混凝土及钢筋混凝土灌注桩施工课件

第二节混凝土及钢筋混凝土灌注桩施工第二节混凝土及钢筋混凝土灌注桩施工直接在现场桩位上就地成孔，然后在孔内浇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。筑混凝土或安放钢筋笼再浇筑混凝土而成的桩。1.概念概念2.主要施工过程主要施工过程放线定位放线定位-桩机就位桩机就位-成孔成孔-放入钢筋骨架放入钢筋骨架-浇筑混凝土浇筑混凝土3.特点特点节约钢筋、节省模板、施工方便、工期短、成本低节约钢筋、节省模板、施工方便、工期短、成本低；施工质量要求严格，出现问题不易观测施工质量要求严格，出现问题不易观测4.灌注桩成孔灌注桩成孔l取土成孔取土成孔成孔对周边土壤无挤密或冲击作用成孔对周边土壤无挤密或冲击作用按成孔设备行走最方便的线路等现场条件确定。按成孔设备行走最方便的线路等现场条件确定。l挤土成孔挤土成孔成孔对周边土壤有挤密或冲击作用成孔对周边土壤有挤密或冲击作用u每隔每隔12个桩位成孔；个桩位成孔；u在邻桩初凝前或终凝后成孔；在邻桩初凝前或终凝后成孔；u群桩基础中，先中间桩后周围桩；群桩基础中，先中间桩后周围桩；u同一桩基的爆扩桩，先浅后深。同一桩基的爆扩桩，先浅后深。v5.灌注桩分类灌注桩分类按照成孔设备和成孔方法分类按照成孔设备和成孔方法分类套管成孔套管成孔锤击和振动灌注桩锤击和振动灌注桩爆扩成孔爆扩成孔爆扩灌注桩爆扩灌注桩钻孔成孔钻孔成孔泥浆护壁和干作业成孔灌注桩泥浆护壁和干作业成孔灌注桩挖孔成孔挖孔成孔人工挖孔桩人工挖孔桩挤土挤土成孔成孔取土取土成孔成孔 5.灌注桩成孔的控制深度：灌注桩成孔的控制深度：（1）摩擦型桩：摩擦桩以设计桩长控制成孔深度；端承）摩擦型桩：摩擦桩以设计桩长控制成孔深度；端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度；当采用摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度；当采用锤击沉管法成孔时，桩管入土深度控制以标高为主，以贯锤击沉管法成孔时，桩管入土深度控制以标高为主，以贯入度为辅。入度为辅。（2）端承型桩：当采用钻（冲）、挖掘成孔时，必须保）端承型桩：当采用钻（冲）、挖掘成孔时，必须保证桩孔进入设计持力层深度；当采用锤击沉管法成孔时，证桩孔进入设计持力层深度；当采用锤击沉管法成孔时，沉管深度控制以贯入度为主，设计持力层标高为辅。沉管深度控制以贯入度为主，设计持力层标高为辅。一、一、钻孔灌注桩钻孔灌注桩v优点优点无振动、无挤土、噪音小，对周边建筑无振动、无挤土、噪音小，对周边建筑物影响小，适宜于硬、半硬、硬塑和软塑物影响小，适宜于硬、半硬、硬塑和软塑粘性土。粘性土。v缺点缺点承载力低，沉降量大。承载力低，沉降量大。（一）钻孔设备（一）钻孔设备1.人工钻孔机人工钻孔机2.回转钻孔机回转钻孔机3.潜水钻机潜水钻机4.冲击钻孔机冲击钻孔机1.人工钻孔机人工钻孔机组组成成机机架架手摇卷扬机手摇卷扬机钻杆钻杆钻头钻头卷扬机（又叫卷扬机（又叫绞车）是由人绞车）是由人力或机械动力力或机械动力驱动卷筒、卷驱动卷筒、卷绕绳索来完成绕绳索来完成牵引工作的装牵引工作的装置。可以垂直置。可以垂直提升、水平或提升、水平或倾斜拽引重物倾斜拽引重物2.回转钻孔机回转钻孔机类型：循环水式钻孔机类型：循环水式钻孔机全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机循环水式钻孔机循环水式钻孔机回转钻孔机由机械动力传动，在泥浆护壁条件下，回转钻孔机由机械动力传动，在泥浆护壁条件下，慢速钻进排渣成孔，灌注混凝土成桩。设备性能可靠，慢速钻进排渣成孔，灌注混凝土成桩。设备性能可靠，噪音振动小，钻进效率高，钻孔质量好。该机的最大噪音振动小，钻进效率高，钻孔质量好。该机的最大钻孔直径可达钻孔直径可达25m，钻进深度可达，钻进深度可达50100m，适，适用于碎石类土、用于碎石类土、砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质与硬质岩层等多种地质条件。质与硬质岩层等多种地质条件。全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机由主机、滑轮组、螺旋钻杆、全叶螺旋钻孔机由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成，用于地下水钻头、滑动支架、出土装置等组成，用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔，成孔孔径为土土层的成孔，成孔孔径为300mm800mm，钻孔深度钻孔深度812m。