頂周邊、坡腳、坑壁中部圍護結構等。

4在每層開挖過程中、大的降雨降雪等使基坑環(huán)境發(fā)生變化的情況下都需進行觀測，并及時做好記錄。

5觀測工作應有專人負責，根據觀測方案及時觀測并整理結果，繪制變形曲線。根據變形結果及時調整施工工藝及圍護設計，確保安全、經濟。4.基坑排水集水坑排水（表面排水法）基坑開挖中，在基坑范圍外設置排水溝和更深的集水溝，用抽水機排出。基坑每次下挖前，必須先挖坑和溝，吸水籠頭上套竹筐圍護?；着潘贾?/p>

當挖至接近有水時，可反復加深集水溝和集水坑——飽和粉細砂土不適宜。排水設備的能力宜大于總滲水量的1.5～2.0倍。井點降水

井點降水法適用于粉、細砂、地下水位較高、有承壓水、挖基較深、坑壁不易穩(wěn)定的土質基坑，在無砂的粘質土中不宜使用。井點類別的選擇，宜按照土壤的滲透系數(shù)、要求降低水位深度以及工程特點而定，見表井點降水在基坑四周打入若干井管，井管下端.1.5m左右為濾管，用抽水泵抽出。

1-集水總管；2-第一級井點管；3-第二級井點管；4-正常地下水位；5-降水曲線；6-當從第二級抽水時地下水降落曲線；7-慮水管；8-基坑；9-排水明溝視頻5~6井點類別土壤滲透系數(shù)(m/d)降低水位深度(m)井點類別土壤滲透系數(shù)(m/d)降低水位深度(m)一級輕型井點法0.1～803～6電滲井點法＜0.15～6二級輕型井點法0.1～806～9管井井點法20～2003～5噴射井點法0.1～508～20深井泵法10～80＞15射流泵井點法0.1～50＜10各種井點法的適用范圍注：1.降低土層中地下水位時，應將濾水管埋沒于透水性較大的土層中。2.井點管的下端濾水長度應考慮滲水土層的厚度，但不得小于1m。

井管的成孔可根據土質分別用射水成孔、沖擊鉆機、旋轉鉆機及水壓鉆探機成孔。井點降水曲線至少應深于基底設計標高0.5m。3井點的布置應隨基坑形狀與大小、土質、地下水位高低與流向、降水深度等要求而定。4應做好沉降及邊坡位移觀測，確保水位降低區(qū)域內建筑物的安全。必要時應采取防護措施。5降水過程中應加強井點降水系統(tǒng)的維護和檢修。6基礎施工完成后應及時拆除或回填井點，防止人畜墜入。環(huán)形井點布置示意圖

1-集水總管；2-井點管；3-抽水設備；4-基坑；5-慮水管；6-地下水降落曲線；7-原地下水位線；8-挖土機出入口

帷幕法排水在基坑邊線外設置一圈隔水幕，用以隔斷水源，防止流砂、管涌等地下水作用。方法有深層攪拌樁隔水墻、壓力注漿、高壓噴射注漿等。視頻7~8四、地基處理地基處理應根據地基土的種類、強度和密度，按照設計要求，結合現(xiàn)場情況，采取相應的處理方法。修整妥善后，應盡快修建基礎，不得使基底浸水和長期暴露。處理范圍應寬出基礎之外不小于0.5m。

1.屬細粒土或特殊土類的飽和軟弱粘土層、粉砂土層及濕陷性黃土、膨脹土和粘土及季節(jié)性凍土，按基底的要求采取固結、換填措施處理，以滿足設計要求。

2.對于強度和穩(wěn)定性滿足設計要求的粗粒土及巨粒土基底，應將其承重面平整夯實。

基底有水不能徹底排干時，應先將水引至排水溝，然后在其上進行基礎施工.3.風化的巖層，應挖至滿足地基承載力要求或其他方面的要求為止。在未風化的巖層上修建基礎前，應先將淤泥、苔蘚、松動的石塊清除干凈，并洗凈巖石。堅硬的傾斜巖層，應將巖層面鑿平。傾斜度較大，無法鑿平時，則應鑿成多級臺階。臺階的寬度宜不小于0.3m。4.多年凍土地基的處理⑴基礎不應置于季節(jié)凍融土層上，并不得直接與凍土接觸。⑵基礎的基底修筑于多年凍土層(即永凍土)上時，基底之上應設置隔溫層或保溫層材料，且鋪筑寬度應在基礎外緣加寬1m。⑶按保持凍結的原則設計的明挖基礎，其多年平均地溫等于或高于-3℃時，應于冬季施工；多年平均地溫低于-3℃時，可在其他季節(jié)施工，但應避開高溫季節(jié)，施工前做好充分準備，組織快速施工。做好的基礎應立即回填封閉，不宜間歇。必須間歇時，應以草袋、棉絮等加以覆蓋，防止熱量侵入。⑷施工時，明水應在距坑頂10m之外修排水溝。溶洞地基的處理1影響基底穩(wěn)定的溶洞，不得堵塞溶洞水路。2干溶洞可用砂礫石、碎石、干砌或漿砌片石及灰土等回填密實。3基底干溶洞較大，回填處理有困難時，可采用樁基處理，樁基應進行設計，并經有關單位批準。泉眼地基的處理

