桩基施工手册

br />     随着我国经济建设的蓬勃发展，现代建筑对地基基础提出了更高的要
求，桩基础在高层建筑、桥梁、港口、工业民用建筑以及海洋工程中占有非常
重要的位置，诸多工程都有复杂的、巨大的桩基工程。特别是在海洋工程
中，环境状况、使用要求、地质构造、施工条件极为严酷、恶劣和复杂。这些
都给桩基工程施工带来极大的挑战。为了总结各类桩基工程施工技术。中
交三航局组织了常年奋战在施工**线的一批总工程师和精于桩基工程施
工的资深专家，将他们开发研究的新技术、新工艺以及几十年工程实践经验
的积累和诸多事故、教训的磨炼都毫无保留地奉献给读者。同时书中还列
举了大量的工程实例和工程事故，这些都是付出一定代价取得的。是非常珍
贵的经验和教训。值得借鉴。
    桩基的施工期安全往往容易被人们所忽视，但却又是十分重要的问题．
书中不仅列出了各种桩基在施工期的安全问题，也提出了解决问题的方法。
随着海洋工程的大力发展。桥梁工程、港口工程都将设计使用年限延长至五
十年甚至百年以上，这给桩基的耐久性和防腐蚀提出了更高的要求。书中也
针对不同桩型作了深入阐述。同时还对桩基的检验、检测、试验、维修、加固
乃至拆除等工作进行了全面的总结和提炼。而且还结合国内夕卜桩基工程的
新技术、新思路、新工艺进行创新和升华，为施工技术成果的推广、应用、传
承、创新提供了一个有效的载体，以满足广大土木工程技术人员和高等院校
师生的需要。
    我们一直积极推动和支持三航局撰写一本桩基施工手册。感谢他们在
人力、物力上大力支持，组织40多位精于桩基工程的专家，历经七年．终成此
巨著。
前言
    为总结桩基施工经验、提高桩基施工水平，四十余位长期奋战在桩基施
工一线的专家和高级技术人员历经七年之久潜心编写的《桩基施工手册》终
于与读者见面了。这本手册是一本全面介绍桩基础施工的大型工具书，凝
聚了编者的智慧与经验。
    桩基础作为建筑物*常用的基础形式，适用于各类地质条件和环境条
件。随着我国改革开放，国民经济持续发展，各类建设层出不穷，桩基工程
技术水平也伴随着经济建设而得到了突飞猛进的发展，新桩型、新工艺、新
设备等都有不同程度的发展。具有世界水平的超大、超长桩基工程不断涌
现，如上海金茂大厦、上海环球金融中心的钢桩基础，上海东海大桥、江苏苏
通大桥的钻孔灌注桩基础等，为我国桩基施工水平的提高和跻身世界之林
做出了很大的贡献。对这些技术、经验、成果进行总结、提高，并加以推广和
应用是一项对企业、国家和社会都十分有益的事。
    由于地质条件复杂多变、施工环境条件特殊，桩基施工作为一门专业技
术具有技术要求高、施工难度大等特点。因此，众多的工程技术人员迫切需
要专门介绍桩基的施工技术、施工方法、施工工艺、施工材料和施工设备等
方面的工具书。本书涵盖了常用的刚性桩和柔性桩施工的多项工艺、技术，
同时对桩基的设计、试验、检测、维修、拆除等方面也作了详细的介绍。同时
列举了大量工程实例供读者参考。需要特别指出的是，本书还就“桩基施工
期安全”和“桩基防腐蚀’’等内容进行了专题总结和提升，同时还将我们新近
开发研究的“海上GPS打桩精确定位系统”等成果进行了介绍。
    本书可供建筑、市政、公路、铁路、港口、水利、水电、地矿、冶金、民航等
部门的勘察、设计、科研、建设、管理、监理、监督、试验、检测等技术人员和土
木工程院校的广大师生参阅。    ．
    本书由中交第三航务工程局有限公司负责组织编写，中交第二航务工程
局、北京冶金建筑研究总院和东南大学等有关专家参加了编审工作。编审人
员全部都是长期奋战在桩基施工一线的专家，都有高级工程师及以上的职
称。其中曾在工程局总工程师和工程公司总工程师岗位上工作过的专家达
27人，占全部编审人员的63％；总工程师及60岁以上的资深专家达34人，
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占全部编审人员的80％。他们不仅将桩基施工的全部知识、经验、教训等进
行了总结、提升，而且还结合国内外的新技术、新思路进行创新和升华，从而
使本书真正代表了我国当前桩基工程施工技术的先进水平。本书是他们数
十年工作经验财富的积累和升华，是一本桩基施工技术的重要工具书，值得
读者品鉴。
    本书编写和审定过程中得到了中交第三航务工程局有限公司及下属各
公司、上海港湾设计研究院的大力支持。上海远东桥梁公司苏洪雯、中交三
航科研所王成启、陆旭峰、张羿等同志也提供了不少有益的资料。在此，一
并表示感谢!
