土木工程施工講義第6講-砼灌注樁施工ppt課件

1、第6講 砼灌注樁施工,第2章 地基處理與樁基工程,1 干作業(yè)成孔灌注樁 2 泥漿護壁成孔灌注樁 3 沉管灌注樁 4 人工挖孔灌注樁 5 鋼筋籠吊放 6 樁基檢測,砼灌注樁的施工特點,灌注樁直接在樁位上成孔，然后在孔內灌注砼而成。 該工藝能適應地層的變化、無需接樁、施工時無振動、無擠壓、噪音小，適用于建筑物密集區(qū),第6講 砼灌注樁施工,施工后需 要一定的 養(yǎng)護期， 不能立即 承受荷載,共41頁 第1頁,1 干作業(yè)成孔灌注樁,適用于成孔深度內無地下水的一般粘性、砂土及人工填土，勿需護壁，成孔深度820m、成孔直徑300600mm，不宜用于地下水位以下的各類土及淤泥質土。常用螺旋鉆機成孔，亦可用洛陽

2、鏟成孔,成孔原理：電動機帶動鉆桿轉動，使螺旋葉片旋轉削土，土隨螺旋葉片上升排出孔外,第6講 砼灌注樁施工,共41頁 第2頁,1.1 孔底清理,鉆至設計深度后進行孔底清理，方法是只鉆不進、空轉清土、提鉆卸土,可在鉆桿上換裝擴孔刀片，擴底直徑為樁身直徑的2.53.5倍，在設計要求位置形成葫蘆樁或擴底樁。孔底虛土厚度：磨擦力為主的樁不大于300mm，端承力為主的樁不大于100mm,1.2 樁身或樁底擴孔,鋼筋籠宜一次綁好，吊入孔內時注意勿碰孔壁，鋼筋骨架過長時，可分段吊放，逐段焊接。砼應分層連續(xù)澆筑，分層厚度不大于1.5m,1.3 施工要點,1 干作業(yè)成孔灌注樁,共41頁 第3頁,長螺旋鉆機成孔施工

3、 長螺旋鉆機鉆頭,長螺旋鉆機成孔近景,點擊動畫 螺旋鉆成孔,1 干作業(yè)成孔灌注樁,共41頁 第4頁,2 泥漿護壁成孔灌注樁,泥漿護壁成孔是用泥漿保護孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，不同土質和地下水位高低都適用。多用于含水量高的軟土地區(qū)。 成孔機械有回轉鉆機、潛水鉆機、沖擊鉆等，其中以回轉鉆機應用最多,回轉鉆機是由動力裝置帶動有鉆頭的鉆桿轉動，由鉆頭切削土壤。切削形成的土渣，通過泥漿循環(huán)排出樁孔。根據(jù)泥漿循環(huán)方式的不同，分為正循環(huán)回轉鉆機和反循環(huán)回轉鉆機,2.1 成孔機械及工藝,2.1.1 回轉鉆機成孔,第6講 砼灌注樁施工,共41頁 第5頁,正循環(huán)回轉鉆機,成孔時泥漿由鉆桿內部注入,從鉆桿底部

4、噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上經孔口帶出并流入沉淀池，沉淀后的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿，由此進行循環(huán),步履式正反循環(huán) 沖擊鉆機,2.1 成孔機械及工藝,點擊動畫 正循環(huán)成孔,共41頁 第6頁,反循環(huán)回轉鉆機,成孔時泥漿由鉆桿與孔壁間的間隙流入鉆孔，由砂石泵在鉆桿內形成真空，使鉆下的土渣由鉆桿內腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥漿池。反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高，排放土渣的能力強,GW-40型 全液壓鉆機,GW-35B型鉆機,FGZ反循環(huán) 回轉鉆機,點擊動畫 反循環(huán)成孔,共41頁 第7頁,2.1 成孔機械及工藝,2.1.2 潛水鉆機成孔,潛水鉆機是一種旋轉式鉆孔機械，其動力、變速機構和鉆

