《第二章 地基与基础工程(灌注)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第二章 地基与基础工程(灌注)(47页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui灌注桩:直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔,在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。 特点:不受地层变化限制,不需要接桩和截桩,节约钢材、振动小、噪声小等特点。 按成孔方法分类:泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。 第二章 桩基础工程 _ 概述 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang Uni
2、versity .shenhui第二章 桩基础工程 _ 概述 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui第二章 桩基础工程 _ 干作业钻孔灌注桩 螺旋钻机利用动力旋转钻杆,使钻头的螺旋叶片旋转削土,土块沿螺旋叶片上升排出孔外。 全叶片螺旋钻机成孔直径一般为300600mm,钻孔深度820m。 1-上底盘;2-下底盘;3-回转滚轮;4-行车滚轮;5-钢丝滑轮;6-回转轴;7-行车油缸;8-支盘 1234 56 78 2008 JJU Faculty of Civ
3、il Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui清孔:目的是将孔内的浮土、虚土取出,减少桩的沉降。方法:是钻机在原深处空转清土,然后停止旋转,提钻卸土。 第二章 桩基础工程 _ 干作业钻孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui泥浆护壁成孔:利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外,适用于有地下水和无地下水的土层。成孔机械:潜
4、水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。施工工艺流程:测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土。 第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui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。护筒高2m左右,上部设12个溢浆孔,是用厚48mm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
5、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。 第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui埋设护筒和制备泥浆 第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui泥浆运输车第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 J
6、JU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui在钻孔过程中,向孔中注入相对密度为1.11.5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;泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土碴以及冷却与润滑钻头的作用。第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang Uni
7、versity .shenhui钻进施工 第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui(1) 潜水钻机成孔 潜水钻机成孔示意图所示。潜水钻机:旋转式钻孔机,防水电机+钻头密封,正循环或反循环排渣。第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui潜水
8、钻机成孔排渣有正循环排渣和泵举反循环排渣两种方式。 第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui(2) 冲击钻成孔 冲击钻机:机架+卷扬机+带刃的重钻头(冲击锤),冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。 冲击钻头形式:十字形、工字形、人字形冲孔前应埋设钢护筒,并准备好护壁材料。 第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Con
9、struction Jiujiang University .shenhui第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui冲击钻机就位,校正冲锤中心对准护筒中心,在冲程0.40.8m范围内应低提密冲,并及时加入石块与泥浆护壁,直至护筒下沉34m以后,冲程可以提高到1.52.0m,转入正常冲击,随时测定并控制泥浆相对密度。施工中,应经常检查钢丝绳损坏情况,卡机松紧程度和转向装置是否灵活,以免掉钻。 第二章 桩基础工程 _
10、泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui(3) 冲抓锥成孔第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 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。 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。 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui第二章 桩基础工程
11、_ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui清孔 验孔:用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况;清孔: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。土质较好不易坍塌的桩孔空气吸泥机清孔不断地补足清水,泥渣随气流上涌从喷口排出,直至喷出清水为止。 稳定性较差的孔壁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1.151.25。 第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil
12、 Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui安装钢筋笼 第二章 桩基础工程 _ 泥浆护壁成孔灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的,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
13、量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上,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。 第二章 桩基础工程 _浇筑水下混疑土 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui第二章 桩基础工程 _浇筑水下混疑土 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui浇筑水下混凝土第二章 桩基础工程 _浇筑水下混疑土
14、 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui沉管灌注桩:利用锤击打桩设备或振动沉桩设备,将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中,造成桩孔,然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土,随之拔出套管,利用拔管时的振动将混凝土捣实,便形成所需要的灌注桩。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩,称为锤击沉管灌注桩;利用振动器振动沉管、拔管成桩,称为振动沉管灌注桩。 第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Enginee
15、ring and Urban Construction Jiujiang University .shenhui活瓣桩尖,其构造如图,沉管时,桩尖活瓣合拢,灌注混凝土及拔管时活瓣打开。 第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .sh
16、enhui第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui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
17、在5根以上者,中间的桩先成孔,外围的桩后成孔。第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui为了提高桩的质量和承载能力,沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。单打法(又称一次拔管法):拔管时,每提升0.51.0m,振动510s,然后再拔管0.51.0m,这样反复进行,直至全部拔出。复打法:在同一桩孔内连续进行两次单打,或根据需要进行局部复打。施工时,应保证前后两次沉管轴线重合,并在混凝土初凝之前进行。翻插法:钢管每提升
18、0.5m,再下插0.3m,这样反复进行,直至拔出。第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基第二章 桩基础工程 _锤击沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui锤击沉管灌注桩施工要点:桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈,以防地
19、下水渗入管内和作缓冲层。沉管时先用低锤锤击,观察无偏移后,才正常施打。 拔管前,应先锤击或振动套管,在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。桩管内混凝土尽量填满,拔管时要均匀,保持连续密锤轻击,并控制拔管速度,一般土层以不大于1m/min为宜,软弱土层与软硬交界处,应控制在0.8m/min以内为宜。 第二章 桩基础工程 _锤击沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui在管底未拔到桩顶设计标高前,倒打或轻击不得中断,注意使管内的混凝土保持略高于地面,并保
20、持到全管拔出为止。桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2m时,均应跳打施工;中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后,方可施打。 第二章 桩基础工程 _锤击沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。其施工过程为:桩机就位沉管 上料 拔管第二章 桩基础工程 _振动沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiuj
21、iang University .shenhui沉管灌注桩机械第二章 桩基础工程 _振动沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui沉管灌注桩桩靴第二章 桩基础工程 _振动沉管灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法(1) 颈缩v颈缩:指桩身的局部直径小于设计要求的现象
22、。 v原因:当拔管过快或混凝土量少,或混凝土拌和物和易性差时,周围淤泥质土趁机填充过来。当在淤泥和软土层沉管时,由于受挤压的土壁产生空隙水压,拔管后便挤向新灌注的混凝土,桩局部范围受挤压形成颈缩。 v处理方法:拔管时应保持管内混凝土面高于地面,使之具有足够的扩散压力,混凝土坍落度应控制在5070mm。 拔管时应采用复打法,并严格控制拔管的速度。第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩_质量问题及处理方法 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui(2) 断桩 v断桩:
