鉆孔灌注樁人工挖孔樁施工工藝(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上灌注樁混凝土灌注樁施工  混凝土灌注樁施工  混凝土灌注樁是一種直接在現(xiàn)場樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)澆筑混凝土或安放鋼筋籠再澆注混凝土而成的樁。與預(yù)制樁相比，具有施工低噪音、低振動、樁長和直徑可按設(shè)計要求變化自如、樁端能可靠地進入持力層或嵌入巖層、單樁承載力大、擠土影響小、含鋼量低等特點。但成樁工藝較復(fù)雜，成樁速度比預(yù)制打入樁慢，成樁質(zhì)量與施工有密切關(guān)系。按其成孔方法不同，可分為鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴灌注樁等。  灌注樁施工準備工作  1)確定成孔施工順序  鉆孔灌注樁和機械擴孔對土沒有擠密作用，

2、一般可按鉆機行走最方便等現(xiàn)場條件確定成孔施工順序。沉管灌注樁和爆擴灌注樁對土有擠密、振動影響，可結(jié)合現(xiàn)場施工條件確定施工順序：間隔一個或兩個樁位成孔；在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔；五根以上單樁組成的群樁基礎(chǔ)，中間的樁先成孔，外圍的樁后成孔；同一個樁基礎(chǔ)的爆擴灌注樁，可采用單爆或聯(lián)爆法成孔。  2)成孔深度的控制  摩擦型樁：摩擦樁以設(shè)計樁長控制成孔深度；端承摩擦樁必須保證設(shè)計樁長及樁端進入  持力層深度；當采用錘擊沉管法成孔時，樁管入土深度以標高控制為主，以貫入度控制為輔。  端承型樁：當采用錘擊法成孔時，沉管深度控制以貫入度為主，設(shè)計持力層標高控制為

3、  輔。  3)鋼筋籠的制作  制作鋼筋籠時，要求主筋環(huán)向均勻布置，箍筋的直徑及間距、主筋的保護層、加勁箍的間距等均應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。箍筋和主筋之間一般采用點焊。分段制作的鋼筋籠，其接頭宜采用焊接并應(yīng)遵守混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范。  鋼筋籠吊放入孔時，不得碰撞孔壁。灌注混凝土時應(yīng)采取措施固定鋼筋籠的位置，避免鋼筋籠受混凝土上浮力的影響而上浮。  也可待澆筑完混凝土后，將鋼筋籠用帶帽的平板振動器振入混凝土灌注樁內(nèi)。  4)混凝土的配制  配制混凝土所用的材料與性能要進行選用。灌注樁混凝土所用粗骨料可選用卵石或碎石，其最大粒

4、徑不得大于鋼筋凈距的1/3，對于沉管灌注樁且不宜大于50mm；對于素混凝土樁，不得大于樁徑的1/4，一般不宜大于70mm。坍落度隨成孔工藝不同而有各自的規(guī)定。混凝土強度等級不應(yīng)低于C15，水下澆注混凝土不應(yīng)低于C20。水下澆注混凝土具有無振動、無排污的優(yōu)點，又能在流砂、卵石、地下水、易塌孔等復(fù)雜地質(zhì)條件下順利成樁，而且由于其擴散滲透的水泥漿而大大提高了樁體質(zhì)量，其承載力為一般灌注樁的1.52倍。  鉆孔灌注樁  鉆孔灌注樁是指利用鉆孔機械鉆出樁孔，并在孔中澆注混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁。根據(jù)鉆孔機械的鉆頭是否在土壤的含水層中施工，又分為泥漿護壁成孔和干作業(yè)成孔兩

5、種施工方法。  1)泥漿護壁成孔灌注樁  泥漿護壁成孔灌注樁適用于地下水位較高的地質(zhì)條件。先由鉆孔設(shè)備進行鉆孔，待孔深達到設(shè)計要求后清孔，方入鋼筋籠，然后進行水下澆注混凝土而成樁。為防止在鉆孔過程中塌孔，在孔中注入相對密度有一定要求的泥漿進行護壁。按設(shè)備又分沖抓、沖擊、回轉(zhuǎn)鉆及潛水鉆成孔法。前兩種適用于碎石土、砂土、粘性土及風化巖地基，后一種則適用于粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土及砂土。  施工設(shè)備  泥漿護壁成孔灌注樁所用的成孔機械主要有沖擊鉆機、回轉(zhuǎn)鉆機、潛水鉆機等。在此主要介紹潛水鉆機。  回轉(zhuǎn)鉆機是由動力裝置帶動鉆機回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動，由其帶動帶有鉆

6、頭的鉆桿轉(zhuǎn)動，由鉆頭切削土壤。根據(jù)泥漿循環(huán)方式的不同，分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機。正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔的工藝為由空心鉆桿內(nèi)部通入泥漿或高壓水，從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動，將土渣從孔口帶出流入泥漿沉淀池。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機成孔的工藝為泥漿或清水由鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔，然后由吸泥泵等在鉆桿內(nèi)形成真空，使之攜帶鉆下的土渣由鉆桿內(nèi)腔返回地面而流向泥漿池。反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度較高，能攜帶較大的土渣。  灌注樁潛水鉆機是一種旋轉(zhuǎn)式機械，由防水電機、減速機構(gòu)和鉆頭等組成。動力和變速機構(gòu)裝設(shè)在具有絕緣和密封裝置的電鉆外殼內(nèi)，且與鉆頭緊密連接在一起，因而能共同潛入水