5、頭連在一起，加以密封，因而可以下放至孔中地下水位以下進行切削土壤成孔。用正循環(huán)工藝輸入泥漿，進行護壁和將鉆下的土渣排出孔外,KQ系列潛水工程鉆孔機,共41頁 第8頁,2.1 成孔機械及工藝,2.1.3 沖擊鉆成孔,沖擊鉆主要用于在巖土層中成孔，成孔時將沖錐式鉆頭提升一定高度后以自由下落的沖擊力來破碎巖層，然后用掏渣筒來掏取孔內的渣漿,沖擊鉆成孔作業(yè),沖擊錐 掏碴筒,共41頁 第9頁,2.1 成孔機械及工藝,2.2.1 泥漿的作用 泥漿具有保護孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷卻與潤滑鉆頭的作用。鉆進中，護壁泥漿與鉆孔的土屑混合，邊鉆邊排出攜帶土屑的泥漿；當鉆孔達到規(guī)定深度后，運用泥漿循環(huán)進行孔底清渣

6、,2.2 護壁泥漿,2.2.2 泥漿的組成 是由高塑性粘土或膨潤土和水拌合的混合物，也可摻入加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等摻合劑。泥漿一般在現(xiàn)場制備，有些粘性土在鉆進過程中可形成適合護壁的漿液，則可利用其作為護壁泥漿，即“自造泥漿,2 泥漿護壁成孔灌注樁,泥漿池,共41頁 第10頁,2.3 施工程序及方法,2.3.1 埋設鋼護筒 在雜填土或松軟土層中鉆孔時，應在樁位處埋設鋼護筒，以起定位、保護孔口、維持水頭等作用。其內徑應比鉆頭大100mm，埋入土中不少于1m,2.3.2 泥漿注入 粘土中可采用清水鉆進、自造泥漿護壁；砂土中鉆進則應注入制備泥漿，注入泥漿密度控制在1.1左右，排出泥漿密度宜為

7、1.21.4。鉆進過程中，應保持護筒內泥漿水位高于地下水位,2 泥漿護壁成孔灌注樁,插打鋼護筒,共41頁 第11頁,2.3.3 第一次清孔：鉆孔達到設計標高后應進行清孔。以原土造漿的鉆孔可用“射水法”，即鉆桿只轉不進（空轉），待泥漿密度降至1.1左右；注入制備泥漿的鉆孔則應采用“換漿法”清孔，至換出的泥漿密度小于1.15時方為合格,2.3.5 第二次清孔：在鋼筋籠和導管安放后、水下砼澆灌前進行，在導管頂部安放泵及皮籠，用泵將泥漿壓入導管內，再從孔底沿著導管外置換沉渣。第二次清孔標準是：孔深達到設計要求，沉渣厚度在100mm以內,2.3 施工程序及方法,2.3.4 吊放鋼筋籠及導管,共41頁 第

8、12頁,2.3.6 水下澆灌砼：具體內容在第3章中介紹,1 安放導管 2 導管就位 3 料斗貯料,4 連續(xù)澆注 5 提升導管,泥漿護壁 成孔的缺 點：施工 現(xiàn)場環(huán)境 污染嚴重,共41頁 第13頁,2.3 施工程序及方法,2.4 鉆孔灌注樁常見問題的處置,鉆進過程中如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡或泥漿液面突然下降，這表示有孔壁坍陷跡象。 預防及處理措施：護筒周圍用粘土填封密實，鉆進過程中及時添加新鮮泥漿，使其高于孔外水位；遇流砂、松散土層時適當加大泥漿比重，控制鉆進速度和空轉時間；孔壁坍陷時應保持孔內泥漿液位并加大泥漿比重以穩(wěn)孔護壁。如孔坍陷嚴重，應提出鉆具立即回填粘土，待孔壁穩(wěn)定后再鉆,2.4

