混凝土灌注桩施工.ppt

第6讲 砼灌注桩施工,第2章 地基处理与桩基工程,1 干作业成孔灌注桩 2 泥浆护壁成孔灌注桩 3 沉管灌注桩 4 人工挖孔灌注桩,砼灌注桩的施工特点,灌注桩直接在桩位上成孔，然后在孔内灌注砼而成。 该工艺能适应地层的变化、无需接桩、施工时无振动、无挤压、噪音小，适用于建筑物密集区。,第6讲 砼灌注桩施工,施工后需 要一定的 养护期， 不能立即 承受荷载,共32页 第2页,1 干作业成孔灌注桩,适用于成孔深度内无地下水的一般粘性、砂土及人工填土，勿需护壁，成孔深度820m、成孔直径300600mm，不宜用于地下水位以下的各类土及淤泥质土。常用螺旋钻机成孔，亦可用洛阳铲成孔。,成孔原理：电动机带动钻杆转动，使螺旋叶片旋转削土，土随螺旋叶片上升排出孔外。,第6讲 砼灌注桩施工,共32页 第3页,1.1 孔底清理,钻至设计深度后进行孔底清理，方法是只钻不进、空转清土、提钻卸土。,可在钻杆上换装扩孔刀片，扩底直径为桩身直径的2.53.5倍，在设计要求位置形成葫芦桩或扩底桩。,1.2 桩身或桩底扩孔,钢筋笼宜一次绑好，吊入孔内时注意勿碰孔壁，钢筋骨架过长时，可分段吊放，逐段焊接。砼应分层连续浇筑，分层厚度不大于1.5m。,1.3 施工要点,1 干作业成孔灌注桩,共32页 第4页,长螺旋钻机成孔施工,1 干作业成孔灌注桩,共32页 第5页,2 泥浆护壁成孔灌注桩,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孔，不同土质和地下水位高低都适用。多用于含水量高的软土地区。 成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻等，其中以回转钻机应用最多。,回转钻机是由动力装置带动有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。切削形成的土渣，通过泥浆循环排出桩孔。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环回转钻机和反循环回转钻机。,2.1 成孔机械及工艺,2.1.1 回转钻机成孔,第6讲 砼灌注桩施工,共32页 第6页,正循环回转钻机,成孔时泥浆由钻杆内部注入,从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上经孔口带出并流入沉淀池，沉淀后的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。,步履式正反循环 冲击钻机,2.1 成孔机械及工艺,共32页 第7页,反循环回转钻机,成孔时泥浆由钻杆与孔壁间的间隙流入钻孔，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。反循环工艺的泥浆上流的速度较高，排放土渣的能力强。,GW-40型 全液压钻机,GW-35B型钻机,FGZ反循环 回转钻机,共32页 第8页,2.1 成孔机械及工艺,2.2.1 泥浆的作用 泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷却与润滑钻头的作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出携带土屑的泥浆；当钻孔达到规定深度后，运用泥浆循环进行孔底清渣。,2.2 护壁泥浆,2.2.2 泥浆的组成 是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，也可掺入加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等掺合剂。泥浆一般在现场制备，有些粘性土在钻进过程中可形成适合护壁的浆液，则可利用其作为护壁泥浆，即“自造泥浆”。,2 泥浆护壁成孔灌注桩,泥浆池,共32页 第9页,2.3 施工程序及方法,2.3.1 埋设钢护筒 在杂填土或松软土层中钻孔时，应在桩位处埋设钢护筒，以起定位、保护孔口、维持水头等作用。