7、下作業(yè)。目前使用的潛水鉆機(QSZ一800型)，鉆孔直徑400800mm，最大鉆孔深度50m。潛水鉆機既適用于水下鉆孔，也可用于地下水位較低的干土層中鉆孔。  沖擊鉆主要用于在巖土層中成孔，成孔是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土層，然后用淘渣筒來淘取孔內(nèi)的渣漿。施工方法  泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程如圖2-24所示。  圖2-24  泥漿護壁成孔灌注樁工藝流程圈  (a)鉆孔；(b)清孔；©放入鋼筋籠；(d)水下澆筑混凝土  1-鉆機；2-護筒；3-泥漿護壁；4-壓縮空氣；5-清水；6-

8、鋼筋籠；7-導管；8-混凝土；9-地下水位  測定樁位  根據(jù)建筑的軸線控制樁定出樁基礎(chǔ)的每個樁位，可用小木樁標記。樁位放線允許偏差20mm。灌注混凝土之前，應(yīng)對樁基軸線和樁位復(fù)查一次，以免木樁標記變動而影響施工。    埋設(shè)護筒  護筒一般由48mm厚鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑，當用回轉(zhuǎn)鉆時，宜大100mm；用沖擊鉆時，宜大200mm，以方便鉆頭提升等操作。其上部宜開設(shè)12個溢漿孔，便于溢出泥漿并流回泥漿池進行回收。埋設(shè)護筒時先挖去樁孔處表土，將護筒埋入土中。護筒的作用有：成孔時引導鉆頭方向；提高孔內(nèi)泥漿水頭，防

9、止塌孔；固定樁孔位置、保護孔口。因此，護筒位置應(yīng)埋設(shè)準確并保持穩(wěn)定。護筒中心與樁位的中心線偏差不得大于50mm。護筒與坑壁之間用粘土分層填實，以防漏水。護筒的埋深在粘土中不小于1.0m；在砂土中不宜小于1.5m。護筒頂面應(yīng)高于地面0.40.6m，并應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位1m以上。  制備泥漿  制備泥漿的方法應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件確定：在粘性土中成孔時可在孔中注入清水，鉆機旋轉(zhuǎn)時，切削土屑與水拌合，用原土造漿護壁、排渣，泥漿相對密度應(yīng)控制在1.11.2；在其它土中成孔時，泥漿制備應(yīng)選用高塑性粘土或膨潤土。泥漿的作用是將鉆孔內(nèi)不同土層中的空隙滲填密實，使孔內(nèi)滲漏水達到

10、最低限度，并保持孔內(nèi)維持著一定的水壓以穩(wěn)定孔壁。因此在成孔過程中嚴格控制泥漿的相對密度很重要。在砂土和較厚的夾砂層中成孔時，泥漿相對密度應(yīng)控制在1.11.3；在穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層中成孔時，泥漿相對密度應(yīng)控制在1.31.5。施工中應(yīng)經(jīng)常測定泥漿相對密度，并定期測定粘度、含砂率和膠體率等指標，及時調(diào)整。廢棄的泥漿、泥渣應(yīng)妥善處理。  成孔樁架就位后，鉆機進行鉆孔。鉆孔時應(yīng)在孔中注入泥漿，并始終保持泥漿液面高于地下水位1.0m以上，以起護壁、攜渣、潤滑鉆頭、降低鉆頭發(fā)熱、減少鉆進阻力等作用。  鉆孔進尺速度應(yīng)根據(jù)土層類別、孔徑大小、鉆孔深度和供水量確定。對于淤泥和淤泥

11、質(zhì)土不宜大于1mmin，其它土層以鉆機不超負荷為準，風化巖或其它硬土層以鉆機不產(chǎn)生跳動為準。  清孔鉆孔深度達到設(shè)計要求后，必須進行清孔。對于孔壁土質(zhì)較好不易塌孔的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5Mpa，被攪動的泥渣隨著管內(nèi)形成的強大高壓氣流向上涌，從噴口排出，直至孔口噴出清水為止；對于穩(wěn)定性差的孔壁應(yīng)用泥漿(正、反)循環(huán)法或掏渣筒清孔、排渣。用原土造漿的鉆孔，可使鉆機空轉(zhuǎn)不進尺，同時注入清水，等孔底殘余的泥塊已磨漿，排出泥漿比重降至1.1左右(以手觸泥漿無顆粒感覺)，即可認為清孔己合格。對注入制備泥漿的鉆孔，可采用換漿法清孔，至換出泥漿比重小于1.151.25為合格。清孔過程

12、中，必須及時補給足夠的泥漿，以保持漿面穩(wěn)定?？椎壮猎穸葘τ诙顺袠恫淮笥?00mm，對于摩擦樁不大于300mm。清孔滿足要求后,應(yīng)立即吊放鋼筋籠并灌注混凝土。  下鋼筋籠，澆混凝土  清孔完畢后，應(yīng)立即吊放鋼筋籠，及時進行水下澆注混凝土。鋼筋籠埋設(shè)前應(yīng)在其上設(shè)置定位鋼筋環(huán)，混凝土墊塊或于孔中對稱設(shè)置34根導向鋼筋，以確保保護層厚度。水下澆注混凝土通常采用導管法施工。導管法水下澆注混凝土方法見第四章。 灌注樁2)干作業(yè)成孔灌注樁  干作業(yè)成孔灌注樁施工工藝如圖2-25所示。與泥漿護壁成孔灌注樁類似而簡單，適用于地下水位較低、在成孔深度內(nèi)無地下水的

