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1、1 沉管灌注桩的分类 施工工艺 施工组织方 案 施工质量问题和处理措施以及在工程实 例中的应用等相关研究 2011 年 4 月 27 日 2 目 录 第一章第一章 沉管灌注沉管灌注桩桩的分的分类类 3 1 1 分分类类 3 1 2 锤击锤击沉管灌注沉管灌注桩桩 3 1 3 振振动动沉管灌注沉管灌注桩桩与振与振动动冲冲击击沉管灌注沉管灌注桩桩 5 1 4 沉管夯沉管夯扩扩灌注灌注桩桩 10 1 5 静静压压沉管灌注沉管灌注桩桩 17 1 6 沉管灌注沉管灌注桩桩施工中常施工中常见问题见问题的分析与的分析与处处理理 22 第二章第二章 沉管灌注沉管灌注桩桩的施工工的施工工艺标艺标准准 25 2 1
2、 适用范适用范围围 25 2 2 施工准施工准备备 25 2 3 施工工施工工艺艺 26 2 4 质质量量标标准准 28 2 5 应应注意的注意的质质量量问题问题 31 2 6 成品保成品保护护 32 2 7 安全健康与安全健康与环环境管理境管理 32 第三章第三章 沉管灌注沉管灌注桩桩的施工的施工组织组织方案方案 34 3 1 施施工工准准备备 34 3 2 施工施工组织组织及管理及管理 34 3 2 施工施工进进度度计计划划 35 3 4 施工方法施工方法 35 3 5 施工施工质质量保量保证证及技及技术术措施措施 36 3 6 安全与方明施工安全与方明施工 40 第四章第四章 沉管灌注沉
3、管灌注桩桩的施工的施工质质量量问题问题和和处处理措施理措施 43 4 1 概述概述 43 4 2 施工中施工中经经常遇到的常遇到的质质量量问题问题及原因及原因 43 4 3 具体的具体的处处理措施理措施 45 4 4 能能较较好解决施工好解决施工质质量量问题问题的新工的新工艺艺 46 4 5 总结总结 47 第五章第五章 沉管灌注沉管灌注桩桩在在实实例工程中的例工程中的应应用用 48 5 1 CFG 振振动动沉管灌注沉管灌注桩桩在靖州市在靖州市东东部新区靖州花园住宅楼工程中的部新区靖州花园住宅楼工程中的应应用用 48 5 2 沉管灌注沉管灌注桩桩复合地基在吉安港石溪复合地基在吉安港石溪头货头货
4、运运码头码头工程中的工程中的应应用用 52 5 3 沉管夯沉管夯扩扩灌注灌注桩桩在某市在某市软软土地区的土地区的应应用用 54 3 第一章第一章 沉管灌注沉管灌注桩桩的分的分类类 1 1 分分类类 1 1 1 钢筋混凝土灌注桩 钢筋混凝土灌注桩是一种直接在现场桩位上就地成孔 然后在孔内浇筑混 凝土或安放钢筋笼再浇筑混凝土而成的桩 按其成孔方法不同 可分为钻孔灌 注桩 沉管灌注桩 人工挖孔和挖孔扩底灌注桩等 1 1 2 沉管灌注桩 沉管灌注桩 又叫套管成孔灌注桩 是目前采用较为广泛的一种灌注桩 沉管灌注桩是指利用锤击打桩法或振动打桩法 将带有活瓣式桩尖或预制钢筋 混凝土桩靴的钢套管沉人士中 然后
5、边浇筑混凝土 或先在管内放入钢筋笼 边 锤击或振动边拔管而成的桩 依据使用桩锤和成桩工艺不同 分为锤击沉管灌 注桩 振动沉管灌注桩 静压沉管灌注桩 振动冲击沉管灌注桩和沉管夯扩灌 注桩等 这类灌注桩的施工工艺是 使用锤击式桩锤或振动式桩锤将带有桩尖 的钢管沉人土中 造成桩孔 然后放人钢筋笼 浇筑混凝土 最后拔出钢管 形成所需的灌注桩 沉管桩对周围环境有噪音 振动 挤压等影响 沉管灌注桩成桩过程为 桩机就位一锤击 振动 沉管一上料一边锤击 振动 边拔管 并继续浇筑混凝土一下钢筋笼 继续浇筑混凝土及拔管一成桩 1 2 锤击锤击沉管灌注沉管灌注桩桩 锤击沉管灌注桩的机械设备由桩管 桩锤 桩架 卷扬机
6、滑轮组 行走机 构组成 锤击沉管桩适用于一般粘性土 淤泥质土 砂土和人工填土地基 但不能 在密实的砂砾石 漂石层中使用 它的施工程序一般为 定位埋设混凝土预制 桩尖 桩机就位 锤击沉管 灌注混凝土 边拔管 边锤击 边继续灌注混凝 土 中间插入吊放钢筋笼 成桩 施工时 用桩架吊起钢桩管 对准埋好的预制钢筋混凝土桩尖 桩管与桩 尖连接处要垫以麻袋 草绳 以防地下水渗入管内 缓缓放下桩管 套人桩尖 压进土中 桩管上端扣上桩帽 检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上 桩管垂 直度偏差 0 5 时即可锤击沉管 先用低锤轻击 观察无偏移后再正常施打 直至符合设计要求的沉桩标高 并检查管内有无泥浆或进水 即可浇筑
