各種樁基施工工藝.ppt

1、,樁基工程施工,學(xué)習(xí)要求： 熟悉樁基礎(chǔ)組成及分類； 了解預(yù)制樁施工順序確定、注意事項、質(zhì)量事故產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施； 了解靜力壓樁特點和施工方法； 熟悉泥漿護(hù)壁成孔、人工挖空施工過程及工藝原理； 掌握水下砼灌注的施工方法與要點。 熟悉常見質(zhì)量事故的預(yù)防和處理，安全施工措施； 了解預(yù)制樁、灌注樁質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)。,樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)應(yīng)用最多的一種基礎(chǔ)形式，它由若干個沉入土中的樁和連接樁頂?shù)某信_或蓋梁組成。 樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強(qiáng)的土（巖）層上，或?qū)④浫跬翆訑D密實以提高地基土的承載能力和密實度。,、樁基礎(chǔ)的作用、組成、分類,樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種(圖2.1) 端承樁是

2、穿過軟弱土層而達(dá)到堅硬土層或巖層上的樁，結(jié)構(gòu)荷載主要由巖層阻力承受；施工時以控制嵌巖深度為主，對沉渣厚度的要求嚴(yán)格。 橋梁工程中的端承樁多數(shù)要求嵌巖。 摩擦樁完全設(shè)置在軟弱土層中，依靠樁端阻力和樁身側(cè)面與地基土之間的摩擦阻力共同承受荷載，施工時以控制樁端設(shè)計標(biāo)高（長度）為主。 對于樁端為硬土層者，又有摩擦端承樁，端承摩擦樁。 橋梁工程中的摩擦樁，通常不計擠密作用。,樁按施工方法分為預(yù)制樁和灌注樁 預(yù)制樁根據(jù)沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等； 灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆（沖）孔灌注樁、挖孔灌注樁、套管成孔灌注

3、樁及爆擴(kuò)成孔灌注樁等。,一、 鋼筋混疑土預(yù)制樁施工,鋼筋混凝土預(yù)制樁：在預(yù)制構(gòu)件廠或施工現(xiàn)場預(yù)制，用沉樁設(shè)備在設(shè)計位置上將其沉入土中，其特點：堅固耐久，不受地下水或潮濕環(huán)境影響，能承受較大荷載，施工機(jī)械化程度高，進(jìn)度快，能適應(yīng)不同土層施工。 鋼筋混凝土預(yù)制樁是我國目前廣泛采用的一種樁型多用于房建工程，橋梁工程少用。,鋼筋混凝土預(yù)制樁有方形實心斷面樁和圓柱體空心斷面樁。 鋼筋混凝土預(yù)制樁施工前，應(yīng)根據(jù)施工圖設(shè)計要求、樁的類型、成孔過程對土的擠壓情況、地質(zhì)探測和試樁等資料，制定施工方案。其主要內(nèi)容包括：確定施工方法，選擇打樁機(jī)械，確定打樁順序，樁的預(yù)制、運(yùn)輸，以及沉樁過程中的技術(shù)和安全措施。,打入

4、法施工,打入法也稱錘擊法，是利用樁錘落到樁頂上的沖擊力來克服土對樁的阻力，使樁沉到預(yù)定的深度或達(dá)到持力層的一種打樁施工方法。 錘擊沉樁是混凝土預(yù)制樁常用的沉樁方法，它施工速度快，機(jī)械化程度高，適用范圍廣，但施工時有沖撞噪聲和對地表層有振動，在城區(qū)和夜間施工有所限制。,打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動力裝置。,1.3.2 打樁順序的確定,打樁順序直接影響到樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和施工速度，應(yīng)根據(jù)樁的密集程度(樁距大小)、樁的規(guī)格、長短、樁的設(shè)計標(biāo)高、工作面布置、工期要求等綜合考慮，合理確定打樁順序。 根據(jù)樁的密集程度，打樁順序一般分為逐段打設(shè)、自中部向四周打設(shè)和由中間向兩側(cè)打設(shè)三種，如圖2.7所示。 當(dāng)樁的中心

