大学土木工程施工经典课件第6讲——砼灌注桩施工.ppt

第六届混凝土灌注桩施工，第二章地基处理和桩基施工，一次作业在灌注桩2泥浆保护壁上灌注桩3沉管灌注桩4人工在灌注桩5钢筋笼上灌注桩6桩基检查*，混凝土灌注桩施工特点，灌注桩直接在桩的位置形成孔，在孔中灌注混凝土。 该技术适应地层变化，无需接桩，施工时无振动，无压迫，噪声小，适用于建筑物密集区。 第6次混凝土灌注桩施工，施工后需要一定的养护期，不能立即承受负荷，共41页第1页，1次作业打孔灌注桩应用于打孔深度内无地下水的一般粘性、砂土和人工填土，不需要保护墙壁，打孔深度为820m，打孔深度为820m 也可以用常用的螺杆钻孔，用洛阳刀片钻孔。 孔形成原理：电动机旋转钻头，旋转螺旋叶片削土，随着螺旋叶片的上升将土排出孔外。 第6次混凝土灌注桩施工，共41页第2页，1.1钻孔深度，钻孔深度后进行钻孔清理的方法，不仅仅是钻孔深度的清理，也是空转挖土。 可在钻杆上安装扩孔刀片，扩底直径为桩直径的2.53.5倍，在设计要求位置形成葫芦桩或扩底桩。 孔底虚土厚度：摩擦力为主桩300mm以下，端承力为主桩100mm以下，1.2桩体或桩底扩孔，钢筋笼一次捆扎，吊入孔中时注意不要接触孔壁，钢筋骨架过长时可分段吊起，分段焊接。 混凝土必须分层连续浇筑，分层厚度在1.5m以下。 1.3施工要点，1次作业打孔灌注桩，共41页第3页，用长螺杆钻孔用长螺杆钻孔，用动画螺杆打孔，1次作业打孔灌注桩，共41页第4页，2泥浆壁打孔多用于含水量高的软土地区。 钻孔机有旋转钻头、潜水钻头、冲击钻头等，其中旋转钻头使用最多。 旋转钻头通过动力装置使有钻头的钻杆旋转，通过钻头切削土壤。 切削形成的淤泥，使泥浆循环排出桩孔。 根据泥浆循环方式，分为正循环旋转钻和反循环旋转钻。 2.1成孔机械和技术，2.1.1旋转钻孔，第6次混凝土灌注桩的施工，共41页的第5页，正循环钻孔，成孔时从钻杆内部注入泥浆，从钻杆底部喷出，将挖掘出的泥浆沿着孔壁通过孔带出沉淀池，沉淀后的泥浆流入泥浆池进行挖掘、步行式正反循环冲击挖掘机、2.1孔形成机械与技术、点击动画正循环孔形成、共41页6页、反循环旋转挖掘机、孔形成时泥浆从挖掘棒与孔壁的间隙流入挖掘孔，用砂泵在挖掘棒内形成真空，将挖掘出的泥渣从挖掘棒内吸入地面流入沉淀池，沉淀后流入泥浆池反循环工艺泥浆上游速度高，排泥能力强。 GW-40型全液压钻头，GW-35B型钻头，FGZ反循环旋转钻头，点击动画反循环孔形成，共41页第7页，2.1孔形成机械与技术，2.1.2潜水钻孔形成，潜水钻头为旋转式钻头机械，动力、变速机构与钻头连接密封，因此下降至孔的地下水位以下正循环工艺进口泥浆，将护壁和挖掘的泥渣排出洞外。 KQ系列潜水工程钻头，共41页8页，2.1孔加工机械和技术，2.1.3孔加工钻头主要用于岩层形成孔，形成孔时将冲孔钻头提升到一定高度后，用自由落下的冲击力破碎岩层，然后用钻头取出孔内的淤渣。 冲孔钻孔作业，冲击锥钻孔作业，共41页9页，2.1钻孔机械和技术，2.2.1泥浆作用泥浆保护孔壁，防止孔塌，排土，冷却和润滑钻孔作用。 进而，保护壁泥和钻头土屑混合，钻头边运送土屑排出泥浆达到规定深度后，采用泥浆循环进行孔底清渣。