9、.1 孔壁塌陷,2 泥漿護壁成孔灌注樁,共41頁 第14頁,2.4.1 鉆孔偏斜,鉆進過程中鉆桿不垂直、土層軟硬不均或碰到孤石都會引起鉆孔偏斜；預防措施是鉆機安裝時對導架進行水平和垂直校正，發(fā)現(xiàn)鉆桿彎曲時應及時更換，遇軟硬土層應低速鉆進；出現(xiàn)鉆桿偏斜時可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次。如糾正無效，應于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，穩(wěn)定后再重新鉆進,2 泥漿護壁成孔灌注樁,回轉鉆機的鉆頭,共41頁 第15頁,擴底灌注樁設備,3 沉管灌注樁,沉管灌注樁是利用錘擊打樁法或振動沉管法將帶有鋼筋砼樁靴(或活辨式樁尖)的鋼樁管沉入土中，然后邊拔管邊灌注砼而成,用錘擊沉樁 設備沉管時 稱為“錘擊 沉管灌

10、注樁,利用激振 器的振動 沉管時， 稱為“振 動沉管灌 注樁,第6講 砼灌注樁施工,共41頁 第16頁,立管對準樁位套入樁靴、壓入土中檢查低錘輕擊檢查有無偏移正常施打至設計標高第一次澆灌砼邊拔管、邊錘擊、邊繼續(xù)澆灌砼安放鋼筋籠、繼續(xù)澆灌砼至樁頂設計標高,3.1.1 施工程序,3.1 錘擊沉管灌注樁,砼預制樁靴,點擊動畫 錘擊沉管,3 沉管灌注樁,共41頁 第17頁,3.1.2 就位,用樁架吊起樁管，關閉樁尖活瓣或對準預設在樁位處的預制砼樁靴，套入樁靴。然后緩緩放下套管，壓進土中,樁管上端扣上樁帽，檢查樁管與樁錘是否在同一垂直線上，樁管偏斜不大于0.5%時，即可起錘沉管。先低錘輕擊，觀察如無偏移

11、方可正常施打，直至符合設計要求的貫入度或標高,3.1.3 沉管,關閉樁管活瓣樁尖 樁管套入砼樁靴,3.1 錘擊沉管灌注樁,共41頁 第18頁,3.1.4 砼澆灌,檢查樁管內有無泥漿或水進入，即可灌注砼。第一次澆灌砼時樁管內應盡量灌滿，拔管過程中應向樁管內繼續(xù)澆灌砼，并使樁管內砼保持略高于地面,3.1.5 拔管,在砼灌滿樁管后，拔管即可進行。一邊拔管、一邊錘擊，拔管的速度要均勻，一般土層以1m/min為宜，軟弱土層以0.30.8 m/min為宜。倒打拔管的速度，單動汽錘不得少于50次/min，自由落錘不少于40次/min。在管底未拔至樁頂設計標高時，倒打和輕擊不得中斷,共41頁 第19頁,3.1

12、 錘擊沉管灌注樁,跳打法,樁的中心距小于4倍樁管外徑或小于2m時，均應跳打。中間空出的樁，須待鄰樁砼達到設計強度的50%后方可施打,為提高樁的質量和承載能力，可采用復打來擴大灌注樁的樁徑。方法是：在第一次澆筑砼完畢、拔出樁管，消除管外壁上的污泥和樁孔周圍地面的浮土，立即在原樁位再設預制樁靴或合好S樁尖活瓣，第二次復打沉入樁管，使未凝固的砼向四周擠壓擴大樁徑，然后再澆筑第二次砼,復打法,點擊動畫復打法沉樁,錘擊沉管灌注樁的特殊施工方法有跳打法、復打法,共41頁 第20頁,3.1 錘擊沉管灌注樁,3.1.6 特殊施工方法,3.2 振動沉管灌注樁,振動沉管采用振動錘或振動沖擊錘沉管，利用樁機強迫振動

