第二章地基处理与桩基础课件

第二章地基处理与桩基础 一、换填法第一节地基处理及加固当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换填法来处理软弱地基。此时先将基础下一定范围内承裁力低的软土层挖去，然后回填强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。换填法按其回填的材料可分为砂地基、碎（砂）石地基、灰土地基等。（一）砂地基和砂石地基 l.材料要求砂和砂石地基所用材料，宜采用颗粒级配良好，质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎(卵)石、石屑或其他工业废粒料。在缺少中、粗砂和砾砂的地区可采用细砂，但宜同时掺入一定数量的碎(卵)石，其掺人量应符合地基材料含石量不大于50%。所用砂石料，不得含有草根、垃圾等有机杂物.含泥量不应超过5%，兼作排水地基时，含泥量不宜超过3%，碎石或卵石最大粒径不宜大于50mm。（一）砂地基和砂石地基 2.构造要求砂地基和砂石地基的厚度一般根据地基底面处土的自重应力与附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力确定。地基厚度一般不宜大于3m，也不宜小于0.5m。地基宽度除要满足应力扩散的要求外，还要根据地基侧面土的容许承载力来确定，以防止地基土向两边挤出。关于宽度的计算.目前还缺乏可靠的理论方法，在实践中常常按照当地某些经验数据(考虑地基两侧土的性质)或按经验方法确定。3.施工要点（1）铺筑地基前应验槽，先将基底表面浮土、淤泥等杂物清除干净，边坡必须稳定，防止塌方。基坑（槽）两侧附近如有低于地基的孔洞、沟、井和墓穴等，应在未做换土地基前加以处理。（2）砂和砂石地基底面宜铺设在同一标高上，加深度不同时，施工应按先深后浅的程序进行。（3）人工级配的砂、石材料，应按级配拌合均匀，再进行铺填捣实。（4）换土地基应分层铺筑，分层夯（压）实，每层的铺筑厚度不宜超过表2-l规定数值，分层厚度可用样桩控制。压实方法每层铺筑厚度(mm)施工时最优含水量（%）施 工 说 明备 注平振法2003001520用平板式振捣器往复振捣不宜使用干细砂或含泥量较大的砂铺筑的砂地基插振法振捣器插入深度饱 和1.用插入式振捣器2.插入点间距离可根据机械振幅大小决定3.不应插至下卧粘性土层4.插入振捣完毕后所留的空洞，应用砂填实不宜使用细砂或含泥量较大的砂铺筑的砂地基水撼法250饱 和1.注水高度应超过每次铺筑面层2.用钢叉摇撼振实，插入点间距离100 mm3.钢叉分四齿，齿的间距为80 mm，长300 mm夯实法502008121.用木夯或机械夯2.木夯重40g，落距400mm500mm3.一夯压半夯，全面夯实碾压法503508126t2t压路机往复碾压适用于大面积施工的砂和砂石地基表2-1 砂和砂石地基每层铺筑厚度及最佳含水量 3.施工要点（5）在地下水位高于基坑(槽)底面施工时，应采取排水或降低地下水位的措施，使基坑（槽）保持无积水状态。如用水撼法或插入振动法施工时，应有控制地注水和排水。（6）冬期施工时，不得采用夹有冰块的砂石作地基，并应采取措施防止砂石内水分冻结4.质量检查1）环刀取样法2）贯入测定法（二）灰土地基 l.材料要求灰土的土料宜采用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4的粉土，但不得含有有机杂质或使用耕植土。使用前土料应过筛，其粒径不得大于15mm。用作灰土的熟石灰应过筛，粒径不得大于5mm，并不得夹有未熟化的生石灰块，也不得含有过多的水分。灰土的配合比一般为2:8或3:7（石灰:土）。（二）灰土地基2.构造要求灰土地基厚度确定原则同砂地基。地基宽度一般为灰土顶面基础砌体宽度加2.5倍灰土厚度之和。