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1、2020 2 5 1 桩基工程 2020 2 5 2 2 第八章桩基设计和施工要点 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 3 一 埋设护筒和制备泥浆钻孔前 在现场放线定位 按桩位挖去桩孔表层土 并埋设护筒 护筒上部设1 2个溢浆孔 是用厚4 8mm钢板制成的圆筒 其内径应大于钻头直径200mm 护筒的作用是固定桩孔位置 保护孔口 防止地面水流入 增加孔内水压力 防止塌孔 成孔时引导钻头的方向 8 6钻孔灌注桩施工 一 湿作业成孔灌注桩 2020 2 5 4 泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆池 2020 2 5 5 埋设护筒 2020 2 5 6 制作钢筋笼 2020 2 5 7 制作钢筋笼 2020
2、 2 5 8 2020 2 5 9 2020 2 5 10 2020 2 5 11 2020 2 5 12 2020 2 5 13 钢筋笼焊接 2020 2 5 14 灌注桩钢筋冷挤压连接 2020 2 5 15 2020 2 5 16 泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺 埋设护筒护筒是保证钻机沿着桩位垂直方向顺利钻孔的辅助工具 其保护孔口和提高桩孔内的泥浆水头 防止踏孔的作用 2020 2 5 17 反循环成孔 在护筒上拉十字线 使钻机的钻头对准桩的中心线 等钻机对准后往护筒里放水 采用泥浆护壁进行钻孔 2020 2 5 18 2020 2 5 19 在钻孔过程中 向孔中注入相对密度为1 1 1 5
3、的泥浆 使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实 避免孔内漏水 保持护筒内水压稳定 泥浆相对密度大 加大了孔内的水压力 可以稳固孔壁 防止塌孔 通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出 起到携砂 排土的作用 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 20 二 成孔 1 潜水钻机成孔潜水钻机成孔示意图如图2 12所示 潜水钻机是一种旋转式钻孔机 其防水电机变速机构和钻头密封在一起 由桩架及钻杆定位后可潜入水 泥浆中钻孔 注入泥浆后通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒 石渣排至孔外 8 8钻孔灌注桩施工 2020 2 5 21 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 22 潜水钻机成孔排渣有正循环排渣和泵举
4、反循环排渣两种方式 如图2 13所示 a 正循环排渣法 在钻孔过程中 旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后 利用泥浆泵压送高压泥浆 经钻机中心管 分叉管送入到钻头底部强力喷出 与切削成浆状的碎泥渣混合 携带泥土沿孔壁向上运动 从护筒的溢流孔排出 b 泵举反循环排渣法 砂石泵随主机一起潜入孔内 直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 23 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 24 2 冲击钻成孔冲击钻机通过机架 卷扬机把带刃的重钻头 冲击锤 提高到一定高度 靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔 图2 14 冲击钻头形式有十字形 工字形 人字形等 一般常用十
5、字形冲击钻头 图2 15 冲孔前应埋设钢护筒 并准备好护壁材料 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 25 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 26 3 冲抓锥成孔 a 冲抓锥 图2 16 锥头上有一重铁块和活动抓片 通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度 下落时松开卷筒刹车 抓片张开 锥头便自由下落冲入土中 然后开动卷扬机提升锥头 这时抓片闭合抓土 冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣 依次循环成孔 b 冲抓锥成孔施工过程 护筒安装要求 泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同 c 适用于松软土层 砂土 粘土 中冲孔 但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 27 8