其内径应比钻头大100mm，埋入土中不少于1m。,2.3.2 泥浆注入 粘土中可采用清水钻进、自造泥浆护壁；砂土中钻进则应注入制备泥浆，注入泥浆密度控制在1.1左右，排出泥浆密度宜为1.21.4。钻进过程中，应保持护筒内泥浆水位高于地下水位。,2 泥浆护壁成孔灌注桩,插打钢护筒,共32页 第10页,第二次清孔,2.3.3 第一次清孔：钻孔达到设计标高后应进行清孔。以原土造浆的钻孔可用“射水法”，即钻杆只转不进（空转），待泥浆密度降至1.1左右；注入制备泥浆的钻孔则应采用“换浆法”清孔，至换出的泥浆密度小于1.15时方为合格。,2.3.5 第二次清孔：在钢筋笼和导管安放后、水下砼浇灌前进行，在导管顶部安放泵及皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣。第二次清孔标准是：孔深达到设计要求，沉渣厚度在100mm以内。,2.3 施工程序及方法,2.3.4 吊放钢筋笼及导管,共32页 第11页,2.3.6 水下浇灌砼：,1 安放导管 2 导管就位 3 料斗贮料,4 连续浇注 5 提升导管,泥浆护壁 成孔的缺 点：施工 现场环境 污染严重,共32页 第12页,2.3 施工程序及方法,3 沉管灌注桩,沉管灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉管法将带有钢筋砼桩靴(或活辨式桩尖)的钢桩管沉入土中，然后边拔管边灌注砼而成。,用锤击沉桩 设备沉管时 称为“锤击 沉管灌注桩”,利用激振 器的振动 沉管时， 称为“振 动沉管灌 注桩”,第6讲 砼灌注桩施工,共32页 第13页,立管对准桩位套入桩靴、压入土中检查低锤轻击检查有无偏移正常施打至设计标高第一次浇灌砼边拔管、边锤击、边继续浇灌砼安放钢筋笼、继续浇灌砼至桩顶设计标高。,3.1.1 施工程序,3.1 锤击沉管灌注桩,砼预制桩靴,点击动画 锤击沉管,3 沉管灌注桩,共32页 第14页,3.1.2 就位,用桩架吊起桩管，关闭桩尖活瓣或对准预设在桩位处的预制砼桩靴，套入桩靴。然后缓缓放下套管，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，桩管偏斜不大于0.5%时，即可起锤沉管。先低锤轻击，观察如无偏移方可正常施打，直至符合设计要求的贯入度或标高。,3.1.3 沉管,关闭桩管活瓣桩尖 桩管套入砼桩靴,3.1 锤击沉管灌注桩,共32页 第15页,3.1.4 砼浇灌,检查桩管内有无泥浆或水进入，即可灌注砼。第一次浇灌砼时桩管内应尽量灌满，拔管过程中应向桩管内继续浇灌砼，并使桩管内砼保持略高于地面。,3.1.5 拔管,在砼灌满桩管后，拔管即可进行。一边拔管、一边锤击，拔管的速度要均匀，一般土层以1m/min为宜，软弱土层以0.30.8 m/min为宜。倒打拔管的速度，单动汽锤不得少于50次/min，自由落锤不少于40次/min。在管底未拔至桩顶设计标高时，倒打和轻击不得中断。,共32页 第16页,3.1 锤击沉管灌注桩,3.2 振动沉管灌注桩,振动沉管采用振动锤或振动冲击锤沉管，利用桩机强迫振动频率与土的自振频率相同时产生的共振而沉管。沉桩前，将桩管下端活瓣合拢或套入桩靴，对准桩位，徐徐 放下桩管压入土中，勿使偏斜，即可开动激 振器沉管。桩管受振后与土体之间摩阻力减 小，同时利用振动锤自重在桩管上加压，桩 管即能沉入土中。,振动沉管灌注桩可采用单打法、反插法和复打法施工。,点击动画 振动沉管灌注桩,3 沉管灌注桩,共32页 第17页,振动灌注桩的适用范围除与锤击灌注桩相同外,并适用于稍密及中密的碎石土地基。,沉管灌注桩的关键必须严格控制最后两个两分钟的贯入度，其值按设计要求、或试桩数据和当地施工经验确定。,共32页 第18页,3.2 振动沉管灌注桩,钻孔灌注桩常见问题的处置,钻进过程中如发现排出的泥浆中不断出现气泡或泥浆液面突然下降，这表示有孔壁坍陷迹象。 