《桩式基础施工》PPT课件.ppt

3-5 桩式基础施工 桩的作用：桩的作用是将上部建筑结构的荷载传递到深处承载力较大 的土层上，或者使软土层挤实，以提高土壤的承载力和密实度，保证 建筑物的稳定和减少沉降量。当上部结构荷载较大，而软弱土层又较 厚时，采用桩基施工，可省去大量的土方挖掘、支撑和防水设施，一 般情况下均能获得良好的技术经济效果。因此桩在建筑工程中得到了 广泛的应用。在高压架空输电线路建设中，常常遇到江河、湖塘、泥 沼、湿地以及地下水位高的砂质土层，地质条件差，且有流砂出现， 施工非常困难，工程设计单位为解决杆塔基础承载力问题，一般优先 选用桩式基础，同时也解决了施工难度的问题，可达到两全其美的效 果。 一、深桩基础施工 深桩基础分钻孔灌注桩基础和打桩基础。对地质条件差，地下水位高 ，按普通现浇混凝土基础设计及施工，往往达不到工程设计要求，而 且经济效益和劳动条件也比较差。为了充分利用原状土的抗拔强度， 使混凝士与原状土之间有良好的接触，从而获得较好的抗拔力和较小 的位移。采用钻孔灌注桩基础，不论在技术上还是经济效益上都是比 较合理的。 所谓的灌注桩，是按设计确定的桩径和埋深挖一个竖直的井孔，井孔 内注满压力水，放入钢筋笼后，通过导管进行混凝土水下浇灌，使之 成为完整的混凝土桩体。 钻孔灌注桩施工的一般规定： (1)泥浆护壁钻孔灌注桩适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土 、填土、碎(砾)石土及风化岩层，以及地质，情况复杂，夹层多、风 化不均、软硬变化较大的岩层。冲孔灌注桩除适应上述地质情况外， 还能穿透旧基础、大孤石等障碍，但在岩溶发育地区应慎重使用。 (2)沉管灌注桩适用于粘性土、粉土、淤泥质土、砂土及填土;在厚 度较大 灵敏度较高的淤泥和流塑状态的粘性土等软弱上层中采用时 ，应制定质量保证措施，并经工艺试验成功后方可实施。 一、钻孔灌注桩基础施工工艺流程 钻孔灌注桩施工，是先用潜水钻机械进行钻孔，成孔后放入钢筋笼骨 架，再进行水下灌注混凝土。在钻孔过程中，为了防止孔壁坍塌，孔 中注入泥浆水 (或清水造成泥浆)。其施工工艺流程见下图： 施工工艺要点 1、测定桩位。钻孔的位置，应根据工程设计图纸和 设计说明书的要求，进行定位测量。桩位中心点应 有明显标记，并在桩位中心的外围顺、横线路方向 各l5m2Om处，又不致于毁坏的地点，设置辅助桩 并作好记录。以备当钻孔桩位标记被挖除仍可利用 辅助桩，找出钻孔桩位中心。 2、现场布置。钻孔灌注桩施工的现场布置，应根 据灌注桩的设计分布和施工机具设备情况，采取不 同的布置方式，具体工程在施工前由施工设计提出 现场布置图，在布置图中应考虑设置泥浆池、沉淀 池、排水沟、水电管线、水泵设备安放处，还应选 择和布置砂、石、水泥堆放场及混凝土搅拌站和运 输通道等，并按布置图的要求实施。 施工工艺要点 3、埋设护筒。护筒是保证钻机沿着桩位垂直方向顺利工作 的辅助工具，它还起着保护孔口和提高桩孔内泥浆水头， 防止塌孔的作用。护筒设置应遵守下列规定: (1)地表土层较好，开钻后不塌孔的场地，可不埋设护筒。 (2)在杂填土或松软土层中钻孔时，应埋设护筒。护筒用钢 板制作，钢板厚度一般为48mm，内径应比钻头直径大 1OOmm，埋入土中深度不宜小于1.Om(砂土中不宜小于 1.5m）护筒顶部应高出地面0.6m，尚应满足孔内泥浆高 度要求，其上部宜开设12个溢浆孔。 (3)应保持护筒的位置正确、稳定，护筒与孔壁之间用无杂 质的粘土填实，必要时可在上表面铺设2Omm的水泥砂浆， 以防漏水，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于5Omm。 (4)受水位涨落影响或水下施工的钻孔灌注桩，护筒应加深 加高，必要时应打入不透水层。 施工工艺要点 4、泥浆的制备和处理。 (1)除能自然造浆的土层外，均应制备泥浆。泥浆制备应先用高塑性粘土 或膨润土。拌制泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设 计。膨润土泥浆可按下表的性能指标制备。 (2)泥浆护壁应符合下列规定: 1)施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影 响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上。 2)清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土。 3)浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆密度应小于1.25g/cm3,含砂率 8%。 