樁基礎設計與施工工藝與要點培訓講義PPT

1、樁基礎設計與施工 建藝分院建筑工程系1目錄任務1 樁的分類與管樁施工任務2 灌注樁施工與特點任務3 單樁承載力與基樁檢測任務4 樁基礎驗算26. 2灌注樁施工工藝與要點3灌注樁施工工藝與要點鉆孔灌注樁施工工藝；沉管灌注樁的施工工藝；灌注樁的質量控制；4灌注樁施工 優(yōu) 點： 能適應土層變化、做成大直徑、大深 度、無擠土、無噪聲、無振動、節(jié)約 鋼材 缺 點： 樁身質量難保證、泥漿處理5一、鉆孔灌注樁 定義利用鉆孔機械鉆出樁孔并在孔中澆筑混凝土而成的樁。 分類干作業(yè)成孔灌注樁 泥漿護壁鉆孔灌注樁 工藝特點：無振動、無擠土、噪聲小、對周圍建筑物影響?。还こ贪咐荷虾Ｊ心称嚧髲B鉆孔灌注樁施工方案6泥漿

2、護壁成孔灌注樁 定義：鉆孔過程中注入泥漿保護孔壁防止坍孔，然后澆筑混凝土而成的樁。適用于：地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風化巖層，以及地質情況復雜、夾層多、風化不均、軟硬變化較大的巖層。 7（1）工藝流程 確定樁位埋設護筒鉆機就位（制備泥漿）-鉆孔（泥漿循環(huán)清渣）-清孔-下鋼筋籠-安裝導管-水下澆筑混凝土-拔出護筒 8護筒施工程序濕作業(yè)法就位成孔澆筑鋼筋籠放導管成型鉆頭泥漿鉆桿泥漿泵鉆機導管鋼筋籠砼澆注漏斗9泥漿護壁成孔灌注樁施工程序圖鉆孔灌注樁施工工藝10 沖抓鉆 沖擊鉆 潛水電鉆 回轉鉆用于碎石土、砂土、粘性土、風化巖用于粘性土、淤泥、砂土（2） 成孔機械11沖擊鉆作業(yè)示

3、意圖12潛水鉆機圖1-鉆頭；2-潛水鉆機；3-電纜；4-護筒；5-水管；6-滾輪；7-鉆桿；8-電纜盤；9、10-卷揚機；11-電壓表；12-開關 13（3）施工準備現(xiàn)場準備地下、地面、空中、抄平放線定樁位 （1）場地準備：清除地上、地下障礙物，平整、壓實場地，設置排水溝； （2）放軸線、定樁位、設置水準點 （2個）； 2. 技術準備沉樁試驗、確定打樁順序 正式施工前應作不小于2根樁的沉樁工藝試驗，了解樁的沉入時間、標高、貫入度、承載力及施工中可能出現(xiàn)的問題。同時也是對圖紙設計的檢驗。 14如何確定施工順序？ 擠土、樁機移動方便； 無擠土時，一般按樁機路線最短； 有擠土時，每隔12個樁孔成孔；

4、在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔；群樁中先中間樁現(xiàn)成孔；爆擴樁先小樁后大樁；15 (4)護壁泥漿 泥漿作用： 護壁原理-注入的泥漿比重1.1-1.15（水的比重），比地下水位高，能平衡地下水壓力，并對孔壁形成一種液態(tài)支撐；粘粒滲入孔四周，使周圍土孔隙減少，并在孔內壁表層形成一層泥皮，可保護孔壁。 泥漿除護壁作用外，還有攜渣，潤滑和冷卻鉆頭，減少鉆進阻力的作用。 16 泥漿的組成與性能： 地基土為粘土時可用原土直接在孔中造漿； 地基土為砂土或有砂夾層時，要專門造漿。 泥漿可用高粘性土或膨潤土加水制備。 泥漿性能要求有9項： 1、相對密度1.051.25 2、粘度825s 3、含砂率 98% 5、

5、失水量30mL/30min 6、 泥皮厚13mm/30min 7、 靜切力 1min 23Pa 10min 510Pa 8、 穩(wěn)定性 0.03g/cm2 9、 pH值 7917 泥漿循環(huán)正循環(huán)回旋鉆機成孔工藝 泥漿由鉆桿內部注入孔底，從鉆桿底部噴出，攜渣出孔，沉淀（好的泥漿再注入鉆桿，沉淀的土渣排出）反循環(huán)回旋鉆機成孔工藝 泥漿由鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入孔內，由砂石泵在鉆桿內形成真空，將土渣從鉆桿內吸出流向沉淀池。此法排渣快?？咨畲笥?0m的端承型樁宜用。 18水龍頭鉆桿鉆機回轉裝置泥漿泵泥漿池沉淀池泥漿循環(huán)方向鉆頭砂石泵鉆頭新泥漿流向沉淀池水龍頭鉆桿鉆機回轉裝置泥漿循環(huán)方向 泥漿循環(huán)成孔工