预防及处理措施：护筒周围用粘土填封密实，钻进过程中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位；遇流砂、松散土层时适当加大泥浆比重，控制钻进速度和空转时间；孔壁坍陷时应保持孔内泥浆液位并加大泥浆比重以稳孔护壁。如孔坍陷严重，应提出钻具立即回填粘土，待孔壁稳定后再钻。,1 孔壁塌陷,2 泥浆护壁成孔灌注桩,共32页 第19页,2 钻孔偏斜,钻进过程中钻杆不垂直、土层软硬不均或碰到孤石都会引起钻孔偏斜；预防措施是钻机安装时对导架进行水平和垂直校正，发现钻杆弯曲时应及时更换，遇软硬土层应低速钻进；出现钻杆偏斜时可提起钻头，上下反复扫钻几次。如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，稳定后再重新钻进。,2 泥浆护壁成孔灌注桩,回转钻机的钻头,共32页 第20页,扩底灌注桩设备,4 人工挖孔灌注桩,人工挖孔灌注桩单桩承载力大、受力性能好、质量可靠、沉降量小、无需大型机械设备，无振动无噪音、无环境污染。 人工挖孔灌注桩直径一般为0.8-3m，最大可达4m，深度一般在20m左右，国内最深的为72m。,第6讲 砼灌注桩施工,共32页 第21页,人工挖孔桩护壁有砖护壁和砼护壁(直径1.2m以上桩)两种，施工方法是分段(每段0.8-1m左右)开挖,分段砌筑或浇筑砼拱圈护壁，直至设计标高。,4 人工挖孔灌注桩,为确保人工挖孔桩施工安全，要有预防孔壁坍塌和产生流砂、管涌的措施，深孔要有可靠的排水、通风和照明设施。 预防孔壁坍塌的措施：有采用现浇砼护圈、钢护圈和沉井三种。,砼孔壁支护 砖砌孔壁支护,共32页 第22页,钢筋笼吊装就位,井下挖土 井下凿岩 井上吊土,钢筋笼与声测管,大直径群桩挖孔施工,4 人工挖孔灌注桩,共32页 第23页,值得指出的是：人工挖孔桩工艺有被滥用的趋势，桩越挖越深、直径越挖越大，安全措施不到位等。有些省市已开始限制人工挖孔桩的使用。,4 人工挖孔灌注桩,号称“世界上直径最大”的挖孔桩,共32页 第24页,沉管灌注桩常见问题的处置, 断桩检查：露出地面的桩体可用目测观察，桩体在地下23m范围内断裂，用手或脚轻摇会有浮振的感觉，深处的断桩可采用动测法检测。,1 断桩,3 沉管灌注桩,共32页 第25页, 防止断桩的措施：主要是控制桩的中心距大于4倍桩径,合理安排打桩施工顺序和桩架行走路线，采用跳打法和控制时间法使桩身砼终凝前避免振动和扰动，认真控制拔管速度。, 断桩的处理：断桩一经发现，应将断桩拔去，清理桩孔及接桩面，略增大桩身截面积再重新浇筑桩身砼。,2 桩靴进水,桩管沉至设计标高后，用浮标可测得桩底是否进水或进泥；预防措施是桩尖活瓣间隙或预制桩头与桩管接触处要严密，对缝隙较大的桩尖或桩头应及时修理或更换；出现桩靴进水或进泥情况时可先在桩管内灌入0.5m高水泥砂浆，再灌入1m高砼，然后反插打下。,3 缩颈,在流塑状态的淤泥质土打桩时，拔管过程中要设置浮标观测每50100cm高度内砼的灌入量，根据灌入量和桩径的换算作出桩形图，根据桩形图是否异常来监测缩颈现象的发生；预防措施是严格控制拔管速度在0.60.8m/min以内，桩管内尽量多装砼，使管内砼高于地面或地下水位11.5m以上。发现桩身出现缩颈现象及时采取复打法进行处理。,点击动画 缩颈桩,3.3 沉管灌注桩常见问题的处置,共32页 第26页,4 吊脚桩,第一次拔管时，观测管内浮标可监测桩尖活瓣或预制桩头是否打开或脱开；预防措施是采取“密振慢抽”方法，开始拔管50cm,将桩管反插几下，然后再正常拔管；同时保持砼有良好的和易性，防止卡管或堵管，严格控制预制桩尖的强度和规格，防止桩尖打碎或压入管内；发现吊脚桩应将桩管拔出后填砂重打。,共32页 第27页,3.3 沉管灌注桩常见问题的处置,钢筋笼制作：直径在1.2m内的钢筋笼制作同一般灌注桩，大直径和长度大的钢筋笼，一般在主筋内侧每隔2.5m加设一道2530mm的加强箍，每隔一箍在箍内设一道井字加强支撑，与主筋焊接组成骨架，便于吊运。,5 钢筋笼吊放及桩头处理,工人绑扎制作钢筋笼,第6讲 砼灌注桩施工,共32页 第28页,钢筋笼长度超过10m应分段拼接，每节主筋为通长钢筋，接头对焊连接，主筋与箍筋点焊固定，主筋