学习任务二、混凝土灌注桩施工.ppt

1、学习任务二、混凝土灌注桩施工,灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注砼，或者加入钢筋后再灌注混凝土而形成。 桩基础的优点：可以省去大量土方支撑和排水降水设施，施工方便，且一般均能获得良好的技术经济效果。 分类： 泥浆护壁成孔灌注桩 钻孔灌注桩 人工挖孔灌注桩等。 沉管灌注桩,一、泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁并排出土渣而成孔。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、大孤石等障碍物，但在岩溶发育地区应慎重使用,

2、泥浆护壁成孔灌注桩施工现场,泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺 埋设护筒 护筒是保证钻机沿着桩位垂直方向顺利钻孔的辅助工具，其保护孔口和提高桩孔内的泥浆水头，防止踏孔德作用。 泥浆制备 护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，还可在其中掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等,钻孔灌注桩-护筒埋设,护筒的作用 1）固定桩位，并作钻孔导向； 2）保护孔口，防止孔内土层坍塌 3）隔水，稳固孔壁,成孔方法 泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法有： a、回转钻机成孔 b、冲击钻成孔法 c、冲抓锥成孔法 d、潜 水电钻成孔法,A、回转钻机成孔,反循环回转钻机成孔工艺原理图,反循环工艺的泥浆上流的速度较高

3、，能携带较大的土渣,正循环回转钻机成孔工艺原理图,由空心钻杆内部通入泥浆或高压水，从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入泥浆池,B、冲击钻成孔 冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔(图2.14)。 冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头(图2.15)。 冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料,冲击钻机就位后，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

4、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,C、冲抓锥成孔 冲抓锥(图2.16)锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。 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,安放钢筋笼 浇注水下混凝土 浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中。因为当混凝土直接与水接触穿过水层时，骨料和水泥

5、很快将产生分离，骨料很快沉入水底，而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态，当其下沉时，已凝结硬化。因此水下混凝土的浇注，必须在与周围环境水隔离的条件下进行。水下混凝土浇筑的方法很多。最常用的是导管法。导管法采用的主要机具有：导管、漏斗和储料斗、 隔水塞,将导管居中插入，上接漏斗，设隔水栓； 放开隔水栓使混凝土向孔底猛落，将水挤出，并使导管始终埋在混凝土内，此后连续灌注混凝土； 不断提升导管，直至灌注完毕,水下混凝土灌注直升导管法,施工步骤,图4.9 灌注水下混凝土 1-通混凝土储料槽；2-漏斗 3-隔水栓；4-导管,混凝土搅拌必须均匀；防止卡管事故； 必须连续作业，避免中断灌注，并防止混凝土上升顶起钢

6、筋笼； 随时记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，防止导管提升过猛，形成断桩； 桩顶标高应比设计值愈加一定高度，以确保混凝土质量。一般取0.5m,注意事项,二、干作业钻孔灌注桩,干作业钻孔灌注桩施工过程如图2.11所示。 干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔（动画）。螺旋钻头外径分别为400mm、500mm、600mm，钻孔深度相应为12m、10m、8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。 钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移,钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、

7、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。 钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度5060cm,三、人工挖孔灌注桩 施工机具 垂直运输工具：单轨电动葫芦配提升金属架与轨道，活底提土吊桶。 排水机具：潜水泵。 通风设备：鼓风机和送风管。 挖掘工具：镐、锹、土筐等。 此外，还有井内外照明，电铃等设备,人工挖孔桩,施工工艺 按设计图纸放线、定桩位。 开挖场。 支护模板 在模板顶放置操作平台。

8、 浇筑护壁混凝土。 拆除模板继续下一段的施工。 安放钢筋。 排除孔底积水,灌注桩,施工工艺,四、套管成孔灌注桩 1、工艺流程 套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有钢筋混凝土桩靴（又叫桩尖）或带有活瓣式桩靴（左图）的钢套管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成。若配有钢筋时，则在浇筑混凝土前先吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管时，称为锤击沉管灌注桩；利用激振器的振动沉管、拔管时，称为振动沉管灌注桩。右图为沉管灌注桩施工过程示意图,活瓣桩尖 1桩管；2锁轴；3活瓣,沉管灌注桩施工过程 a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土； d）放置钢筋笼、灌注混凝土；e）拔管成桩,2、沉管的方法

9、 锤击灌注桩 用桩架吊起钢套管，关闭活瓣或对准预先设在桩位处的预制混凝土桩靴，套入桩靴。套管与桩靴连接处要垫以麻、草绳，以防止地下水渗入管内。然后缓缓放下套管，压进土中。套管上端扣上桩帽，检查套管与桩锤是否在一垂直线上，套管偏斜不大于0.5%时，即可起锤沉套管。先用低锤轻击，观察后如无偏移，才正常施打，直至符合设计要求的贯入度或沉入标高，并检查管内有无泥浆或水进入，即可灌注混凝土。套管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。拔管要均匀，不宜拔管过高。拔管时应保持连续密锤低击不停,振动沉管 振动灌注桩采用振动锤或振动冲击锤沉管，其设备见下图。施工前，先安装好桩机，将桩管下端活瓣合起来或套入桩靴，对准桩

10、位，徐徐放下套管，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套管上加压，套管即能沉入土中,沉管灌注桩设备,1滑轮组；2振动器；3漏斗；4桩管；5吊斗； 6枕木；7机架；8拉索；9架底；10卷扬机,3、沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法,1) 颈缩 颈缩：指桩身的局部直径小于设计要求的现象。 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。 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，也会形成颈缩。 处理方法：拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有