1原則基底泉眼的處理不論采取何種方式，都不應使基底土層飽水。2方法1）可將有螺口的鋼管緊緊打人泉眼，蓋上螺帽并擰緊，阻止泉水流出；或向泉眼內壓注速凝的水泥砂漿，再打人木塞堵眼。2）堵眼有困難時，可采用導管塞人泉眼，將水引流至集水坑排出。在基底下設盲溝引流至集水坑排出，待基礎圬工完成后，向盲溝壓注水泥漿堵塞。采用引流排水時，應注意防止砂土流失，引起基底沉陷。3.基底平面位置和標高允許偏差規(guī)定如下：⑴平面周線位置不小于設計要求。⑵基底標高：土質±50mm；石質+50mm，-200mm。視頻9材料準備施工放樣荷載與邊坡平面尺寸與挖深支護與排水承載力檢驗與基底處理基礎施工軸線開挖邊線準備安全要求五、地基檢驗1.檢驗內容檢查基底平面位置、尺寸大小、基底標高；檢查基底地質情況和承載力是否與設計資料相符；2.檢驗方法⑴小橋涵的地基檢驗：可采用直觀或觸探方法，必要時可進行土質試驗。⑵大、中橋和地基土質復雜、結構對地基有特殊要求的地基檢驗，一般采用觸探和鉆探(鉆深至少4m)取樣做土工試驗，或按設計的特殊要求進行荷載試驗。⑶特大橋按設計要求處理。六、擴大基礎施工擴大基礎的種類有漿砌片石、漿砌塊石、片石混凝土、鋼筋混凝土、混凝土等幾種。其模板支立、混凝土澆筑等見相關章節(jié)，應注意的問題有：1.準確放樣根據圖紙、地形標高和土質情況，確定開挖邊線。2.做好基礎施工的準備工作因基坑開挖好后，應盡快進行基礎施工，禁止基坑積水、3.填石混凝土應選擇好石塊，數(shù)量、間距等。4.基礎接柱式墩時，要提前確定鋼筋連接的方案并確保基礎鋼筋網的設置正確；基礎接重力式墩時，要有連接榫錨的石塊、短鋼筋等，并應鑿毛處理。5.大體積混凝土要采取合理的降溫措施。長時間暴露，確保邊坡穩(wěn)定等原因，基坑開挖要選擇好天氣，不能貿然開挖，還應做好包括石料的選擇、進場、存放；混凝土澆注前的混凝土配合比、拌和、運輸設備的準備等工作。6.基礎底為非粘性土或干土時，應將其潤濕，再澆筑一層厚200～300mm的混凝土墊層，墊層頂面不得高于基礎底面設計高程。7.基坑面為巖石時，應加以潤濕，鋪一層厚20～30mm的水泥砂漿，然后在水泥砂漿凝結前澆筑擴大基礎混凝土。砂漿強度不低于基礎混凝土強度等級。擴大基礎的模板宜采用鋼模板。應在整個水平截面范圍內水平分層進行澆筑。大體積擴大基礎混凝土，當水平截面過大，不能在前層混凝土初凝或重塑前澆筑完成次層混凝土時，可分塊進行澆筑。分塊澆筑時應符合下列規(guī)定：1）分塊宜合理布置，各分塊平均面積不宜小于50m2。2）每塊高度不宜超過2m。3）塊與塊間的豎向接縫面應與基礎平截面短邊平行，與平截面長邊垂直。4）上下鄰層混凝土間的豎向接縫，應錯開位置做成企口，并按施工縫處理。擴大基礎施工工藝流程

基底處理----模板支立----混凝土澆筑（砌筑砌體）-----養(yǎng)護-----基坑回填-----質量檢驗一般要到結構物的拆模期終了3

d之后進行回填。如果混凝土養(yǎng)生條件不正常，應延長時間。橋臺和橋墩基礎等周圍的回填，應同時在兩側及基本相同的高程上進行，特別要防止對結構物形成單側受土壓。回填材料應分層攤鋪，并用符合要求的設備壓實。需回填的基坑應及時排水。擴大基礎檢查項目

