2鉆孔灌注樁解析

其次章樁根底施工技術(shù)方法§2-1概述Q一樁基的概念及適用條件樁是豎直或微傾斜的根底構(gòu)件.樁根底是由假設(shè)干根樁和承臺(tái)組成.優(yōu)先考慮樁的狀況:f1荷載大的建筑物2濱河濱海地帶建筑物3計(jì)算沉降量大的建筑物4地下水和施工水位高的建筑物R

二樁的分類

1按材料分類:木樁.鋼樁.鋼筋混凝土樁2按樁的受力狀況分類一)抗壓樁端承樁摩擦樁二)抗拔樁如水下建筑抗浮樁、牽纜樁、輸電塔和微波放射塔基樁三)抗剪樁基坑支護(hù)樁、抗滑樁、橋墩防護(hù)樁3按工法分類可分為非擠土樁、局部擠土樁和擠土樁3大類型。再細(xì)分,樁的施工方法超過300種。施工方法的變化、完善、更新可以說是日新月異。三樁型與成樁工藝選擇原則考慮的因素及遵循的原則：建筑物的特征(建筑構(gòu)造類型、荷載性質(zhì)、樁的使用功能、建筑物的安全等級(jí)等)、工程地質(zhì)條件(穿越土層、樁端持力層巖土特性)、水文地質(zhì)條件(地下水類別、地下水位)、施工環(huán)境與施工技術(shù)〔人員、機(jī)械設(shè)備〕材料供給條件、造價(jià)以及工期等進(jìn)展技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較,最終選擇經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的樁型和成樁工藝?！?-2鉆孔灌注樁施工技術(shù)鉆孔灌注樁是通過機(jī)械或人工鉆掘成孔,然后在孔內(nèi)放入鋼筋骨架,灌注樁身混凝土而成的基樁.一、功能特點(diǎn):

1、適用性廣2、單樁承載力大3、抗震性好4、建筑費(fèi)用低5、施工噪聲小公害少6、技術(shù)要求高

二、主要工藝流程設(shè)計(jì)測(cè)量安裝埋設(shè)護(hù)筒鉆孔清孔裝筋二次清孔灌注養(yǎng)護(hù)浙江省杭州市淳安縣上江埠1號(hào)特大橋樁基6米直徑的鉆孔灌注樁正在向湖層深處不斷推動(dòng)，這是目前中國最大的鉆孔樁。

三、施工設(shè)計(jì)及施工前的預(yù)備

1、設(shè)計(jì)內(nèi)容：工程概況及設(shè)計(jì)要求工藝方案和設(shè)備選型施工力氣部署耗材供給工藝技術(shù)〔成孔與成樁工藝主要包括鉆頭、泥漿、灌注)驗(yàn)樁要求〔28天后抽驗(yàn)5-10%大于4根〕安全治理與質(zhì)保措施

2、場(chǎng)地預(yù)備〔三通一平〕

3、埋設(shè)護(hù)筒〔長1.5m、直徑=鉆頭+20~30cm)作用:a把握樁位導(dǎo)向鉆具b疼惜孔口c提高孔內(nèi)水頭高度d測(cè)量基準(zhǔn)埋設(shè)方法:挖埋法和填埋法4、泥漿配制比重:1.02~1.3(反循環(huán)、正循環(huán)、沖擊)粘度:16~30秒泥漿凈化:自然沉降、機(jī)械凈化、化學(xué)凈化四正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔工藝由鉆機(jī)帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)巖土,承受泥漿以正循環(huán)方式清孔排渣的成孔工藝.一)、主要設(shè)備1、樁機(jī)〔SPJ300、GPS-15〕特性：低轉(zhuǎn)速、大扭矩(口徑800大于5KNm，口徑1000大于12KNm〕

GPS-15型鉆孔直徑0.8~1.5m孔深50m扭矩18kNm主卷揚(yáng)提升力氣30kN2、泥漿泵：離心泵〔3PN〕泵量108m/h揚(yáng)程21m往復(fù)泵：BW600/30砂石泵二)、鉆頭:

