灌注樁工程施工清孔灌注工藝資料PPT課件

1、3、清孔方法 用抽吸的方法將孔底鉆渣及含有鉆屑的漿液抽出，清孔徹底，適用于各種鉆孔方法，但孔壁易坍塌的鉆孔采用此法需謹慎，操作注意并防止坍孔。 1 1）抽漿法抽漿法 泥漿相對密度一般控制在1.1以下，孔壁不易形成泥皮。鉆孔終孔后只需將鉆頭稍提起空轉，并維持反循環(huán)5-15min就可完全清除孔底鉆渣，控制出渣量，防止吸垮孔壁。 反循環(huán)方法成孔空氣吸泥機（空壓機）清孔 以灌注水下混凝土的導管作為吸泥管。高壓風管可設在導管內或導管外。與氣舉反循環(huán)一樣也有沉沒比要求（0.55以上）；開始工作時先向孔內供水或凈化過的泥漿，然后送風清孔。停止清孔時，應先關氣后斷水，防止水頭損失而坍孔。 砂石泵或射流泵清孔

2、灌注導管作射流泵或砂石泵的吸漿管進行清孔，優(yōu)點是清孔完畢，拆除彎管裝上漏斗就可進行水下混凝土灌注。正循環(huán)成孔排泥管清水風管反循環(huán)清孔第1頁/共35頁2 2）換漿法換漿法 采用泥漿泵通過鉆桿以中速向孔底壓送相對密度為1.15左右、含砂率小于4%的泥漿，把孔內懸浮鉆渣多的泥漿替換出來。一般采用兩次清孔 正循環(huán)清孔在鉆孔終孔后進行，終孔后，停止進尺，將鉆頭提離孔底10-20，進行換漿。 第一次清孔 在安放好鋼筋籠和灌漿導管后進行；導管就位后在導管上裝上配套蓋頭，以較大泵量向孔底壓送比重1.15左右的泥漿，將孔底部因下鋼筋籠和導管時沉淀的鉆渣和仍懸浮鉆渣的密度較大的泥漿換出。 第二次清孔q對正循環(huán)鉆進

3、而言不需另加機具，孔內仍為泥漿護壁，不易塌孔；q較大鉆渣難以清除；q用較小比重泥漿換出較大比重泥漿，孔徑大時在孔內會形成對流，清孔時間長；q泥漿含砂率較高時不能用清水清孔。 第2頁/共35頁3 3）掏渣法掏渣法 4 4）砂漿置換鉆砂漿置換鉆渣清孔法渣清孔法 沖擊、沖抓鉆進過程中，沖碎的鉆渣一部分被擠入孔壁，大部分則靠掏渣筒清除。清孔時還可向孔底投一些粘土，用沖擊鉆頭或沖抓錐低沖程反復拌漿，使孔底沉渣懸浮便于掏出。降低泥漿比重的方法是掏渣后向孔底注水沖稀泥漿，達到要求后停止清孔。 先用掏渣筒盡量清除鉆渣，然后以活底箱在孔底灌注60厚的特殊砂漿（爐灰、水泥、適量緩凝劑）能浮在混凝土之上，并保證從注

4、入孔底到作業(yè)完成后不致硬化。灌注砂漿后，插入攪拌器，將孔底殘留的鉆渣拌入砂漿中，然后吊出攪拌器，下放鋼筋籠，灌注混凝土，混有鉆渣的特殊砂漿浮于混凝土之上，一直被推到樁頂，處理樁頂浮漿時可被除去。 清孔后要求提出的掏渣筒中泥漿中無2-3顆粒，并且泥漿比重降至1.1-1.25。干作業(yè)法采用夯錘夯實孔底，或者把混凝土用一定壓力壓入樁底，將虛土壓實 第3頁/共35頁灌注樁成樁工藝灌注樁成樁工藝鋼筋籠制作、吊放鋼筋籠制作、吊放樁身混凝土樁身混凝土1、鋼筋籠的制作與吊放 1 1）鋼筋籠的結構鋼筋籠的結構 主筋主筋：受水平力的樁不得少于 810；抗壓樁、抗拔樁不宜少于610；縱向主筋均勻布置，其凈距不應小于