3.施工要点（1）施工前应先验槽，清除松土，加发现局部有软弱土层或孔洞，应及时挖除后用灰土分层回填夯实。（2）施工时，应将灰土拌合均匀，颜色一致，并适当控制其含水量。现场检验方法是用手将灰土紧握成团，两指轻捏能碎为宜，如土料水分过多或不足时，应晾干或洒水润湿。灰土拌好后及时铺好夯实，不得隔日夯打。（3）铺灰应分段分层夯筑，每层虚铺厚度应按所用夯实机具参照表2-2选用。表2-2 灰土最大虚铺厚度夯实机具种类重 量（t）厚 度（mm）备 注石夯、木夯0.040.08200250人力送夯，落距400500mm，每夯搭接半夯轻型夯实机械0.120.4200250蛙式打夯机或柴油打夯机压路机610200300双轮3.施工要点（4）灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝。上下两层灰土的接缝距离不得小于500mm，接缝处的灰土应注意夯实。（5）在地下水位以下的基坑（槽）内施工时，应采取排水措施。夯实后的灰土，在三天内不得受水浸泡。灰土地基打完后，应及时进行基础施工和回填土，否则要做临时遮盖，防止日晒雨淋。刚打完毕或尚未夯实的灰土，如遭受雨淋浸泡，则应将积水及松软灰土除去并补填夯实，受浸湿的灰土，应在晾干后再夯打密实。（6）冬期施工时，不得采用冻土或夹有冻土的土料，并应采取有效的防冻措施。4.质量检查灰土地基的质量检查，宜用环刀取样，测定其干密度。质量标准可按压实系数c鉴定，一般为0.930.95。压实系数c为土在施工时实际达到的干密度d与室内采用击实试验得到的最大干密度dmax之比。二、强夯地基1.机具设备1）起重机械；2）夯锤；3）脱钩装置2.施工要点（1）强夯施工前，应进行地基勘察和试夯。通过对试夯前后试验结果对比分析，确定正式施工时的技术参数。（2）强夯前应平整场地，周围作好排水沟，按夯点布置测量放线确定夯位。地下水位较高时，应在表面捕铺0.5m2.0m中(粗)砂或砂石地基，其目的是在地表形成硬层，可用以支承起重设备，确保机械通行、施工，又可便于强夯产生的孔隙水压力消散。（3）强夯施工须按试验确定的技术参数进行。一般以各个夯击点的夯击数为施工控制值，也可采用试夯后确定的沉阵量控制。夯击时，落锤应保持平稳，夯位准确，如错位或坑底倾斜过大，宜用砂土将坑底整平，才可进行下一次夯击。2.施工要点（4）每夯击一遍完后，应测量场地平均下沉量，然后用土将夯坑填平，方可进行下一遍夯击。最后一遍的场地平均下沉量，必须符合要求。（5）强夯施工最好在干旱季节进行，如遇雨天施工，夯击坑内或夯击过的场地有积水时，必须及时排除。冬期施工时，应将冻土击碎。（6）强夯施工时应对每一夯实点的夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等做好详细的现场记录3.质量检查强夯地基应检查施工记录及各项技术参数，并应在夯击过的场地选点作检验。一般可采用标准贯入、静力触探或轻便触探等方法，符合试验确定的指标时，即为合格。检查点数，每个建筑物的地基不少于3处，检测深度和位置按设计要求确定。三、其他地基处理方法（一）重锤夯实地基1.机具设备1）起重机械；2）夯锤2.施工要点（1）施工前应在现场进行试夯，选定夯锤重量、底面直径和落距，以便确定最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量。最后下沉量系指最后二击平均每击土面的夯沉量，对粘性土和湿陷性黄土取10mm20mm；对砂土取5mm10mm。通过试夯可确定夯实遍数，一般试夯约610遍，施工时可适当增加12遍。（2）采用重锤夯实分层填土地基时，每层的虚铺厚度以相当于锤底直径为宜，夯击遍数由试夯确定，试夯层数不宜少于两层。（3）基坑（槽）的夯实范围应大于基础底面，每边应比设计宽度加宽0.3m以上，以便于底面边角夯打密实。