魚尾鉆頭、三翼鉆頭、籠式鉆頭、組合牙輪鉆頭、鋼粒鉆頭、金剛石鉆頭

鉆頭直徑0.8~1.0

中心管140mm

支撐管30mm

翼板4~6片

三)、工藝規(guī)程1鉆壓：硬土層：400~600N/顆(合金〕300~500N/cm〔牙輪〕2轉(zhuǎn)速：V=0.8~1.6m/sn=60V/3.14Dn=20~80rpm3泵量：

球形顆粒的自由沉降速度

重力:浮力:阻力:平衡方程:球形顆粒的自由沉降速度

鉆屑的懸浮速度計(jì)算須考慮的因素:1管壁的影響

m近似等于2

2顆粒外形的影響

外形系數(shù):k=c1/c=1.17

3顆粒群的影響鉆屑的懸浮速度計(jì)算公式:例:樁孔直徑:800mm鉆桿直徑:127mm上返速度:0.3m/s泵量Q8800L/min

樁基的承載力樁基工程質(zhì)量最重要的一個(gè)指標(biāo)是樁的承載力。而單樁承載力極限值取決于樁身的材料強(qiáng)度和地基土的支承力。假設(shè)地基土對(duì)樁的支承力大于樁身的材料強(qiáng)度值，則樁的承載力是依據(jù)樁身材料強(qiáng)度確定；假設(shè)地基土對(duì)樁的支承力小于樁身的材料強(qiáng)度值，則樁的承載力只能由地基土的強(qiáng)度和變形確定。一、影響樁基承載力的因素分析