6、藝19泥漿循環(huán)泥漿循環(huán)的方式：正循環(huán)：適合小直徑孔（ 0.8m)正循環(huán)的優(yōu)缺點：優(yōu)點：設備簡單、操作方便、小孔徑效率較高缺點：泥漿反流速度低、排渣能力弱反循環(huán)的優(yōu)缺點：與正循環(huán)相反20（5）鉆孔灌注樁施工要點a .護筒： 作用是：防止孔口土壁坍塌、定樁位、存貯泥漿并使?jié){面高于地下水位。 護筒做法：可用鋼板，埋入土中不宜小于1m（粘土）、1.5m（砂土），內徑比鉆頭直徑大100以上，頂面高出地面0.4-0.6m，上部設1-2個溢水口。 護筒施工要求：中心與樁位中心的偏差50mm。護筒外側粘土填塞。施工期間泥漿面高出地下水位1m以上。21（5）鉆孔灌注樁施工要點1.護筒埋設護筒用46mm厚鋼板加工

7、制作，高1.52m。直徑比鉆頭大100mm，開設12個溢漿口，埋入土中1m；護筒的作用：定位、保護孔口，維持水位高差等重要作用。2.泥漿泥漿的作用：護壁、排渣、降溫制作及性能要求：粘土中成孔：注入清水，以原土造漿。泥漿比重：1.11.3其它土層（砂土、類砂層、砂卵石）：優(yōu)質粘土造漿，泥漿比重：1.21.5223.泥漿池和沉淀池泥漿池和沉淀池的池面標高應比護筒頂?shù)?.51m以利泥漿回流暢順。位置布置合理（防止妨礙吊機和鉆機行走）泥漿池容量為每孔的排渣量沉淀池容量為每孔的排渣量的1.52倍4.施工時應有專人清理泥漿池和沉淀池。保證泥漿泵的正常工作。235.鉆機鉆進速度控制應根據(jù)： 土層類別 孔徑大

8、小 來確定鉆進速度 供漿量淤泥和淤泥質土中：一般1m/min松散砂層：3m/h硬土層或巖石層：以鉆機不發(fā)生跳動為準6.樁孔排渣可采用泥漿循環(huán)或抽渣筒。7.鉆孔樁入巖每進100mm取樣一次。248.清孔應按下列規(guī)定進行到達設計深度后，可以使鉆頭空轉不進尺，循環(huán)換漿。（1）原土造漿，泥漿比重在1.1左右（2）砂土層或砂夾卵石層，泥漿比重在1.151.25左右（3）清孔后的沉渣厚度端承樁：100mm摩擦樁：360kg/m3 方法：導管法 目的防止混凝土中水泥被水帶走，又可防止泥漿進入混凝土內形成軟弱夾層，減少混凝土離析現(xiàn)象。27隔水栓預制混凝土塊（四周加橡皮封圈）橡膠球膽軟木塞28導管法施工要點1.

9、吊導管入樁孔頂部高于泥漿面34m底部距樁孔底0.30.5m2.澆筑混凝土（1）導管內灌入足量混凝土，保證能埋管500600mm后剪斷導柱塞鉛絲。（2）連續(xù)澆筑混凝土，邊澆筑邊拔管，提管時保證混凝土埋入1m。（3）一直澆筑直到樁頂為止。29泥漿護壁成孔灌注樁施工程序圖鉆孔灌注樁施工工藝30（7）施工質量要求成樁質量檢查：1.成孔和清孔 成孔的中心位置、孔深、孔徑、垂直度、孔底沉渣厚度2.鋼精籠制作及要求 鋼筋規(guī)格、連接質量、制作偏差及安放的實際位置3.混凝土攪拌及灌注31（8）常見工程質量問題及處理1.孔壁坍塌處理方法（1）坍塌段用石子粘土投入，重新開鉆。（2）使用沖孔機時，填入混和料后低錘密擊