5、60mm，盡量減少接頭，一般要鉚入承臺內（30-45）d(d為主筋直徑)。 箍筋箍筋：68200300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平力較大或抗震樁，樁頂35樁徑范圍內箍筋應適當加密到100-150。 加勁箍筋加勁箍筋：鋼筋籠長度大于4m ，應每隔2m左右設一道1218的加勁箍筋。（架立鋼筋）焊接長度為鋼筋直徑的8-10倍。 第4頁/共35頁吊筋吊筋：是輔助筋，對鋼筋籠起軸向定位作用。 保護塊保護塊：間隔一定距離在加勁箍筋上設置的混凝土保護塊 2 2）鋼筋籠的制作要求鋼筋籠的制作要求 制作允許偏差 主筋間距（土10）；箍筋間距或螺旋筋螺距（土20）；鋼筋籠直徑（土10）；鋼筋籠長度（土50）。

6、主筋的混凝土保護層厚度不應小于35，水下灌注混凝土不得小于50；鋼筋籠主筋保護層厚度允許偏差：非水下灌注砼土10，水下灌注砼土20。 第5頁/共35頁鋼筋籠最小處直徑應比導管接頭處最大外徑大100以上。 分段制作的鋼筋籠，其長度以10米為宜。連接采用焊接，焊接時，在同一截面內鋼筋接頭不得超過主筋數(shù)總數(shù)的50%，兩相鄰接頭應錯開一定距離（一般應大于40）。搭接長度，單面焊縫應為鋼筋直徑的8-10倍，雙面焊縫為鋼筋直徑的4-5倍。 3 3）鋼筋籠的制作鋼筋籠的制作主要設備和工具：電焊機、鋼筋調直機、切割機、鋼筋圈（箍筋）制作臺、支架； 按設計圖紙計算料長，將所需鋼筋調直后成批切好備用 制作鋼筋圈并

7、按要求焊好 準備工作第6頁/共35頁制作方法 木卡板成形法：用2-3厘米厚的木板制成兩塊半圓卡板，按主筋位置，在卡板邊緣鑿出支托主鋼筋的凹槽。制作時每隔3米左右放一塊卡板，把主筋納入凹槽，用繩扎好，再將螺旋筋或箍筋套入，用鐵絲將其與主筋綁牢。然后松開綁繩去掉卡板，進行主筋與箍筋的焊接，要求螺旋筋與主筋之間焊接點每一螺距不少于一個，兩焊點的平面投影相隔盡量接近90以保證鋼筋籠之剛度。 木支架成形法：由固定部分與活動部分組成，活動部分與固定部分用螺栓固定成為一個圓形支架，每隔2米設一支架，各支架應相互平行，圓心位于同一水平線上。制作時把主筋放于支架凹槽，將箍筋按設計位置放在主筋外圍，即與主筋點焊連

8、接，焊好后，拆除支架，再焊螺旋筋。 鋼管支架成形：要放平、放正、放穩(wěn)，焊箍筋時要主意其與主筋的垂直度 第7頁/共35頁使鋼筋與混凝土有較好的粘結錨固性能 綁扎混凝土預制塊 焊接鋼筋“耳朵” 保護層 作用具體措施 于箍筋上加預制混凝土輪 防護鋼筋的銹蝕，提高構件的耐久性防止構件縱向劈裂鋼筋籠的吊放 樁身砼灌注完畢，可解除鋼筋籠的固定設施。 吊點位置應恰當，一般在箍筋處，直徑較大鋼筋籠須對吊點加強，保證鋼筋籠不變形； 全部入孔后，按設計要求檢查安放位置并做好記錄，符合要求后，可將主筋點焊于護筒上或用其它方法固定于孔口，防止因自重下落或灌注砼時上串而錯位； 第8頁/共35頁2、混凝土灌注工藝 由膠凝