13、頻率與土的自振頻率相同時產生的共振而沉管。沉樁前，將樁管下端活瓣合攏或套入樁靴，對準樁位，徐徐 放下樁管壓入土中，勿使偏斜，即可開動激 振器沉管。樁管受振后與土體之間摩阻力減 小，同時利用振動錘自重在樁管上加壓，樁 管即能沉入土中,振動沉管灌注樁可采用單打法、反插法和復打法施工,點擊動畫 振動沉管灌注樁,3 沉管灌注樁,共41頁 第21頁,在沉入土中的樁管內灌滿砼，開動激振器振動510s后開始拔管，邊振邊拔；每拔0.51m，停拔振動510s，如此反復，直到樁管全部拔出。一般土層內拔管速度宜為1.21.5m/min，在軟弱土層中宜為0.60.8m/min,3.2.1 單打法,在樁管內灌滿砼后，先

14、振動再開始拔管，每次拔管高度0.51.0m，向下反插深度0.30.5m。如此反復進行，直至樁管全部拔出地面。反插法能增大樁的截面，提高樁的承載能力，適宜在較差的軟土地基上應用,3.2.2 反插法,要求與錘擊灌注樁相同,3.2.3 復打法,3.2 振動沉管灌注樁,共41頁 第22頁,振動灌注樁的適用范圍除與錘擊灌注樁相同外,并適用于稍密及中密的碎石土地基,沉管灌注樁的關鍵必須嚴格控制最后兩個兩分鐘的貫入度，其值按設計要求、或試樁數(shù)據(jù)和當?shù)厥┕そ涷灤_定,共41頁 第23頁,3.2 振動沉管灌注樁,3.3 沉管灌注樁常見問題的處置,斷樁檢查：露出地面的樁體可用目測觀察，樁體在地下23m范圍內斷裂，用

15、手或腳輕搖會有浮振的感覺，深處的斷樁可采用動測法檢測,3.3.1 斷樁,3 沉管灌注樁,共41頁 第24頁,防止斷樁的措施：主要是控制樁的中心距大于4倍樁徑,合理安排打樁施工順序和樁架行走路線，采用跳打法和控制時間法使樁身砼終凝前避免振動和擾動，認真控制拔管速度,斷樁的處理：斷樁一經發(fā)現(xiàn)，應將斷樁拔去，清理樁孔及接樁面，略增大樁身截面積再重新澆筑樁身砼,3.3.2 樁靴進水,樁管沉至設計標高后，用浮標可測得樁底是否進水或進泥；預防措施是樁尖活瓣間隙或預制樁頭與樁管接觸處要嚴密，對縫隙較大的樁尖或樁頭應及時修理或更換；出現(xiàn)樁靴進水或進泥情況時可先在樁管內灌入0.5m高水泥砂漿，再灌入1m高砼，然

16、后反插打下,3.3.3 縮頸,在流塑狀態(tài)的淤泥質土打樁時，拔管過程中要設置浮標觀測每50100cm高度內砼的灌入量，根據(jù)灌入量和樁徑的換算作出樁形圖，根據(jù)樁形圖是否異常來監(jiān)測縮頸現(xiàn)象的發(fā)生；預防措施是嚴格控制拔管速度在0.60.8m/min以內，樁管內盡量多裝砼，使管內砼高于地面或地下水位11.5m以上。發(fā)現(xiàn)樁身出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象及時采取復打法進行處理,點擊動畫 縮頸樁,3.3 沉管灌注樁常見問題的處置,共41頁 第25頁,3.3.4 吊腳樁,第一次拔管時，觀測管內浮標可監(jiān)測樁尖活瓣或預制樁頭是否打開或脫開；預防措施是采取“密振慢抽”方法，開始拔管50cm,將樁管反插幾下，然后再正常拔管；同時保持砼