13、干土層中樁基的成孔施工。  施工設(shè)備  主要有螺旋鉆機、鉆孔擴機、機動或人工洛陽鏟等。目前常用螺旋鉆機成孔。  螺旋鉆機利用動力帶動螺旋鉆桿旋轉(zhuǎn)，使鉆頭上的葉片旋轉(zhuǎn)向下切削土層，削下的土屑靠與土壁的摩擦力沿葉片上升排出孔外。適用于地下水位以上的一般粘性土、砂土或人工填土地基的成孔。  在軟塑土層含水量大時，可用疏紋葉片鉆桿，以便較快地鉆進。在可塑或硬塑粘土中，  或含水量較小的砂土中應(yīng)用密紋葉片鉆桿，以便緩慢、均勻、平穩(wěn)地鉆進。  常用的螺旋鉆機有履帶式和步履式兩種。前者一般由W1001履帶車、支架、導桿、鵝  頭架滑輪、電

14、動機頭、螺旋鉆桿及出土筒組成。后者的行走度盤為步履式，在施工時用步履  進行移動。步履式機下裝有活動輪子，施工完畢后裝上輪子由機動車牽引走。  圖2-25  干作業(yè)成孔灌注樁施工工藝過程  (a)鉆孔；(b)放鋼筋籠；©澆筑混凝土  施工方法  鉆機按樁位就位時，鉆桿要垂直對準樁位中心，放下鉆機使鉆頭觸及土面。鉆孔時，開動轉(zhuǎn)軸旋動鉆桿鉆進，先慢后快，避免鉆桿搖晃，并隨時檢查鉆孔偏移。一節(jié)鉆桿鉆入后，應(yīng)停機接上第二節(jié)，繼續(xù)鉆到要求深度。施工中應(yīng)注意鉆頭在穿過軟硬土層交界處時，應(yīng)保持鉆桿垂直，緩慢進尺。在含磚頭、瓦塊的

15、雜填土或含水量較大的軟塑粘性土層中鉆進時，應(yīng)盡量減小鉆桿晃動，以免擴大孔徑及增加孔底虛土。鉆進速度應(yīng)根據(jù)電流變化及時調(diào)整。鉆進過程中應(yīng)隨時清理孔口積土。如出現(xiàn)鉆桿跳動、機架搖晃、鉆不進或鉆頭發(fā)出響聲等異?，F(xiàn)象時，應(yīng)立即停鉆檢查、處理。遇到地下水、縮孔、坍孔等異?，F(xiàn)象，應(yīng)會同有關(guān)單位研究處理。  鉆孔至要求深度后，可用鉆機在原處空轉(zhuǎn)清土，然后停轉(zhuǎn)，提升鉆桿卸土。如孔底虛土超過容許厚度，可用輔助掏土工具或二次投鉆清底。清孔完畢后應(yīng)用蓋板蓋好孔口。清孔后應(yīng)及時吊放鋼筋籠，澆注混凝土。澆混凝土前，必須復(fù)查孔深、孔徑、孔壁垂直度、孔底虛土厚度，不合格時應(yīng)及時處理。從成孔至混凝土澆注的時間間隔，

16、不得超過24h。灌注樁的混凝土強度等級不得低于C15，坍落度一般采用80l00mm，混凝土應(yīng)分層澆筑，振搗密實，連續(xù)進行，隨澆隨振，每層的高度不得大于1.50m。當混凝土澆筑到樁頂時，應(yīng)適當超過樁頂標高，以保證在鑿除浮漿層后，使樁頂標高和質(zhì)量能符合設(shè)計要求。  3)鉆孔壓漿灌注樁  鉆孔壓漿灌注樁適用于一般粘性土、濕陷性黃土、淤泥質(zhì)土、中細砂、砂卵石等地層中  發(fā)生塌孔危險時采用。如成孔過程中發(fā)現(xiàn)塌孔，可在鉆至塌孔處以下12m處時，用低強  度等級的混凝土填至塌孔以上1m左右。待混凝土初凝后繼續(xù)下鉆至設(shè)計深度，也可用37灰土夯實代替填筑混凝土。鉆孔壓漿成

17、樁施工順序如圖2-26所示。  圖2-26  鉆孔壓漿成樁施工順序  (a)鉆機就位；(b)鉆進；©一次壓漿；(d)提出鉆桿；(e)下鋼筋籠；(f)下碎石；(g)二次補漿  鉆機就位：在設(shè)計樁位上將鉆機置平、放穩(wěn)，調(diào)直鉆桿，對準樁位鉆進，并隨時注意鉆桿的垂直度。  鉆進：鉆進至設(shè)計深度，空鉆、清底。  一次壓漿：把高壓膠管一頭接在鉆桿頂部的導流器預(yù)留管口，另一頭接在壓漿泵上，將配制好的高壓水泥漿由下而上邊提鉆邊壓漿。  提出鉆桿：壓漿至塌孔地層以上500mm后提出鉆桿。  下鋼筋籠：將塑料高壓灌