9、材料和粗、細骨料、拌合水，有時還摻入一些外加劑和礦物混合物材料，按一定的配合比，經均勻攪拌、密實成型并硬化成的一種人工石。 1 1）混凝土配制混凝土配制按膠凝材料分無機膠凝材料混凝土有機膠凝混凝土a.混凝土種類按配筋分鋼筋混凝土鋼絲混凝土纖維混凝土預應力混凝土素混凝土配筋類無筋類水泥混凝土石灰混凝土水玻璃混凝土石膏混凝土瀝青混凝土聚合物混凝土樹脂混凝土第9頁/共35頁包裹骨料并填滿骨料間空隙，凝固前作為骨料間的潤滑劑，使混凝土的拌合物具有流動性；凝結后將粗細骨料膠結成整體； 主要用作填充粗骨料之間的空隙； 主要起支承作用，砂、石構成混凝土中堅硬的骨架，可承受外載荷作用，并可抑制水泥漿的干縮作用

10、。 b.混凝土的成分及其作用水泥漿水泥漿細骨料細骨料粗骨料粗骨料成分成分作用作用作用按工藝分普通混凝土噴射混凝土泵送混凝土離心混凝土振動混凝土擠壓混凝土現(xiàn)澆類預制類按性質與用途分耐酸混凝土耐熱混凝土防水混凝土防輻射混凝土硅酸鹽工業(yè)簡介第10頁/共35頁水泥標號的確定原則上是要與混凝土的設計強度等級相適應工程上配制普通混凝土拌合物主要選用硅酸鹽水泥五大品種,根據(jù)工程特點、所處環(huán)境、溫度及施工條件等選取c.混凝土原料及技術要求 水泥品種的選擇 水泥標號的選擇 硅酸鹽水泥早強、耐凍、水化熱高普通水泥早強、耐凍、水化熱高礦渣水泥耐熱、耐酸蝕、水化熱低火山灰水泥耐酸蝕、水化熱低粉煤灰水泥耐酸蝕、水化熱低

11、一般情況下，水泥標號為混凝土強度等級的1.52.0倍，配制高強度等級的混凝土時，水泥標號取混凝土強度的0.91.5倍；配制低強度等級的混凝土而水泥標號又偏高時，水泥用量偏少會影響混凝土拌合物的和易性和密度，此時可采取適當加入粉煤灰或礦渣粉等第11頁/共35頁砂砂：粒徑在0.165，化學成份為SiO2。（有河砂、山砂、海砂）河砂潔凈度好，配制砼多用河砂。 砂中有害物質有粘土、淤泥、云母、硫化物、硫酸鹽及各種有機物，會直接影響混凝土硬化和強度。 有害物質控制含量（按質量計）：含泥量5%；硫化物和硫酸鹽1%；云母2%。 希望空隙率小，同時希望總表面積小顆粒級配好、粗細程度適當 和易性好、密實度好、強

12、度高 上圖為不同級配情況，從左至右分別為單一、兩種、多種粒徑，顯然多種粒徑的情況空隙率最小，級配最合理。 有害物質顆粒級配結構越復雜，系統(tǒng)越穩(wěn)定可靠。自然界也是如此第12頁/共35頁石子石子：粒徑大于5，主要為硅酸鹽巖、碳酸鹽巖。分卵石與碎石。 潔凈度潔凈度：含泥量、硫化物、硫酸鹽及有機物質含量的控制 最大粒徑最大粒徑：在可能的條件下盡可能選用大粒徑，有利于提高混凝土強度并節(jié)省水泥，但缺點是不利于施工，影響和易性。最大粒徑可根據(jù)結構物的種類、尺寸、配筋的最小凈距與施工條件來確定。 鋼筋混凝土施工及驗收規(guī)范規(guī)定：混凝土拌合物中石子最大粒徑不準超過結構物最小截面尺寸的1/4，同時不準超過配筋中最小

13、凈距的3/4；若為混凝土實心板，允許使用石子的最大粒徑為板厚的一半，但其最大粒徑也不得超過50。對樁而言最好不超過40。 例：某鋼筋混凝土構件的最小截面尺寸為220mm,配筋（主筋）為22mm，最小間距為78mm，使用石子的粒徑為5-50mm配制混凝土拌合物是否可以？ 第13頁/共35頁d.混凝土拌合物的主要特性指標 又叫混凝土拌合物的工作性，是混凝土拌合物在施工操作時所表現(xiàn)的綜合性能，它包括流動性、粘聚性、保水性3個方面的性能。 和易性和易性流動性流動性：混凝土拌合物在施工操作時，在自重或振動機械動力作用下產生流動，并能均勻密實地填滿模板的性能 粘聚性粘聚性：混凝土拌合物中水泥漿與骨料之間的

