第二節(jié)__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，然后在孔內安放鋼筋籠并灌注混凝土而成。 適用性（優(yōu)點）：適應各種地層，無需接樁，施工時無振動、無擠土、噪音小，宜在建筑物密集地區(qū)使用。 缺點：操作要求嚴格，施工后需較長的養(yǎng)護期方可承受荷載，成孔時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 泥漿護壁成孔 套管成孔 爆擴成孔 人工挖孔等。 灌注樁施工工藝近年來發(fā)展很快，還出現(xiàn)夯擴沉管灌注樁、鉆孔壓漿成樁等一些新工藝 一、泥漿護壁成孔灌注樁一、泥漿護壁成孔灌注樁 泥漿護壁成孔是用泥漿保護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 (

2、 礫 ) 石土及風化巖層；以及地質情況復雜，夾層多、風化不均、軟硬變化較大的巖層，沖孔灌注樁除適應上述地質情況外，還能穿透舊基礎、大孤石等障礙物，但在巖溶發(fā)育地區(qū)應慎重使用。 泥漿護壁成孔灌注泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝樁施工工藝 埋設護筒 護筒是保證鉆機沿著樁位垂直方向順利鉆孔的輔助工具，其保護孔口和提高樁孔內的泥漿水頭，防止塌孔的作用。 泥漿制備 護壁泥漿是由高塑性粘土或膨潤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：護壁、攜渣、冷卻、潤滑，其中以護壁作用最為主要。baac a) 沖擊鉆成孔是利用卷揚機懸吊沖擊錘連續(xù)上下沖的沖擊力，將硬質土

3、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。 孔口設護筒（見前圖） 沖孔機就位，沖錘對準護筒中心，低錘密擊 加塊石與粘土泥漿護壁 孔深達護筒下34m后，加快速度，正常沖擊。 隨時測定和控制泥漿比重。 每沖擊34m，掏渣一次。 優(yōu)點：沖擊鉆成孔設備簡單、操作方便，適用于有孤石的砂卵石層、堅實土層、巖層等成孔，對流砂層亦能克服。所成孔壁較堅實、穩(wěn)定、坍孔少， 缺點：但掏泥渣較費工時，不能連續(xù)作業(yè)，成孔速度較慢。另外，現(xiàn)場泥渣堆積，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始施工沖擊成孔n在原先已經支護的地

4、面上沖孔成樁，容易沖到錨桿和錨索，造成鋼筋籠下不去 b)沖抓錐成孔是用卷揚機懸吊沖抓錐，鉆頭內有壓重鐵塊及活動抓片，下落時抓片張開，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：該設備簡單、操作方便，適于一般較松散粘土、粉質粘土、砂卵石層及其他軟質土層成孔，所成孔壁完整，能連續(xù)作業(yè)，生產效率高。圖3-38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后重建大橋n 潛水電鉆成孔是利用潛水電鉆機構中密封的電動機、變速機構，直接帶動鉆頭在泥漿中旋轉削土，同時用泥

5、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?；旌希缓蟛粩嘤煽椎紫蚩卓谝绯?，或用砂石泵或空氣吸泥機采用反循環(huán)方式排泥渣，如此連續(xù)鉆進、排泥渣，直至形成所需深度的樁孔。n 潛水鉆機成孔直徑5001500mm，深2030m，最深可達50m，適于地下水位較高的軟硬土層、淤泥、粉質粘土、砂土、砂夾卵石及風化頁巖層中使用。 潛水鉆機 安放鋼筋籠 灌注樁鋼筋冷擠壓連接灌注樁鋼筋冷擠壓連接n焊吊筋，防止?jié)仓艜r鋼筋籠上浮 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行。水下混凝土澆筑的方法很多。最常用的是導管法。導管法采用的主要機具有：導管、漏斗和儲料斗、 隔水塞

