《大直径深孔钻孔桩施工讲义.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大直径深孔钻孔桩施工讲义.docx（98页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大直径深孔钻（挖）孔灌注桩施工讲 义中铁大桥局集团有限公司二00五年十二月目 录绪 论第一章 地基土的主要物理、力学指标及其划分第二章 钻孔方法的分类第三章 钻（挖）孔灌注桩施工准备第四章 钻（挖）孔灌注桩成孔工艺4.1 正循环旋转法钻进成孔工艺4.2 反循环旋转法钻进成孔工艺4.3 冲击（正循环）钻进成孔工艺4.4 冲击连续反循环钻进成孔工艺4.5 其它成孔方式施工工艺4.6 成孔检查4.7 岩溶地区冲击钻孔成孔施工工艺第五章 钻孔事故的预防及处理第六章 清孔第七章 钢筋骨架及声测管安装第八章 钻孔桩灌注水下混凝土第九章 大直径及深孔钻孔灌注桩施工注意事项9.1 大直径深孔钻孔灌注桩之一般要
2、求9.2 钻孔准备9.3 护筒埋设及安装9.4 泥浆制备及其净化9.5 钻机选型/9.6 钻头配置9.7 成孔工艺9.8 清孔9.9 大直径桩水下混凝土灌注第十章 挖孔桩10.1 挖孔桩适用范围10.2 挖孔桩施工工艺10.3 排水10.4 终孔检查10.5 灌注混凝土第十一章 钻（挖）孔桩常用质量检测11.1 检验内容及质量标准11.2 桩身混凝土超声波检测法11.3 桩身混凝土芯样检测法第十二章 施工组织及管理绪 论1、桩的应用及其发展（略）：钻渣外运及环境保护问题较为突出2、桩的分类2.1、按功能分（1）承受轴向压力的桩：低桩承台各类建筑物、构筑物的桩基大体都是以承受竖向荷载为主，基桩桩
3、顶以轴向压力荷载为主。（2）承受轴向拔力的桩：各类锚桩水下建筑抗浮力桩基、牵缆桩基、输电塔和微波发射塔桩基等，其主要功能以抵抗拔力为主，基桩荷载以轴向拔力为主。（3）承受横向荷载的桩：抗滑桩当外荷载以力或力矩形式作用于与桩身轴线相垂直的方向（横向），使桩身横向受剪、受弯时，称之为横向荷载桩。2.2、按桩土相互作用特点分（1）竖向荷载桩1）、摩擦桩竖向荷载下基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时，统称为摩擦桩。以下几种情况均可视为摩擦桩。A、桩端无坚实持力层且不扩底时；B、桩的长径比很大，即使桩端置于坚实持力层上，由于桩身压缩量过大，传递到桩端的荷载较小时；C、当灌注桩桩底残留较厚的虚土、沉渣形成一
4、压缩性高的褥垫，致使坚实持力层无法充分发挥其承载性能时；D、当预制桩沉桩过程由于桩距小、桩数多、沉桩速度快，使已沉入桩上涌，桩端阻力明显降低时。（2）横向受荷桩1）、主动桩桩顶受横向荷载，桩身轴线偏离初始位置，桩身所受土压力因桩主动变位而产生。风力、地震力、车辆制动力等作用下的建筑物桩基属于主动桩。2）、被动桩沿桩身一定范围内承受侧向土压力，桩身轴线被该土压力作用而偏离初始围子。深基坑支挡桩、坡体抗滑桩、堤岸支护桩等均属于被动桩。2.3、按桩材分类（1）木桩木桩适于地下水位以下地层总工作，因在这种条件下木桩能抵抗真菌而保持耐久性。当地下水位离地面深度较大而桩必须支撑于地下水位以下时，可在地下水