項次檢查項目規(guī)定值或允許偏差1混凝土強度/MPa在合格標準內2平面尺寸/mm±503基礎底面高程/mm土質±50石質+50，－2004基礎頂面高程/mm±305軸線偏位/mm25橋涵工程單元三下部結構施工山東公路技師學院項目八樁基礎施工樁基礎按承臺位置分按受力分按施工方法分高樁承臺低樁承臺摩擦樁支承樁沉入樁豎樁與斜樁灌注樁承臺底面位于地面或沖刷線以上樁承載力以側摩阻力為主捶擊、振動、靜壓下沉鉆孔、挖孔灌注樁鉆孔灌注樁的施工工藝流程：施工準備工作→鉆孔施工→清孔→吊放鋼筋骨架→下放導管→二次清孔→灌注水下混凝土→鑿出樁頭→成樁檢驗。樁基施工樁基摩擦樁柱樁（支承樁、嵌巖樁）沖擊鉆成孔沉入樁灌注樁挖孔沖抓鉆成孔回旋鉆成孔螺旋鉆成孔旋挖鉆成孔螺旋鉆成孔回旋鉆成孔潛水鉆成孔沖抓鉆成孔沖擊鉆成孔鉆斗鉆成孔樁基成孔方法挖孔任務1樁基礎施工準備工作【任務相關理論】

灌注樁基礎施工為水下澆注混凝土，施工中一旦出現(xiàn)問題很難進行處理，因此應十分重視施工前的各項準備工作，只有準備充分才能保證施工順利進行。其準備工作包括樁位施工放樣、鉆孔場地準備、設備和材料準備、埋設護筒、制備泥漿等。1.樁位施工放樣樁位的放樣要滿足規(guī)范、設計要求的精度，并用不同的測量方法或儀器進行校核，確保樁位放樣的準確性。

2.鉆孔場地準備樁位位于旱地時，可在原地適當整平夯實形成工作平臺；位于淺水區(qū)時，宜采用筑島形成施工平臺；位于深水區(qū)時，宜搭設鋼制平臺，如圖8-1-1所示。當水位變動不大時，亦可采用浮式工作平臺；施工場地或工作平臺的平面尺寸應滿足鉆孔成樁作業(yè)的需要，頂面高程應高于樁施工期間可能出現(xiàn)的高水位1.0

m以上。鋼管樁施工平臺施工質量要求：①鋼管樁傾斜率在1%以內。②位置偏差在300mm以內。③平臺必須平整，各聯(lián)接處要牢固，鋼管樁周圍需要拋砂包，并定期測量鋼管樁周圍河床面標高，檢查沖刷是否超過允許程度。④嚴禁船只碰撞，夜間開啟平臺首尾示警燈，設置救生圈以保證人身安全。3.設備、材料準備（1）機電設備準備。根據地質土質、樁徑大小、入土深度等資料，確定科學合理的鉆孔方法和選用適當?shù)你@孔設備，施工前應仔細檢修施工機械，并準備好備用機械、設備（經調試處于待運轉狀態(tài)）和備用的發(fā)電設備，發(fā)生故障時立即啟用備用設備，以保證施工連續(xù)進行。（2）材料及試驗準備。進場的砂、石、水泥、鋼筋等原材料必須進行檢查驗收，提前進行水下混凝土的配合比試驗，并報請監(jiān)理工程師的批準。水下混凝土的配制要求為①水泥可采用火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，采用礦渣硅酸鹽水泥時應采取防離析措施。②粗集料宜選用卵石，如采用碎石宜適當增加混凝土配合比中的含砂率，粗集料的最大粒徑不應大于導管內徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時不應大于37.5mm。③細集料宜采用級配良好的中砂。④摻用外加劑、粉煤灰等時，其技術條件及摻用量可參照產品說明書經實驗確定。⑤混凝土拌合物應具有良好的和易性，灌注時應能保持足夠的流動性，其坍落度當樁孔直徑D<1.5