1〕樁身所穿越土層的強(qiáng)度、變形性質(zhì)和歷史2〕樁端持力層的強(qiáng)度和變形性質(zhì)3〕樁身與樁底的幾何外形4〕樁體材料強(qiáng)度5〕群樁效應(yīng)樁的排列、樁距、樁的長徑比、樁長與承臺(tái)寬度等參數(shù)對(duì)承臺(tái)、樁、土的相互作用和群樁承載力影響較大6〕樁的施工方法二單樁承載力確實(shí)定方法直接法：靜力荷載試驗(yàn)樁的動(dòng)測(cè)方法間接法：理論計(jì)算閱歷公式原位測(cè)試〔靜探、標(biāo)貫、旁壓〕三、單樁荷載試驗(yàn)〔一〕單樁垂直荷載試驗(yàn)單樁垂直荷載試驗(yàn)的目的是為了確定單樁豎向〔抗壓〕極限承載力，作為設(shè)計(jì)依據(jù)，或?qū)こ虡兜某休d力進(jìn)展抽樣檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。當(dāng)埋設(shè)有樁底反力和樁身應(yīng)力、應(yīng)變測(cè)量元件時(shí)，還可直接測(cè)定樁周各土層的極限側(cè)阻力和極限端阻力。除對(duì)于以樁身承載力把握極限承載力的工程樁試驗(yàn)加至承載力設(shè)計(jì)值的1.5～2倍外，其余試樁均應(yīng)加載至破壞。1試樁方法1〕慢速維持荷載法此法是國內(nèi)外沿用很久的方法，具體做法是按確定要求將荷載分級(jí)加到試樁上，每級(jí)荷載維持不變直至樁頂下沉量增量到達(dá)某一規(guī)定的相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，然后連續(xù)加一級(jí)荷載，當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定的終止試驗(yàn)條件時(shí)，便停頓加荷，再分級(jí)卸荷直至零載，試驗(yàn)周期3～7天。2〕快速維持荷載法試驗(yàn)加載不要求觀測(cè)的下沉量的相對(duì)穩(wěn)定，而以等時(shí)間間隔連續(xù)加載。承受快速維持加載法的根本依據(jù)是：快速加載下得到的極限荷載乘以確定的修正系數(shù)可轉(zhuǎn)換慢速加載時(shí)的極限荷載；在設(shè)計(jì)荷載下，慢速法和快速法的樁頂下沉量相差不大，兩者差值在5％以內(nèi)；慢速法的試驗(yàn)總待續(xù)時(shí)間長，且不易預(yù)估，而快速法的總持續(xù)時(shí)間短，且簡(jiǎn)潔預(yù)估。3〕等貫入速率法〔簡(jiǎn)潔CRP法〕此法特點(diǎn)是試驗(yàn)對(duì)荷載以保持樁頂按等速率貫入土中而連續(xù)施加，按荷載貫入量〔即下沉量〕曲線確定極限荷載。試驗(yàn)一般進(jìn)展到累計(jì)貫入量50～70mm，或設(shè)計(jì)荷載的3倍，或貫入量至少等于樁徑的15％，或試樁系統(tǒng)的最大力氣。試驗(yàn)在l～3h內(nèi)就可完成。4〕循環(huán)加載卸載試驗(yàn)法此法在國外用得較為廣泛，還可細(xì)分為：①在慢速維持荷載法中以局部荷載進(jìn)展加卸載循環(huán)；②以慢速維持荷載法為根底對(duì)每一級(jí)荷載進(jìn)展重復(fù)加卸載循環(huán)；③以快速維持荷載法為根底對(duì)每一級(jí)荷載進(jìn)展重復(fù)加卸載循環(huán)。2荷載裝置1〕堆重平臺(tái)裝置2〕錨樁與反力梁荷載裝置3〕錨桿與反力梁荷載裝置4〕錨樁與堆重平臺(tái)聯(lián)合荷載裝置5〕以現(xiàn)有構(gòu)筑物作反力裝置6〕利用山體作反力裝置3、加載試驗(yàn)1〕荷載分級(jí)荷載分級(jí)目前多為10～20級(jí)。分級(jí)太少則繪成的曲線不利于分布，分級(jí)太多則試樁時(shí)間過長。國外荷載分級(jí)一般都在8級(jí)以上。加載可為等量加載或遞變加載。等量加教時(shí)，每級(jí)荷載為預(yù)估極限荷載量的1／10～1／15，第一、其次級(jí)荷載可為1／5～l／8。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試樁曲線的變化，在接近極限荷載時(shí)，可按銀級(jí)荷載量的1/2～1/4施加。遞變加載的荷載分級(jí)，可按試樁設(shè)計(jì)要求具體確定。2〕沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)目前國內(nèi)工業(yè)與民用建筑、大路、鐵路、梁試樁普遍承受的沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)是：粘性土沉降速率不大于0.1mm/h。砂性土沉降速率不大于0.2mm／h。