7、混凝土 4 管内混凝土应尽量灌满 然后开始拔管 凡灌注配有不到孔底的钢筋笼的桩身 混凝土时 第一次混凝土应先灌至笼底标高 然后放置钢筋笼 再灌混凝土至 桩顶标高 第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需灌人的混凝土量为限 不宜拔得过高 在拔管过程中应用专用测锤或浮标检查混凝土面的下降情况 拔管速度要均匀 对一般土层以 1 m min 为宜 在软弱土层及软硬土层交 界处宜控制在 0 3 0 8m min 为宜 采用倒打拔管时 桩锤的冲击频率为 单 动汽锤不得少于 50 次 min 自由落锤轻击不得少于 40 次 min 在管底未拔至 桩顶设计标高之前 倒打和轻击不得中断 锤击沉管桩混凝土强度等级不
8、得低于 C20 每立方米混凝土的水泥用量不 宜少于 300Kg 混凝土坍落度在配钢筋时宜为 80 100 mm 无筋时宜为 60 80 mm 碎石粒径在配有钢筋时不大于 25mm 无筋时不大于 40mm 预制 钢筋混凝土桩尖的强度等级不得低于 C30 混凝土充盈系数 实际灌注混凝土体 积与按设计桩身直径计算体积之比 不得小于 1 0 成桩后的桩身 混凝土顶面标 高应至少高出设计标高 500 mm 当桩较稀疏时 中心距大于 3 5 倍桩 径或 2m 可采用连打方法 当桩较密 集时 中心距小于等于 3 5 倍桩径或 2 m 为防止断桩现象应采用跳跃施打的 方法 中间空出的桩应待邻桩混凝土达到设计强
9、度等级的 50 以上方可施打 对于土质较差的饱和淤泥质土 可采用控制时间的连打方法 即必须在邻桩混 凝土终凝前 将影响范围内 中心距小于等于 3 5 倍桩径或 2m 的桩全部施工完 毕 锤击沉管灌注桩适用于一般粘土 淤泥质土 砂土 人工填工等 前面介绍的锤击沉管灌注桩的施工方法 一般称为 单打法 而锤击沉管 扩大灌注柱的施工方法则称为 复打法 复打 般在下列情况下应用 1 设计要求扩大桩的直径 增加桩的承载力 减少桩的数量 减少承台面 积等 2 施工中处理工程问题和质量事故 例如怀疑或发现有缩径 吊脚 夹泥 等缺陷或持力层起伏不平 个别桩由于桩管长度所限达不到设计规定的进入持 力层深度 以致使
10、贯入度不符合要求 作为补救措施而采用复打法 5 复打法是在第一次单打将混凝土浇筑到桩顶设计标高后 清除桩管外壁上 污泥和孔周围地面上的浮土 立即在原桩位上再次安放桩尖 进行第二次沉管 使第一次未凝固的混凝土向四周挤压密实 将桩径扩大 然后第二次浇筑混凝 土成桩 复打施工时 桩管中心线应与初打 单打 中心线重合 第一次灌注的混凝 土应接近自然地面标高 复打前应清除桩管外壁污泥 必须在第一次 单打 灌 注混凝土初凝前 完成复打工作 复打以一次复打为宜 钢筋笼在第二次沉管 后吊放 复打法全复打 半复打和局部复打之分 如果缺陷在下半段 则第一次混 凝土浇筑到半桩长 另加 lm 开始复打 如果缺陷在上半
11、段 则第一次浇筑混 凝土到顶后 将桩管打入 1 2 桩长 再第二次灌注混凝土 对于饱和淤泥或淤 泥质软土则宜采用全桩长复打法 1 3 振振动动沉管灌注沉管灌注桩桩与振与振动动冲冲击击沉管灌注沉管灌注桩桩 1 概述 振动沉管灌注桩与振动冲击沉管灌注桩 以下简称振动 振动冲击沉管灌 注桩 是利用振动桩锤 又称激振器 振动冲击锤将桩管沉人土中 然后灌注 混凝土而成 这两种灌注桩与锤击沉管灌注桩相比 更适合于稍密及中密的砂 土地基施工 振动沉管灌注桩和振动冲击沉管桩的施工工艺完全相同 只是振 动沉管灌注桩利用振动锤沉桩 振动冲击沉管桩利用振动带冲击的桩锤沉桩 振动 振动冲击沉管灌注桩适用于在一般黏性土