10、，造成堅固孔壁后，再正常沖擊。2.偏孔：孔位偏移或孔身傾斜原因：樁架不穩(wěn)固、導桿不垂直。土層軟硬不均處理方法（1）樁架重新安裝牢固、平穩(wěn)垂直。（2）如偏移過大，應填入石子粘土重新成孔。（3）如有探頭石，可用巖鉆除去或低錘將石擊碎。（4）遇基巖傾斜，投入毛石于低處再開鉆或密打323.孔底隔層原因：清孔不徹底 澆筑混凝土或安放鋼筋籠時碰撞孔壁造成塌孔落土。4.夾泥或軟弱夾層 ：樁身混凝土混進泥土或形成浮漿泡沫軟弱土層。原因（1）澆筑混凝土時孔壁坍塌。（2）導管下口埋入混凝土高度太小，泥漿被噴翻，摻入混凝土中。5.流砂：成孔時發(fā)現(xiàn)大量流砂涌塞孔底處理：可拋入碎磚石、粘土。用錘沖入流砂層，阻止流砂涌入

11、。 33二、套管成孔灌注樁（打拔管） 用錘擊或振動的方法，將鋼套管（帶混凝土樁靴/鋼活瓣樁尖）打入土中到規(guī)定深度后，在管內澆筑混凝土（放鋼筋籠），隨后邊拔管邊灌注，利用拔管時的錘擊或振動使混凝土密實。 適用于粘性土、粉土、淤泥質土、砂土及填土。 34活瓣樁尖1樁管；2鎖軸；3活瓣35沉管方法：錘擊、振動、靜壓均可施工程序就位沉管澆筑振動拔管澆灌放鋼筋籠成型（一）、沉管灌注樁施工過程36 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 37 設備簡單，樁長按地質要求（靈活），較經(jīng)濟。承載力低，軟土中易頸縮，有擠土、振動、噪音，對臨近建筑物有危

12、害。 施工工藝流程：安樁架吊樁套管、關閉活瓣或套入樁靴沉鋼套管吊放鋼筋籠澆混凝土拔管成樁。 （二）、沉管灌注樁特點：381、錘擊沉管灌注樁(1)單打法：為防地下水進入套管內，在樁尖與套管連接處加墊圈密封（稻草繩/麻繩）；校正套管垂直度0.5%；打好后，用吊鉈檢查孔內泥漿及滲水情況；將混凝土灌入鋼套管內，灌滿套管后開始拔管；控制好拔管速度（保持管內砼2m高，砼面略高于地面），拔管速度均勻，宜1m/min，低錘密擊，直至全部拔出。(2)復打法（在復打時放入鋼筋籠）：拔出后立即清除套管外壁泥污，在原樁位（位置與第一次重合）放樁靴，作第二次成孔灌注。 可見，復打法使樁徑擴大，承載力提高。還可以減少打樁

13、中出現(xiàn)的某些質量問題（如頸縮）。 39(3)施工要求： 砼C20，配筋時塌落度80-100，無筋時60-80，碎石粒徑40，預制樁尖砼C30，樁尖中心與套管中心重合。 砼連續(xù)澆，分層振搗，每層1-1.5m，試塊1組，從拌制砼到最后拔出套管初凝時間。在群樁中，當樁的中心距4d時，要防止因擠土使前面的樁發(fā)生樁身斷裂，防止方法：套管的打入要在鄰樁砼初凝前完成，或用跳打法，跳過（未打）的樁在鄰樁砼強度達50%后方可再打。40 如沉樁時發(fā)現(xiàn)套管內有水及泥漿，則先在管內灌1.5m高封底砼，再沉管。 嚴格控制最后3陣（每陣10擊）的灌入度。記錄好每根樁的總錘擊數(shù)、最后1m沉入的錘擊次數(shù)。 41錘擊沉管灌注樁

14、施工要點：樁尖與樁管接口處應墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內和作緩沖層。沉管時先用低錘錘擊，觀察無偏移后，才正常施打。 拔管前，應先錘擊或振動套管，在測得混凝土確已流出套管時方可拔管。樁管內混凝土盡量填滿，拔管時要均勻，保持連續(xù)密錘輕擊，并控制拔管速度，一般土層以不大于1m/min為宜，軟弱土層與軟硬交界處，應控制在0.8m/min以內為宜。 42在管底未拔到樁頂設計標高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出為止。樁的中心距在5倍樁管外徑以內或小于2m時，均應跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設計強度的50%以后，方可施打。 432、振動沉管灌注

15、樁 與錘擊法的不同之處在于激振器振動，使樁與土間的摩阻力減小，從而使樁下沉。（1）單打法：宜用于含水量較小的土層、宜用預制樁靴。復打法、反插法用于飽和土層。在灌滿砼后，先振5-10s，再拔管，邊振邊拔，每拔0.5-1m，停拔并振5-10s，拔管速度1.2-1.5m/min，在軟弱土中0.6-0.8m/min。（2）反插法：每次拔管0.5-1m，向下反插0.3-0.5m，邊灌砼邊拔套管，砼面高于地下水位1-1.5m，拔管速度0.5m/min。反插使樁的截面增大，承載力提高。 活瓣之間縫隙嚴密。443、灌注樁鋼筋籠與砼施工1、吊放鋼筋籠：籠長12m時，分段制作，段-段以焊接連接，每隔2m在主筋外側