18、漿管固定在制作好的鋼筋籠上，使用鉆機的吊裝設(shè)備吊起鋼筋籠對準孔位，垂直緩慢放人孔內(nèi)，下到設(shè)計標高，固定鋼筋籠。  下碎石：將碎石通過孔口漏斗投入孔內(nèi)直至孔口，用鐵棍搗實。  二次補漿：通過高壓灌漿管向孔內(nèi)二次壓入水泥漿，直至漿液達到孔口為止。與第一次壓漿間隔不得超過45min，壓漿完后立即拔管，洗凈備用。  鉆孔壓漿灌注樁樁徑可達3001000mm，深30m左右，一般常用樁徑為400600mm， 樁長1020m，樁混凝土為無砂混凝土，強度等級為C20。  灌注樁鉆孔壓漿灌注樁還可用于有地下水的流砂層，作支承樁、護壁樁和防水帷幕樁等。 

19、 沉管灌注樁  沉管灌注樁是指利用錘擊打樁法或振動打樁法，將帶有活瓣式樁尖或預(yù)制鋼筋混凝土樁靴的鋼套管沉入土中，然后邊澆筑混凝土(或先在管內(nèi)放入鋼筋籠)邊錘擊或振動邊拔管而成的樁。前者稱為錘擊沉管灌注樁，后者稱為振動沉管灌注樁。它和打入樁一樣，對周圍有噪音、振動、擠土等影響。圖2-27為沉管灌注樁施工過程示意圖。  圖2-27  沉管灌注樁施工過程  (a)就位；(b)沉鋼管；©開始灌注混凝土；(d)下鋼筋籠繼續(xù)澆筑混凝土；(e)拔管成型  1)錘擊沉管灌注樁  錘擊沉管灌注樁是采用落錘、蒸汽錘或柴油錘將鋼套管沉入

20、土中成孔，然后灌注混凝土或鋼筋混凝土，抽出鋼管而成。錘擊沉管灌注樁宜用于一般粘性土、淤泥質(zhì)土、砂土和人工填土地基。  施工設(shè)備  錘擊沉管機械設(shè)備如圖2-28所示。  圖2-28  錘擊沉管灌注樁機械設(shè)備 1-鋼絲繩；2-滑輪組；3-吊斗鋼絲繩；4-樁捶；5-樁帽；6-混凝土漏斗；7-套管；  8-樁架；9-混凝土吊斗；10-回繩；11-鋼管；12-樁尖；13-卷揚機；14-枕木  施工方法  施工時，先將樁機就位，吊起鋼套管，對準預(yù)先設(shè)在樁位處的預(yù)制鋼筋混凝土樁靴。樁管與樁靴接觸處應(yīng)墊以稻草繩或麻繩墊圈

21、，以防止地下水滲入管內(nèi)。然后緩緩放下套管，套入樁靴壓進土中。套管上端扣上樁帽，當檢查樁管與樁錘、樁架等在同一垂直線上(偏差0.5%)時，即可起錘沉管。先用低錘輕擊，觀察無偏移后方可進入正常施打，直至符合設(shè)計要求的貫入度或沉入標高。停止錘擊后，檢查管內(nèi)有無泥漿或水進入，即可放鋼筋籠、澆筑混凝土。樁管內(nèi)混凝土應(yīng)盡量灌滿，然后開始拔管。拔管要均勻，第一次拔管高度控制在能容納第二次所需灌入的混凝土量為限，不宜拔管過高，應(yīng)保證管內(nèi)保持不少于2m高度的混凝土。拔管時應(yīng)保持連續(xù)密錘低擊不停，并控制拔管速度，對一般土層，以不大于1mmin為宜；在軟弱土層及軟硬土層交界處，應(yīng)控制在0.8mmin以內(nèi)。樁錘沖擊頻

22、率視錘的類型而定：單動汽錘采用倒打拔管，頻率不低于70次min；自由落錘輕擊不得少于50次min。在管底未拔到樁頂設(shè)計標高之前，倒打或輕擊不得中斷。拔管時還要經(jīng)常探測混凝土落下的擴散情況，注意使管內(nèi)的混凝土量保持略高于地面，直到樁管全部撥出地面為止?；炷恋穆湎虑闆r可用吊鉈探測。樁的中心距在5倍樁管徑以內(nèi)或小于2m時，均應(yīng)跳打，中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設(shè)計強度的50%以后，方可施工。  以上施工工藝稱為單打法，適用于含水量較小的土層。為了提高樁的質(zhì)量和承載能力,常采用復(fù)打擴大灌注樁。其施工方法是在第一次單打法施工完畢并撥出樁管后，清除管外壁上的污泥和樁孔周圍地面的浮土，立即在原

23、樁位上再埋預(yù)制樁靴或合好活瓣樁尖，作第二次沉管，使未凝固的混凝土向四周擠壓擴大樁徑，然后再第二次灌注混凝土。拔管方法與初打時相同。復(fù)打施工時要注意：前后兩次沉管的軸線應(yīng)重合；復(fù)打施工必須在第一次灌注的混凝土初凝之前進行。      錘擊沉管灌注樁宜用于一般粘性土、淤泥土、砂土和人工填土地基。  2)振動沉管灌注樁  振動沉管灌注樁是采用激振器或振動沖擊錘將鋼套管沉入土中成孔而成的灌注樁，其沉管原理與振動沉樁完全相同。  施工設(shè)備  振動沉管機械設(shè)備如圖2-29所示。  圖2-29 &#