6、 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 28 三 清孔验孔是用探测器检查桩位 直径 深度和孔道情况 清孔即清除孔底沉渣 淤泥浮土 以减少桩基的沉降量 提高承载能力 泥浆护壁成孔清孔时 对于土质较好不易坍塌的桩孔 可用空气吸泥机清孔 气压为0 5MPa 使管内形成强大高压气流向上涌 同时不断地补足清水 被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出 直至喷出清水为止 对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣 清孔后的泥浆相对密度应控制在1 15 1 25 8 8钻孔灌注桩施工 2020 2 5 29 2020 2 5 30 2020 2 5 31 四 浇筑水下混疑土泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中
7、或泥浆中进行的 故称为浇筑水下混凝土 水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级 必须具备良好的和易性 配合比应通过试验确定 水下混凝土浇筑常用导管法 图2 17 浇筑时 先将导管内及漏斗灌满混凝土 其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0 8m以上 然后剪断悬吊隔水栓的钢丝 混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中 8 8钻孔灌注桩施工 2020 2 5 32 导管法浇注桩身砼 2020 2 5 33 2020 2 5 34 灌注桩钢筋冷挤压连接 2020 2 5 35 焊吊筋 防止浇筑砼时钢筋笼上浮 2020 2 5 36 四 浇注水下混凝土浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中 因此水下
8、混凝土的浇注 必须在与周围环境水隔离的条件下进行 水下混凝土浇筑的方法很多 最常用的是导管法 导管法采用的主要机具有 导管 漏斗和储料斗 隔水塞 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 37 提升导管 下料 排出泥浆 2020 2 5 38 水下混凝土灌注用导管 2020 2 5 39 2020 2 5 40 截桩头 2020 2 5 41 桩头混凝土取样 2020 2 5 42 四 浇注水下混凝土施工质量要求 1 护筒中心与桩中心偏差不大于50mm 埋深1 1 5m 2 泥浆比重控制 1 1 1 5 3 孔底沉渣厚度 端承桩50mm 摩擦桩150mm 4 砼浇筑连续进行 导管埋入砼中0 8
9、1 3m 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 43 思考题 1 现浇灌注桩按成孔方法不同有哪些分类 2 泥浆护壁成孔灌注桩施工中的孔口护筒 泥浆各有什么作用 2020 2 5 44 二 干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩适合地下水位以上的桩基施工 1 施工设备 螺旋钻机 钻孔扩机 机动或洛阳铲等 2 施工要点 开始钻孔时 应保持钻杆垂直 位置正确 防止因钻杆晃动引起孔径扩大及增多孔底虚土 发现钻杆摇晃 移动 偏斜或难以钻进时 应提钻检查 排除地下障碍物 避免桩孔偏斜和钻具损坏 钻进过程中 应随时清理孔口粘土 遇到地下水 塌孔 缩孔等异常情况 应停止钻孔 同有关单位研究处理 8 6钻孔灌注桩施
10、工 2020 2 5 45 二 干作业成孔灌注桩 2 施工要点 钻头进入硬土层时 易造成钻孔偏斜 可提起钻头上下反复扫钻几次 以便削去硬土 若纠正无效 可在孔中局部回填粘土至偏孔处0 5m以上 再重新钻进 成孔达到设计深度后 应保护好孔口 按规定验收 并做好施工记录 孔底虚土尽可能清除干净 可采用夯锤夯击孔底虚土或进行压力注水泥浆处理 然后快吊放钢筋笼 并浇筑混凝土 混凝土应分层浇筑 每层高度不大于1 5m 3 质量要求 垂直度不大于1 孔底虚土厚度不大于100mm 桩位允许偏差符合规定要求 8 8钻孔灌注桩施工 2020 2 5 46 二 干作业成孔灌注桩螺旋钻孔灌注桩成孔螺旋钻孔灌注桩施工
11、过程如图2 11所示 a 成孔一般采用螺旋钻机钻孔 螺旋钻头外径分别为 400mm 500mm 600mm 钻孔深度相应为12m 10m 8m 利用螺旋钻叶片出土 适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层 砂土及人工填土地基 不适于有地下水的土层和淤泥质土 b 钻机就位后 钻杆垂直对准桩位中心 开钻时先慢后快 减少钻杆的摇晃 及时纠正钻孔的偏斜或位移 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 47 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 48 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 49 螺旋钻机 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 50 螺旋钻机 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 51