基坑（槽）边坡应适当放缓。夯实前坑（槽）底面应高出设计标高，预留土层的厚度可为试夯时的总下沉量再加50mm100mm。（4）夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围以内。如土的表层含水量过大，可采用铺撒吸水材料（如干土、碎砖、生石灰等）或换土等措施；如土含水量过低，应适当洒水，加水后待全部渗入土中，昼夜后方可夯打。2.施工要点（5）在大面积基坑或条形基槽内夯击时，应按一夯挨一夯顺序进行（图2-1a）。在一次循环中同一夯位应连夯两遍，下一循环的夯位，应与前一循环错开1/2锤底直径，落锤应平稳，夯位应准确。在独立柱基基坑内夯击时，可采用先周边后中间（图2-1b）或先外后里的跳打法（图2-1c）进行。基坑（槽）底面的标高不同时，应按先深后浅的顺序逐层夯实。（6）夯实完后，应将基坑（槽）表面修整至设计标高。冬期施工时，必须保证地基在不冻的状态下进行夯击。否则应将冻土层挖去或将土层融化。若基坑挖好后不能立即夯实，应采取防冻措施图2-1 夯打顺序 3.质量检查重锤夯实后应检查施工记录，除应符合试夯最后下沉量的规定外，还应检查基坑（槽）表面的总下沉量，以不小于试夯总下沉量的90%为合格；也可采用在地基上选点夯击检查最后下沉量。夯击检查点数：独立基础每个不少于1处，基槽每20m不少于1处，整片地基每50m2不少于1处。检查后如质量不合格，应进行补夯，直至合格为止。（二）振冲地基1.机具设备（1）振冲器宜采用带潜水电机的振冲器，其功率、振动力、振动频率等参数，可按加固的孔径大 小、达到的土体密实度选用。（2）起重机械起重能力和提升高度均应符合施工和安全要求，起重能力一般为80KN150kN。（3）水泵及供水管道的供水压力宜大于0.5MPa，供水量宜大于20m3/h。（4）加料设备可采用翻斗车、手推车或皮带运输机等，其能力须符合施工要求。（5）控制设备的控制电流操作台，附有l50A以上容量的电流表(或自动记录电流计)、500V电压表等。（二）振冲地基2.施工要点（1）施工前应先在现场进行振冲试验，以确定成孔合适的水压、水量、成孔速度、填料方法、达到土体密实时的密实电流值、境料量和留振时间。（2）振冲前，应按设计图定出冲孔中心位置并编号。（3）启动水泵和振冲器，水压可用400KPa600KPa，水量可用200 L/min400Lmin，使振冲器以1mmin2mmin的速度徐徐沉人土中。每沉入0.5m1.0m，宜留振5s10s进行扩孔，待孔内泥浆溢出时再继续沉入。当下沉达到设计深度时，振冲器应在孔底适当停留并减小射水压力，以便排除泥浆进行清孔。成孔也可采用将振冲器以1mmin2mmin的速度连续沉至设计深度以上0.3m0.5m时，将振冲器往上提到孔口，再同法沉至孔底。如此往复12次，使孔内泥浆变稀，排泥清孔lmin2min后，将振冲器提出孔口。2.施工要点（4）填料和振密方法，一般采取成孔后，将振冲器提出孔口，从孔口往下填料，然后再下降振冲器至填料中进行振密（图2-2），待密实电流达到规定的数值，将振冲器提出孔口。如此自下而上反复进行直至孔口，成桩操作即告完成。（5）振冲桩施工时桩顶部约lm范围内的桩体密实度难以保证，一般应予挖除，另做地基，或用振动碾压使之压实。（6）冬期施工应将表层冻土破碎后成孔。每班施工完毕后应将供水管和振冲器水管内积水排净，以免冻结影响施工。3.质量检查（1）振冲成孔中心与设计定位中心偏差不得大于100mm，完成后的桩位偏差不得大于0.2倍桩孔直径。（2）振冲效果应在砂土地基完工半个月或粘性土地基完工一个月后方可检验。检验方法可采用载荷试验、标准贯入、静力触探等方法来检验桩的承载力，以不小于设计要求的数值为合格。如在地震区进行抗液化加固地基，尚应进行现场孔隙水压力试验。（三）砂桩地基砂桩地基是采用类似沉管灌注桩的机械和方法，通过冲击和振动，把砂挤入土中而成的。