巖石沉降速率不大干0．02mm／h。符合上列標(biāo)準(zhǔn)，并連續(xù)消逝兩次以上，可視為下降停頓并到達(dá)相對(duì)穩(wěn)定，即可施加下一級(jí)荷載。此外，也可依據(jù)繪制的沉降一時(shí)間對(duì)數(shù)曲線尾部消逝平緩直線段時(shí)，主體沉降已趨穩(wěn)定?？焖偌虞d時(shí)，只要到達(dá)規(guī)定時(shí)間，就施加下一級(jí)荷載。承受等沉降速率法加載，只要沉降速率為0.l～0.5mm/h，而不考慮穩(wěn)定與否，試驗(yàn)用間不得舒平變更沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。3〕終止加載條件試壓樁到達(dá)破壞即終止加載。一般根椐現(xiàn)場(chǎng)繪制的沉降一荷載曲線和沉降一時(shí)間對(duì)數(shù)曲線來確定樁是否破壞，或消逝以下狀況之一時(shí)，即可認(rèn)為試壓樁破壞：①某級(jí)荷載作用下的沉降量為前一級(jí)荷載沉降量的5倍；②某級(jí)荷載作用下的沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的兩倍，且經(jīng)24小時(shí)沉降仍不穩(wěn)定；，③荷載超過極限荷載，經(jīng)36小時(shí)沉降仍不穩(wěn)定。④樁的總沉降量超過規(guī)定值。5荷載試驗(yàn)結(jié)果分析沉降—荷載曲線〔S-P曲線〕三、樁的動(dòng)測(cè)動(dòng)力試樁是在樁頂給樁作用一動(dòng)態(tài)力〔動(dòng)荷載〕，動(dòng)態(tài)力可以是瞬態(tài)沖擊力或穩(wěn)態(tài)激振力。樁、土系統(tǒng)對(duì)動(dòng)態(tài)力作用的反映稱為動(dòng)力響應(yīng)，用不同功能的傳感器可以在樁頂上量測(cè)到不同的動(dòng)力響應(yīng)信號(hào)，如位移、速度或加速度響應(yīng)信號(hào)。通過對(duì)信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析或傳遞函數(shù)分析，可以推斷樁身構(gòu)造完整性和對(duì)單樁承載力的評(píng)價(jià)。依據(jù)作用在樁頂上動(dòng)荷能量是否使樁土之間發(fā)生確定塑性位移或彈性位移，而把動(dòng)力試樁分為高、低應(yīng)變兩種方法。高應(yīng)變法，作用在樁上能量大，應(yīng)力和應(yīng)變水平接近或到達(dá)工程樁的應(yīng)力、應(yīng)變水平，動(dòng)荷載使樁抑制土阻力產(chǎn)生貫入度，從而使樁、土之間產(chǎn)生塑性位移，樁對(duì)外的抗力主要通過位移產(chǎn)生，有了位移，樁側(cè)和樁尖土阻力得到確定程度發(fā)揮，在樁頂量測(cè)到的樁、土響應(yīng)信號(hào)包含有承載力因素，所以高應(yīng)變動(dòng)力試樁可以對(duì)單樁承載力進(jìn)展判定，也可以評(píng)價(jià)樁身構(gòu)造完整性。低應(yīng)變法，作用在樁頂上的動(dòng)荷載力小于使用荷載，其能量小，只能使樁土產(chǎn)生彈性變形，一般狀況只產(chǎn)生10-5動(dòng)應(yīng)變，它是通過應(yīng)力波在樁身中傳播和反射原理，對(duì)樁身構(gòu)造完整性進(jìn)展評(píng)價(jià)，依據(jù)振動(dòng)理論對(duì)承載力進(jìn)展推算。低應(yīng)變法從原理上，不能直接得到承載力的推斷，而是由實(shí)測(cè)動(dòng)剛度和靜、動(dòng)比照的修正進(jìn)展推算，因此帶有很大的地區(qū)閱歷和人為因素。地基處理與樁基施工技術(shù)的新進(jìn)展地基處理粉噴樁的大面積應(yīng)用水泥粉煤灰碎石樁的拓展夯實(shí)水泥土樁地基的開拓應(yīng)用土工合成材料地基的大量應(yīng)用強(qiáng)夯的廣泛應(yīng)用和進(jìn)展樁基技術(shù)靜力壓樁快速進(jìn)展擠擴(kuò)多分支承力盤灌注樁的大量應(yīng)用鉆孔壓漿灌注樁的開拓和應(yīng)用夯壓成型灌注樁技術(shù)的拓展鋼樁的開拓應(yīng)用樁根底施工技術(shù)進(jìn)展方向樁的尺寸向長、大方向進(jìn)展樁的尺寸向短、小方向進(jìn)展向攻克樁成孔難點(diǎn)方向進(jìn)展向低公害工法樁方向進(jìn)展向擴(kuò)孔樁方向進(jìn)展向異型樁方向進(jìn)展向埋入式樁方向進(jìn)展向組合式工藝樁方向進(jìn)展向高強(qiáng)度樁方向進(jìn)展向多種樁身材料方向進(jìn)展謝謝！按材料分類

