混凝土鋼筋混凝土灌注樁施工

1、第二節(jié) 混凝土、鋼筋混凝土灌注樁施工,灌注樁：直接在樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠并灌注混凝土而成。 適用性（優(yōu)點(diǎn)）：適應(yīng)各種地層，無(wú)需接樁，施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)擠土、噪音小，宜在建筑物密集地區(qū)使用。 缺點(diǎn)：操作要求嚴(yán)格，施工后需較長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)期方可承受荷載，成孔時(shí)有大量土渣或泥漿排出,分類：根據(jù)成孔工藝不同， 干作業(yè)成孔 泥漿護(hù)壁成孔 套管成孔 爆擴(kuò)成孔 人工挖孔等。 灌注樁施工工藝近年來(lái)發(fā)展很快，還出現(xiàn)夯擴(kuò)沉管灌注樁、鉆孔壓漿成樁等一些新工藝,一、泥漿護(hù)壁成孔灌注樁 泥漿護(hù)壁成孔是用泥漿保護(hù)孔壁并排出土渣而成孔。 適用性：地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎 ( 礫 ) 石土及風(fēng)化巖層

2、；以及地質(zhì)情況復(fù)雜，夾層多、風(fēng)化不均、軟硬變化較大的巖層，沖孔灌注樁除適應(yīng)上述地質(zhì)情況外，還能穿透舊基礎(chǔ)、大孤石等障礙物，但在巖溶發(fā)育地區(qū)應(yīng)慎重使用,泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工現(xiàn)場(chǎng),泥漿制備池,成孔施工,反循環(huán)成孔，現(xiàn)在是在護(hù)筒上拉十字線，是使鉆機(jī)的鉆頭對(duì)準(zhǔn)樁的中心線，等鉆機(jī)對(duì)準(zhǔn)后往護(hù)筒里放水，采用泥漿護(hù)壁進(jìn)行鉆孔,泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工工藝 埋設(shè)護(hù)筒 護(hù)筒是保證鉆機(jī)沿著樁位垂直方向順利鉆孔的輔助工具，其保護(hù)孔口和提高樁孔內(nèi)的泥漿水頭，防止塌孔的作用,泥漿制備 護(hù)壁泥漿是由高塑性粘土或膨潤(rùn)土和水拌合的混合物，還可在其中摻入其他摻合劑，如加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等,泥漿的作用是：護(hù)壁、攜渣、冷

3、卻、潤(rùn)滑，其中以護(hù)壁作用最為主要,b,a,a,c,成孔方法（下圖） a 沖擊鉆成孔法、 b 沖抓錐成孔法 c 潛水電鉆成孔法,a) 沖擊鉆成孔是利用卷?yè)P(yáng)機(jī)懸吊沖擊錘連續(xù)上下沖的沖擊力，將硬質(zhì)土層或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁，大部分用掏渣筒掏出。 孔口設(shè)護(hù)筒（見(jiàn)前圖） 沖孔機(jī)就位，沖錘對(duì)準(zhǔn)護(hù)筒中心，低錘密擊 加塊石與粘土泥漿護(hù)壁 孔深達(dá)護(hù)筒下34m后，加快速度，正常沖擊。 隨時(shí)測(cè)定和控制泥漿比重。 每沖擊34m，掏渣一次。 優(yōu)點(diǎn)：沖擊鉆成孔設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，適用于有孤石的砂卵石層、堅(jiān)實(shí)土層、巖層等成孔，對(duì)流砂層亦能克服。所成孔壁較堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定、坍孔少， 缺點(diǎn)：但掏泥渣較費(fèi)工時(shí)，不能連續(xù)