6、。 n提升導管，下料，排出泥漿破樁頭（截樁頭）破樁頭（截樁頭）堆載試驗堆載試驗錨樁靜壓試驗錨樁靜壓試驗樁頭混凝土取樣二、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，則在澆筑混凝土前先吊放鋼筋骨架。 利用錘擊沉樁設備沉管、拔管時，稱為錘擊沉管灌注樁； 利用激振器的振動沉管、拔管時，稱為振動沉管灌注樁。 活瓣樁尖活瓣樁尖1樁管；2鎖軸；3活瓣 沉管灌注樁施工過程沉管灌注樁施工過程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

7、土樁靴 錘擊沉管 a.錘擊灌注樁施工時，用樁架吊起鋼套管，關閉活瓣或對準預先設在樁位處的預制混凝土樁靴，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。 c.緩緩放下套管，壓進土中。 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，即可起錘沉套管。 e.先用低錘輕擊，觀察后如無偏移，才正常施打，直至符合設計要求的貫入度或沉入標高 f.檢查管內有無泥漿或水進入，即可灌注混凝土。套管內混凝土應盡量灌滿，然后開始拔管。拔管要均勻，不宜拔管過高。拔管時應保持連續(xù)密錘低擊不停。n 以上是單打灌注樁的施工。為了提高樁的質量或使樁頸增大，提高樁的承載能力

8、，可采用一次復打擴大灌注樁的直徑。對于懷疑或發(fā)現(xiàn)有斷樁、縮頸等缺陷的樁，作為補救措施也可采用復打法。n復打樁施工是在單打施工完畢、拔出樁管后，及時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，以后的施工過程則與單打灌注樁相同。n復打擴大灌注樁施工時應注意，復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應與第一次的軸線相重合，且第一次灌注的混凝土應達到自然地面，不得少灌。 振動沉管 振動灌注樁采用振動錘或振動沖擊錘沉管，其設備見下圖。施工前，先安裝好樁機，將樁管下端活瓣合起來或套入樁靴，對準樁位，徐徐放下套管，壓入土中，勿使偏斜，即可開動激振器沉管。樁管受振

9、后與土體之間摩阻力減小，同時利用振動錘自重在套管上加壓，套管即能沉入土中 n振動灌注樁的施工工藝可分為單振法、復振法和反插法三種。n單振法施工時，在樁管灌滿混凝土后，開動振動器，先振動510s，再開始拔管。應邊振邊拔，每拔0.51m，停拔510s，但保持振動，如此反復，直至樁管全部拔出。n復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，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，然后進行第二次灌注混凝土和振動拔管。n反插法施工是在樁管灌滿混凝土后，先振動再開始拔管，每次拔管高度0.51.0m，反插深度0.30.5m，在拔管過程中分段添加混凝土，保持管內混凝

10、土面始終不低于地表面或高于地下水位1.01.5 m以上，拔管速度應小于0.5m/min。如此反復進行，直至樁管拔出地面。反插法能使混凝土的密實性增加，宜在較差的軟土地基施工中采用。 沉管灌注樁設備沉管灌注樁設備 1滑輪組；2振動器；3漏斗；4樁管；5吊斗；6枕木；7機架；8拉索；9架底；10卷揚機 沉管灌注樁沉管灌注樁n 套管成孔灌注樁施工時常發(fā)生斷樁、縮頸樁、吊腳樁、夾泥樁、樁尖進水進泥等問題。n （1）斷樁n 斷樁是指樁身裂縫呈水平狀或略有傾斜且貫通全截面，常見于地面以下13m不同軟硬土層交接處。產生斷樁的主要原因是樁距過小，樁身混凝土終凝不久（強度低），鄰樁沉管時使土體隆起和擠壓，產生橫

11、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：布樁不宜過密，樁間距以不小于3.5d為宜；當樁身混凝土強度較低時，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的影響。n (2)縮頸樁n 縮頸亦稱瓶頸，指樁身局部直徑小于設計直徑。縮頸常出現(xiàn)在飽和淤泥質土中。產生的主要原因是在含水量高的粘性土中沉管時，土體受到強烈擾動擠壓，產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??；或樁間距過小，鄰近樁沉管施工時擠壓土體使所澆混凝土樁身縮頸；或施工過程中拔管速度過快，管內形成真空吸力，且管內混凝土量少、和易性差，使混凝土擴散性差，導致縮頸。施工