m時，宜為180～220mm，D≥1.5m時，宜為160～200mm，且應充分考慮氣溫、運距及施工時間的影響導致的坍落度損失。4.護筒設置（1）護筒的作用固定鉆孔位置；對鉆頭起導向作用；保護孔口，防止孔口土層坍塌；隔離地面表層水流入井孔，保證孔內水位（泥漿）高出地下水或施工水位一定高度，形成靜水壓力，以穩(wěn)定孔壁、防止坍塌。（2）護筒種類及制作護筒是重復使用的設備，在構造上要求堅固、耐用、不變形、不漏水，便于安裝、拆除。護筒一般使用4mm～6mm厚鋼板制作。1）護筒內徑宜比樁徑大200～400mm。2）護筒中心豎直線應與樁中心線重合，平面允許誤差為50mm，豎直線傾斜不大于l%。3）旱地、筑島處護筒可采用挖坑埋設法，護筒底部和四周所填粘質土必須分層夯實。4）水域護筒設置，應嚴格注意平面位置、豎向傾斜、傾斜角（指斜樁）和兩節(jié)護筒的連接質量均需符合上述要求。沉入時可采用壓重、振動、錘擊并輔以筒內除土的辦法。5）護筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0～2.0m。當鉆孔內有承壓水時，應高于穩(wěn)定后的承壓水位2.0m以上。5.泥漿的調制和使用技術要求鉆孔泥漿一般由水、粘土(或膨潤土)和添加劑按適當配合比配制而成，其性能指標可參照表8.3.2選用。作用為：產生護壁作用，防止塌孔、穩(wěn)定孔內水位、攜帶鉆渣。泥漿的相對密度：泥漿的相對密度增大時，在鉆孔中對孔壁的側壓力也相應增大，孔壁也越穩(wěn)定，懸浮攜帶鉆渣的能力也大。相對密度過大，孔壁上的泥皮也增厚，增加泥漿原料的消耗，對鉆具產生較大的磨損，更重要的是降低了鉆進速度。泥漿應保持一定的稠度，相對密度以.1.3~1.1為宜。鉆孔方法地層情況泥漿性能指標相對密度粘度(Pa.s)含砂率(%)膠體率(%)失水率(ml/30min)泥皮厚(mm/30min)靜切力(Pa)酸堿度(PH)正循環(huán)一般地層易坍地層1.05~1.201.20~1.4516~2219~288~48~4≥96≥96≤25≤15≤2≤21.0~2.53~58~108~10反循環(huán)一般地層易坍地層卵石土1.02~1.061.06~1.101.10~1.1516~2018~2820~35≤4≤4≤4≥95≥95≥95≤20≤20≤20≤3≤3≤3l~2.5l~2.5l~2.58~108~108~10推鉆沖抓一般地層1.10~1.2018~24≤4≥95≤20≤3l~2.58~11沖擊易坍地層1.20~1.4022~30≤4≥95≤20≤33~58~11任務2鉆孔施工【任務相關理論】

一、常用的鉆孔方法灌注樁成孔常用的鉆機機械有回旋鉆機、沖擊鉆機、沖抓鉆機旋挖鉆機等。1.正循環(huán)回旋鉆孔鉆機利用鉆具旋轉切削土體鉆進，泥漿泵形成高壓把泥漿壓入空心鉆桿，并使其從鉆桿底部射出，底部的鉆頭（鉆錐）在回轉時將土層攪松成為鉆渣，鉆渣懸浮在泥漿中，隨著泥漿上升而溢出流出井外，經過沉淀池沉淀凈化，泥漿再循環(huán)使用，如圖2.反循環(huán)回轉鉆孔同正循環(huán)相反，泥漿由鉆桿外流（注）入井孔，用真空泵或其他方法（如空氣吸泥機）將鉆渣從鉆桿中吸出排放到沉淀池。反循環(huán)鉆機成孔的優(yōu)點是排渣連續(xù)性好，速度較正循環(huán)快；缺點是擴孔率較大，只適用于孔壁穩(wěn)定、不易坍塌的土層。3.沖抓鉆孔用沖抓錐張開抓瓣沖入土石中，然后收緊錐瓣繩，抓瓣將土抓入錐中，提升沖抓錐出井孔，松繩開瓣將土卸掉，如圖井壁保護同回旋鉆孔法。4.沖擊鉆孔用沖擊式裝置或卷揚機提升鉆錐，上下往復沖擊，將土石劈裂、劈碎，有些鉆渣被擠入井壁之內。大部分鉆渣用泥漿懸浮，沖擊一定時間后，對于實心鉆錐，放入掏渣筒掏渣，提到孔外倒掉，對于空心鉆錐，沖碎的鉆渣可以從錐底進入空心錐管內，提鉆錐，倒鉆渣。5.旋挖鉆施工旋挖鉆機本身機、電、液一體化高度集中，自動化程度高，可根據土質狀況配置不同的鉆頭，可采用短螺旋鉆頭進行干式作業(yè)，可在泥漿護壁的情況下，用回轉鉆頭進行濕挖作業(yè)；旋挖和沖擊相互結合，可鉆碎堅硬土層，巖土裝入鉆斗運至地面。鉆進過程中應保證泥漿面始終不低于護筒底部500