4、作業(yè)，成孔速度較慢。另外，現(xiàn)場(chǎng)泥渣堆積，文明施工較差,圖3-37沖擊鉆鉆頭 （a）800十字鉆頭；（b）920三翼鉆頭,樁定位，圖中的孔為超前鉆的孔,沖孔樁開(kāi)始施工,沖擊成孔,在原先已經(jīng)支護(hù)的地面上沖孔成樁，容易沖到錨桿和錨索，造成鋼筋籠下不去,b)沖抓錐成孔是用卷?yè)P(yáng)機(jī)懸吊沖抓錐，鉆頭內(nèi)有壓重鐵塊及活動(dòng)抓片，下落時(shí)抓片張開(kāi)，鉆頭下落沖入土中，然后提升鉆頭，抓頭閉合抓土，提升至地面卸土，如此循環(huán)作業(yè)直至形成所需樁孔。其成孔直徑為450600mm，成孔深度為510m。 優(yōu)點(diǎn)：該設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，適于一般較松散粘土、粉質(zhì)粘土、砂卵石層及其他軟質(zhì)土層成孔，所成孔壁完整，能連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高,圖3-

5、38沖抓錐斗 (a)抓土；(b)提土 1-抓片；2-連桿；3-壓重；4-滑輪組,沖抓錐,汶川災(zāi)后重建大橋,潛水電鉆成孔是利用潛水電鉆機(jī)構(gòu)中密封的電動(dòng)機(jī)、變速機(jī)構(gòu)，直接帶動(dòng)鉆頭在泥漿中旋轉(zhuǎn)削土，同時(shí)用泥漿泵壓送高壓泥漿(或用水泵壓送清水) 從鉆頭底端射出與切碎的土顆粒混合，然后不斷由孔底向孔口溢出，或用砂石泵或空氣吸泥機(jī)采用反循環(huán)方式排泥渣，如此連續(xù)鉆進(jìn)、排泥渣，直至形成所需深度的樁孔。 潛水鉆機(jī)成孔直徑5001500mm，深2030m，最深可達(dá)50m，適于地下水位較高的軟硬土層、淤泥、粉質(zhì)粘土、砂土、砂夾卵石及風(fēng)化頁(yè)巖層中使用,潛水鉆機(jī),安放鋼筋籠,灌注樁鋼筋冷擠壓連接,焊吊筋，防止?jié)仓艜r(shí)鋼

6、筋籠上浮,澆注水下混凝土 水下混凝土的澆注，必須在與周圍環(huán)境水隔離的條件下進(jìn)行。水下混凝土澆筑的方法很多。最常用的是導(dǎo)管法。導(dǎo)管法采用的主要機(jī)具有：導(dǎo)管、漏斗和儲(chǔ)料斗、 隔水塞,提升導(dǎo)管，下料，排出泥漿,破樁頭（截樁頭,堆載試驗(yàn),錨樁靜壓試驗(yàn),樁頭混凝土取樣,二、套管成孔灌注樁 套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁法或振動(dòng)沉樁法，將帶有鋼筋混凝土樁靴（又叫樁尖）或帶有活瓣式樁靴（左圖）的鋼套管沉入土中，然后邊拔管邊灌注混凝土而成。 若配有鋼筋時(shí)，則在澆筑混凝土前先吊放鋼筋骨架。 利用錘擊沉樁設(shè)備沉管、拔管時(shí)，稱為錘擊沉管灌注樁； 利用激振器的振動(dòng)沉管、拔管時(shí)，稱為振動(dòng)沉管灌注樁,活瓣樁尖 1樁管；2鎖

7、軸；3活瓣,沉管灌注樁施工過(guò)程 a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土； d）放置鋼筋籠、灌注混凝土；e）拔管成樁,鋼筋混凝土樁靴,錘擊沉管 a.錘擊灌注樁施工時(shí)，用樁架吊起鋼套管，關(guān)閉活瓣或?qū)?zhǔn)預(yù)先設(shè)在樁位處的預(yù)制混凝土樁靴，套入樁靴。 b.套管與樁靴連接處要墊以麻、草繩，以防止地下水滲入管內(nèi)。 c.緩緩放下套管，壓進(jìn)土中。 d.套管上端扣上樁帽，檢查套管與樁錘是否在一垂直線上，套管偏斜不大于0.5%時(shí)，即可起錘沉套管。 e.先用低錘輕擊，觀察后如無(wú)偏移，才正常施打，直至符合設(shè)計(jì)要求的貫入度或沉入標(biāo)高 f.檢查管內(nèi)有無(wú)泥漿或水進(jìn)入，即可灌注混凝土。套管內(nèi)混凝土應(yīng)盡量灌滿，然后開(kāi)始拔管。拔管要均