4)在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔璧稳定的措施。 (3)废弃的泥浆、碴应按环境保护的有关规定处理。 施工工艺要点 5、钻机就位。当现场布置完毕后，即可将钻机运至桩位就位。 (1)潜水钻机是由封闭式防水电机和减速机构组成。电机和减速机构装 设在具有各种绝缘和密封装置的外壳内，因而能够潜入水中工作。潜 水钻机在地面部分有钻架、钻杆、卷扬机、电缆盈等，在孔下部分为 潜水电动机、潜水抽渣泵、压重物的钻头刀架等，其安装方法和顺序 应按钻机安装说明书进行。 (2)回旋钻机是由地质钻探采用的XJ型钻机改造而成。一般是将原机上 的压力水泵改用外接高压水泵，原钻杆的内接头改为方齿内接头，并 配制宝塔形钻头等。详细的安装方法，亦见改造后的铀机安装说明书 6、设泥浆池。泥浆池，一般应设置两个:1）沉淀池，是做为钻孔排渣沉 淀用。如泥浆水仍能满足护壁泥浆要求时，可抽至泥浆池。2）护壁 泥浆池，是做制备护壁泥浆和回收贮存从沉淀池抽回的泥浆用。沉淀 池、泥浆池的位置应根据平面布置设置，其体积亦应按施工设计确定 。 施工工艺要点 7、钻孔。当钻孔前的一切准备工作完成后，如果采用潜水 钻机，即用第一节钻杆(每节长约5m，钻进深度用钢梢相 连接)接好钻头，另一端接上钢丝绳，吊起潜水钻对准埋 好的护筒，徐徐放下至地面桩位标记处，即可先空转，然 后缓慢钻入土中，至整个潜水钻头基本入土内，并检查无 误后，才能正常钻迸。检查时应特别注意护壁泥浆的密度 (一般为1.1g/cm3左右，穿过砂夹卵石层等应适当增大)， 循环水是否适宜、钻机有无摇晃跳动。钻孔过程中如果泥 浆密度不适宜，循环水不正常，应及时纠正;钻头难迸、 摇晃、跳动大时，可能遇到硬层，应即略微提起，待摇晃 跳动消失后，再尽量慢钻进人，穿过硬层后方可正常钻进 ，如提高至地面仍跳动时，便是机械故障，应立即修复， 然后再钻。每钻进一节钻杆前，应准备好下一节并随即与 前节钻杆接好，以便迅速钻进:避免停歇过久，直至符合 要求为止。 施工工艺要点 8、清孔。它的目的是将已钻好孔的孔内泥浆用清水冲淡。 一般约需15-3min。清孔可用压缩空气喷翻孔内泥浆，同 时注入清水，被稀释的泥浆逐渐流出孔外，护筒内仍保持 原有的水位;也有用压力水通过钻头喷出，以逐步稀释泥 浆。清孔应按下列规定进行。 (1)对于原土造浆的钻孔，钻到设计孔深时，可使钻机空转 不进尺，同时射水，待孔底残余的泥块已磨成浆后排出， 排出泥浆密度降到1.1g/m3左右 (或以手触泥浆无颗粒感觉 )，即可认为清孔已合格。 (2)对注入制备泥浆的钻孔，可采用换浆法清孔，至换出泥 浆密度小于1.151.25g/m3时为合格。 (3)孔底沉渣 (或淤泥)厚度，应符合:端承桩沉渣5cm，摩擦 端承、端承摩擦桩沉渣10cm，摩擦桩沉渣 30cm的规定 。清孔完毕，应立即安装骨架和灌注水下混凝土。 施工工艺要点 9、安装钢筋骨架。当桩孔钻成并清孔后， 应 尽快连续进行吊放钢筋笼骨架，以便 尽早灌注混凝土，使之不过夜。尽可能做 到钻孔、清孔、安装骨架和灌筑混凝土， 这四个工序应连续进行作业。根据现场具 体情况，可考虑三班倒作业方式，尽早完 成灌筑混凝土工作，防止孔璧坍塌。 施工工艺要点 10、水下混凝土灌注。钢筋骨架安装完毕并进行隐蔽工程验收合格后，应立即安 装灌注水下混凝土机具。其机具布置示意图如下图所示。灌注水下混凝土， 应遵守下列规定: (1)水下混凝土的配合比应符合下列规定 ： 1)水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定，坍落度宜为 18022Omm;水泥用量不少于360kg/m3。 2)水下混凝土的含砂率宜为40%45%，并宜选用中粗砂;粗骨料的最大粒径应 40mm。 3)为改善和易性及缓凝，水下混凝土宜掺入外加剂。 (2)导管的构造和使用应符合下列规定： 1)导管壁厚不宜小于3mm，直径宜为200250mm,直径制作偏差不应超过2mm，导 管的分节长度视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头宜用法兰或双螺 纹方扣快速接头。 2)导管提升时，不得挂住钢筋笼，为此可设置防护三角形加劲板或设置锥形法 兰护罩。 3)导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6使用的隔水栓应有良好的隔水 1.0MaP. (3)使用的隔水栓性应用良好的性能，应能保证顺利排出 施工工艺要点 11、承台施工。承台施工必须遵照工程设计 图纸和GB50204一2002。对于铁塔底脚 螺栓的设置，必须依据设计尺寸和位置， 并应用样板可靠的固定。对于现浇混凝土 必须保证设计标号，以试验确定现场施工 配合比进行施工。 泥浆池和泥浆流槽 平面布置如图所示。图中1为泥浆池，2为 泥浆