24、160;振動沉管灌注樁機械設(shè)備  1-導向滑輪；2-滑輪組；3-激振器；4-混凝土漏斗；5-樁管；6-加壓鋼絲繩；7-樁架  8-混凝土吊斗；9-回繩；10-樁尖；11-纜風繩；12-卷揚機；13-鋼管；14-枕木  施工方法  施工時，先安裝好樁機，將樁管下端活瓣合起來，或用樁靴對準樁位，徐徐放下樁管，壓入土中，勿使偏斜，即可開動激振器沉管。當樁管下沉到設(shè)計要求的深度，且最后30s的電流值、電壓值符合設(shè)計要求后，便停止振動，立即用吊斗將混凝土灌入樁管內(nèi)，并再次開動激振器，進行邊振動邊拔管，從而使樁的混凝土得到振實。同時在拔管過程中繼續(xù)向管內(nèi)澆注混凝土。

25、如此反復(fù)進行，直至樁管全部拔出地面后即形成混凝土樁身。  灌注樁振動灌注樁可采用單振法、反插法或復(fù)振法施工。  單振法施工時，在沉入土中的樁管內(nèi)灌滿混凝土，開動激振器，振動510s，開始拔管，邊振邊拔。每拔0.51.0m，停拔振動510s，如此反復(fù)，直到樁管全部拔出。在一般土層內(nèi)拔管速度宜為1.21.5mmin，在較軟弱土層中，不得大于0.81.mmin。單振法施工速度快，混凝土用量少，但樁的承載力低，適用于含水量較少的土層。  反插法施工時，在樁管內(nèi)灌滿混凝土后，先振動再開始拔管。每次拔管高度0.51.0m，向下反插深度0.30.5m。如此反復(fù)進行并始終保持振動

26、，直至樁管全部撥出地面。反插法能擴大樁的截面，從而提高了樁的承載力，但混凝土耗用量較大，一般造用于飽和軟土層。  復(fù)振法施工方法及要求與錘擊沉管灌注樁的復(fù)打法相同。  3)夯壓成型沉管灌注樁  夯壓成型沉管灌注樁又稱夯壓樁，是在普通錘擊沉管灌注樁的基礎(chǔ)上加以改進發(fā)展起來的一種新型樁。它是利用打樁錘將內(nèi)外鋼管沉入土層中，由內(nèi)夯管夯擴端部混凝土，使樁端形成擴大頭，再灌注樁身混凝土，用內(nèi)夯管和樁錘頂壓在管內(nèi)混凝土面形成樁身混凝土。其施工工藝過程如圖2-30所示。夯壓樁直徑一般為400500mm，擴大頭直徑一般可達450700mm，樁長可達20m。適用于中低壓縮性粘土、粉

27、土、砂土、碎石土、強風化巖等土層。  圖2-30  夯壓成型沉管灌注樁施工工藝過程  注：1.在地表樁位上放46鐵鏟與樁身混凝土強度等級相同的干混凝土。  2.在外管內(nèi)放入內(nèi)夯管，對準樁位。  3.錘擊外管、內(nèi)夯管沉管入土至設(shè)計深度。  4.內(nèi)夯管從外管內(nèi)提升至外管上空，提升高度以能灌注混凝土即可，卸去外管上端的加勁圈。  5灌入夯擴頭設(shè)計所需混凝土量。  6.外管上拔設(shè)計規(guī)定高度h米。  7.放下內(nèi)夯管進入外管內(nèi)，錘擊內(nèi)夯管先把外管內(nèi)混凝土夯出管外。  8.外管內(nèi)混凝土夯出后，在錘擊

28、作用下，外管、內(nèi)夯管同步下沉到設(shè)計規(guī)定深度(hC)米。  9拔出內(nèi)夯管，提升至外管上空。  10.在外管上端放上加頸圈，灌足樁身部分所需混凝土量。  11.將內(nèi)夯管平底壓在外管內(nèi)的混凝土面上，邊拔外管邊加壓，同時內(nèi)夯管進入外管內(nèi)，并控制內(nèi)夯管的加壓深度。  12.外管拔出地面移位后，再打另一根樁。如設(shè)計采用二次夯擴，先進行19工序，然后重復(fù)512工序。如采用鋼筋籠全長配筋，則在9工序后放人鋼筋籠，再灌足樁身混凝土量；如采用樁身插筋，12工序完成后，立即將鋼筋插人現(xiàn)澆混凝土中。  夯壓樁的機械設(shè)備同錘擊沉管樁，常用D1-25型柴油錘，外管底部采用