mm以上，并應嚴格控制鉆進速度，避免進尺過快造成塌孔埋鉆事故。鉆斗的升降速度宜控制在0.75～0.80

m/s；在粉砂層或亞砂土層，升降速度應更加緩慢。泥漿初次注入時，應垂直向樁孔中間進行注漿。旋挖鉆適用范圍較廣，成孔深度一般在50～60

m的范圍內。任務2鉆孔施工二、鉆孔施工鉆孔施工的方法很多，現(xiàn)以正循環(huán)鉆進施工為例進行講述，成孔工藝鉆機就位下放鋼筋籠清孔成孔檢查初鉆正常鉆進1.鉆機就位立好鉆架并調整和安設好起吊系統(tǒng)，將鉆頭吊起，徐徐放進護筒內。鉆機安裝后，其底座和頂端應平穩(wěn)。要求轉盤中心同鉆架上的起吊滑輪在同一鉛垂線上，鉆桿位置偏差不得大于20

mm。在鉆進過程中要經常檢查轉盤，如有傾斜或位移，應及時糾正。2.鉆進先啟動泥漿泵和轉盤，使之空轉一段時間，待泥漿輸進鉆孔中一定數(shù)量后，方可開始鉆進。（1）初鉆開鉆時應慢速鉆進，待導向部位或鉆頭全部進入地層后，方可正常鉆進。（2）正常鉆進鉆進應連續(xù)進行。在鉆進過程的同時，泥漿連續(xù)循環(huán)，邊鉆進邊排渣。鉆進過程中應根據土質不同，變換鉆進速度和泥漿比重，泥漿比重一般控制在1.1~1.3左右；接、卸鉆桿的動作要迅速、安全。任務2鉆孔施工

減壓鉆進。正、反循環(huán)回旋鉆機鉆孔時，鉆機的主吊鉤始終應承受部分鉆具的重力，孔底承受的鉆壓不應超過鉆具重力之和（扣除浮力）的80%，使鉆桿在鉆進過程中維持豎直狀態(tài)，鉆進回旋平穩(wěn)，避免或減少斜孔、彎孔和擴孔現(xiàn)象。

鉆進過程中應根據土質變化變換鉆進速度（沖擊鉆變換沖程大?。┖湍酀{比重，以防塌孔。在黏質土中鉆進，宜選用尖底鉆錐、中等轉速、大泵量、稀泥漿鉆進。任務2鉆孔施工在砂類土或軟土層鉆進時，易塌孔。宜選用平底鉆錐、控制進尺、輕壓、低檔慢速、大泵量、稠泥漿鉆進；在低液限粘土或卵、礫石夾土中鉆進時，因土層太硬，會引起鉆錐跳動、蹩車、鉆桿擺動家大、鉆錐偏斜等現(xiàn)象，宜采用低檔慢速、優(yōu)質泥漿、大泵量、兩級鉆進的方法鉆進。