这种方法经济、简单且有效。对于砂土地聂，可通过振动或冲击的挤密作用，使地基达到密实，从而增加地基承载力，降低孔隙比，减少建筑物沉降，提高砂基抵抗震动液化的能力。对于粘性土地基，可起到置换和排水砂井的作用，加速土的固结，形成置换桩与固结后软粘土的复合地基，显著地提高地基抗剪强度。这种桩适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基。（四）水泥土搅拌桩地基水泥土搅拌桩地基系利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土硬结成具有一定强度的优质地基。本法具有无振动、无噪声、无污染、无侧向挤压，对邻近建筑物影响很小，且施工期较短，造价低廉，效益显著等特点。（五）预压地基预压地基是在建筑物施工前，在地基表面分级堆土或其他荷重，使地基土压密、沉降、固结，从而提高地基强度和减少建筑物建成后的沉陷量。待达到预定标准后再卸戴，建造建筑物。本法具有使用材料、机具方法简单直接，施工操作方便，但堆载预压需要一定的时间，对深厚的饱和软土，排水固结所需的时间很长，同时需要大量堆载材料等待点。（六）注浆地基注浆地基是指利用化学溶液或胶结剂，通过压力灌注或搅拌混合等措施，而将土粒胶结起来的地基处理方法。本法具有设备工艺简单、加固效果好、可提高地基强度、消除土的湿陷性、降低压缩性等特点。适用于局部加固新建或已建的建(构)筑物基础、稳定边坡以及防渗帷幕等，也适用于湿陷性黄土地基，对于粘性土、素填土、地下水位以下的黄土地基，经试验有效时也可应用，但长期受酸性污水浸蚀的地基不宜采用。一、预制桩施工第二节 桩基工程（一）概述预制桩是在工厂或施工现场预制成型后，通过锤击、振动打入、静压或旋入等方式于土中设置而成的桩基。预制桩的截面形状有实心方形、空心方形、圆形管桩等多种。空心方形桩和圆形管桩均为预应力桩，预应力空心方桩的截面边长应350；预应力圆形管桩的外径应300。普通实心方形桩截面边长应200，一般为250mm550，工厂预制时每节桩长12m；现场预制时桩长可达到25m30m，若设计桩长超过每节桩长，则需接桩。接桩方法有焊接、法兰连接和硫磺胶泥锚结三种。（二）钢筋混凝土预制桩的制作1.制作程序现场制作预制桩可采用重叠法生产，间隔制作，制作工艺流程为：现场布置场地平整场地地坪混凝土浇筑支模绑扎钢筋、安装吊环浇筑混凝土养护至设计强度的30%拆模支上层模板、涂刷隔离剂重叠制作第二层桩养护至设计强度的70%起吊达到100%设计强度后运输堆放沉桩。2.制作方法现场预制桩的制作方法多采用重叠法，重叠层数，应跟据地面承载力和吊装要求而定，一般不宜超过四层。预制时可采用木模板或钢模，模板应支在坚实、平整的场地上，立模时必须保证桩身及桩尖部分的形状尺寸和相互位置正确。3.质量要求（1）桩的表面应平整，颜色均匀，掉角深度10，蜂窝面积小于总面积的0.5%；（2）混凝土收缩产生的裂缝深度20，宽度0.25，横向裂缝不超过边长的一半；（3）桩几何尺寸的允许偏差为：横截面边长5；桩顶对角线差10；桩尖中心线偏差10；桩身弯曲矢高1桩长；桩顶平整度2。（三）钢筋混凝土预制桩的起吊、运输和堆放1.起吊预制桩混凝土强度达到设计值的70%方可起吊。起吊时，吊点位置应符合设计规定，即吊点3个时，其位置跟据桩身正负弯矩相等的原则确定；吊点3个时，其位置按反力相等原则确定。2.运输预制桩混凝土强度达到设计值的100%后方可运输。一般情况下，宜跟据沉桩进度随打随运，以减少桩的二次搬运。桩的运输方式：对现场制作的桩，运距不大时，可在桩下垫以滚筒，用卷扬机托动桩前进；运距较大时，可采用平板拖车运输；严禁在场地上以直接拖拉桩体方式代替装车运输。3.堆放桩堆放时，地面必须平整、坚实，垫木位置应与吊点保持在同一横断面平面上，各层垫木应上下对齐，堆放层数不宜超过四层。