    衷心感谢中国工程院刘济舟院士对本书自始至终的关心，亲自写信指
导，并在百忙之中欣然为本书作序。感谢各位编审人员精益求精的工作精
神和一丝不苟的工作态度。
    由于桩基施工技术的发展日新月异，同时也限于编者的水平、时间和精
力，书中所包含信息很可能有不全，编写也可能有不妥之处，敬请读者谅解
和指正!

 第二章  灌注桩施工；ii备和基本要求
    灌注桩施工前应做好各项前期准备工作，包括有关的设计、试验，同时还应了解相应的规范和质
量检验、验收标准。
    **节资料准备及施工组织设计的编制
    一、资料准备
    进行灌注桩基础施工前应取得下列资料：
    (1)建筑场地的桩基岩土勘察报告，水文、地质报告和地形(陆上、水下)地貌。
    (2)桩基础工程设计文件包括桩的类型尺寸、桩位平面布置图、设计承载力、桩与承台连接，桩的
配筋与混凝土强度以及承台构造等。
    (3)桩试成孔、试灌注，桩工机械试运转及桩端压浆等试桩报告。
    试成孔的数量一般不得少于两个，以便核对地质资料，检验所选的设备、施工工艺以及技术要求
是否适宜。如果出现缩颈、坍孔、扭矩不足、成孔速度过慢等不能满足设计和施工要求的情况时，应拟
定补救技术措施，或重新考虑施32212艺，或选择更合适的桩型。
    (4)桩的静载试验和动测试验资料。
    (5)主要施工机械及其配套设备的技术性能。
    二、施工组织设计的编制
    基础工程施工前的准备工作极其重要，尤其是灌注桩经常会遇见一些复杂问题和不可预见的情
况，会给工程造成被动的局面。因此，针对工程的特点，编制好灌注桩的施工组织设计，本身就是一项
重要的施工准备工作，同时也为指导施工和工程顺利进行奠定了坚实的基础。
    灌注桩施工组织设计应考虑以下内容：
    (1)工程概况
    工程地理位置、地形、地貌、现场的工程地质和水文地质条件，水文、气象条件，施工内容及主要工
程量。
    (2)施工总体安排
    施212,总平面布置；现场布置，施工用水、电和道路安排；施工人员、设备、进度和总体组织机构安排；施
工顺序，总体工艺流程；水上工程还应有水上运输、交通等设施以及水上混凝土供应、泥浆处置等。
    (3)施工工艺
    ①施工场地的处理或水上施工平台的搭设以及钢护筒的制作和施工。
    ②成孔工艺的选择和施工设备。
    ③泥浆的配置、循环系统和废浆处理。
    ④钻进的方法及注意事项。
    ⑤**次清孔方案。
  ⑥钢筋笼的制作和安放。
    ⑦第二次清孔方案。
    ⑧混凝土的浇筑方式和注意事项。
    (4)施工预案
    ①钻机在损坏及在清孔过程中出现了漏浆、串孑L、塌孔、缩颈、扩孔、卡钻、掉钻头等情况后的处理
措施。
    ②混凝土灌注的备用方案。主要指混凝土供应以及施工设备停电、堵管、埋管等故障出现时的应
急措施。
  (5)施工进度计划
  (6)施工设备、劳动力、材料计划
  (7)质量保证措施
  (8)安全保证措施
  (9)文明施工及环保措施
    三、灌注桩施工组织设计案例
    [实例1]  东海大桥IV标海上钻孔灌注桩施工组织设计
    1．工程概况
    (1)地理位置
    东海大桥起始于上海市南汇县芦潮港镇客运码头往东约4km南汇嘴处，跨越杭州湾北部海域，
经小乌龟、大乌龟、颗珠山等岛屿直达浙江省嵊泗县崎岖列岛的小洋山岛，长约32．7km。
    (2)地形
    东海大桥西端芦潮港为沙泥滩地，现在围海造地，属潮坪地貌。桥区海域，海势稳定，海床较为平
缓，水深一般在5～8m，高程一7．5～一12．5m，中日海底光缆、电缆在该区通过。大桥东侧所经岛屿
及东端小洋山为一系列面积狭小的岛屿，属鸡爪形地貌。各岛一般基岩裸露，植被稀少，地形陡峭，少
平地，岸线曲折，多海湾岬角，岸线为抗冲刷侵蚀能力强的基岩海岸。各岛在地势相对低凹地段一般
发育厚为20～40cm的覆盖层，植被相对发育，沿岸海蚀地貌如海蚀洞、沟较发育。
    (3)工程地质概况
    桥位区基底为前古生代变质岩系，上覆燕山早期花岗岩系，因而小乌龟到小洋山各岛出露岩石岩
性较单一，为花岗岩类，而芦潮港一小乌龟段基岩下伏于160～220m厚的第四纪覆盖层之下。桥位处
第四纪堆积层厚度为160～220m，层位相对稳定；下部为早至中更新世(Q。～Q。)堆积的杂色黏土、粉