鉆孔作業(yè)應分班連續(xù)進行，填寫鉆孔施工記錄，交接班時交待鉆進情況及下一班應注意事項。經常對鉆孔泥漿進行檢測和試驗，不符合要求時，隨時改正。應經常注意地層變化，在地層變化處應撈取渣樣，判明后計入記錄表中并與地質剖面圖核對。樁視2三、鉆孔事故處理1.坍孔坍孔的表征是孔內水位忽然上升溢出護筒，隨即驟降，孔口冒出細密的水泡，出渣量顯著增加而不見進尺，鉆機負荷顯著增加等。發(fā)生孔口坍塌時，可立即拆除護筒并回填，重新埋設護筒再鉆；如發(fā)生孔內坍塌，坍孔不嚴重時，可調整鉆進速度和泥漿稠度繼續(xù)鉆進。坍孔嚴重時應采用掏渣、射水、加大泥漿循環(huán)而不進尺等措施，取出坍塌土后正常鉆進。三、鉆孔事故處理2.孔身偏斜在鉆孔過程中，鉆機底座未安置水平或產生不均勻沉陷、位移；鉆桿彎曲，接頭不正；鉆孔中遇有較大的孤石或探頭石；在有傾斜的軟硬地層交界處、巖面傾斜處鉆進等情況時，易造成孔身偏斜。一般可在偏斜處吊住鉆頭上下反復掃孔，使鉆孔正直；沖擊鉆進時，應回填砂礫石和黃土或片石到該位置以上1m左右，待沉積密實后再鉆進。任務2鉆孔施工3.糊鉆、埋鉆若發(fā)生糊鉆，可向孔內投放石塊解決；嚴重糊鉆，應停鉆提出鉆錐，清除鉆渣。遇到塌方或其他原因造成埋鉆時，應使用空氣吸泥機吸走埋鉆的泥沙，提出鉆錐。4.卡鉆當出現(xiàn)卡鉆時，不宜強提以防坍孔、埋鉆。若錐頭向下有活動余地，可使鉆頭向下活動并轉動至孔徑較大方向提起鉆頭。也可松一下鋼絲繩，使鉆錐轉動一個角度，有可能將鉆錐提出。任務2鉆孔施工5.梅花孔（或十字孔）梅花孔主要是沖擊鉆成孔事故。錐頂轉向裝置失靈，泥漿相對密度和粘度過高，沖擊轉動阻力太大，鉆頭轉動困難；操作時鋼絲繩太松和沖程太小，沖錐剛提起又落下，鉆頭轉動時間不充分或轉動很小等原因所致，可用低沖程時，每沖擊一段換用高一些的沖程沖擊，交替沖擊修整孔形。沖擊鉆成孔進尺控制、安全、掏渣、補漿與松繩控制采用沖擊鉆成孔時，應用小沖程開孔，并應使初成孔的孔壁堅實、豎直、圓順，能起到導向作用，待鉆進深度超過鉆頭全高加沖程后，方可進行正常的沖擊。沖擊鉆進過程中，孔內水位應保持高于護筒底口500mm以上；掏取鉆渣和停鉆時，應及時向孔內補水，保持水頭高度。開孔及整個鉆進過程中，應始終保持孔內水位高出地下水位（河中水位）1.5m~2.0m，并低于護筒頂面0.3m以防溢出，掏渣后應及時補水。一般細粒土可采用濃泥漿、小沖程、高頻率反復沖砸，使孔壁堅實不坍不漏。在砂及卵石夾土等松散層開孔或鉆進時，可按1：1投入粘土和小片石（粒徑不大于15cm），用沖擊錐以小沖程反復沖擊，使泥膏、片石擠入孔壁。必要時重復回填反復沖擊2～3次。開孔或鉆進遇有流砂現(xiàn)象時，宜加大粘土減少片石的比例。松繩數(shù)量：一般在松軟土每次可松繩5cm～8cm，在密實堅硬土層每次可松繩3cm~5cm。松繩過少易“打空錘”，使鉆機、鉆架及鋼絲繩受到過大的意外荷載，遭受損壞。松繩過多，則會減少沖程，降低鉆進速度，嚴重時使鋼絲繩糾纏發(fā)生事故。鉆進中須用檢孔器檢孔。檢孔器用鋼筋籠做成，其外徑等于設計孔徑，長度等于孔徑的4～6倍。每鉆進4m~6m，接近及通過易縮孔土層（軟土、軟塑粘土、低液限粘土等）或更換鉆錐前，都必須檢孔。

易出現(xiàn)梅花孔（十字孔）形成原因⑴錐頂轉向裝置失靈。⑵泥漿相對密度和粘度過高，沖擊轉動阻力太大，鉆頭轉動困難。⑶操作時鋼絲繩太松和沖程太小，沖錐剛提起又落下，鉆頭轉動時間不充分或轉動很小，改換不了沖擊位置。⑷有非勻質地層，探頭石，造成局部孔壁凸進，成孔不圓。任務3成孔檢查與清孔【任務相關理論】一、終孔檢查鉆孔灌注樁成孔后，應對鉆孔的孔位、孔徑、孔形、孔深和傾斜度進行檢驗，符合要求后進行清孔，清孔后，應對孔底的沉淀厚度、泥漿指標等進行檢驗，檢驗結果應符合表8-3-1的允許偏差。1.孔深達到設計長度后，應盡快用專用測繩檢驗并記錄，防止時間過長鉆渣沉淀造成測量值不準確。成孔檢查項目允許偏差孔的中心位置(mm)群樁：100；單排樁：50孔徑(mm)不小于設計樁徑傾斜度鉆孔：小于1％；挖孔：小于0.5％孔深摩擦樁：不小于設計規(guī)定支承樁：比設計深度超深不小于50mm沉淀厚度(mm)摩擦樁：符合設計要求，當設計無要求時，對于直徑≤1.5m的樁，≤200mm；對樁徑>1.5m或樁長>40m或土質較差的樁，≤300mm支承樁：不大于設計規(guī)定；設計無要求時，≤50mm清孔后泥漿指標相對密度：1.03～1.10；粘度：17～20Pa·s；含砂率：<2％；膠體率：>98％a)孔深量測b)沉淀厚度量測圖8-3-1孔深量測2.孔徑、孔形和傾斜度宜采用專用儀器檢測，對于中、小橋梁工程，可采用外徑不小于樁孔直徑、長度為外徑4～6倍的鋼筋檢孔器吊入鉆孔內檢測3.沉淀厚度的檢測方法測錘法是一種極簡易又最常用的方法。將規(guī)范的圓錐體測錘系在測繩的始端，把重錘慢慢地沉入孔內，評人的手感探測沉渣頂面的位置，其施工孔深和測量孔深之差，即為沉淀厚度。此外有電阻率法、電容法、聲納法、沉淀盒法等。二、清孔1.清孔的目的清孔的目的是降低泥漿的相對密度、黏度、含砂率等指標；清除鉆渣，減少孔底沉淀厚度,防止樁底存留沉淀過厚而降低樁的承載力。此外，清孔還為水下混凝土的順利灌注創(chuàng)造良好條件。2.清孔方法①抽漿清孔抽漿清孔比較徹底，適用于各種鉆孔方法的摩擦樁、支承樁。抽漿清孔操作要注意，防止坍孔。要保持孔內水位不變。②換漿清孔當使用正循環(huán)回轉鉆鉆進時，終孔后停止進尺，稍提鉆錐離孔底100mm～200mm空轉，并保持泥漿正常循環(huán)，將相對密度較低的泥漿壓入，把鉆孔內懸浮鉆渣較多的泥漿換出。③掏渣清孔此法適用于沖抓鉆、沖擊鉆施工的井孔，可在清渣前，投入水泥1～2袋，通過沖擊錐低沖程的反復沖拌數(shù)次，使孔內泥漿、鉆渣和水泥形成混合物，然后以掏渣工具掏出。④噴射清孔在灌注水下混凝土前，對孔底進行高壓射水或射風數(shù)分鐘，使沉淀物飄浮后，立即灌注水下混凝土。常在其他清孔方法清孔后或清孔過程中配合使用。