8、勻，不宜拔管過(guò)高。拔管時(shí)應(yīng)保持連續(xù)密錘低擊不停,以上是單打灌注樁的施工。為了提高樁的質(zhì)量或使樁頸增大，提高樁的承載能力，可采用一次復(fù)打擴(kuò)大灌注樁的直徑。對(duì)于懷疑或發(fā)現(xiàn)有斷樁、縮頸等缺陷的樁，作為補(bǔ)救措施也可采用復(fù)打法。 復(fù)打樁施工是在單打施工完畢、拔出樁管后，及時(shí)清除粘附在管壁和散落在地面上的泥土，在原樁位上第二次安放樁尖，以后的施工過(guò)程則與單打灌注樁相同。 復(fù)打擴(kuò)大灌注樁施工時(shí)應(yīng)注意，復(fù)打施工必須在第一次灌注的混凝土初凝以前全部完成，樁管在第二次打入時(shí)應(yīng)與第一次的軸線相重合，且第一次灌注的混凝土應(yīng)達(dá)到自然地面，不得少灌,振動(dòng)沉管 振動(dòng)灌注樁采用振動(dòng)錘或振動(dòng)沖擊錘沉管，其設(shè)備見(jiàn)下圖。施工前，先

9、安裝好樁機(jī)，將樁管下端活瓣合起來(lái)或套入樁靴，對(duì)準(zhǔn)樁位，徐徐放下套管，壓入土中，勿使偏斜，即可開(kāi)動(dòng)激振器沉管。樁管受振后與土體之間摩阻力減小，同時(shí)利用振動(dòng)錘自重在套管上加壓，套管即能沉入土中,振動(dòng)灌注樁的施工工藝可分為單振法、復(fù)振法和反插法三種。 單振法施工時(shí)，在樁管灌滿混凝土后，開(kāi)動(dòng)振動(dòng)器，先振動(dòng)510s，再開(kāi)始拔管。應(yīng)邊振邊拔，每拔0.51m，停拔510s，但保持振動(dòng)，如此反復(fù)，直至樁管全部拔出。 復(fù)振法施工適用于飽和粘土層。在單振法施工完成后，再把活瓣樁尖閉合起來(lái)，在原樁孔混凝土中第二次沉下樁管，將未凝固的混凝土向四周擠壓，然后進(jìn)行第二次灌注混凝土和振動(dòng)拔管。 反插法施工是在樁管灌滿混凝土

10、后，先振動(dòng)再開(kāi)始拔管，每次拔管高度0.51.0m，反插深度0.30.5m，在拔管過(guò)程中分段添加混凝土，保持管內(nèi)混凝土面始終不低于地表面或高于地下水位1.01.5 m以上，拔管速度應(yīng)小于0.5m/min。如此反復(fù)進(jìn)行，直至樁管拔出地面。反插法能使混凝土的密實(shí)性增加，宜在較差的軟土地基施工中采用,沉管灌注樁設(shè)備,1滑輪組；2振動(dòng)器；3漏斗；4樁管；5吊斗； 6枕木；7機(jī)架；8拉索；9架底；10卷?yè)P(yáng)機(jī),沉管灌注樁,套管成孔灌注樁施工時(shí)常發(fā)生斷樁、縮頸樁、吊腳樁、夾泥樁、樁尖進(jìn)水進(jìn)泥等問(wèn)題。 （1）斷樁 斷樁是指樁身裂縫呈水平狀或略有傾斜且貫通全截面，常見(jiàn)于地面以下13m不同軟硬土層交接處。產(chǎn)生斷樁的