16、加1直徑12的加強環(huán)箍筋以防變形，保護層60-80（可用定位鋼筋焊與骨架上），綁在樁架或護筒上臨時固定。定準鋼筋籠位置。2、吊放導管、澆水下混凝土（導管法）導管200-250，壁厚3，宜用法蘭連接，接頭處密封。45 混凝土要求：C20，和易性好，塌落度150-220，中粗砂，砂率40-45%，粗骨料最大粒徑不宜40，1/3最小凈距，素砼粗骨料最大粒徑1/4d，并不宜70mm。鋼筋籠放入后4h內必須澆筑，連續(xù)不斷，貫入混凝土量計算體積，直徑1m的樁每根試塊不少于1組。 開始灌注時，隔水栓距孔底300-500，料斗中要有足夠的砼儲備量，管底埋進砼0.8m以上，澆筑過程中保持埋入2m以上，要求設專人

17、測量導管內外砼高差，填寫澆筑紀錄。 砼要連續(xù)澆筑，每根樁澆筑總時間不超過初凝時間。樁頂不得偏低，將來將頂部薄弱部分鑿除。 46沉管灌注樁容易出現(xiàn)的質量問題及處理方法 (1) 頸縮頸縮：指樁身的局部直徑小于設計要求的現(xiàn)象。 當在淤泥和軟土層沉管時，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：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。47(2) 斷樁 斷樁：指樁身局部

18、分離或斷裂，更為嚴重的是一段樁沒有混凝土。 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：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。 48(3) 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：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：為防止活瓣不張開，開始拔管時

19、，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。 49(4) 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。 50三、灌注樁施工質量要求及驗收資料 灌注樁施工質量檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個施工

20、過程的質量檢查。施工前應對水泥、砂、石子、鋼材等原材料進行檢查，對施工組織設計中制定的施工順序、監(jiān)測手段也應進行檢查。 51成孔質量檢查及要求(1)樁的樁位偏差必須符合表1的規(guī)定，樁頂標高至少要比設計標高高出0.5m。 (2) 灌注樁成孔深度的控制要求錘擊套管成孔，樁尖位于堅硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土、風化巖土層時，應達到設計規(guī)定的貫入度；樁尖位于其他軟土層時，樁尖應達到設計規(guī)定的標高。泥漿護壁成孔、干作業(yè)成孔，應達到設計規(guī)定的深度。灌注樁的沉渣厚度：當以摩擦力為主時，不得大于150mm；當以端承力為主時不得大于50mm。 52表1 灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差 序號成 孔

21、方 法 樁徑允許偏差(mm) 垂直度允許偏差(%) 樁位允許偏差(mm) 13根、單排樁基垂直中心線方向和群樁基礎的邊樁 條形樁基沿中心線方向和群樁基礎的中間樁 1泥漿護壁灌注樁 D1000mm 50 1000mm50 100+0.01H150+0.01H2套管成孔灌注樁 D500mm-20500mm1001503干作業(yè)成孔灌注樁 -201701504人工挖孔樁 混凝土護壁 +50 0.550150鋼套管護壁 +50110020053施工驗收資料樁基施工驗收應包括下列資料：(1) 工程地質勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設計變更單及材料代用通知單等。(2) 經(jīng)審定的施工組織設計、施工方案及

22、執(zhí)行中的變更情況。(3) 樁位測量放線圖，包括工程樁位線復核簽證單。54(4) 樁孔、鋼筋、混凝土工程施工隱蔽記錄及各分項工程質量檢查驗收單及施工記錄。(5) 成樁質量檢查報告。(6) 單樁承載力檢測報告。(7) 基坑挖至設計標高的樁位竣工平面圖及樁頂標高圖。55樁基礎工程安全技術(1) 樁基礎工程施工區(qū)域，應實行封閉式管理，進入現(xiàn)場的各類施工人員，必須接受安全教育，嚴格按操作規(guī)程施工，服從指揮，堅守崗位，集中精力操作。(2) 按不同類型樁的施工特點，針對不安全因素，制定可靠的安全措施，嚴格實施。56(3) 對施工危險區(qū)域和機具(沖擊、錘擊樁機，人工挖掘成孔的周圍，樁架下)，要加強巡視檢查，對于有險情或異常情況時，應立即停止施工并及時報告，待有關人員查明原因，排除險情或加固處理后，方能繼續(xù)施工。(4) 打樁過程中可能引起停機面土體擠壓隆起