29、開口，內(nèi)夯管底部可采用閉口平底或閉口錐底，如圖2-31。內(nèi)外鋼管底部間隙不宜過大，通常內(nèi)管底部比外管內(nèi)徑小2030mm，以防沉管過程中土擠入管內(nèi)。內(nèi)外管高低差一般為80100mm(內(nèi)管較短)。在沉管過程中，不用樁尖，外管封底采用干硬性混凝土或無水混凝土，經(jīng)夯擊形成柔性阻水、阻泥管塞。當不出現(xiàn)由內(nèi)、外管間隙涌水、涌泥時，也不用上述封底措施；當?shù)叵滤^大，出現(xiàn)涌水、涌泥現(xiàn)象嚴重時，也可在底部加一塊鍍鑄鐵皮或預(yù)制混凝土樁靴，以更好地達到止水目的。  圖2-31  內(nèi)外管及管塞  (a)平底內(nèi)夯管；(b)錐底內(nèi)夯管  1-外管；2-內(nèi)管  夯

30、壓樁成孔深度控制同錘擊沉管樁，當持力層為砂土、碎石土、殘積土時，樁端達到設(shè)計貫入 度后，宜再錘擊三陣，把持力層擊實，以利于擴頭和提高地基土的承載力。為滿足擴大頭直徑的要求，可以采用一次夯擴、二次夯擴、三次夯擴，但每次夯擴料灌入量不宜過多，一般23m。夯擴料宜采用干硬性混凝土，以免夯擴時，內(nèi)夯管回彈量過大，難以夯打下去。  根據(jù)試驗，擴頭混凝土主要是從外管壁翻拱起來，形成于軟硬土層交界處，故樁端一般進入持力層1m左右為宜。投入夯擴料后，應(yīng)將外管上拔一定高度(0.51m)進行擴夯。當夯擴料全部夯擊出外管后，應(yīng)繼續(xù)將內(nèi)外管同時往下沉入一定深度(0.30.5m)，這樣更有利于形成擴

31、頭?？梢姡粩U料灌入量、外管上拔高度、內(nèi)外管下沉深度是夯壓樁施工的重要參數(shù)，施工前宜進行試成樁，以確定這些施工參數(shù)。 樁端夯擴完畢后，再提起內(nèi)夯管，灌入樁身混凝土。樁的長度較大或需配置鋼筋籠時，樁身混凝土宜分段灌注。提拔外管形成樁身時，將內(nèi)夯管和樁錘施壓于外管內(nèi)的混凝土頂面，邊壓邊拔，直到地面，這樣可防止樁身混凝土產(chǎn)生縮頸和斷樁現(xiàn)象。  除了采用錘擊夯壓成型沉管灌注樁外，還可采用靜壓(或振動)沉管，再用落錘在鋼管內(nèi)夯擊混凝土進行擴頭的成樁工藝。由于其擴底作用，增大了樁端支承面積，能夠充分發(fā)揮樁端持力層的承載潛力，具有較好的技術(shù)經(jīng)濟指標，十幾年來已在國內(nèi)許多地區(qū)得到廣泛地應(yīng)用

32、和發(fā)展。  人工挖孔灌注樁  人工挖孔灌注樁是指樁孔采用人工挖掘方法進行成孔，然后安放鋼筋籠，澆注混凝土而成的樁。其施工特點是設(shè)備簡單，無噪音、無振動、不污染環(huán)境，對施工現(xiàn)場周圍原有建筑物的影響??；施工現(xiàn)場較干凈；施工速度快，可按施工進度要求決定同時開挖樁孔的數(shù)量，必要時,各樁孔可同時施工；土層情況明確，可直接觀察到地質(zhì)變化情況，樁底沉渣能清除干凈，施工質(zhì)量可靠；樁徑不受限制，承載力大。尤其當高層建筑選用大直徑的灌注樁，而其施工現(xiàn)場又在狹窄的市區(qū)時，采用人工挖孔比機械挖孔具有更大的適應(yīng)性，因此近年來隨著我國高層建筑的發(fā)展，人工挖孔樁得到較廣泛的運用。但人工挖孔樁施工，工人在

33、井下作業(yè)，開挖效率低，勞動條件差，施工中應(yīng)特別重視流砂、流泥、有害氣體等影響，要嚴格按操作規(guī)程施工，制訂可靠的安全措施。  人工挖孔樁的直徑除了能滿足設(shè)計承載力的要求外，還應(yīng)考慮施工操作的要求，故樁徑不宜小于800mm，樁底一般都擴大，擴底變徑尺寸按(1)2h14，h1(1)4進行控制。當采用現(xiàn)澆混凝土護壁時，人工挖孔樁構(gòu)造如圖2-32所示。護壁厚度一般不小于105(cm)(其中D為樁徑)，每步高1m，并有l(wèi)00mm放坡。  圖2-32  人工挖孔灌注樁構(gòu)造圖  1-護壁；2-主筋；3-箍筋；4-地梁；5-樁帽  1)施工設(shè)備

34、0; 人工挖孔樁施工機具比較簡單，一般可根據(jù)孔徑、孔深和現(xiàn)場具體情況加以選用，主要有：  垂直運輸工具，如電動葫蘆和提土桶。用于施工人員、材料和棄土等垂直運輸。  排水工具，如潛水泵。用于抽出樁孔中的積水。  通風設(shè)備，如鼓風機、輸風管。用于向樁孔中強制送入新鮮空氣。  挖掘工具，如鎬、鍬、土筐等。若遇到堅硬的土層或巖石，還需準備風鎬和爆破設(shè)備。  此外，尚有照明燈、對講機、電鈴等。  2)施工工藝  為了確保人工挖孔樁施工過程中的安全，施工時必須考慮預(yù)防孔壁坍塌和流砂現(xiàn)象發(fā)生的措施。因此，施工前應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)資料，制定合理