11、主要原因是樁距過(guò)小，樁身混凝土終凝不久（強(qiáng)度低），鄰樁沉管時(shí)使土體隆起和擠壓，產(chǎn)生橫向水平力和豎向拉力使混凝土樁身斷裂。避免斷樁的措施是：布樁不宜過(guò)密，樁間距以不小于3.5d為宜；當(dāng)樁身混凝土強(qiáng)度較低時(shí)，可采用跳打法施工；合理制定打樁順序和樁架行走路線以減少振動(dòng)的影響。 (2)縮頸樁 縮頸亦稱瓶頸，指樁身局部直徑小于設(shè)計(jì)直徑?？s頸常出現(xiàn)在飽和淤泥質(zhì)土中。產(chǎn)生的主要原因是在含水量高的粘性土中沉管時(shí)，土體受到強(qiáng)烈擾動(dòng)擠壓，產(chǎn)生很高的孔隙水壓力，樁管拔出后，超孔隙水壓力作用在所澆筑的混凝土樁身上，使樁身局部直徑縮??；或樁間距過(guò)小，鄰近樁沉管施工時(shí)擠壓土體使所澆混凝土樁身縮頸；或施工過(guò)程中拔管速度過(guò)快

12、，管內(nèi)形成真空吸力，且管內(nèi)混凝土量少、和易性差，使混凝土擴(kuò)散性差，導(dǎo)致縮頸。施工過(guò)程應(yīng)經(jīng)常觀測(cè)管內(nèi)混凝土的下落情況，嚴(yán)格控制拔管速度，采取“慢拔密振”或“慢拔密擊”的方法，在可能產(chǎn)生縮頸的土層施工時(shí)，采用反插法可避免縮頸。當(dāng)出現(xiàn)縮頸時(shí)可用復(fù)打法進(jìn)行處理。 (3)吊腳樁 吊腳樁是指樁底部的混凝土隔空，或混入泥砂在樁底部形成松軟層。產(chǎn)生吊腳樁的主要原因是預(yù)制樁尖強(qiáng)度不足，在沉管時(shí)破損，被擠入樁管內(nèi)，拔管時(shí)振動(dòng)沖擊未能將樁尖壓出，拔管至一定高度時(shí)，樁尖才落下，但又被硬土層卡住，未落到孔底而形成吊腳樁；振動(dòng)沉管時(shí)，樁管入土較深并進(jìn)入低壓縮性土層，灌完混凝土開(kāi)始拔管時(shí)，活瓣樁尖被周圍土包圍而不張開(kāi)，拔至

13、一定高度時(shí)才張開(kāi)，而此時(shí)孔底部已被孔壁回落土充填而形成吊腳樁。避免出現(xiàn)吊腳樁的措施是：嚴(yán)格檢查預(yù)制樁尖的強(qiáng)度和規(guī)格。沉管時(shí)可用吊砣檢查樁尖是否進(jìn)入樁管或活瓣是否張開(kāi)。如已發(fā)現(xiàn)吊腳現(xiàn)象，應(yīng)將樁管拔出，樁孔回填后重新沉入樁管。 （4）樁尖進(jìn)水進(jìn)泥砂 在含水量大的淤泥、粉砂土層中沉入樁管時(shí)，往往有水或泥砂進(jìn)入樁管內(nèi)，這是由于活瓣樁尖合攏后有較大的間隙，或預(yù)制樁尖與樁管接觸不嚴(yán)密，或樁尖打壞所致。預(yù)防措施是，對(duì)縫隙較大的活瓣樁尖應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換；預(yù)制樁尖的尺寸和配筋均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C30，在樁尖與樁管接觸處纏繞麻繩或墊襯，使二者接觸處封嚴(yán)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)樁尖進(jìn)水或泥砂時(shí)，可將樁管拔出，