2.2挡土墙泥浆、2.2.2泥浆的组成为高塑性粘土或膨润土与水混合而成的混合物，也可配合加重剂、分散剂、增稠剂及堵塞剂等配合剂。 泥浆通常是现场制作的，一些粘性土在侵入过程中能够形成适合保护壁的浆浆，并可以用作保护壁泥浆，即“自制泥浆”。 2在泥浆保护壁上打孔灌注桩，泥浆池，共41页10页，2.3施工步骤和方法，2.3.1埋设钢保护筒在杂填土和软土层上打孔时，在桩的位置埋设钢保护筒，起到定位、保护孔、维持水头等作用。 其内径比钻头大100mm，在土中埋入1m以上。 2.3.2泥浆注入粘土后，清水进入，潜入可形成泥浆保护壁的砂土时注入泥浆，将注入泥浆的密度控制在1.1左右，排出泥浆的密度为1.21.4。 进入时，保护筒内泥浆的水位应高于地下水位。 2在泥浆护壁上钻孔灌注桩，插入钢护筒，共41页，第11页，2.3.3次钻孔：钻孔达到设计水平后钻孔。 用原土制浆的钻头是“喷水法”，钻头只是不旋转(空转)，为制浆密度下降到1.1左右的泥浆而注入的钻头采用“浆料更换法”，直到更换的泥浆密度不足1.15为止必须合格。 2.3.5第二次清孔：钢筋笼和导管安装后，水中混凝土灌溉前进行，导管上部安装泵和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，从孔底沿导管外置换沉渣。 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施工步骤和方法，2.3.4吊钢筋笼和管道，共41页12页，2.3.6水下灌溉混凝土：具体内容将在第3章介绍。 1设置导管2导管贮藏3料斗贮藏材料，4连续灌注导管，使泥浆保护壁成孔缺陷：施工现场环境污染严重，共41页13页，2.3施工步骤和方法，2.4钻孔灌注桩常见问题处理，发现排放泥浆中气泡和泥浆液面不断下降预防和处理措施：保护筒周围用粘土密封，入侵过程中添加新鲜泥，遇到高于洞外水位的流沙、松散土层时，应适度增大泥浆的比重，控制进入速度和空转时间的洞壁塌陷时，保持洞内泥浆液位，增大泥浆比重使洞壁稳定。 当坑塌的时候，应该建议用钻头立即回填粘土，等坑墙稳定后再钻。 2.4.1孔壁凹陷，2泥浆保护壁成孔灌注桩，共41页第14页，2.4.1孔倾斜，钻头不垂直，土层坚硬，或碰到孤立石头时孔倾斜的预防措施是在钻机安装时水平和垂直校正导向架，钻杆弯曲如果钻头倾斜，则提起钻头，向上或向下重复几次钻头。 如果纠正无效的话，应该把粘土部分地埋进洞里，直到偏洞处为止0.5m以上，稳定后再进入。 在2泥浆保护壁上打孔灌注桩，旋转钻头钻孔，共41页的第15页，扩底灌注设备，3沉管灌注桩，沉管灌注桩利用锤击灌注桩法或振动沉管法将钢筋混凝土的桩靴(或活瓣式桩的前端)沉入土中，一边拔管一边灌注混凝土用锤沉管灌注桩沉管设备时称为“锤沉管灌注桩”，利用激振器的振动沉管时称为“振动沉管灌注桩”，第6次混凝土灌注桩施工，共41页第16页，立管桩的位置对齐后放入灌注桩鞋， 压入土中检查用低锤子敲击检查有无偏移正常敲入设计海拔首次灌入混凝土拔管、一边敲击锤子一边灌入混凝土放置钢筋笼，继续灌入桩的设计海拔。 3.1.1施工步骤，3.1锤击沉管灌注桩，混凝土基桩护套，动画锤击沉管，3沉管灌注桩，共41页第17页，3.1.2位置，在桩基上吊桩管关闭桩尖活阀，或者将预置的基桩护套对准桩尖位置，嵌入桩护套慢慢放下套筒，把它推进土里。