12、過程應經常觀測管內混凝土的下落情況，嚴格控制拔管速度，采取“慢拔密振”或“慢拔密擊”的方法，在可能產生縮頸的土層施工時，采用反插法可避免縮頸。當出現(xiàn)縮頸時可用復打法進行處理。n (3)吊腳樁n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。產生吊腳樁的主要原因是預制樁尖強度不足，在沉管時破損，被擠入樁管內，拔管時振動沖擊未能將樁尖壓出，拔管至一定高度時，樁尖才落下，但又被硬土層卡住，未落到孔底而形成吊腳樁；振動沉管時，樁管入土較深并進入低壓縮性土層，灌完混凝土開始拔管時，活瓣樁尖被周圍土包圍而不張開，拔至一定高度時才張開，而此時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

13、措施是：嚴格檢查預制樁尖的強度和規(guī)格。沉管時可用吊砣檢查樁尖是否進入樁管或活瓣是否張開。如已發(fā)現(xiàn)吊腳現(xiàn)象，應將樁管拔出，樁孔回填后重新沉入樁管。n（4）樁尖進水進泥砂n在含水量大的淤泥、粉砂土層中沉入樁管時，往往有水或泥砂進入樁管內，這是由于活瓣樁尖合攏后有較大的間隙，或預制樁尖與樁管接觸不嚴密，或樁尖打壞所致。預防措施是，對縫隙較大的活瓣樁尖應及時修復或更換；預制樁尖的尺寸和配筋均應符合設計要求，混凝土強度等級不得低于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。當發(fā)現(xiàn)樁尖進水或泥砂時，可將樁管拔出，修復樁尖縫隙，用砂回填樁孔后再重新沉管。當?shù)叵滤看髸r，樁管沉至接近地下水位時

14、，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題和處理方法na 頸縮頸縮頸縮頸縮：指樁身的局部直徑小于設計要求的現(xiàn)象。 原因原因：當在淤泥和軟土層沉管時，由于受擠壓的土壁產生空隙水壓，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。 當拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時，周圍淤泥質土趁機填充過來，也會形成頸縮。處理方法處理方法：拔管時應保持管內混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴散壓力，混凝土坍落度應控制在5070mm。拔管時應采用復打法，并嚴格控制拔管的速度。nb斷樁斷樁 斷樁斷樁：指樁身局部分

15、離或斷裂，更為嚴重的是一段樁沒有混凝土。 原因原因：樁距離太近，相鄰樁施工時混凝土還未具備足夠的強度，已形成的樁受擠壓而斷裂。 處理方法處理方法：施工時，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到60%設計強度后，再進行下根樁的施工。nc吊腳樁吊腳樁 吊腳樁吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實到孔底地基土層上的現(xiàn)象。 原因原因：當?shù)叵滤畨毫Υ髸r，或預制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時，水及泥漿進入套筒鋼管內，或由于樁尖活瓣受土壓力，拔管至一定高度才張開，使得混凝土下落，造成樁腳不密實，形成松軟層。處理方法處理方法：為防

16、止活瓣不張開，開始拔管時，可采用密張慢拔的方法，對樁腳底部進行局部翻插幾次，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。nd混凝土灌注過量混凝土灌注過量 如果灌樁時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，土體受到擾動，強度大大降低，在混凝土側壓力作用下，樁身擴大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前應詳細了解現(xiàn)場地質情況，對于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時，應先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過大時，應與設計單位聯(lián)系，改用其他樁型。三、人工挖孔灌注樁三、人工挖孔灌注樁n施工機具施工機具 垂直運輸工具：單軌電動葫蘆配提升金屬