12、 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 52 螺旋钻施工要点 1 钻孔先慢后快 避免钻杆摇晃 2 达到深度后及时空转清土 测尺检查虚土 3 及时吊放钢筋笼 浇筑砼 导管法浇筑 4 从成孔到砼浇筑不超过24H L 80 100 砼连续分层捣实 每层高度不大于1 5m 5 高度超过桩顶 松散层1 1 5m 施工中常遇见问题及处理 1 孔壁坍塌 2 钻孔偏斜 3 孔底虚土 4 断桩 8 6钻孔灌注桩施工 二 干作业成孔灌注桩 2020 2 5 53 一 分类 1 锤击沉管灌注桩 图2 18 2 振动沉管灌注桩 图2 19 8 6钻孔灌注桩施工 三 沉管灌注桩 2020 2 5 54 1 沉管灌注桩
13、 打桩机就位 灌注混凝土 沉管 边拔管边振动 安放钢筋笼继续浇灌混凝土 成型 沉管灌注桩 锤击 直径300 500mm 桩长20m 振动 直径300 500mm 吊脚桩缩颈桩 2020 2 5 55 a 活瓣桩尖 b 桩靴图2 16活瓣桩尖及桩靴1一桩管 2一锁轴 3一活瓣 4 桩靴 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 56 图2 17沉管灌注桩施工过程1一钢管 2一混凝土桩靴 3一桩 8 6钻孔灌注桩施工 a 就位 b 沉套管 c 初灌混凝土 d 放置钢筋笼 灌注混凝土 e 拔管成桩 2020 2 5 57 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 58 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2
14、 5 59 振动沉管 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 60 二 沉管灌注桩的施工施工方法 锤击沉管灌注桩 振动沉管灌注桩 施工工艺 使用锤击式桩锤或振动式桩锤将一定直径的钢管沉入土中 形成桩孔 然后放入钢筋笼浇筑混凝土 最后拔出钢管 形成所需要的灌注桩 1 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩宜用于一般粘性土 淤泥质土 砂土和人工填土地基 1 施工设备 桩架 桩锤及动力设备等 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 61 二 沉管灌注桩的施工1 锤击沉管灌注桩 2 锤击施工方法 方法有单打法和复打法两种 桩管上端扣上桩帽 检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上 桩管偏斜 0 5 时 可锤击桩管 拔管
15、要均匀 第一次拔管不易过高 应保持桩管内不少于2 高度的混凝土 然后再灌足混凝土 拔管时应保持连续密锤低击不停 并控制拔出速度 对一般土层 以不大于1 min为宜 在软弱土层及软硬土层交界处 应控制在0 8 min 3 质量要求 混凝土强度不低于C20 塌落度 钢筋保护层厚度 桩位允许偏差跳打法 邻桩50 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 62 2 振动沉管灌注桩 适用于砂土 稍密及中密碎石土 主要特征 边振边拔 振动沉管灌注桩可采用单振法 反插法或复振法施工 1 施工设备 桩架 击振器 动力设备等 2 施工方法 单振法施工 在沉入土中的桩管内灌满混凝土 开始开动激振器 振动5s 10
16、开始拔管 边振边拔 反插法 拔0 5 1m 向下反插0 3 0 5mc 复振法施工 施工方法与复打法相同 施工时要注意 前后两次沉管的轴线应重合 复振施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行 8 6钻孔灌注桩施工 2020 2 5 63 3 沉管桩质量要求 a 材料符合 标号 骨料 钢筋 b 拔管过程中 桩内保持2m高的砼 保证压力 c 桩距离大于4d 跳打 相邻施工初凝 d 最后2分钟的沉管贯入度严格控制 e 桩位偏差符合要求 8 6钻孔灌注桩施工 2 振动沉管灌注桩 2020 2 5 64 在沉管灌注桩施工过程中 对土体有挤密作用和振动影响 施工中应结合现场施工条件 考虑成孔的顺序 间隔一个或两个桩位成孔 在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔 一个承台下桩数在5根以上者 中间的桩先成孔 外围的桩后成孔 8 6钻孔灌注桩施工 2 振动沉管灌注桩 4 成孔顺序 2020 2 5 65 断桩 原因有 桩距过小 受邻桩施打时挤土造成的影响 软硬土层间传递水平力大小不同 对桩产生剪应力 混凝土终凝不久 强度弱 受振动和外力扰动 拔管时速度过快 混凝土来不及下落 周围的土迅速回缩 形成断桩 措施有