5、距不大于4倍樁的直徑或邊長時，應(yīng)由中間向兩側(cè)對稱施打(圖2.7(c)，或由中間向四周施打(圖2.7(b)。 當(dāng)樁的中心距大于4倍樁的邊長或直徑時，可采用上述兩種打法，或逐排單向打設(shè)(圖2.7(a) 。,根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計標(biāo)高和樁的規(guī)格，宜按先深后淺、先大后小、先長后短的順序進(jìn)行打樁。,1.3.3 打樁,打樁機(jī)就位時，樁架應(yīng)垂直平穩(wěn)，導(dǎo)桿中心線與打樁方向一致。 樁開始打入時，應(yīng)控制錘的落距，采用短距輕擊；待樁入土一定深度(12m)穩(wěn)定以后，再以規(guī)定落距施打。 樁的施打原則是重錘低擊，這樣樁錘對樁頭的沖擊小，回彈也小，樁頭不易損壞，大部分能量都用于克服樁身與土的摩阻力和樁尖阻力上，樁能較快地沉入土中。

6、 樁入土深度是否已達(dá)到設(shè)計位置，是否停止錘擊，其判斷方法和控制原則與樁的類型有關(guān)。,1.3.4 打樁質(zhì)量要求和測量記錄,(1) 打樁質(zhì)量要求 端承樁最后貫入度不大于設(shè)計規(guī)定貫入度數(shù)值時，樁端設(shè)計標(biāo)高可作參考；摩擦樁端標(biāo)高達(dá)到設(shè)計規(guī)定的標(biāo)高范圍時，貫入度可作參考。 打(壓)入樁(預(yù)制混凝土方樁、先張法預(yù)應(yīng)力管樁、鋼樁)的樁位偏差，必須符合表2.4的規(guī)定。 樁的承載力檢驗,1.3.5 打樁施工常見問題的分析,在打樁施工過程中會遇見各種各樣的問題，例如樁頂破碎，樁身斷裂，樁身位移、扭轉(zhuǎn)、傾斜，樁錘跳躍，樁身嚴(yán)重回彈等。 發(fā)生這些問題的原因有鋼筋混凝土預(yù)制樁制作質(zhì)量、沉樁操作工藝和復(fù)雜土層等三個方面的

7、原因。 工程及施工驗收規(guī)范規(guī)定，打樁過程中如遇到上述問題，都應(yīng)立即暫停打樁，施工單位應(yīng)與勘察、設(shè)計單位共同研究，查明原因，提出明確的處理意見，采取相應(yīng)的技術(shù)措施后，方可繼續(xù)施工。,1.3.6 打樁過程中的注意事項,樁機(jī)就位后，樁架應(yīng)垂直平穩(wěn)，樁帽與樁頂應(yīng)鎖緊牢靠，連接成整體。 打樁時，應(yīng)密切觀察樁身下沉貫入度的變化情況。 在正常情況下，沉樁應(yīng)連續(xù)施工，打入土的速度應(yīng)均勻，應(yīng)避免因間歇時間過長，土的固結(jié)作用而使樁難以下沉。 打樁時振動大，對土體有擠壓作用，可能影響周圍建筑物、道路及地下管線的安全和正常使用，施工過程中要有專人巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)和處理有關(guān)問題。 嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入打樁現(xiàn)場；對樁機(jī)的

8、正常運(yùn)行、樁架的穩(wěn)定經(jīng)常進(jìn)行檢查，嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工，確保安全。,1.4 靜力壓樁,靜力壓樁是利用無噪聲、無振動的靜壓力將樁壓入土中，常用于土質(zhì)均勻的軟土地基的沉樁施工。 靜力壓樁(圖2.8)利用壓樁架的自重和配重，通過卷揚(yáng)機(jī)牽引，由鋼絲繩、滑輪和壓梁，將整個樁機(jī)的重力(8001500kN)反壓在樁頂上，以克服樁身下沉?xí)r與土的摩擦力，迫使預(yù)制樁下沉。 壓樁施工一般采取分節(jié)壓入、逐段接長的施工方法。 接樁的方法目前有三種：焊接法(圖2.9)、法蘭螺栓連接法、硫磺漿錨法(圖2.10)。,二、 混疑土灌注樁施工,灌注樁：直接在樁位上用機(jī)械成孔或人工挖孔，在孔內(nèi)安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。 與

9、預(yù)制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動小、噪聲小等特點。 灌注樁按成孔方法分為泥漿護(hù)壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、干作業(yè)鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁等。,2.1 干作業(yè)鉆孔灌注樁,干作業(yè)鉆孔灌注樁施工過程如圖2.11所示。 干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機(jī)鉆孔。螺旋鉆頭外徑分別為400mm、500mm、600mm，鉆孔深度相應(yīng)為12m、10m、8m。適用于成孔深度內(nèi)沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適于有地下水的土層和淤泥質(zhì)土。 鉆機(jī)就位后，鉆桿垂直對準(zhǔn)樁位中心，開鉆時先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時糾正鉆孔的偏斜或位移。,鉆孔至規(guī)定要求深度后，進(jìn)行孔底清土。清