（四）钢筋混凝土预制桩的沉桩1.锤击沉桩法1)打桩设备主要包括桩锤、桩架和动力设备三部分。2)打桩前的准备工作（1）打桩施工前应查明场地的工程地质和水文地质条件，清除现场妨碍施工的高空和地下障碍物，并平整场地。（2）施工定位放线（3）确定打桩顺序 3)沉桩工艺沉桩工艺包括吊桩就位、打桩和接桩。4）施工质量检验2.静力压桩法静力压桩是在软土地基上，利用机械或液压静力压桩机的自重及配重，产生无振动的静压力，将预制桩沉入土中的一种沉桩工艺。机械静力压桩机是通过安置在压桩机底盘上的卷扬机、钢丝绳和压梁，将整个桩机的重量反作用于桩顶，使桩克服入土时的阻力而下沉。静力压桩的工艺流程为：场地清理测量定位桩机就位吊桩插桩桩尖对中、调直压桩接桩再压桩停止压桩送桩或截桩。3.振动沉桩法振动沉桩法是借助固定于桩头上的振动沉桩机产生高频振动，使桩周土体产生液化，从而减少桩侧与土体间摩阻力，再靠振动桩锤和桩体自重将桩沉入土中。振动沉桩机由电动机、弹簧支承、偏心振动块和桩帽组成。振动桩锤内的偏心振动块分左右对称两组，其旋转速度相同，方向相反。工作时，偏心块旋转产生离心力的水平分力相互抵消，而垂直分力相互叠加，形成垂直方向上下振动力。由于桩头与振动桩锤通过桩帽刚性连接在一起，桩体亦沿垂直方向产生上下振动而沉桩。4.水冲沉桩法 水冲沉桩法一般与锤击沉桩法联合使用。它是借助安装于桩身底部的射水管，通过高压水泵产生高压水流冲刷桩尖下土壤，从而减少桩身与土间摩阻力，使桩体在自重或锤击作用下，沉入土中。水冲沉桩法适用于砂土和碎石土层，不能用于粗卵石和极坚硬的粘性土层。应注意的是水冲沉桩施工时，当桩体下落到最后1m2m，应停止射水，并改用锤击打至设计标高。（五）钢管桩施工 钢管桩一般由无缝钢管制成。为运输方便，分节长度通常15m，若设计桩长过长需接桩时，宜用焊接的方法，焊接应对称进行，且应采用多层焊，各层焊缝接头应错开。运输钢管桩时，应防止桩体受撞击而损坏，钢管两端应设保护圈。钢管桩的堆放层数要求是:900直径放置三层；600直径放置四层；400直径放置五层钢管桩的沉桩可采用锤击、振动、静力压桩和水冲等法。其施工工艺流程为：钢桩制作场地清理测设桩位桩机就位吊桩插桩桩尖对中、调直压桩接桩再压桩停止压桩送桩或截桩质量检验。二、灌注桩施工（一）概述混凝土灌注桩，是指直接在施工现场采用桩工机械或通过人工等方法成孔，孔内放置钢筋笼（亦可不放置），再灌注混凝土所形成的桩基。跟据成孔方法不同，一般可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩和人工挖孔灌注桩三类。其中钻孔灌注桩又分为干作业成孔灌注桩和泥浆护壁成孔灌注桩。常见灌注桩成孔方法和适用范围见表2-5所示。类型成孔方法适用范围钻孔灌注桩干作业成孔螺旋钻地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土风化岩层钻孔扩底机动洛阳铲（人工）泥浆护壁成孔冲抓地下水位以下的碎石土、砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质与硬质岩冲击地下水位以下的各类土层及风化岩、软质岩回转钻（正反循环）地下水位以下的碎石类土、砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质与硬质岩潜水钻地下水位以下的粘性土、粉土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩、软质岩沉管灌注桩锤击粘性土、粉土、淤泥质土、砂土及填土振动人工挖孔灌注桩人工成孔同干作业成孔灌注桩表2-5 常见灌注桩成孔方法和适用范围（二）灌注桩施工准备与一般规定1.