17、有良好的和易性，防止卡管或堵管，嚴格控制預制樁尖的強度和規(guī)格，防止樁尖打碎或壓入管內；發(fā)現(xiàn)吊腳樁應將樁管拔出后填砂重打,共41頁 第26頁,3.3 沉管灌注樁常見問題的處置,4 人工挖孔灌注樁,人工挖孔灌注樁單樁承載力大、受力性能好、質量可靠、沉降量小、無需大型機械設備，無振動無噪音、無環(huán)境污染。 人工挖孔灌注樁直徑一般為0.8-3m，最大可達4m，深度一般在20m左右，國內最深的為72m,第6講 砼灌注樁施工,共41頁 第27頁,人工挖孔樁護壁有磚護壁和砼護壁(直徑1.2m以上樁)兩種，施工方法是分段(每段0.8-1m左右)開挖,分段砌筑或澆筑砼拱圈護壁，直至設計標高,4 人工挖孔灌注樁,為

18、確保人工挖孔樁施工安全，要有預防孔壁坍塌和產生流砂、管涌的措施，深孔要有可靠的排水、通風和照明設施。 預防孔壁坍塌的措施：有采用現(xiàn)澆砼護圈、鋼護圈和沉井三種,砼孔壁支護 磚砌孔壁支護,共41頁 第28頁,鋼筋籠吊裝就位,井下挖土 井下鑿巖 井上吊土,鋼筋籠與聲測管,大直徑群樁挖孔施工,4 人工挖孔灌注樁,共41頁 第29頁,值得指出的是：人工挖孔樁工藝有被濫用的趨勢，樁越挖越深、直徑越挖越大，安全措施不到位等。有些省市已開始限制人工挖孔樁的使用,4 人工挖孔灌注樁,號稱“世界上直徑最大”的挖孔樁,共41頁 第30頁,鋼筋籠制作：直徑在1.2m內的鋼筋籠制作同一般灌注樁，大直徑和長度大的鋼筋籠，

19、一般在主筋內側每隔2.5m加設一道2530mm的加強箍，每隔一箍在箍內設一道井字加強支撐，與主筋焊接組成骨架，便于吊運,5 鋼筋籠吊放及樁頭處理,工人綁扎制作鋼筋籠,第6講 砼灌注樁施工,共41頁 第31頁,鋼筋籠長度超過10m應分段拼接，每節(jié)主筋為通長鋼筋，接頭對焊連接，主筋與箍筋點焊固定，主筋保護層厚70mm，平整度誤差不大于50mm，四側主筋每隔5m設置耳環(huán)。鋼筋籠就位應采用小型吊運機具或起重機進行，上下節(jié)主筋采用幫條雙面焊連接,大直徑灌注樁的鋼筋籠加工,5 鋼筋籠吊放及樁頭處理,共41頁 第32頁,鋼筋籠吊裝,5 鋼筋籠吊放及樁頭處理,共41頁 第33頁,鋼筋籠吊放,送放鋼筋籠防碰,鋼筋籠就位,5 鋼筋籠吊放及樁頭處理,共41頁 第34頁,灌注樁樁頭處理,樁間挖土 承臺高程控制 樁頭鑿除,剝出主筋 澆筑砼墊層 承臺鋼筋綁扎,5 鋼筋籠吊放及樁頭處理,共41頁 第35頁,6 樁基檢測,工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性的抽樣檢測,6.1 單樁承載力檢測,分為靜載和動載二種： 6.1.1 符合下列條件之一的樁應采用靜載試驗 設計等級為甲級的樁基； 地質條件復雜、施工質量可靠性低； 在本地區(qū)采用的新樁型或新工藝； 擠土群樁施工產生擠土效應。 抽檢數(shù)量：不少于總樁數(shù)的1%，且不少于3根； 當總樁數(shù)少于5