35、的樁孔護壁措施和降排水方案，護壁方法很多，可以采用現(xiàn)澆混凝土護壁、噴射混凝土護壁、磚砌體護壁、沉井護壁、鋼套管護壁、型鋼或木板樁工具式護壁等多種。下面以應(yīng)用較廣的現(xiàn)澆混凝土分段護壁為例說明人工挖孔樁的施工工藝流程。  按設(shè)計圖紙放線、定樁位。  開挖樁孔土方。采取分段開挖，每段高度取決于土壁保持直立狀態(tài)而不塌方的能力，一般取0.51.0m為一施工段。開挖范圍為設(shè)計樁徑加護壁的厚度。  支設(shè)護壁模板。模板高度取決于開挖土方施工段的高度，一般為1m，由4塊至8塊活動鋼模板組合而成，支成有錐度的內(nèi)模。 在模板頂放置操作平臺。內(nèi)模支設(shè)后，吊放由角鋼和鋼板制成的兩

36、個半圓形合成的操作平臺入樁孔內(nèi)，置于內(nèi)模頂部，用以臨時放置料具和澆筑混凝土操作之用。  澆筑護壁混凝土。護壁混凝土起著防止土壁塌陷與防水的雙重作用，因此澆筑時要注意搗實。護壁內(nèi)配根69mm，長1m左右的直鋼筋，插入下節(jié)護壁內(nèi)，上下節(jié)護壁要錯位搭接5075mm(咬口連接)。  拆除模板繼續(xù)下段施工。當護壁混凝土達到1.2Mpa(常溫下約為24h)后，方可拆除模板，開挖下段的土方，再支模澆筑護壁混凝土，如此循環(huán)，直至挖到設(shè)計要求的深度。  排出孔底積水，澆筑樁身混凝土。當樁孔挖到設(shè)計標高，并檢查孔底土質(zhì)已達到設(shè)計要求后，再在孔底進行擴大頭施工。待樁孔全部成型后，用潛水

37、泵抽出孔底的積水并立即進行清孔，驗槽和混凝土的封底工作。當混凝土澆筑至鋼筋籠的底面設(shè)計標高時，再吊入鋼筋籠就位，并繼續(xù)澆筑樁身混凝土而形成樁基。  3)質(zhì)量要求  必須保證樁孔的挖掘質(zhì)量。樁孔挖成后應(yīng)有專人下孔檢驗，如土質(zhì)是否符合勘察報告，擴孔幾何尺寸與設(shè)計是否相符，孔底虛土殘渣情況要作好施工記錄歸檔。  按規(guī)范規(guī)定樁孔中心線的平面位置偏差不大于50mm，樁的垂直度偏差不大于0.5%樁長，樁徑不得小于設(shè)計直徑。  鋼筋骨架要保證不變形，箍筋與主筋要點焊，鋼筋籠吊入孔內(nèi)后，要保證其與孔壁間有足夠的保護層。  混凝土坍落度宜為4080mm，用串筒或

38、溜管下料，連續(xù)分層澆筑，每層厚不超過1m，必須振搗密實。  4)安全措施  人工挖孔樁的施工安全應(yīng)予以特別重視。工人在樁孔內(nèi)作業(yè)，應(yīng)嚴格按安全操作規(guī)程施工，并有切實可靠的安全措施。如施工人員進入孔內(nèi)必須戴安全帽；孔下有人時孔口必須有人監(jiān)督防護；護壁要高出地面150200mm，挖出的土方不得堆在孔四周2m范圍內(nèi)，以防滾入孔內(nèi)；孔內(nèi)設(shè)安全繩及安全軟梯，孔外周圍設(shè)安全防護欄桿；孔下照明采用安全電壓；潛水泵必須設(shè)有防漏電裝置；應(yīng)設(shè)鼓風機向井下輸送潔凈空氣等。  混凝土及鋼筋混凝土灌注樁施工 一、概述 1、特點：砼灌注樁是直接在施工現(xiàn)場樁位上成孔，然后放入鋼筋籠再澆筑砼而成

39、樁。與預(yù)制樁相比，可節(jié)省鋼材、木材和水泥，降低成本，對鄰近建筑物及周圍環(huán)境的有害影響小，但灌注樁成樁工藝復(fù)雜，易發(fā)生質(zhì)量安全事故，且技術(shù)間隔時間長，不能立即承受荷載，工期長。 2、分類：灌注樁按成孔方法不同可分為鉆孔灌注樁、沖孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔樁及爆擴樁等。 3、灌注樁成孔的控制深度：  （1）摩擦型樁。摩擦樁以設(shè)計樁長控制成孔深度；端承摩擦樁必須保證設(shè)計樁長及樁端進入持力層深度；當采用錘擊沉管法成孔時，樁管入土深度控制以標高為主，以貫入度為輔。 （2）端承型樁。當采用鉆（沖）、挖掘成孔時，必須保證樁孔進入設(shè)計持力層深度；當采用錘擊沉管法成孔時，沉管深度控制以貫入度為主，