资料准备（1）建筑场地工程地质资料和必要的水文地质资料；（2）桩基工程施工图（包括同一单位工程中所有桩基础）及图纸会审记录；（3）建筑场地和邻近区域内地下管线（管道、电缆）、地下构筑物、危房、精密仪器车间等的调查资料；（4）主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；（5）桩基工程的施工组织设计或施工方案；（6）水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告；（7）有关载荷、施工工艺的试验参考资料。2.场地准备（1）为方便施工，灌注桩施工前应拆除场地内地下构筑物，迁移高架电线和地下管线；（2）桩基施工用的临时设施，如供水、供电、道路、排水、临时房屋等，必须在施工前准备就绪；（3）施工场地应进行平整处理；（4）基桩轴线的控制点和水准基点应设置在不受施工影响的地方3.一般施工规定1）成孔；2）钢筋笼制作与安放；3）混凝土灌注（三）沉管灌注桩1.锤击沉管灌注桩1）施工机械设备锤击沉管灌注桩成孔是利用落锤、蒸汽锤或柴油锤将钢管打入土中形成，如图2-19所示。其施工机械设备包括：桩架、由无缝钢管制成的桩管、桩锤、活瓣桩尖或预制钢筋混凝土桩尖组成。图2-19 锤击沉管灌注桩机2）施工工艺锤击沉管灌注桩施工方法一般有单打法和复打法。（1）单打法。先将桩机就位，利用卷扬机吊起桩管，垂直套入预先埋设在桩位上的预制钢筋混凝土桩尖上（采用活瓣桩尖时，需将活瓣合拢），借助桩管自重将桩尖垂直压入土中一定深度。预制桩尖与桩管接口处应垫以稻草绳或麻绳垫圈，以防地下水渗入桩管。检查桩管、桩锤和桩架是否处于同一垂线上，在桩管垂直度偏差5%后，即可于桩管顶部安设桩帽，起锤沉管。锤击时，先宜低锤轻击，观察桩管无偏差后，方进入正式施打，直至将桩管沉至设计标高或要求的贯入度。（2）复打法。单打法施工的沉管灌注桩有时易出现颈缩和断桩现象。颈缩是指桩身某部位进土，致使桩身截面缩小；断桩常见于地面下1m3m内软硬土层交界处，系由打邻桩使土侧向外挤造成。因此，为保证成桩质量，避免颈缩和断桩现象产生，常采用复打法扩大灌注桩桩径，并可提高桩的承载力。3）质量控制（1）群桩基础中桩中心距小于4倍桩径的桩基，应提出保证相邻桩桩身质量的技术措施；（2）混凝土预制桩尖或钢桩尖的加工质量和埋设位置应与设计相符，桩管和桩尖的接触应有良好的密封性；（3）混凝土灌注充盈系数应1.0；对充盈系数小于1.0的桩，宜全长复打，对可能的断桩和颈缩桩，应采用局部复打。成桩后，桩身混凝土顶面标高应500。全长复打桩的入土深度宜接近原桩长，局部复打深度应超过断桩或颈缩区1m以上。（4）当桩身配有钢筋时，混凝土坍落度宜采用80mm100；素混凝土宜采用60mm80。2.振动沉管灌注桩1）施工机械设备振动沉管灌注桩是采用激振器或振动冲击锤将桩管沉入土中成孔而成的灌注桩。其施工机械设备如图2-20所示。2）施工方法振动沉管灌注桩施工方法有单振法、反插法和复振法三种。图2-20 振动沉管灌注桩机三、泥浆护壁、钻孔灌注桩施工（一）干作业成孔灌注桩1.螺旋钻孔机螺旋钻孔机由动力箱（内设电动机）、滑轮组、螺旋钻杆、龙门导架及钻头等组成，如图2-21所示。常用钻头类型有平底钻头、耙式钻头、筒式钻头和锥底钻头四种，如图2-22所示。图2-21 螺旋钻孔机示意图图2-22 钻头类型示意图2.干作业成孔灌注桩施工1）施工程序干作业成孔灌注桩施工程序是：场地清理测设桩位钻机就位取土成孔成孔质量检校清除孔底沉渣安放钢筋笼安置孔口护孔漏斗浇筑混凝土拔出漏斗成桩。2）施工质量控制（1）钻杆应保持垂直稳固，位置正确，防止因钻杆晃动引起扩大孔径；（2）钻进速度应跟据电流值变化，及时调整；（3）钻进过程中，应随时注意清理孔口积土，遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况时，应及时处理；（4）成孔达到设计深度后，孔口应予以保护，并按表2-6规定验收；（5）浇筑混凝土前，应先放置孔口护孔漏斗，随后放置钢筋笼并测量孔内虚土厚度。