無論采用何種方法清孔，在清孔排渣時，均必須保持孔內水頭，防止坍孔。不得用加深鉆孔深度的方式代替清孔。任務4下放鋼筋籠和導管【任務相關理論】一、鋼筋骨架（籠）制作鋼筋骨架（籠）應根據設計圖紙要求，按吊裝和鋼筋單根定長確定下料長度,骨架的焊接拼裝采用在場內堅固的工作臺上進行。鋼筋骨架（籠）的制作要滿足下列要求：(1)鋼筋接頭的布置與連接質量應符合有關規(guī)定。(2)

鋼筋骨架上應事先安設控制保護層厚度的墊塊或定位筋，確保鋼筋骨架的保護層厚度滿足要求。(3)

鋼筋骨架應有強勁的內撐架，防止鋼筋骨架在運輸和就位時變形。(4)長樁骨架宜分節(jié)制作，分節(jié)長度應根據吊裝條件確定，應確保不變形，接頭應錯開。單根鋼筋的焊接質量和鋼筋連接位置符合要求。1.骨架制作方法卡板成型法支架成型法加勁筋成型法鋼筋骨架保護層的設置綁扎、焊接混凝土預制塊；焊接鋼筋“耳朵”；預制混凝土圓環(huán)或借助骨架就位時用的鋼管等。二、鋼筋骨架的運輸和起吊就位（1）骨架存放與運輸制作好的鋼筋骨架必須放在平整、干燥的場地上并墊方木以免沾上泥土。每組骨架的各節(jié)段要排好次序，便于使用時按順序裝車運出。在骨架每個節(jié)段上都要掛上標志牌，寫明墩號、樁號、節(jié)號等，如圖8-4-2所示。骨架運輸?shù)目傮w要求是：不使骨架變形。（2）骨架的起吊和就位清孔結束后，隨即吊放鋼筋骨架，入孔一般用吊機，無吊機時，可采用鉆機鉆架、灌注塔架。鋼筋骨架下放時，要豎直居中；節(jié)段連接可采用電弧焊以單面焊的工藝進行焊接，焊接質量和連接位置符合規(guī)范規(guī)定。鋼筋骨架入孔后，應進行平面位置及高程的檢驗、調整，合格后進行固定，既要防止導管或其它機具的碰撞而使整個鋼筋骨架變位或落入孔中；又要防止?jié)沧⒒炷習r骨架上浮現(xiàn)象發(fā)生。三、導管選擇與下放下混凝土宜采用鋼導管灌注，導管內徑為200～350mm，視樁徑大小而定。導管分節(jié)長度應便于拆裝和搬運，并小于導管提升設備的提升高度。中間節(jié)一般長2m左右，底節(jié)可加長至4m～6m，漏斗下可配長約1m的上端導管，以便調節(jié)漏斗的高度。導管在使用前應進行水密承壓和接頭抗拉試驗，嚴禁用壓氣試壓。進行水密試驗的水壓應不小于孔內水深1.3倍的壓力，也不應小于導管壁和焊縫可能承受灌注混凝土時的最大內壓力P的1.3倍。四、二次清孔灌注水下混凝土之前，應再次檢查孔內泥漿的性能指標和孔底沉淀厚度；如超過設計或規(guī)范要求，應進行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。二次清孔一般利用導管進行泥漿循環(huán)或注入清水循環(huán)；也可用噴射清孔的方法，使孔底沉淀懸浮。任務5灌注水下混凝土【任務相關理論】水下混凝土工程的施工可采用導管法。用導管法灌注水下混凝土，即混凝土拌和物通過導管下口，進入到初期灌注的混凝土（作為隔水層）下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿或水上升，其施工工藝流程如圖8-5-1。為使灌注工作順利進行，應盡量縮短灌注時間，堅持連續(xù)作業(yè)，使灌注工作在首批混凝土初凝以前的時間內完成。必要時，首批混凝土添加緩凝劑水下混凝土灌注施工流程成孔及檢查成樁檢查正常灌注首批混凝土下鋼筋籠下導管二次清孔混凝土檢查水下混凝土的灌注過程一、灌注水下混凝前的準備工作1.應按水下混凝土灌注數(shù)量和灌注速度的要求配齊施工機具設備，設備的能力應滿足樁孔在規(guī)定時間內灌注完畢的要求，且應保證其完好率，對主要設備應有備用。2.工作平臺、儲料斗導管頂部應設漏斗，其上設溜槽、儲料斗和工作平臺。儲料斗和漏斗高度除應滿足導管拆卸等操作需要外，并應在灌注到最后階段時，不致影響導管內混凝土柱的灌注高度；也可利用鉆機架等機具最后把漏斗提升來完成最后階段混凝土的灌注。3.首批混凝土的計算首批灌注混凝土的數(shù)量應能滿足導管首次埋置深度（≥1.0m）和填充導管底部間隙的需要。h1——井孔混凝土面高度達到Hc時，導管內混凝土柱平衡管外水（或泥漿）壓所需高度，即h1≥Hwγc/rc，m；V——首批混凝土所需數(shù)量，m3；

