樁基礎(chǔ)設(shè)計與施工工藝與要點培訓(xùn)講義PPT

1、樁基礎(chǔ)設(shè)計與施工 建藝分院建筑工程系1目錄任務(wù)1 樁的分類與管樁施工任務(wù)2 灌注樁施工與特點任務(wù)3 單樁承載力與基樁檢測任務(wù)4 樁基礎(chǔ)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(zhì)量控制；4灌注樁施工 優(yōu) 點： 能適應(yīng)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(zhì)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??；工程案例：上海市某汽車大廈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(fēng)化巖層，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。 7（1）工藝流程 確定樁位埋設(shè)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(dǎo)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(dǎo)管成型鉆頭泥漿鉆桿泥漿泵鉆機導(dǎo)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(zhuǎn)鉆用于碎石土、砂土、粘性土、風(fēng)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(guān) 13（3）施工準(zhǔn)備現(xiàn)場準(zhǔn)備地下、地面、空中、抄平放線定樁位 （1）場地準(zhǔn)備：清除地上、地下障礙物，平整、壓實場地，設(shè)置排水溝； （2）放軸線、定樁位、設(shè)置水準(zhǔn)點 （2個）； 2. 技術(shù)準(zhǔn)備沉樁試驗、確定打樁順序 正式施工前應(yīng)作不小于2根樁的沉樁工藝試驗，了解樁的沉入時間、標(biāo)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(shè)計的檢驗。 14如何確定施工順序？ 擠土、樁機移動方便； 無擠土?xí)r，一般按樁機路線最短； 有擠土?xí)r，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(nèi)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?xí)r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(nèi)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(nèi)，由砂石泵在鉆桿內(nèi)形成真空，將土渣從鉆桿內(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)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(nèi)徑比鉆頭直徑大100以上，頂面高出地面0.4-0.6m，上部設(shè)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(cè)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(shè)護筒用46mm厚鋼板加工

7、制作，高1.52m。直徑比鉆頭大100mm，開設(shè)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(zhì)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(biāo)高應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(zhì)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(zhǔn)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(yīng)按下列規(guī)定進行到達(dá)設(shè)計深度后，可以使鉆頭空轉(zhuǎn)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(dǎo)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(nèi)形成軟弱夾層，減少混凝土離析現(xiàn)象。27隔水栓預(yù)制混凝土塊（四周加橡皮封圈）橡膠球膽軟木塞28導(dǎo)管法施工要點1.

9、吊導(dǎo)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(dǎo)管內(nèi)灌入足量混凝土，保證能埋管500600mm后剪斷導(dǎo)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(zhì)量要求成樁質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(dǎo)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(yīng)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?xí)r孔壁坍塌。（2）導(dǎo)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(nèi)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(zhì)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(shè)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(shè)備簡單，樁長按地質(zhì)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(guān)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(nèi)，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(nèi)泥漿及滲水情況；將混凝土灌入鋼套管內(nèi)，灌滿套管后開始拔管；控制好拔管速度（保持管內(nèi)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(fù)打法（在復(fù)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(fù)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(zhì)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(yù)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(dāng)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(dá)50%后方可再打。40 如沉樁時發(fā)現(xiàn)套管內(nèi)有水及泥漿，則先在管內(nèi)灌1.5m高封底砼，再沉管。 嚴(yán)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(yīng)墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內(nèi)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(yīng)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(nèi)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(yīng)控制在0.8m/min以內(nèi)為宜。 42在管底未拔到樁頂設(shè)計標(biāo)高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內(nèi)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(nèi)或小于2m時，均應(yīng)跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達(dá)到設(shè)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(yù)制樁靴。復(fù)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(yán)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(cè)

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(zhǔn)鋼筋籠位置。2、吊放導(dǎo)管、澆水下混凝土（導(dǎo)管法）導(dǎo)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(nèi)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(shè)專人

17、測量導(dǎo)管內(nèi)外砼高差，填寫澆筑紀(jì)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(zhì)量問題及處理方法 (1) 頸縮頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計要求的現(xiàn)象。 當(dāng)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(dāng)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(zhì)土趁機填充過來，也會形成頸縮。處理方法：拔管時應(yīng)保持管內(nèi)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(yīng)控制在5070mm。拔管時應(yīng)采用復(fù)打法，并嚴(yán)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(yán)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(dá)到60%設(shè)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(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r，或預(yù)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(nèi)，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(cè)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(yīng)詳細(xì)了解現(xiàn)場地質(zhì)情況，對于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時，應(yīng)先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過大時，應(yīng)與設(shè)計單位聯(lián)系，改用其他樁型。 50三、灌注樁施工質(zhì)量要求及驗收資料 灌注樁施工質(zhì)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(zhì)量檢查。施工前應(yīng)對水泥、砂、石子、鋼材等原材料進行檢查，對施工組織設(shè)計中制定的施工順序、監(jiān)測手段也應(yīng)進行檢查。 51成孔質(zhì)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(biāo)高至少要比設(shè)計標(biāo)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(fēng)化巖土層時，應(yīng)達(dá)到設(shè)計規(guī)定的貫入度；樁尖位于其他軟土層時，樁尖應(yīng)達(dá)到設(shè)計規(guī)定的標(biāo)高。泥漿護壁成孔、干作業(yè)成孔，應(yīng)達(dá)到設(shè)計規(guī)定的深度。灌注樁的沉渣厚度：當(dāng)以摩擦力為主時，不得大于150mm；當(dāng)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(chǔ)的邊樁 條形樁基沿中心線方向和群樁基礎(chǔ)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(yīng)包括下列資料：(1) 工程地質(zhì)勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀(jì)要、設(shè)計變更單及材料代用通知單等。(2) 經(jīng)審定的施工組織設(shè)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(fù)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(zhì)量檢查驗收單及施工記錄。(5) 成樁質(zhì)量檢查報告。(6) 單樁承載力檢測報告。(7) 基坑挖至設(shè)計標(biāo)高的樁位竣工平面圖及樁頂標(biāo)高圖。55樁基礎(chǔ)工程安全技術(shù)(1) 樁基礎(chǔ)工程施工區(qū)域，應(yīng)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(yán)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(yán)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(yīng)立即停止施工并及時報告，待有關(guān)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