浇筑桩顶以下5m范围内混凝土时，应随浇随振动，每次浇筑高度应1.5m。（二）泥浆护壁成孔灌注桩1.施工程序其施工程序是：场地清理测设桩位埋设护筒桩机就位设置泥浆池制备泥浆钻机成孔泥浆循环流动清渣清孔安放钢筋笼灌注水下混凝土拔出护筒。2.埋设护筒埋设护筒时，位置应准确，护筒应稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50；护筒顶部宜开设12个溢浆孔，以便多余泥浆溢出流回泥浆池；护筒的埋置深度在粘性土中不宜小于1.0m，砂土中不宜小于1.5m，为保证筒内泥浆面水头，护筒顶应露出地面0.4m0.6m。如图2-23所示图2-23 护筒埋设示意图3.泥浆制备制备泥浆可采用两种方法，粘性土中成孔时，可于孔中直接注入清水，钻机钻削下来的土屑与清水混合后，即可自行造浆；其它土层中成孔时，应以高塑性粘土或膨胀土为原料，在桩孔外泥浆池中用水调制。4.成孔及成孔质量控制泥浆护壁成孔灌注桩有潜水钻机成孔、回转钻机成孔、冲击钻机成孔和冲抓钻机成孔等多种方式。5.清孔清孔时，对利用粘性土自行造浆的钻孔，当钻孔达到设计深度后，可使钻机空转不钻进，同时射水，待孔底沉渣磨成泥浆后，再通过泥浆循环流动排出孔外；对在孔外泥浆池中制备泥浆的钻孔，宜采用泥浆循环清孔。清孔后，孔底500以内泥浆比重应小于1.25，含砂率8%，孔底残留沉渣厚度应符合下列规定：（1）端承桩50；（2）摩擦端承桩、端承摩擦桩100；（3）摩擦桩300。6.灌注水下混凝土1）混凝土配合比泥浆护壁成孔灌注桩混凝土灌注是在泥浆中进行，故亦称水下混凝土灌注。水下混凝土必须具备良好和易性，配合比宜通过实验确定，坍落度应控制在180mm220间。其中，水泥用量应360/m3，粗骨料最大粒径应40，细骨料宜采用中粗砂。为改善和易性和缓凝，水下混凝土可掺入减水剂、缓凝剂和早强剂等外加剂。2）主要机具水下混凝土灌注的主要机具有导管、漏斗和隔水栓。3）混凝土灌注混凝土灌注前，先宜将安装好的导管吊入桩孔内，导管顶部应高出泥浆面，且于顶部连接好漏斗；导管底部至孔底距离0.3m0.5m，管内安设隔水栓，通过细钢丝悬吊在导管下口。四、人工挖孔桩施工（一）施工机具（1）挖土工具。铁锹、镐、钢钎和铁锤。当挖掘岩石时，还应配备风镐、风钻和爆破材料。（2）出土工具。电动葫芦或手摇辘轳，提土桶及三脚支架。（3）降水工具。潜水泵，用于抽出桩孔内积水。（4）通风工具。鼓风机及输风管，用于向桩孔中输送新鲜空气。（二）施工工艺（1）按设计图纸测设桩位、放线。（2）开挖桩孔土方。采取人工分段开挖的形式，每段高度取决于土壁保持直立状态而不坍塌的能力，一般取0.5m1m为一施工段，开挖直径为设计桩芯直径d加2倍护壁厚度。现浇混凝土护壁厚度一般应 （d/10+5）cm，且有1:0.1的坡度。（3）支设护壁模板。模板高度取决于开挖桩孔土方施工段高度，一般为1m，由48块活动钢模板（或木模板）组合而成。（4）在模板顶部安设操作平台。平台可用角钢和钢板制成的两个半圆形合在一起形成，其置于护壁模板顶部，用以临时放置料具和浇注护壁混凝土。（5）浇筑护壁混凝土。护壁混凝土起着防止孔壁坍塌和防水的双重作用，因此混凝土应捣实。通常第一节护壁顶面应比场地高出150mm200，壁厚上端比下端宽100mm150。上下节护壁的搭接长度应50。（6）拆除模板进行下段施工。护壁混凝土在常温下经24小时养护（强度达到1.0MPa）后，可拆除模板，开挖下一段桩孔土方。（7）吊放钢筋笼、浇筑桩身混凝土。桩孔内渗水量不大时，应用潜水泵抽取孔内积水，然后立即浇筑混凝土，混凝土宜通过溜槽下落，在高度超过3m时，应用串筒，串筒末端离孔底高度不宜大于2m。若桩孔内渗水量过大，积水不易排干，则应用导管法浇筑水下混凝土。