桩帽挂在桩管上端，检查桩管与桩锤是否在同一垂直线上，若桩管振动在0.5%以下，则可引起锤沉管。首先用低锤子敲击，如无偏移则正常敲击，观察贯彻度和海拔，直至满足设计要求。 3.1.3沉管，关闭桩管活瓣桩尖桩管，放入桩靴，用3.1锤沉管灌注，共41页18页，3.1.4沉管灌注，检查桩管内是否有泥或水，可灌注混凝土。 首次灌注混凝土时，桩管内应尽量充满，拔管过程中继续灌注混凝土，使桩管内的混凝土保持稍高于地面。 3.1.5拔管可在混凝土充满桩管后拔管。 边拔管边敲锤，拔管速度均匀，一般土层应为1m/min，软土层应为0.30.8m/min。 打倒拔管的速度，单作用电机锤必须在50次/min以下，自由落下锤必须在40次/min以上。 如果管道底部没有拔出到桩的设计水平，则无法中断反击和攻丝。共41页19页，3.1锤击沉管灌注桩，跳跃打法，桩中心距小于4倍桩管外径或小于2m时应跳跃。 中间空出的桩必须在相邻桩达到设计强度的50%后再打。 为了提高桩的质量和承载能力，扩大灌注桩径，可以采用打倒。 方法：首先浇筑混凝土后拔出桩管，清除管外墙污泥和桩孔周围地面浮土，立即在原桩位置安装预制护罩或s桩顶翼，第二次浇筑桩管，将未凝固混凝土向周围挤出扩大桩径，然后再进行第二次浇筑复击法、动画复击法单击沉桩，锤沉管灌注桩的特殊施工方法有跳击法、复击法。 共41页20页，3.1锤沉管灌注桩，3.1.6特殊施工方法，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，利用桩机强制振动频率与土自振频率同时产生的共振进行沉管。 沉桩前，关闭桩管下端的挡板或对准桩的位置，慢慢放下桩管，压入土中，不要倾斜，可以移动激振器沉管。 当桩管受到振动时，与土体之间的摩擦阻力减小，同时由于振动锤的自重对桩管加压，桩管会沉入土中。 振动沉管灌注桩可采用单打法、逆插法和复打法施工。 动画振动沉管灌注桩，3沉管灌注桩，共41页，点击第21页，在沉入土中的灌注桩内灌满混凝土，移动振动器，振动510s后开始拔管，一边振动一边拔管，每拔出0.51m，停止510s的拔管振动，桩管全部拔出一般土层内拔管速度优选为1.21.5m/min，软土层优选为0.60.8m/min。 3.2.1单击法是在桩管内填充混凝土后，振动后开始拔管，每次拔管高度达到0.51.0m，深度就达到0.30.5m。 这样重复，直到桩管全部脱离地面。 逆插法适用于加大桩截面、提高桩承载能力、弱软土地基。 3.2.2反插法要求与锤桩相同。 3.2.3复方法，3.2振动沉管灌注桩，共41页22页，振动灌注桩适用范围与锤击灌注桩相同，适用于稍密及中密的碎石土地基。 沉管灌注桩的关键在于要严格控制最后2分钟的贯入度，其值应根据设计要求或试桩数据和现场施工经验确定。 共41页23页，3.2振动沉管灌注桩，3.3沉管灌注桩常见问题的处理，断桩检查：露出地面的桩体可以目视观察，桩体在地下23m的范围内断裂，用手或脚轻轻摆动时有浮振感，深断桩可以动态测量。 