14、粘結狀況。保水性保水性：保持一定水分不使其泌出的性能。 300 2mm100 2mm200 2mm坍落度坍落度坍落筒坍落筒坍落度試驗：將混凝土分三層裝入坍落度筒，每層搗實25次，拔出坍落度筒，混凝土塌落，最高面與筒高的差值為坍落度。（此值越大，流動性越好）經驗觀察評定 干孔澆筑：素混凝土坍落度（68cm）；鋼筋混凝土坍落度（1215cm）；大口徑灌注樁水下灌注時坍落度（1820cm）第14頁/共35頁影響混凝土拌合物和易性的主要因素 用水量：用水量增大，流動性增大，但過大會破壞粘聚性和保水性，產生分層或泌水； 水泥漿量：水灰比不變時，水泥漿量越多，流動性越好；在水泥漿量相同的情況下，流動性與水

15、泥漿的稠度有關； 砂率：混凝土拌合物中砂子質量占砂、石總質量的百分率。砂率過大或砂率過小，混凝土拌合物的流動性變差。(水下混凝土拌合物的砂率40%-45%，宜用中粗砂，粗骨料粒徑1500252.0-3.01.2-1.50.8-1.21.0-1.2導管灌注能力和導管埋深的確定 導管灌注能力由導管的內徑確定，不同樁徑和單樁混凝土量要選用不同直徑的導管，以保證灌注速度。 導管埋深大小對灌注質量影響很大，埋深過大管口的超壓力減小，管內混凝土不易流動，產生堵管，拔管困難；埋深過小，管外混凝土面上的浮漿沉渣夾裹卷入混凝土內，形成夾層。介紹最大埋深與最小埋深的確定及埋深控制放在后面c.灌注水下混凝土的參數(shù)

16、第24頁/共35頁漏斗設置高度與初灌量 為保證混凝土能順利地通過導管下灌，導管出口截面處導管內混凝土拌合物柱的靜壓力與導管外泥漿和混凝土拌合物柱靜壓力之差（出口截面上壓力差，超壓力）有一定要求，這一要求通過漏斗設置高度來保證。 第一批灌入混凝土量，要保證足夠的埋管高度，保證導管底部隔水。 wHwHwHh h hhchcAHAHAHP=hccHww cwwcHph漏斗高度設置c-混凝土容重KN/m3；w-孔內水或泥漿容重KN/m3；h-導管埋深m；hc-漏斗距灌注面的高度m；Hw-孔口距灌注面的高度m ；P-超壓力，與灌注半徑有關，小于2.5米時，取75KPa例：有時在施工現(xiàn)場可見到漏斗直接架在

17、孔口進行灌注，也就是提升高度為0。已知砼重度為24KN/m3，孔內泥漿重度1012.5KN/m3，最小超壓力75Kpa(kN/m2)。(孔內沖洗液面高與護筒頂面齊)何種情況下可采用這種作法？第25頁/共35頁初灌量cwweHhhdhhDV112424)(D-實際樁孔直徑；h-導管埋深，初灌時不小于11.2m；he-導管底口至孔底高度；d-導管內徑；h1-完成初灌后為平衡導管外水樁壓力所需的混凝土柱高度； wHch1hhehDd例：樁孔直徑1.5米，導管內徑0.25米，鉆孔深度為孔內液面以下60米，泥漿重度11KN/m3，混凝土重度為24KN/m3，導管底離孔底0.5米，導管最小埋深為1.0米，