14、修復(fù)樁尖縫隙，用砂回填樁孔后再重新沉管。當(dāng)?shù)叵滤看髸r(shí)，樁管沉至接近地下水位時(shí)，可灌注0.051.0m3封底混凝土，將樁管底部的縫隙用混凝土封住，灌1m高的混凝土后，再繼續(xù)沉管,3）套管成孔灌注樁常遇問(wèn)題和處理方法 a 頸縮 頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。 原因：當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時(shí)，由于受擠壓的土壁產(chǎn)生空隙水壓，拔管后便擠向新灌注的混凝土，樁局部范圍受擠壓形成頸縮。 當(dāng)拔管過(guò)快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時(shí)，周圍淤泥質(zhì)土趁機(jī)填充過(guò)來(lái)，也會(huì)形成頸縮。 處理方法：拔管時(shí)應(yīng)保持管內(nèi)混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴(kuò)散壓力，混凝土坍落度應(yīng)控制在5070mm。拔管時(shí)應(yīng)采用復(fù)打法，

15、并嚴(yán)格控制拔管的速度,b斷樁 斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴(yán)重的是一段樁沒(méi)有混凝土。 原因：樁距離太近，相鄰樁施工時(shí)混凝土還未具備足夠的強(qiáng)度，已形成的樁受擠壓而斷裂。 處理方法：施工時(shí)，控制中心距離不小于4倍樁徑；確定打樁順序和行車路線，減少對(duì)新灌注混凝土樁的影響。采用跳打法或等已成型的樁混凝土達(dá)到60%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行下根樁的施工,c吊腳樁 吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒(méi)有落實(shí)到孔底地基土層上的現(xiàn)象。 原因：當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r(shí)，或預(yù)制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時(shí)，水及泥漿進(jìn)入套筒鋼管內(nèi)，或由于樁尖活瓣受土壓力，拔管至一定高度才張開(kāi)，使得混凝土下落，造成樁腳不密實(shí)，形成松軟層。 處

16、理方法：為防止活瓣不張開(kāi)，開(kāi)始拔管時(shí)，可采用密張慢拔的方法，對(duì)樁腳底部進(jìn)行局部翻插幾次，然后再正常拔管。樁靴與套管接口處使用性能較好的墊襯材料，防止地下水及泥漿的滲入,d混凝土灌注過(guò)量 如果灌樁時(shí)混凝土用量比正常情況下大1倍以上，這可能是由于孔底有洞穴，或者在飽和淤泥中施工時(shí)，土體受到擾動(dòng)，強(qiáng)度大大降低，在混凝土側(cè)壓力作用下，樁身擴(kuò)大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前應(yīng)詳細(xì)了解現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，對(duì)于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時(shí)，應(yīng)先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過(guò)大時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，改用其他樁型,三、人工挖孔灌注樁 施工機(jī)具 垂直運(yùn)輸工具：?jiǎn)诬夒妱?dòng)葫蘆配提升金屬架與軌道，活底提土吊桶。 排水

17、機(jī)具：潛水泵。 通風(fēng)設(shè)備：鼓風(fēng)機(jī)和送風(fēng)管。 挖掘工具：鎬、鍬、土筐等。 此外，還有井內(nèi)外照明，電鈴等設(shè)備,施工工藝 按設(shè)計(jì)圖紙放線、定樁位。 開(kāi)挖。 支護(hù)模板 在模板頂放置操作平臺(tái)。 澆筑護(hù)壁混凝土。 拆除模板繼續(xù)下一段的施工。 安放鋼筋。 排除孔底積水,人工挖孔灌注樁的樁身直徑除了能滿足設(shè)計(jì)承載力的要求外，還應(yīng)考慮施工操作的要求，故樁徑不宜小于800mm，一般為8002000mm，國(guó)內(nèi)已施工的最大直徑為3500mm。 樁端可采用擴(kuò)底或不擴(kuò)底兩種方法。根據(jù)樁端土的情況，擴(kuò)底直徑一般為樁身直徑的1.32.5倍，最大擴(kuò)底直徑可達(dá)4500mm。 現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁厚度一般為D/10+5（cm）（其中D為