5、位以上部分代之以钢筋混凝土桩身，将其与下段木桩相联接。对于地下水位变化幅度大的地区不宜使用木桩。我国木材资源不足，因此工程实践中早已趋向于不采用木桩。（2）钢桩钢桩可根据荷载特征制作成各种有利于提高承载力的端面，如图1-1所示。管形和箱形断面桩的桩端常作成敞口式以减小沉桩过程的挤土效应；当桩壁轴向抗压强度不够时，可将挤入管、箱中的土塞挖灌注混凝土。H形钢桩沉桩过程的排土量较小，沉桩灌入性能好。此外，H形桩的比表面积大，用于承受竖向荷载时能提供较大的摩阻力。为增大桩的摩阻力，还可在H形钢桩的翼缘或腹板上加焊钢板或型钢。对于承受侧向荷载的钢桩，可根据弯矩沿桩身的变化情况局部加强其断面刚度和强度。（
6、3）钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩的配筋率较低（一般为0.3%1.0%），而混凝土取材方便、价格便宜、耐久性好。钢筋混凝土桩既可预制又可现浇（灌注桩），还可采用预制与现浇组合，适用于各种地层，成桩直径和长度可变范围大。因此，桩基工程的绝大部分是钢筋混凝土，桩基工程的主要研究对象和主要发展方向也是钢筋混凝土桩。2.4、 按成桩方法分类按成桩方法可分为两大类：预制桩和灌注桩。 （1）预制桩多年来，钢筋混凝土预制桩是建筑工程的传统的主要桩型。七十年代以来，随着我国城市建设的发展，施工坏境受到越来越多的限制，预制桩的应用范围逐步缩小。但是，在市郊的新开发区，预制桩的使用是基本不受限制的。1)、 预制桩不易穿
7、透较厚的砂土等硬夹层(除非采用预钻孔、射水等辅助沉桩措施)，只能进入砂、砾、硬粘土、强风化岩层等坚实持力层不大的深度。 2)、 沉桩方法一般采用锤击，由此产生的振动售噪声污染必须加以考虑。3)、 沉桩过程产生挤土效应，特别是在饱和软粘土地区沉桩可能导致周围建筑物、道路、管线等的损坏。 4)、 一般说来预制桩的施工质量较稳定。5)、 预制桩打入松散的粉土、砂、砾层中，由于桩周和桩端土受到挤密，其侧摩阻力因土的加密和桩侧表面预加法向应力而提高；桩端阻力也相应提高。基土的原始密度愈低，承载力的提高幅度愈大。当建筑场地有较厚砂飞砾层时，一般宜将桩打入该持力层，以大幅度提高承载力。当预制桩打入饱和粘性土
8、时，土结构受到破坏并出现超孔隙水压，桩承载力存在显著的时间效应，即随休止时间而提高。 6)、 建筑工程中预制桩的单桩设计承载力一般不超过3000kN，而在海洋工程中，由于采用大功率打桩设备，桩的尺寸大，其单桩设计承载力可高达10000kN。7)、 由于桩的贯入能力受多种因素制约，因而常常出现因桩打不到设计标高而截桩，造成浪费。8)、 预制桩由于承受运输、起吊、打击应力；要求配置较多钢筋，混凝土标号也要相应提高，因此其造价往往高于灌注桩。（2）灌注桩当前灌注桩在我国已形成多种成桩工艺、多类桩型，使用范围已扩及到土木工程的各个领域。从国际上的情况看，灌注桩正朝两个方向迅速发展，即大直径巨型桩和小直
9、径(d250mm微型桩。前者桩身直径大至4m，扩底直径达9m，其设计承载力，桩端支承于硬粘土层者高达40000kN，支承于基岩者高达70000kN。大直径桩多使用于高重建筑物，并多采用一柱一桩。八十年代以来，随着高层建筑的迅速增多，大直径桩在我国建筑工程中已获得很大发展。微型桩则多用于地基的浅层处理，形成复合地基，或用于旧建筑物基础的托换加固。微型桩在我国近年来也已开始发展起来。灌注桩按其成桩过程对桩侧土体的影响程度可分为非挤土灌注桩、少量挤土灌注桩、挤土灌注桩三大类，每一类又包含多种成桩方法。各类灌注桩有如下共同优点：1)、施工过程无大的噪声和振动(沉管灌注桩除外)。2)、可根据土层分布情况