12、 淤泥 淤泥质土 粉土 湿陷性黄土 稍密及松散的砂土及填土中使用 在坚硬砂土 碎石土及有硬夹 层的土层中 由于容易损坏桩尖 不宜采用 根据承载力的不同要求 拔管方 法可分别采用单打法 复打法 反插法 2 施工工艺 施工时 先安好桩机 将桩管下端活瓣桩尖合起来 或埋好预制桩尖 对 准桩位 徐徐放下桩管 压入土中 校正桩管垂直度 符合要求后开动激振器 同时在桩管上加压 桩管即能沉人土中 当桩管沉到设计标高 且最后 30s 的 电流值 电压值符合设计要求后 停止振动 安放钢筋笼 并用吊斗将混凝土 6 灌人桩管内 然后再开动激振器和卷扬机 拔出钢管 边振边拔 从而使桩的 混凝土得到振实 振动灌注桩可采
13、用单打法 反插法或复打法施工 单打法是一般正常的沉 管方法 它是将桩管沉人到设计要求的深度后 边灌混凝土边拔管 最后成桩 适用于含水量较小的土层 且宜采用预制桩尖 桩内灌满混凝土后 应先振动 5 10 s 再开始拔管 边振边拔 每拔 0 5 1 0m 停拔振动 5 10s 如此反复 进行 直至桩管全部拔出 拔管速度在一般土层内宜为 1 2 1 5m min 用活瓣 桩尖时宜慢 预制桩尖可适当加快 在软弱土层中拔管速度宜为 0 6 0 8m min 反插法是在拔管过程中边振边拔 每次拔管 0 5 1 0 m 再向下反插 0 3 0 5 m 如此反复并保持振动 直至桩管全部拔出 在桩尖处 1 5
14、m 范围内 宜多次反插以扩大桩的局部断面 穿过淤泥夹层时 应放慢拔管速度 并减少 拔管高度和反插深度 在流 动性淤泥中不宜使用反插法 复打法是在单打法施工完拔出桩管后 立即在原桩位再放置第二个桩尖 再第二次下沉桩管 将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压 扩大桩径 然 后再第二次灌混凝土和拔管 采用全长复打的目的是提高桩的承载力 局部复 打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷 如发现或怀疑出现缩颈 断 桩等缺陷 局部复打深度应超过断桩或缩颈区 1m 以上 复打必须在 第一次灌 注的混凝土初凝之前完成 3 振动 锤击 沉管灌注桩施工常见质量通病原因分析和预防 振动 锤击 沉管灌注桩是国内目前采
15、用得最为广泛的一种桩基形式 它具有 设备简单 施工方便 操作容易 机械化程度高 造价低 施工速度快 工期短 适用于除岩层以外的广泛土层 但它最大的缺陷是 因施工方法和施工 工艺不当 将会造成缩颈 夹泥 隔层 断桩 吊脚桩 钢筋笼下沉或上浮等常 见质量通病 1 缩颈缩颈 现象 成型后桩局部直径小于设计桩径 一般发生在地下水位以下 含上层滞水层土 层或饱和的粘性土中 如淤泥质土 原因分析 7 1 拔管时管内砼过少 2 拔管速度过快 桩管内形成真空场力 对砼产生抗力 3 在饱和粘性土中 灌入砼扩散严重不均匀 4 桩间距过少 邻近桩施工时挤压 使其缩颈 5 砼坍落度较少 和易性差 拔管时管壁对砼产生磨
16、擦力 6 在饱和淤泥或淤泥质软土层中沉桩管时 土受强制扰动挤压 产生孔隙水 压 桩管拔出后 挤向新浇灌的混凝土 使部分桩径缩小 7 桩身在上下土层条件不同 混凝土的凝固速度也不同 在上下段临界之间 引起缩颈 预防措施 1 采用 慢抽密振 击 方法拔管 在饱和的粘性土中 或地层交界处 控制好 拔管速度 一般不大于 0 5 m min 为宜 抽管过急易将混凝土拉断 控制拔管速度 管内混凝土必须略高于自然地面 保持有足够的自重压力 混凝土出管后立即扩散 2 对桩距少于 3 d 的 d 为桩径 采用跳打法或加大桩的施工间距 3 经常测定混凝土下落情况 把每根桩实际混凝土灌注量与计算灌注量对 比 发现缩颈应用复打法处理 2 桩体夹泥 桩体夹泥 现象 桩身混凝土内有夹泥层 截面积缩少 强度减弱导致桩体承载力降低 原因分析 1 采用反插施工工艺时 反插深度太大 反插时活瓣向外张开 把孔壁周围的 泥挤进桩身 造成桩身夹泥 2 采用复打施工工艺时 桩管上的泥末清理干净 把导管壁上的泥带入桩身 混凝土中 3 在饱和的粘性土中施工 混凝土坍落度太小 拔管速度过快 混凝土未流出 管外 土即涌入桩身 造成桩身夹