3.3.1断桩、3沉管灌注桩，共41页24页，防止断桩的措施：主要是桩中心距离大于4倍桩径，合理布置灌注桩施工顺序和桩基运行路线，采用跳桩法和控制时间法避免桩基终凝前振动和扰动，认真控制拔管速度。 断桩处理：发现断桩后，应拔除断桩，清理桩孔和桩接头面，稍加扩大桩截面积，再重新打桩。3.3.2桩靴浸水、桩管沉入设计水平后，可以用桩帽测量桩底是浸水还是浸泥的预防措施，使桩尖活阀间隙和预制桩头与桩管的接触处变得严格， 如果是立即修理或更换间隙较大的桩头或桩头的桩鞋进入水中或进入泥中，可以先在桩管内加入0.5m的水泥砂浆，再加入1m的水泥砂浆，然后反向插拔掉。 3.3.3挤压缩颈、流态泥质土桩时，拔管过程中设置浮子观测每50100cm高的混凝土灌注量，根据灌注量和桩径换算制成桩形图，根据桩形图是否异常监测缩颈现象发生的预防措施是拔管速度为0.60.8m/min 在桩管内设置尽可能多的混凝土，使管内的混凝土比地面和地下水位高11.5m以上。 发现桩体发生缩颈现象，立即采用复方法处理。 点击动画缩颈桩，3.3沉管灌注桩常见问题的处理，共41页25页，3.3.4吊桩，初次拔管时，观测管内浮标可以监测桩尖活瓣或预制桩是打开还是脱落。 预防措施是采用“密振慢吸”的方法，开始拔管50cm，多次反插桩管，再正常拔管，同时混凝土保持良好的和易性，防止卡盘和管堵塞，严格控制预制桩尖的强度和规格，桩尖在管道内破碎共41页26页，3.3沉管灌注桩常见问题处理，4人工挖孔灌注桩，人工挖孔灌注桩承载力大，受力性能好，质量可靠，沉降量小，无大型机械设备，无振动，无噪音，无环境污染。 人工挖孔桩直径一般为0.8-3m，最大为4m，深度一般为20m左右，国内最深的为72m。 第6次混凝土灌注桩施工，共41页第27页，人工挖孔桩的保护壁有砖保护壁和混凝土保护壁(直径1.2m以上的桩)两种，施工方法分阶段(各阶段为0.8-1m左右)挖掘，分阶段建造混凝土拱桥保护壁，甚至浇注到设计高程4为了确保人工挖孔灌注桩、人工挖孔灌注桩的施工安全，必须采取措施预防孔壁坍塌、流沙、管涌的产生，深基坑必须有可靠的排水、通风和照明设施。 预防洞墙坍塌的措施：采用混凝土护环、钢护环、沉井三种。 混凝土孔壁支护砖孔壁支护，共41页28页，钢筋笼悬挂位置，井下挖掘土井吊土，钢筋笼与声管，大直径群桩挖掘工程，4人工挖掘桩，共41页29页，应指出，人工挖掘桩技术有被滥用的趋势，桩挖得越深一些省市已经开始限制人工挖孔桩的使用。 4有兴趣人工挖孔灌注桩的学生见老师编辑的基础工程研讨会人工挖孔灌注桩，称“世界上直径最大”的灌注桩共41页，共30页，钢筋笼制作：直径在1.2m以内的钢筋笼制作与普通灌注桩相同， 直径和长度大的钢筋笼的制作，一般是在主筋内侧每隔2.5m设置2530mm的加强带，每条带设置井架的加强支撑，焊接主筋和骨架，5钢筋笼的悬挂和桩的处理，工人捆扎的钢筋笼的制作，第6次混凝土灌注桩的施工，共41页的第31页钢筋笼长度超过10m阶段性连接，各节主筋通长钢筋、接头焊接连接、主筋与箍筋点焊固定、主筋保护层厚度70mm、平坦度误差50mm以下、四侧主筋每5m设置一个耳环。 钢筋笼的位置应用小型起重机或起重机进行，上下主筋应用辅助棒的双面焊接连接。 大直径打桩的钢筋笼加工，5钢筋笼吊和打桩处理，共41页的第32页，钢筋笼吊，5钢筋