17、架與軌道，活底提土吊桶。 排水機具：潛水泵。 通風設備：鼓風機和送風管。 挖掘工具：鎬、鍬、土筐等。 此外，還有井內外照明，電鈴等設備 n施工工藝施工工藝 按設計圖紙放線、定樁位。 開挖。 支護模板 在模板頂放置操作平臺。 澆筑護壁混凝土。 拆除模板繼續(xù)下一段的施工。 安放鋼筋。 排除孔底積水。n人工挖孔灌注樁的樁身直徑除了能滿足設計承載力的要求外，還應考慮施工操作的要求，故樁徑不宜小于800mm，一般為8002000mm，國內已施工的最大直徑為3500mm。n 樁端可采用擴底或不擴底兩種方法。根據(jù)樁端土的情況，擴底直徑一般為樁身直徑的1.32.5倍，最大擴底直徑可達4500mm。n現(xiàn)澆混凝土

18、護壁厚度一般為D/10+5（cm）（其中D為樁徑），護壁內等距放置8根直徑68mm、長1m的直鋼筋，插入下層護壁內，使上下護壁有鋼筋拉結，以避免某段護壁出現(xiàn)流砂、淤泥而造成護壁因自重而沉裂的現(xiàn)象。 人工挖孔樁；基坑護坡部分用沙包；人工挖孔樁的護壁模板為鋼模板，分為四人工挖孔樁；基坑護坡部分用沙包；人工挖孔樁的護壁模板為鋼模板，分為四塊塊監(jiān)理下樁底檢查監(jiān)理下樁底檢查業(yè)主會同設計院驗樁持力層業(yè)主會同設計院驗樁持力層樁底持力層巖樣樁底持力層巖樣設計院與甲方、監(jiān)理驗樁，確定終孔設計院與甲方、監(jiān)理驗樁，確定終孔鋼筋綁扎完畢，超聲波安裝完畢鋼筋綁扎完畢，超聲波安裝完畢砼澆筑砼澆筑樁基檢測開展超聲波檢測樁基

19、檢測開展超聲波檢測澆筑完成后的樁澆筑完成后的樁n超聲波檢測，小樁預埋三根管，超聲波檢測，小樁預埋三根管，大樁四根管，小樁須檢測兩次，大樁四根管，小樁須檢測兩次，圖為第一次檢測，可以檢測到圖為第一次檢測，可以檢測到兩個斷面兩個斷面n低應變檢測是樁基檢測的一部分鉆孔抽出來的芯樣，芯樣比較完整，密實性較好，樁底與巖石粘結鉆孔抽出來的芯樣，芯樣比較完整，密實性較好，樁底與巖石粘結較好，屬一類樁較好，屬一類樁哈爾濱一工地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在樁位處鉆孔，然后在孔

20、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。 操作時要求鉆桿垂直，鉆孔過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆進時，可能是遇到石塊等異物，應立即停機檢查。鉆進速度應根據(jù)電流值變化及時調整。 在鉆進過程中，應隨時清理孔口積土，遇到塌孔、縮孔等異常情況，應及時研究解決。 適用于地下水位較低、在成孔深度內無地下水的土質，勿需護壁可直接取土成孔。 按成孔方法可分為長螺旋鉆孔灌注樁和短螺旋鉆孔灌注樁，亦有用洛陽鏟成孔的。n長螺旋鉆成孔的施工方法是用長螺旋鉆孔機的螺旋鉆頭，在樁位處就地切削土層，被切土塊鉆屑隨鉆頭旋轉，沿著帶有長螺旋葉片的鉆桿上升，輸送到出土器后自動排出孔外，然后裝卸到小型機動翻斗車（或手推車）中運走。其成孔工藝可以實現(xiàn)全部機械化。n長螺旋鉆成孔速度的快慢主要取決于輸土是否通暢，而鉆具轉速的高低對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，因此合理選擇鉆進速度是成孔工藝的一大要點。 n國產長螺旋鉆孔機的樁孔直徑為300800mm，成孔深度在26m以下。n當鉆孔到預定鉆深后，必須在原深處進行空轉