配有多种钻头，以适应不同。配有多种钻头，以适应不同的土层的土层全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机以潜水电动机作动力，工作时动力装置潜以潜水电动机作动力，工作时动力装置潜在孔底，电动机通过减速器驱动在孔底，电动机通过减速器驱动57个钻头切个钻头切削土壤，同时将压力水沿水管从钻头尖部射出，削土壤，同时将压力水沿水管从钻头尖部射出，使钻渣成泥浆排出。耗用动力小潜水钻机适用使钻渣成泥浆排出。耗用动力小潜水钻机适用于粘性土、粘土、淤泥、淤泥质土、砂土、强于粘性土、粘土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩、软质岩层，不宜用于碎石土层中风化岩、软质岩层，不宜用于碎石土层中潜水钻机潜水钻机l一泥浆管；一泥浆管；2防水电缆防水电缆3一电动机；一电动机；4齿轮减速器；齿轮减速器；5密封装置；密封装置；6钻头；钻头；7合金刃齿；合金刃齿；8钻尖钻尖冲击钻孔冲击钻孔机机冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头（冲冲击钻机通过机架、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。碎岩层或冲击土层成孔。适用于风化岩及各种软硬适用于风化岩及各种软硬土层成孔土层成孔根据钻头是否在含水层中施工，分为：根据钻头是否在含水层中施工，分为：泥浆护壁钻孔灌注桩泥浆护壁钻孔灌注桩和干作业钻孔灌注桩。和干作业钻孔灌注桩。（二）（二）钻孔灌注桩施工钻孔灌注桩施工 重点重点 泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁，钻孔时通泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁，钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔，过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔，而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土而成桩。成孔方而后吊放钢筋笼，水下灌注混凝土而成桩。成孔方式有正式有正(反反)循环回转钻成孔、正循环回转钻成孔、正(反）循环潜水钻反）循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。1.泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆材料泥浆材料泥浆主要是膨润土或粘土和水的混合物。泥浆主要是膨润土或粘土和水的混合物。孔内泥浆液面高于地下水位以上孔内泥浆液面高于地下水位以上1m，泥浆的相对密度为，泥浆的相对密度为1.1-1.15，排出时为，排出时为1.2-1.4。l泥浆的作用泥浆的作用泥浆产生的液柱压力可平衡水压力，并对孔壁有一定的侧泥浆产生的液柱压力可平衡水压力，并对孔壁有一定的侧压力，成为孔壁的一种压力，成为孔壁的一种液态支撑液态支撑；泥浆中胶质颗粒在泥浆压力下，渗入孔壁表面孔隙中，形泥浆中胶质颗粒在泥浆压力下，渗入孔壁表面孔隙中，形成一层泥皮，从而可防止塌孔，成一层泥皮，从而可防止塌孔，护壁护壁。灌进的泥浆比重小，排出的比重大，从而灌进的泥浆比重小，排出的比重大，从而携渣携渣排出泥土。排出泥土。泥浆还具有泥浆还具有润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作等作用。用。护筒护筒作用作用：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。高桩孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头方向。护筒用护筒用4-8mm厚钢板制成，内径比钻头直径大厚钢板制成，内径比钻头直径大100-200mm，顶面高出地面，顶面高出地面0.40.6m，上部开，上部开1-2个溢浆孔。个溢浆孔。埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋入土中，其入土中，其埋设深度，在粘土中不宜小于埋设深度，在粘土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于，在砂土中不宜小于1.5m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求，孔内泥浆面应保持高出地下水位浆面应保持高出地下水位1m以上。