11、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,2) 断桩 断桩：指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。 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。 处理方法：施工时，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,3) 吊脚桩 吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。 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

12、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。 处理方法：为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，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,地下连续墙的定义 地下连续墙：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体,学习任务四 地下连续墙的施工,地下连续墙采用逐段施工方法，周而复始的进行。每段分六步： （1）开挖导槽，修筑导墙 （2）在始终充满泥浆的沟槽中，利用专业挖槽机械进行挖槽 （3）两端

13、放入接头管 （4）将已制备的钢筋笼下沉到设计高度 （5）插入水下灌注混凝土导管后，进行混凝土灌注 （6）待砼初凝后，拔出导管,导墙的作用 控制地下连续墙施工精度：导墙与地下墙中心相一致，规定了构造的位置走向，可作为量测挖槽标高、垂直度的基准，导墙顶面又作为机架式挖土机械导向钢轨的架设定位。 挡土作用：地表土层受到底面超载的影响，容易塌陷，导墙起挡土的作用，每隔12m加设上下两道木支撑。 重物支撑台：施工期间承受钢筋笼、灌注混凝土用的导管、接头管及其他施工机械的静、动荷载。 维持稳定液面的作用：导墙内蓄泥浆，保证槽壁的稳定，要使泥浆液面始终保持高于地下水位一定的高度。一般为1.252m,1、导墙

14、施工,导墙的形式 一般采用现浇钢筋混凝土结构。也有钢制的或预制钢筋砼的装配式结构（能重复使用）。根据工程试验，采用现场浇注的钢筋混凝土导墙容易做到底部与土层结合，防止泥浆流失,a)最简单，适用于表面土壤良好和导墙上荷载较小 （b)使用于表层土为杂填土、软黏土等承载力较小的土层 （c)适用于作用在导墙上荷载很大的情况，根据计算确定伸出部分的长度,地下连续墙两侧导墙内表面之间的净距，比地下连续梁略厚40mm左右，导墙顶面应高于地面100mm左右。 现浇钢筋混凝土导墙拆模后，应沿纵向每隔1m左右设上下两道木撑,泥浆的作用：护壁、携渣、冷却机具和切土润滑。 泥浆有一定的密度。在槽内对槽壁有一定的净水压

15、力，相当于一种液体支撑。能深入土壁形成一层透水性很低的泥皮，维护土壁的稳定性。 泥浆有较高的粘性，能将土渣悬浮起来，便于排渣。 以泥浆做冲洗时，可降低钻具的温度，可减轻钻具磨损消耗 泥浆不仅要有良好的固壁性能，而且要便于灌注砼,2 泥浆护壁,槽段开挖是地下连续墙施工中的重要环节，约占工期的一半，挖槽精度又决定了墙体制作的精度，是决定施工进度和质量的关键。地下连续墙是分段施工。每一段称为地下连续墙的一个槽段（一个单元），一个槽段是一次混凝土建筑单位。 槽段长度的，从理论上说，槽段长度的选择，除去小于钻机长度的尺寸不能施工外，各种长度均可施工。影响长度的因素 地下连续墙所处的地质情况 相邻情况 工

16、地所备的起重机能力 时间单位内供应混凝土的能力 工地上所具备的稳定液槽容积,3 槽段开挖,成槽 无粘性土、硬土和夹有孤石等较复杂地层可用冲击式钻机粘性土和N20m时宜优先考虑 采用多头钻机开槽，每段槽孔长可取68m，采用抓斗式或冲击式钻机成槽，每段长度可更大。墙体深度可达几十米,图5.24 槽段的连接,槽段的连接 接头应满足受力和防渗要求。国内多用接头管连接非刚性接头。在挖除单元槽段土体后，在一端先吊放接头管，再吊入钢筋笼，浇筑砼后逐渐拔出接头管，形成半圆形接头,46,受力筋为级钢，直径不宜小于16mm，构造筋采用级钢，直径不宜小于12mm，钢筋笼最好按槽段做成整体，若需要分段制作及吊放再连接

17、时，钢筋空拼接宜采用焊接，宜用梆条焊。 钢筋笼端部与接头管或砼接头面应留有1520cm的间隙。主筋保护层厚度78cm，保护层垫块厚5cm，垫块和墙面之间留有23cm，钢垫块 制作钢筋笼先确定导管位置，这部分空间上下连通,4 钢筋笼加工与吊放,47,纵筋在内侧，横筋在外侧。纵筋稍向内弯折 加工钢筋笼时，根据钢筋笼重量、尺寸及起吊方式和吊点布置，在钢筋笼内布置一定数量的纵向桁架。 起吊时，顶部用一根横梁。起吊过程中钢筋笼不产生弯曲变形。为防止钢筋笼晃动，可系绳索人工控制。 插入钢筋笼时，使钢筋笼对准单元槽段中心，垂直准确插入槽内。 钢筋笼插入槽内后，检查标高是否满足设计要求，然后搁置在导墙上。分段制作钢筋笼时，吊放时需接长，下段钢筋笼要垂直悬挂在导墙上，然后将上段钢筋笼垂直起吊，上下两段钢筋笼成直线连接,吊放钢筋笼前须检测槽段，槽底淤泥厚应150250mm,制作、吊放钢筋笼；钢筋绑扎一般可先用铅丝临时固定，再点焊焊条、拆除铅丝,49,清除沉渣 具有水下浇注混凝土的特点，强度等级不低于C20，砼的级配满足结构要求和水下砼施工要求，比如流态砼的坍落度在1520cm左右，有良好的和易性和流动性 用导管在泥浆中浇注 导管数量与槽段长有关，槽段长小于4m，导管1根；大于4m，