10、孔的目的是將孔內(nèi)的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。方法是鉆機(jī)在原深處空轉(zhuǎn)清土，然后停止旋轉(zhuǎn)，提鉆卸土。 鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數(shù)、間距及主筋保護(hù)層均應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，綁扎牢固，防止變形。用導(dǎo)向鋼筋送入孔內(nèi)，同時防止泥土雜物掉進(jìn)孔內(nèi)。鋼筋骨架就位后，應(yīng)立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時，應(yīng)分層澆筑、分層搗實，每層厚度5060cm。,2.2 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁,泥漿護(hù)壁成孔是利用泥漿保護(hù)穩(wěn)定孔壁的機(jī)械鉆孔方法。它通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無地下水的土層。 成孔機(jī)械有潛水鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)、沖抓錐等。 泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設(shè)護(hù)筒、樁機(jī)就位、

11、制備泥漿、機(jī)械(潛水鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)等)成孔、泥漿循環(huán)出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土。,2.2.3 清孔,驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能力。 泥漿護(hù)壁成孔清孔時，對于土質(zhì)較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機(jī)清孔，氣壓為0.5MPa，使管內(nèi)形成強(qiáng)大高壓氣流向上涌，同時不斷地補(bǔ)足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。 對于穩(wěn)定性較差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應(yīng)控制在1.151.25。含砂率=4%(大直徑樁2%),2.2.4 澆筑水下混疑土,泥漿護(hù)壁成孔灌注混凝土的澆

12、筑是在水中或泥漿中進(jìn)行的，故稱為澆筑水下混凝土。 水下混凝土宜比設(shè)計強(qiáng)度提高一個強(qiáng)度等級，必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過試驗確定。 水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法(圖2.17)。 澆筑時，先將導(dǎo)管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土，其量保證導(dǎo)管下端一次埋入混凝土面以下1.0m以上，然后剪斷（或迅速拔出）懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進(jìn)入水中。,水下砼灌注過程示意圖,導(dǎo)管埋深應(yīng)保持在26m之間 過小易發(fā)生導(dǎo)管進(jìn)水，過大易導(dǎo)致“埋管”。,導(dǎo)管口初始位置，首盤砼用量,導(dǎo)管口到孔底的距離不宜太大或太小，一般2040cm. 太大不利于將沉渣帶起，底部砼質(zhì)量難以保證； 太小容易堵管。 為防止導(dǎo)管進(jìn)水

13、，首盤砼應(yīng)使導(dǎo)管埋深不少于1m。,2.3.1 錘擊沉管灌注樁,錘擊沉管灌注樁適宜于一般粘性土、淤泥質(zhì)土和人工填土地基，其施工過程見圖2.20所示。,錘擊沉管灌注樁施工要點： 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。,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，

14、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(qiáng)度的50%以后，方可施打。,2.3.2 振動沉管灌注樁,振動沉管灌注樁采用激振器或振動沖擊沉管。 其施工過程為： 樁機(jī)就位 沉管 上料 拔管,2.3.3 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(jī)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

15、土面高于地面，使之具有足夠的擴(kuò)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。,(2) 斷樁 斷樁：指樁身局部分離或斷裂，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(qiáng)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(qiáng)度后，再進(jìn)行下根樁的施工。,(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(jìn)

16、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，可采用密張慢拔的方法，對樁腳底部進(jìn)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。,(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(qiáng)度大大降低，在混凝土側(cè)壓力作用下，樁身擴(kuò)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

17、聯(lián)系，改用其他樁型。,2.4 人工挖孔灌注樁,挖孔灌注樁是采用人工挖掘方法成孔，放置鋼筋籠，澆筑混凝土而成的樁基礎(chǔ)，也稱墩基礎(chǔ)。它由承臺、樁身和擴(kuò)大頭組成(圖2.21)，穿過深厚的軟弱土層而直接坐落在堅硬的巖石層上。 優(yōu)點是樁身直徑大，承載能力高；施工時可在孔內(nèi)直接檢查成孔質(zhì)量，觀察地質(zhì)土質(zhì)變化情況；樁孔深度由地基土層實際情況控制，樁底清孔除渣徹底、干凈，易保證混凝土澆筑質(zhì)量。,2.5.5 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(jìn)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。,(3) 對施工危險區(qū)域和機(jī)具(沖擊、錘擊樁機(jī)，人工挖掘成孔的周圍，樁架下)，要加強(qiáng)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