质黏土、中粗砂、碎砾石灰黏性土等；中部为晚更新世(Q。)堆积的灰黄、灰色粉质黏土、砂质粉土、粉细
砂等；上部为全新世(Q。)堆积的灰黄一灰色粉质黏土、淤泥质粉质黏土、黏性土灰砂、砂夹黏性土、砂
质粉土、粉细砂等；表部为现代(Q。)堆积的灰黄色淤泥，本区段桥址地质条件简单，钻孔灌注桩选第九
层(灰色含砾粉细砂层)为持力层。
    (4)水文条件    。
    桥位区所处海域的潮汐主要受东海前进潮波控制，潮汐类型属非正规半日浅海潮型，每个潮汐日
有两次涨潮和两次落潮的过程。重现期100年一遇的高潮位为3．73m，低潮位为一3．09m(国家85高
程)。本区海流以潮流占主导地位，推算*大潮流速近3．Om／s。本海域以NE向作为控制浪向，NE
向100年一遇的波浪要素值为：H1％一6．Om，丁一8．8s，L一89．6m。
    (5)气象条件
    桥位区位于亚热带南缘，东亚季风盛行区，受季风影响冬冷夏热，四季分明，降水充沛，气候变化
复杂。多年平均气温15．8℃，历年*高气温37．5℃，历年*低气温一7．9℃，*热的月平均气温
27·0℃，*冷月平均气温6．0℃。降水日数为134天／年，降雪日数为5天／年。实测*大风速
35·Om／s(风向NNE)，风力大于大风天数65．8天／年，风力大于8级大风天数30天／年，风力大
于9级天数约为3天／年。
    (6)地震基本烈度  ’
    本工程地处地震活动相对较弱的地区，有史以来，无地震破坏的纪录，历史和现代地震对场区*
高影响烈度为5度，场址区未发现活动断层。从场址区地质、地球物理场和地震活动性综合分析，未
发现足以确定5级以上潜在震源的依据。本区基本烈度定为6度，而芦潮港、大洋山、小洋山等三个
代表性控制点的罕遇烈度(50年2％)平均为7度。场地类别：水域属于III类，各岛属于I类。
    (7)施工内容
    东海大桥IV标钻孔灌注桩包括三座辅通航孔桥所有主墩桩基，其中：K6+279桥为3×12根
2 500mm钻孔灌注桩，桩长为104．65m；K12+149桥为3×14根声2 500mm钻孔灌注桩，桩长为
109·65m；K24+829桥为3×19根52 500mm钻孔灌注桩，桩长为100．15m。全标段共计135根钻孔
灌注桩。
    2．施工总体安排
    (1)质量目标
    ①原材料合格率100％。
    ②混凝土试件强度合格率100％。
    ③钻孔桩分项工程合格率100％，优良率90％以上。
    ④质量承诺：竣工验收工程质量达到优良目标。
    (2)总体思路
    在每个主墩位置搭设钻孔工作平台(详见海上钻孔工作平台施工方案)，平台设计的主要功能是
为桩基施工提供一个陆地似的操作空间。平台上设发电机组(指每座辅通航孔桥中主墩)、临时生活
区、钢筋笼堆放区、储油罐(储存量约80t)。其中，K6、K12桥每个平台上各配置两台KP3500型(或中
异300型)钻机，K24桥每个平台上各配置3台KP3500型(或中300型)钻机，并在每个平台上配置
一台50t履带吊，为桩基施工提供生产、生活及动力条件。另外，在每座辅通航孔桥各配置一艘拌和
船，为灌孔提供原材料基地及合格的混凝土。下面分别就施工用电、人员、设备及工艺流程等问题进
行概述性说明。
    ①施工用电
    发电机组设在每个工区的中主墩平台上，分别供给每个工区的施工用电，发电机组占平台面积为
10×8m。，能提供1 500kW的发电量，其中，K24桥能提供2 200kw的发电量，完全能满足钻孔及部
分钢筋笼的加工需要。拌和船上自备发电机，供混凝土拌和及混凝土输送用，并通过驳船补给拌和船
上水泥、粗细集料及淡水等原材料。
    ②施工人员、设备总体安排
    本标段三座辅通航孔桥共九个主墩，原则上按九个主墩基础同期施工来考虑人员、设备的配置。
每个平台上安放4～5个集装箱(占地面积10×6．5mz)，可同时容纳20～30人(钻孔、灌孔值班人员、
中午施工加班人员或临时避险的施工人员)左右，而一般施工人员均住岸上，上下班由项目部的交通
船只接送。履带吊主要用于施工用材的装卸，并配合钻机完成桩基施工。每台钻机平均空间尺寸为：
(L×W×H)一5．9m×4．8m×9m，钻机分排隔孔作业，并利用主护筒作为泥浆循环池、沉淀池及造浆
池。钻孔沉渣通过泥浆船运至指定泥浆处理地点．