采用挖坑埋设时，以上。采用挖坑埋设时，坑的直径应比护筒外径大坑的直径应比护筒外径大0.8-1.0m。护筒中心与桩位中。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于心线偏差不应大于50mm，对位后应在护筒外侧填人粘，对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。土并分层夯实。成孔：成孔：泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法有泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法有冲击钻成孔法冲击钻成孔法、冲抓冲抓锥成孔法锥成孔法、潜水电钻成孔法潜水电钻成孔法bac泥浆泵往钻杆输进泥浆，泥浆沿孔壁上升，从泥浆泵往钻杆输进泥浆，泥浆沿孔壁上升，从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池，经沉淀处理返回孔口溢浆孔溢出流人泥浆池，经沉淀处理返回循环池循环池钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、钻头回转切削破碎岩土，利用泵吸、气举、气举、喷射等措施抽吸循环护壁喷射等措施抽吸循环护壁泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出泥浆，挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外孔外当钻孔达到设计要求深度并经检查合当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后，应立即进行清孔，目的是清除孔格后，应立即进行清孔，目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载底沉渣以减少桩基的沉降量，提高承载能力，确保桩基质量。清孔方法有真空能力，确保桩基质量。清孔方法有真空吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法。法。清孔清孔清孔清孔端承桩沉渣厚度不得大于端承桩沉渣厚度不得大于50mm，摩擦端承，摩擦端承和端承摩擦沉渣不得大于和端承摩擦沉渣不得大于100mm，摩擦桩不大于，摩擦桩不大于300mm。吊放钢筋笼吊放钢筋笼l长度为桩长的长度为桩长的1/2-1/3当全长超过当全长超过12m时分段制作。时分段制作。l接头错开接头错开500，同一截面不超过，同一截面不超过50%，每每2m焊焊12加强环，有加强环，有60-80钢筋保护层措施（定位钢筋环、钢筋保护层措施（定位钢筋环、定位垫块）定位垫块）1.导管口先用球塞堵住，导管口下沉至底表上约导管口先用球塞堵住，导管口下沉至底表上约300mm处处2.首次灌注的砼应满足导管口埋入砼首次灌注的砼应满足导管口埋入砼500mm以以上，管内砼顶面高出地下水面上，管内砼顶面高出地下水面2.5m左右左右3.开管（剪断铁丝、球塞被砼顶出）开管（剪断铁丝、球塞被砼顶出）4.提升导管提升导管0.5-3m/h水下浇筑砼水下浇筑砼焊接焊接施工中常见问题处理施工中常见问题处理l护筒冒水护筒冒水原因原因埋设护筒时周围填土不密实，或碰动护筒埋设护筒时周围填土不密实，或碰动护筒处理处理粘土填实加固；严重下沉或位移的返工重埋。粘土填实加固；严重下沉或位移的返工重埋。l孔壁缩颈孔壁缩颈现象现象钻杆上提或下放钢筋笼时受阻钻杆上提或下放钢筋笼时受阻原因原因泥浆相对密度不当、桩间距过密，成桩施工间隔太短，泥浆相对密度不当、桩间距过密，成桩施工间隔太短，钻头磨损过大。钻头磨损过大。处理处理泥浆相对密度控制在泥浆相对密度控制在1.15左右，施工跳开左右，施工跳开1-2个桩位钻个桩位钻孔，成桩间隔孔，成桩间隔72h以上，定期更换钻头。以上，定期更换钻头。易发生处易发生处在软土地区，尤其地下水位高，软硬土层交界处在软土地区，尤其地下水位高，软硬土层交界处l孔壁塌陷孔壁塌陷现象现象孔内冒水泡，筒内水位突然下降。孔内冒水泡，筒内水位突然下降。原因原因土质松散，泥浆不良（泥浆过稀或质量指标失控）；土质松散，泥浆不良（泥浆过稀或质量指标失控）；泥浆吸出量过大，护筒内水位高度不够，碰撞孔壁。泥浆吸出量过大，护筒内水位高度不够，碰撞孔壁。处理处理如钻进中塌孔，保持孔内水位，加大泥浆相对密度，如钻进中塌孔，保持孔内水位，加大泥浆相对密度，减少泥浆排除量，以稳定孔壁；严重者回填砂与粘土混合物减少泥浆排除量，以稳定孔壁；严重者回填砂与粘土混合物至塌孔位以上至塌孔位以上1-2m，沉积稳定