40、設(shè)計持力層標高為輔。 4、灌注樁成孔施工順序： （1）對沒有擠土作用的鉆孔灌注樁，一般按現(xiàn)場條件和樁機行走方便的原則確定成孔順序。 （2）對有擠土作用和振動影響的沖孔樁、沉管樁、爆擴樁等，一般可結(jié)合現(xiàn)場施工條件，采用下列方法確定成孔順序：間隔一個或兩個樁位成孔（即跳打）；在鄰樁砼初凝前或終凝后成孔；一個承臺下樁數(shù)在五根以上者，中間樁先成孔，外圍樁后成孔；同一個承臺下的爆擴樁，可采用單爆法或聯(lián)爆法成孔；人工挖孔樁的樁凈距小于2倍樁徑且小于2.5m時，應(yīng)采取跳挖，排樁跳挖的最小凈距不得小于4.5m，孔深不宜大于40m。 二、鉆孔灌注樁施工 （一）鉆孔機械設(shè)備 目前常用的鉆孔機械有：螺旋鉆孔機、循環(huán)

41、水式鉆孔機、潛水鉆機。 1、螺旋鉆孔機：工作原理見P37圖2.14。適用于地下水位以上的一般粘性土、硬土、砂土或人工填土土層的成孔，屬于干作業(yè)成孔樁，成孔孔徑為300-800mm，鉆孔深度8-12m。 2、循環(huán)水式鉆孔機：工作原理見P37圖2.15。適用于地下水位較高的硬土層或軟石中鉆孔，屬于泥漿護壁成孔樁。成孔直徑可達1m，鉆進深度可達30m，多用于高層建筑的基礎(chǔ)成孔施工。 3、潛水鉆機：工作原理見P38圖2.16。適用于地下水位較高的一般粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、砂土、強風化巖、軟質(zhì)巖層，不宜用于碎石土層中，屬于泥漿護壁成孔樁。成孔直徑可達800mm，鉆進深度可達50m。 （二）鉆孔灌注樁施

42、工工藝 依地質(zhì)條件不同，分為干作業(yè)成孔（成孔時無地下水或地下水很小，基本上不影響工程施工）和泥漿護壁（濕作業(yè)）成孔（利用泥漿護壁，鉆孔時通過循環(huán)泥漿將鉆頭切削下的土渣排出孔外而成孔）兩類。 1、干作業(yè)成孔灌注樁施工 施工工藝流程：場地清理測量放線定樁位樁機就位鉆孔取土成孔清除孔底沉渣成孔質(zhì)量檢查驗收吊放鋼筋籠澆筑孔內(nèi)砼（每次澆筑高度不大于1.5m，并分層搗實?；炷恋臐仓烁邞?yīng)超過設(shè)計高度）。 2、泥漿護壁成孔灌注樁施工 施工工藝流程：測定樁位埋設(shè)護筒樁機就位制備泥漿（循環(huán)排渣）鉆孔清孔放鋼筋籠水下澆筑砼 （1）測定樁位。定出每根樁的位置并做好標志，施工前要檢查復(fù)核。 （2）埋設(shè)護筒。護筒的作

43、用：固定樁孔的位置；保護孔口；維持孔內(nèi)泥漿水頭，防止塌孔；為鉆頭導向。護筒用3-5mm厚鋼板制成，內(nèi)徑比鉆頭直徑大100-200mm，頂面高出0.4-0.6m，上部開1-2個溢漿孔，四周填粘土夯實并鋪抹20mm厚的水泥砂漿。護筒埋置深度在粘土中不少于1.0m，在砂土中不少于1.5m，其高度要滿足孔內(nèi)泥漿液面高度的要求，孔內(nèi)泥漿面應(yīng)保持高出地下水位1m以上。 （3）泥漿制備。泥漿的作用：護壁、攜砂排土、切土潤滑、冷卻鉆頭等，其中以護壁為主。泥漿的制備方法應(yīng)根據(jù)土質(zhì)條件確定。 （4）鉆孔。 （5）清孔。目的：清除孔底沉渣以減少樁基的沉降量，提高承載能力，確保樁基質(zhì)量。方法有：真空吸泥渣法（適用于密

44、實、不易坍塌的土層）、射水抽渣法（適用于一般不夠穩(wěn)定的土層）、換漿法（適用于泥漿循環(huán)排渣鉆孔樁）和掏渣法（在沖擊鉆成孔中，一部分鉆渣連同泥漿被擠入孔壁，大部分靠掏渣筒清出）。清孔合格標準：對孔內(nèi)排出或抽出的泥漿，用手摸捻應(yīng)無粗粒感覺，孔底500mm以內(nèi)的泥漿密度小于1.25 （原土造漿的孔則應(yīng)小于1.1 ）；在澆砼前，孔底沉渣允許厚度符合標準規(guī)定，即端承樁50mm，摩擦端承樁、端承摩擦樁100mm，摩擦樁300mm。（6）吊放鋼筋籠。清孔后應(yīng)立即安放鋼筋籠、澆砼。吊放鋼筋籠時應(yīng)保持垂直、緩緩放入，防止碰撞孔壁。若造成塌孔或安放鋼筋籠時間太長，應(yīng)進行二次清孔后再澆筑砼。鋼筋籠制作安裝應(yīng)符合現(xiàn)行施工規(guī)范和設(shè)計要求。 （7）水下澆筑砼。常用