23、指桩身局部分离或断裂,更为严重的是一段桩没有混凝土。 v原因:桩距离太近,相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度,已形成的桩受挤压而断裂。 v处理方法:控制中心距离不小于4倍桩径; 确定打桩顺序和行车路线,减少对新灌注混凝土桩的影响。 采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后,再进行下根桩的施工。 第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩_质量问题及处理方法 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui(3) 吊脚桩 v吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软,没有落实
24、到孔底地基土层上的现象。 v原因:当地下水压力大时,或预制桩尖被打坏,或桩靴活瓣缝隙大时,水及泥浆进入套筒钢管内,或由于桩尖活瓣受土压力,拔管至一定高度才张开,使得混凝土下落,造成桩脚不密实,形成松软层。v处理方法:采用密张慢拔的方法,对桩脚底部局部翻插,然后再正常拔管。 桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料,防止地下水及泥浆的渗入。 第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩_质量问题及处理方法 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui(4) 混凝土灌注过量 v
25、如果灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上,这可能是由于孔底有洞穴,或者在饱和淤泥中施工时,土体受到扰动,强度大大降低,在混凝土侧压力作用下,桩身扩大而混凝土用量增大所造成的。v因此,施工前应详细了解现场地质情况,对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时,应先打试桩。若发现混凝土用量过大时,应与设计单位联系,改用其他桩型。 第二章 桩基础工程 _沉管灌注桩_质量问题及处理方法 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui 大直径灌注桩:采用人工挖掘方法成孔,放置钢筋
26、笼,浇筑混凝土而成的桩基础。承台+桩身+扩大头。 优点:桩身直径大,承载能力高; 施工时可在孔内直接检查成孔质量,观察地质土质变化情况;桩孔深度由地基土层实际情况控制,桩底清孔除渣彻底、干净,易保证混凝土浇筑质量。第二章 桩基础工程 _人工挖孔大直径灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui图2.21 混凝土护圈挖孔桩第二章 桩基础工程 _人工挖孔大直径灌注桩 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urba
27、n Construction Jiujiang University .shenhui 坍落支护措施:现浇混凝土护壁、沉井护壁、喷射混凝土护壁(1) 现浇混凝土护壁法施工 v即分段开挖、分段浇筑混凝土护壁,既能防止孔壁坍塌,又能起到防水作用。v桩孔采取分段开挖,每段高度取决于土壁直立状态的能力,一般0.51.0m为一施工段,开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚度。v护壁施工段,即支设护壁内模板(工具式活动钢模板)后浇筑混凝土,其强度一般不低于C15,护壁混凝土要振捣密实;当混凝土强度达到1MPa(常温下约24h)可拆除模板,进入下一施工段。如此循环,直至挖到设计要求的深度。 第二章 桩基础工程
28、_人工挖孔大直径灌注桩_护壁施工方法 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui(2) 沉井护壁法施工 v当桩径较大,挖掘深度大,地质复杂,土质差(松软弱土层),且地下水位高时,应采用沉井护壁法挖孔施工。v沉井护壁施工是先在桩位上制作钢筋混凝土井筒,井筒下捣制钢筋混凝土刃脚,然后在筒内挖土掏空,井筒靠其自重或附加荷载来克服筒壁与土体之间的摩擦阻力,边挖边沉,使其垂直地下沉到设计要求深度。第二章 桩基础工程_人工挖孔大直径灌注桩_护壁施工方法 2008 JJU
29、Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50mm,桩的垂直度偏差不得超过0.5%,桩径不得小于桩设计直径。 挖掘成孔区内,不得堆放余土和建筑材料,并防止局部集中荷载和机械振动。桩基础一定要坐落在设计要求的持力层上,桩孔的挖掘深度应由设计人员根据现场地基土层的实际情况决定。第二章 桩基础工程_施工中注意的问题 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang
30、University .shenhui人工挖掘成孔应连续施工,成孔验收后立即进行混凝土浇筑。认真清除孔底浮渣余土,排净积水,浇筑过程中防止地下水流入。人工挖掘成孔过程中,应严格按操作规程施工。 井面应设置安全防护栏,当桩孔净距小于2倍桩径且小于2.5m时,应间隔挖孔施工。 灌注后,桩顶应高出设计标高0.50m。灌注桩的实际浇筑混凝土量不得小于计算体积。第二章 桩基础工程_施工中注意的问题 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui课题练习1下列关于灌注桩的说法
31、不正确的是:( )A.灌注桩是直接在桩位上就地成孔, 然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。B.灌注桩能适应地层的变化,无需接桩。C.灌注桩施工后无需养护即可承受荷载。D.灌注桩施工时无振动、无挤土和噪音小。2下列关于泥浆护壁成孔灌注桩的说法不正确的是:( )A.仅适用于地下水位低的土层B.泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出土渣而成C.多用于含水量高的地区D.对不论地下水位高或低的土层皆适用 2008 JJU Faculty of Civil Engineering and Urban Construction Jiujiang University .shenhui3泥浆护壁成孔灌注桩成孔时,泥浆的作用不包括:A.洗渣 B.冷却 C.护壁 D.防止流沙4在沉孔灌注桩施工中若遇砂质土层最宜采用的桩锤是:A.柴油锤 B.蒸汽锤 C.机械锤 D.振动锤5沉孔灌注桩施工在粘性土层施工时,当接近桩底标高时宜采用的施工方法是:A.重锤低击 B.重锤高击 C.轻锤高击 D.轻锤低击6下列哪种情况不属于沉管灌注桩的质量问题:A.缩颈 B.吊脚桩 C.桩靴进水 D.混凝土质量降低课题练习