例題：設鉆孔直徑1.5m，無擴孔，導管直徑0.25m，鉆孔深度為孔內水面以下50m，泥漿容重為11kN/m3，混凝土容重為24kN/m3，孔底有沉淀土0.1m，間距h3用0.4+0.1=0.5m，埋深h2用1m，求首批混凝土最小儲量。解：Hc=h2+h3=1+0.5=1.5mHw=50-1.5=48.5mH1=48.5×11／24=22.23m按1m×1m×0.8m漏斗，能容0.42m3混凝土，故儲料斗最小容積為3.74-0.42=3.32m3。二、水下混凝土的灌注過程1.

漏斗和儲料斗一次性儲存首批混凝土的數(shù)量，用隔水栓或閥門與導管內的泥漿或水隔離，如圖8-5-1a)所示。隔水栓可用塑料布包裹麻絮（鋸屑）或混凝土拌合物制成。2.可采用剪球法或拔球法開啟，首批混凝土將導管內泥漿壓出，并將導管底埋置1m以上深度,如圖8-5-1b)所示。3.繼續(xù)灌注混凝土，至導管埋深達6m時，提升導管4m使管底埋深2m。4.循環(huán)第3步驟，直至混凝土樁灌注完成。三、灌注水下混凝土的規(guī)定和注意事項1.水下混凝土的灌注時間不得超過首批混凝土的初凝時間。2.

混凝土拌和物運至灌注地點時，應檢查其均勻性和坍落度等，不符合要求時，不得使用。防止因混凝土離析、石子超徑等造成卡管。3.首批混凝土灌入孔后，立即測探孔內混凝土面高度，計算出導管埋置深度，若符合要求，即可正常灌注。如發(fā)現(xiàn)導管內大量進水，表明出現(xiàn)灌注事故，應按事故進行處理。4.灌注開始后，應連續(xù)地進行，嚴禁中途停工。5.在灌注過程中，應保持孔內的水頭高度；導管的埋置深度宜控制在2～6m，并應隨時測探樁孔內混凝土面的位置，及時調整導管埋深，正確指揮導管的提升和拆除。6.為防止鋼筋骨架上浮，當灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部1m左右時，宜降低灌注速度；混凝土頂面上升到骨架底口4m以上時，宜提升導管，使其底口高于骨架底部2m以上后再恢復正常灌注速度。7.灌注將近結束時，應采取措施保持導管內的混凝土壓力，避免樁頂泥漿密度過大而產生泥團致使混凝土灌注不順利或樁頂混凝土不密實、松散等現(xiàn)象。為確保樁頂混凝土質量，灌注的樁頂高程應比設計高出0.5～1.0m，超灌部分在承臺施工前或接樁前必須鑿除，樁頭應無松散層。8.混凝土灌注過程中，宜不斷抖動導管，以防止因混凝土與導管的摩阻力過大或因混凝土頂面測量不準確、不及時而使導管埋置過深而造成埋管事故。9.導管連接確保牢固或在導管底部兩側掛鋼絲繩等措施，防止導管在接口處拔斷或進水事故。四、水下混凝土灌注過程