18、求初灌量。 樁頂灌注標高樁頂灌注標高應比設計標高增加0.5-0.8m，以便清除樁頂浮漿。第26頁/共35頁混凝土的灌注時間混凝土的灌注上返速度不小于2m/h；混凝土的灌注時間必須控制在灌入導管中的混凝土不喪失流動性的時間內，必要時加入適量緩凝劑。樁長（m）3030505070灌注量m34040-804040-8080-1205050-100100-160適當灌注時間h2-34-53-45-66-73-56-87-9d.隔水塞及初灌混凝土的隔水措施 作用起隔水作用，保證初灌混凝土質量 種類硬塞硬塞-般用混凝土制作，其直徑宜比導管內徑小20-25，采用3-5厚的橡膠墊圈密封，橡膠墊圈外徑宜比導管內

19、徑大5-6。 軟塞軟塞-廣泛使用的是充氣球膽（比導管內徑大4左右），可從樁孔內返回重復使用，只適用于直徑較大的樁孔。 第27頁/共35頁隔水措施 剪塞法剪塞法預制隔水塞置入導管，用鐵絲掛在漏斗，初灌時剪斷鐵絲，硬塞隨初灌混凝土落入孔底。初灌混凝土與泥漿隔離，保證樁身質量。深孔、導管變形易造成卡塞，導致初灌失敗；一樁一塞費工費時。提塞法提塞法制作專門鋼提塞或球形（大于導管直徑1-1.5）混凝土、木塞，于塞下墊塑料布或水泥袋紙墊，提塞進行初灌。隔水塞可重復使用，并杜絕卡塞的隱患。活門法活門法漏斗裝滿混凝土后打開活門進行初灌，混凝土與泥漿直接接觸，混凝土質量難以保證。 球膽法球膽法用于大直徑樁，結合

20、了前兩種方法的優(yōu)點（隔水好，球膽還可重復使用），樁徑小時鋼筋籠與導管間隙小球膽可能無法上返，在樁中形成空洞影響質量。球膽質量要求高，不漏氣，不會被壓破。 第28頁/共35頁e.導管埋深控制 導管埋深小時（深度不足0.50.6m），導管附近會出現(xiàn)局部隆起現(xiàn)象，砼表面曲線有突然轉折。破壞了砼的整體性與均勻性。 當導管埋深較深時（大于1米），砼表面較平滑，新澆筑的混凝土拌合物在已澆筑的砼體內部流動，砼內質量均勻且有保證。 導管的埋深越大，砼向四周均勻擴散的效果越好，混凝土拌合物越密實，表層也越平坦。但埋深增大，導管底口的超壓力減小，砼在管內流動不暢，易造成堵管。 在現(xiàn)有施工條件下，不加外加劑的砼導管

21、最大埋深不應超過6m，加緩凝劑的砼導管最大埋深不應超過12m。 砼面每上升4-5米即可拆除相應數(shù)量的導管。準確測量砼面深度位置，如果測錯可能導致導管拔出砼面等嚴重事故。尤其是擴孔嚴重樁孔，更應嚴格測量。最小埋深最大埋深導管埋深控制第29頁/共35頁f.灌注步驟及事故的預防處理 水下灌注混凝土步驟 成孔和清孔質量合格后才可開始灌注工作； 先拌制0.1-0.2m3水泥砂漿，置于導管內隔水塞的上部，其作用為防卡及便易于沖到砼表層面用作保護層。首批砼灌注正常后，應緊湊地、連續(xù)不斷地進行灌注，嚴禁中途停工；（注意砼的下降速度與孔口返水情況） 導管提升時應保持軸線豎直的位置居中，防止卡掛鋼筋籠； 首批砼灌入孔底后，立即測量孔內砼高，計算出導管埋深，符合要求，可正常灌注，如導管內大量進水，則表明出事故；灌注過程中，導管上段有空氣時，后續(xù)砼要徐徐灌入，以免在導管內形成高壓氣囊擠出連接處止水墊，使導管接頭漏水； 為防止鋼筋籠被砼頂托上升，須在孔口固定牢鋼筋籠上端，砼面接近鋼筋籠時放慢灌注進度； 第30頁/共35頁水下灌注混凝土步驟 為確保樁頂質量，在樁頂設計標高以上加灌一定高度，以便灌注結束后將上段砼清除。一般不小于0.5m，深樁不小于1m； 灌注將近結束時，導管內砼柱高度減小，導管處泥漿重度加大，沉渣增多，超壓減小。如出