灌注桩应用

由于具有施工时无振动、无挤土、噪音小、宜于在城市建筑物密集地区使用等优点，灌注桩在施工中得到较为广泛的应用。根据成孔工艺的不同，灌注桩可以分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩和人工挖孔的灌注桩等。

灌注桩施工方法

灌注桩因成孔的机械不同而通常有以下几种成孔施工方法：

(1)螺旋钻机成孔法；

(2)潜水钻机成孔法；

(3)冲击钻机成孔法；

(4)正循环回转法；

(5)反循环回转法；

(6)冲抓钻机成孔法；

(7)旋转锥钻孔法；

(8)简易取土钻孔法。

灌注桩质量预防

（1）事故特征

经检查成桩混凝土强度低于设计要求，有的桩混凝土振捣不密实，有蜂窝、空洞、夹泥、离析等缺陷，影响成桩的质量。

（2）原因分析

1）混凝土用的原材料质量差，如使用小水泥厂生产的水泥， 强度不稳定，砂、石子级配不良，含泥量大于3%;混凝土搅拌不按配合比计量，搅拌不均匀。

2）灌注工艺不当，没有分层灌注、分层振捣密实。

3）灌混凝土的漏斗位置歪斜，灌混凝土时斜落碰撞桩壁使土掉落在混凝土中而夹泥。有的后放钢筋笼，且吊放位置不直，碰落孔壁土层掉在混凝土上造成断层。

（3）处理方法

1）从检测时发现成桩的上部有夹泥和不密实等质量问题时，可挖除桩周上，将该段凿除，用比原设计提高一级混凝土强度，立模补浇到标高。或将缺陷处清除酥松部分，采取扩大断面补强的方法。

2）经检测单桩承载力达不到设计要求时，需会同有关人员研究加固方案。一般采取补桩、扩大承台面积等方法。

（4）预防措施

1)控制混凝土的原材料质量。进场水泥要核查出厂合格证， 检验水泥的稳定性和强度，如储存期超过3个月或受潮结块的水泥，须复试后按复试标号应用。选用洁净的中粗砂，选用级配良好且含泥量不大于2%的石子。

2）搅拌混凝土配合比应按要求的强度等级、施工的坍落度、原材料由试验室从多组试配比中选取质优、价格低、利于施工的最佳配合比。正确计量，每盘混凝土的材料重量偏差不宜超过下列规定：水泥、外掺混合料；2%；粗、细骨料：3%;水及外加剂溶液：2%。

3）搅拌混凝土时，应优先选用强制式搅拌机；掺外加剂时搅拌时间应适当延长。

4)灌注混凝土时，每次浇注高度不得大于1.5m。应随浇随振动，确保振捣密实。

5)灌混凝土的漏斗必须放正，确保混凝土垂直下落。钢筋 笼安放必须吊直轻放，防止碰撞孔壁。

灌注桩按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。

灌注桩钻孔灌注

指利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土（或先在孔中吊放钢筋笼）而成的桩。

根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，又分为泥浆护壁成孔和干作业成孔及套管护壁三种方法。

（1）泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程：场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→第一次清孔→质量验收→下钢筋笼和钢导管→第二次清孔→浇筑水下混凝土→成桩。

（2）干作业成孔灌注桩施工工艺流程：测定桩位→钻孔→清孔→下钢筋笼→浇筑混凝土。

钻孔灌注桩施工技术是一种施工成本低、施工操作简单、无振动及噪音及挤土效应的混凝土技术。钻孔灌注桩施工技术已被广泛应用到建筑工程施工领域。大量实践案例表明，钻孔灌注桩具有较高的安全性及较强的稳定性，即混凝土浆液渗透至土层深处，能使土层与灌注桩体紧密结合起来，从而使地基更加牢固可靠，同时灌注桩能够有效控制地基沉降，从而对土层产生压实效果；钻孔灌注桩对土层起着较好的渗透、压密及劈裂作用，且三者间的相互作用能使土层更加稳固。钻孔灌注桩的施工环境极其恶劣，因此应用过程势必受到诸多因素的影响。可见，加强对钻孔灌注桩施工技术的应用研究具有现实意义。

灌注桩沉管灌注

指利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边浇筑混凝土（或先在管内放入钢筋笼），边锤击或振动边拔管而成的桩。前者称为锤击沉管灌注桩，后者称为振动沉管灌注桩。

沉管灌注桩成桩过程为：桩机就位→锤击（振动）沉管→上料→边锤击（振动）边拔管，并继续浇筑混凝土→下钢筋笼、继续浇筑混凝土及拔管→成桩。

灌注桩人工挖孔

指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全，施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生，制定合理的护壁措施。护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。以应用较广的现浇混凝土分段护壁为例说明人工挖孔桩的施工工艺流程。

人工挖孔灌注桩的施工程序是：场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架、起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁，校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板，浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→进行扩底（当需扩底时）→清理虚土、排除积水，检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。

灌注桩爆扩灌注桩

指用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，再放入钢筋笼，浇注桩身混凝土。

灌注桩是直接在设计桩位造孔，然后灌注混凝土成桩。它仅承受轴向压力的灌注桩，可不配置钢筋。机挖异形灌注桩。机挖异形灌注桩是指使用有关机械挖掘成孔，然后安放钢筋笼，灌注混凝土成桩。但要实施它相当困难，例如异形沉管灌注桩桩模沉入土层后在未灌入混凝土前，模板必须承受模内外土压差，而深层土压力十分巨大 ，模体的刚度就成为实施的关键，采用过厚的模板是不现实的。问题就变为如何在不同的工程要求条件下优化设计，选择最佳的桩形和相应模具 。

嵌岩灌注桩的承载性状由于长径比、覆盖土层性质、嵌岩段岩性、施工工艺不同而有显著差异。我国现行的关于嵌岩灌注桩承载力的计算模式大体有两类, 一类是只计桩端阻力, 另一类是只计嵌岩部分的侧阻力和端阻力。两者都不计覆盖土层的侧阻力, 所以两者用于计算长径比较大的建筑物嵌岩灌注桩存在与实际承载力性状不符合的缺点。考虑长径比较大的灌注桩竖向极限承载力, 其侧阻力先于端阻力发挥, 属于端承-摩擦型桩。

按《建筑结构设计统一标准》的规定, 恒载效应的变异系数为0. 07, 服从正态分布, 活载效应的变异系数取为0. 29。取土性参数和荷载效应作为基本随机变量, 几何尺寸视为定值 。