10、任意变化桩长，可根据同一建筑物的荷载分布与土层情况采用不同桩径：对于承受侧向荷载的桩，可设计成有利于提高横向承载力的异形桩(如图12所示)，还可设计成变断面桩，即在受弯矩较大的上部采用较大的断面。3)、可穿过各种软、硬夹层，将桩端置于坚实土层和嵌入基岩，还可扩大桩底以充分发挥桩身强度和持力层的承载力。4)、桩身钢筋可根据荷载大小与性质及荷载沿深度的传递特征，以及土层的变化配置。无需象预制桩那样配置起吊、运输、打击应力筋。其配筋率远低于预制桩，其造价约为预制桩的4070。2.5、 各类桩的特点与适用条件（1） 预制桩的类型、特点与适用条件1）、普通钢筋混凝土预制桩(RC桩)这是一种传统桩型，共截
11、面多为方形(250x 2505(00x 500mm)。RC桩宜在工厂预制，高温蒸汽养护。蒸养可大大加速强度增长，但动强度的增长速度较慢，因此，蒸养后达到了设计强度的RC桩，一般仍需放置一个月左右碳化后再使用。（2）预应力钢筋混凝土桩(PC桩)对桩身主筋施加预拉应力，混凝土受预压应力，从而提高起吊时桩身的抗弯能力和冲击沉桩时的抗拉能力，改善抗裂性能，节约钢材。PC桩的制作方法有离心法和捣注法两种。离心法一般制成环形断面，捣注法多为实心方笋断面，也可采取抽芯办法制成外方带内圆孔的断面。为了减少沉桩时的排土量和提高沉桩贯入能力，往往将空心预应力管桩桩端制成敞口式。预应力管桩在我国多数采用室内离心成型
12、，高压蒸养法生产。其标号可达C60以上。规格有+400、十500两种，管壁分别为90mm，lOOmm，每节标准长度有8m、lorn(丰台桥梁厂)也可按需确定节长。表11和表12列出几种规格预应力管桩的材料用量与桩身承载力。（3）锥形钢筋混凝土桩预应力钢筋混凝土管桩材料用量(kg) 表1-1规格4005508m桩节10m桩节8m桩节10m桩节桩头法兰盘40.840.85959桩套箍11.811.816.216.2主钢筋（12）56.370.584.4105.8螺旋筋（5）19.724.028.134.2架力筋（10）4.35.56.28.0钢材总重139.2152.6196.7223.2混凝土总
13、重1800220028003500桩管总重1900240030003700预应力钢筋混凝土管桩桩身承载力 表1-2 规 格 极限承载力容许承载力（参考值） (外径*度)mm)400-9055010040090550一100 轴心抗压P(kN) 抗裂弯矩M(kNm) 极限弯矩M(kN-m) 2890 56 90 4660 128 196960-1150 40 401550l860 90 90锥形桩在沉桩过程能起到比等截面桩更多的对土的挤密效应，并可利用其锥面增大桩的侧面摩阻力，从而提高承载力。在桩身体积相同的条件下，其承裁力可比等截面桩提高12倍，沉降量也降低。这种桩一般长度较小(4m)，多用于
14、非饱和填土等软弱土层不太厚、对承载力要求不太高的情况。苏联七十年代对锥形桩进行过系统研究，我国也在少数工程中试用。表13所列为保定对比试验结果。 （4）螺旋形钢筋混凝土桩 螺旋形RC桩系通过施加扭矩旋转置人士中，因而可避免冲击沉桩产生的噪声和振动污染。螺旋形可提高桩侧阻力和桩端阻力。 当硬持力层较浅且上部土层很软时，可只在桩端部分设螺旋叶片。带螺旋叶片的桩端可用铸铁制成。用销子将其与钢筋混凝土桩管连接；或将铸铁的叶片装在预制混凝土圆柱上(见图11)。 当持力层很深，桩的承载力主要靠发挥桩身摩阻力时，可将混凝土桩身作成全螺旋式桩。 表13所示为日本研制的钢纤维混凝土制成的全螺旋预制桩。其材料配比：水灰比为32，水为153kSm3，水泥为480kgm3，砂630kgm3，石子1056kgm3，高强外加剂72kgm3，高性能减水剂8016kgm3，钢纤维624kgm3。混凝土28天抗压强度为100MPa。锥形桩与方形桩对比试验资料 表13 桩型及截面尺寸桩长（m）体积（m3）钢耗（Kg）单桩