18、樁徑），護(hù)壁內(nèi)等距放置8根直徑68mm、長(zhǎng)1m的直鋼筋，插入下層護(hù)壁內(nèi)，使上下護(hù)壁有鋼筋拉結(jié)，以避免某段護(hù)壁出現(xiàn)流砂、淤泥而造成護(hù)壁因自重而沉裂的現(xiàn)象,人工挖孔樁；基坑護(hù)坡部分用沙包；人工挖孔樁的護(hù)壁模板為鋼模板，分為四塊,監(jiān)理下樁底檢查,業(yè)主會(huì)同設(shè)計(jì)院驗(yàn)樁持力層,樁底持力層巖樣,設(shè)計(jì)院與甲方、監(jiān)理驗(yàn)樁，確定終孔,鋼筋綁扎完畢，超聲波安裝完畢,砼澆筑,樁基檢測(cè)開(kāi)展超聲波檢測(cè),澆筑完成后的樁,超聲波檢測(cè)，小樁預(yù)埋三根管，大樁四根管，小樁須檢測(cè)兩次，圖為第一次檢測(cè)，可以檢測(cè)到兩個(gè)斷面,低應(yīng)變檢測(cè)是樁基檢測(cè)的一部分,鉆孔抽出來(lái)的芯樣，芯樣比較完整，密實(shí)性較好，樁底與巖石粘結(jié)較好，屬一類樁,哈爾濱一工

19、地2工人挖灌注樁被埋,不少工人圍在出事樁口等待工友的消息,五、干作業(yè)成孔灌注樁 干作業(yè)螺旋鉆孔灌注樁是用螺旋鉆機(jī)在樁位處鉆孔，然后在孔中放入鋼筋籠，再澆筑混凝土成樁。干作業(yè)螺旋鉆成孔適用于地下水位以上的填土層、粘性土層、粉土層和粒徑不大的礫砂層。 操作時(shí)要求鉆桿垂直，鉆孔過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆進(jìn)時(shí)，可能是遇到石塊等異物，應(yīng)立即停機(jī)檢查。鉆進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)電流值變化及時(shí)調(diào)整。 在鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)清理孔口積土，遇到塌孔、縮孔等異常情況，應(yīng)及時(shí)研究解決。 適用于地下水位較低、在成孔深度內(nèi)無(wú)地下水的土質(zhì)，勿需護(hù)壁可直接取土成孔。 按成孔方法可分為長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁和短螺旋鉆孔灌注樁，亦有用洛陽(yáng)鏟成孔的,長(zhǎng)螺旋鉆成孔的施工方法是用長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)的螺旋鉆頭，在樁位處就地切削土層，被切土塊鉆屑隨鉆頭旋轉(zhuǎn)，沿著帶有長(zhǎng)螺旋葉片的鉆桿上升，輸送到出土器后自動(dòng)排出孔外，然后裝卸到小型機(jī)動(dòng)翻斗車（或手推車）中運(yùn)走。其成孔工藝可以實(shí)現(xiàn)全部機(jī)械化。 長(zhǎng)螺旋鉆成孔速度的快慢主要取決于輸土是否通暢，而鉆具轉(zhuǎn)速的高低對(duì)土塊鉆屑輸送的快慢和輸土消耗功率的大小都有較大影響，因此合理選擇鉆進(jìn)速度是成孔工藝的一大要點(diǎn)。 國(guó)產(chǎn)長(zhǎng)螺旋鉆孔機(jī)的樁孔直徑為300800mm，成孔深度在26m以下。 當(dāng)鉆孔到預(yù)定鉆深后，必須在原深處進(jìn)行空轉(zhuǎn)清土，然后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，提起鉆桿。應(yīng)注意在空轉(zhuǎn)清土?xí)r不