按外形分類按施工方法分類可分為木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁及組合材料樁等。其中,鋼筋混凝土樁又可分為一般鋼筋混凝土樁(簡(jiǎn)稱RC樁,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C15～C40);預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁(簡(jiǎn)稱PC樁,混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40～C80)和預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土樁(簡(jiǎn)稱PHC樁,混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C80)。鋼樁又可分為鋼管樁、鋼板樁和H型鋼樁。組合材料樁中有鋼管外殼加混凝土內(nèi)壁的合成樁等?？煞譃閳A形樁(實(shí)心圓斷面樁、空心圓斷面樁和管樁)、角形樁(三角形樁、四角形樁、六角形樁、八角形樁、外方內(nèi)圓空心樁及外方內(nèi)異形空心樁等)、異形樁(十字形樁、X形樁、楔形樁、擴(kuò)底樁、樁身擴(kuò)大樁、樹根形樁、梯形樁、錐形樁、T形樁及波浪形錐形樁等)、螺旋樁、帶擴(kuò)大頭的鋼筋混凝土預(yù)制樁、多節(jié)樁、多分支承力盤樁、DX樁、凹凸形灌注樁等?？煞譃榉菙D土樁、局部擠土樁和擠土樁3大類型。再細(xì)分,樁的施工方法超過300種。施工方法的變化、完善、更新可以說是日新月異。?；诟邔?、超高層建筑物承載的需要,樁徑越來越大,樁長越來越長。歐美及日本的鋼管樁長度已達(dá)100m以上,樁徑超過2500mm;上海金茂大廈鋼管樁樁端進(jìn)入地面下80m的砂層,樁徑為914.4mm;溫州地區(qū)靜壓式鋼筋混凝土預(yù)制樁長度已達(dá)70m以上,樁斷面達(dá)600mm×600mm;鄭州某工程反循環(huán)鉆成孔灌注樁直徑為1000～1100mm,樁長77.6m;南京長江二橋主塔墩根底反循環(huán)鉆成孔灌注樁直徑為3000mm,深度150m;廈門某工程人工挖孔樁長度為73m,樁徑1.8m?；诶铣菂^(qū)改造、老根底托換加固、建筑物糾偏加固、增層以及補(bǔ)樁等需要,小樁及錨桿靜壓樁技術(shù)日趨成熟。小樁(又稱為微形樁或IM樁)實(shí)質(zhì)上是小直徑壓力注漿樁,樁徑為70～250mm,樁長為8～20m。錨桿靜壓樁的斷面為200mm×200～300mm×300mm;樁段長度取決于施工凈空高度和機(jī)具狀況,為1.0～3.0m,樁入土深度3～30m。以日本為例,成立由64家根底公司組成的巖層削孔技術(shù)協(xié)會(huì),爭(zhēng)論開發(fā)出20余種大直徑巖層削孔工法,其中長螺旋鉆進(jìn)成孔法3種、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔法5種、沖擊鉆進(jìn)成孔法7種以及全套管回轉(zhuǎn)掘削法9種。國內(nèi)也有不少單位成功地爭(zhēng)論開發(fā)出巖層鉆進(jìn)成孔法及大三石層(大卵礫石層、大拋石層和大孤石層)鉆進(jìn)成孔法。筒式柴油錘沖擊式鋼筋混凝土預(yù)制樁雖然具有樁身質(zhì)量較牢靠、施工速度快及承載力高等優(yōu)點(diǎn),但由于其施工時(shí)噪聲高、振動(dòng)大和油污飛濺(三者統(tǒng)稱為一次公害)等缺點(diǎn),在城區(qū)的住宅群及公共建筑群等施工中受到很大限制,為此靜壓式鋼筋混凝土預(yù)制樁施工技術(shù)在國內(nèi)得到業(yè)主的青睞,國外已顯現(xiàn)出用液壓打樁錘取代筒式柴油錘的趨勢(shì)。泥漿護(hù)壁法鉆、沖孔灌注樁在地下水位高的軟土地區(qū)雖然被較廣泛地承受,但由于泥漿的使用使施工現(xiàn)場(chǎng)不文明,泥漿排解(稱為二次公害)的困難,成為施工者頭痛之事。因此鉆斗鉆成孔灌注樁,因其干取土作業(yè)加之所使用的穩(wěn)定液由專用的倉罐貯存,現(xiàn)場(chǎng)較為文明,在日本建筑業(yè)界此類樁型已成為泥漿護(hù)壁灌注樁的主力樁型,國內(nèi)此類樁型的承受亦日趨增多。貝諾特灌注樁由于環(huán)保效果好(噪聲低、振動(dòng)小、無泥漿污染與排放)、施工現(xiàn)場(chǎng)文明,在海內(nèi)外廣泛承受,我國香港地區(qū)此類樁型的市場(chǎng)份額約占45%,昆明、溫州及北京地區(qū)10余個(gè)工程已成功地承受此類樁型。北京地區(qū)一般直徑鉆孔擴(kuò)底灌注樁(樁身直徑0.3～0.4m、擴(kuò)底直徑0.8～1.2m)的靜載試驗(yàn)結(jié)果說明,與一樣樁身直徑的直孔樁相比,前者的極限荷載為后者的1.7～7.0倍,前者的單位樁體積的極限荷載為后者的1.4～3.0倍。大直徑鉆(挖)孔擴(kuò)底樁具有承載力高、成孔后出土量少、承臺(tái)面積小等顯著優(yōu)