灌注樁工程施工1

1、 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)樁基礎(chǔ)的概念樁基礎(chǔ)的概念豎直或微傾斜的基礎(chǔ)構(gòu)件，橫截面尺寸比長度小得多。工作原理工作原理設(shè)置于巖土中的樁通過樁側(cè)摩阻力和樁端阻力將荷載傳遞到地基或通過樁身將橫向荷載傳給側(cè)向土體優(yōu)先考慮樁基礎(chǔ)作為深基礎(chǔ)的條件：優(yōu)先考慮樁基礎(chǔ)作為深基礎(chǔ)的條件：荷載大，地基上部土層軟弱，持力層位置較深；河床沖刷嚴(yán)重，河道不穩(wěn)或沖刷深度不易計算準(zhǔn)確；地基計算沉降過大，或結(jié)構(gòu)不均勻沉降敏感；施工水位或地下水位較高樁的分類樁的分類分類依據(jù)：功能、荷載傳遞機(jī)理、材料、施工方法等。按材料分按材料分木樁鋼樁鋼筋混凝土樁按受力按受力情況分情況分抗壓樁抗拔樁抗橫向推力樁端承樁摩擦樁抗浮樁塔基樁深基坑支護(hù)樁抗滑樁按施

2、工方法分按施工方法分預(yù)制樁：主要指預(yù)制鋼筋混凝土樁。通過錘擊、靜壓或振動等方法沉入地基內(nèi)到達(dá)所需的深度，形成樁基礎(chǔ)。適用條件樁徑?。ㄒ话阒睆皆?.6m以下），地基土質(zhì)為砂性土、粉土、細(xì)砂以及松散的不含大卵礫石的土層。灌注樁：在施工現(xiàn)場的樁位上，通過機(jī)械鉆孔或人工挖掘等方法形成樁孔，然后在孔內(nèi)下入鋼筋籠，灌注混凝土，形成鋼筋混凝土灌注樁。適用條件樁徑樁長變化范圍大，適用于各種土層和巖層。應(yīng)用廣。預(yù)制樁灌注樁非擠土灌注樁部分?jǐn)D土灌注樁擠土灌注樁普通鋼筋混凝土預(yù)制樁預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制樁螺旋鉆孔灌注樁機(jī)動洛陽鏟成孔灌注樁人工挖孔灌注樁潛水電鉆成孔灌注樁正循環(huán)鉆孔灌注樁反循環(huán)鉆孔灌注樁套管護(hù)壁成孔灌注

3、樁沖擊成孔灌注樁組合樁沉管灌注樁夯擴(kuò)灌注樁干振灌注樁按施工方法分樁型與成樁工藝選擇樁型與成樁工藝選擇建筑物的性質(zhì)與荷載工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件施工環(huán)境條件材料供應(yīng)與施工技術(shù)條件經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和施工工期主要因素重要建筑物及對不均勻沉降敏感的建筑物，選擇成樁質(zhì)量穩(wěn)定性好的樁型荷載大的高重建筑物，首先要選擇單樁承載力足夠大的樁型地震設(shè)防區(qū)或受其他動荷載的樁基，在能滿足豎向承載力的同時又有利于提高橫向承載力的樁當(dāng)堅實持力層埋深較淺時，應(yīng)優(yōu)先采用端承樁，包括擴(kuò)底樁，當(dāng)堅實持力層埋深深時，則應(yīng)根據(jù)單樁承載力的要求，選擇合適的長徑比土層有可液化或震沉特性時，應(yīng)考慮其產(chǎn)生的負(fù)摩擦力使樁嵌入穩(wěn)定土層中一定深度影響樁型因素

4、地下水位與地下水補(bǔ)給條件是選擇樁的施工方法的主要因素施工場地距相鄰建筑物、道路等很近時，采用擠土樁，應(yīng)采用有效措施防止鄰近建筑及設(shè)施的破壞施工場地面積小，不能采用沉淀方法處理泥漿時，盡可能不采用泥漿護(hù)壁法施工選擇成樁方法時，還須考慮設(shè)備進(jìn)出場和成孔成樁過程中所需空間尺寸與建筑物的凈距等的要求選擇成樁方法時不要盲目追求先進(jìn)性而忽視現(xiàn)實可靠性影響施工方法因素樁型與施工方法選擇原則綜合經(jīng)濟(jì)效益好，滿足施工工期鉆孔灌注樁的施工鉆孔灌注樁的施工本章的主要內(nèi)容：本章的主要內(nèi)容：1、概述、概述2、灌注樁的成孔方法、灌注樁的成孔方法灌注樁的定義灌注樁的類型灌注樁的施工程序灌注樁的優(yōu)缺點正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)反循環(huán)鉆進(jìn)

5、振動鉆進(jìn)螺旋鉆進(jìn)沖抓錐鉆進(jìn)3、灌注樁的施工程序、灌注樁的施工程序一、灌注樁基本概念一、灌注樁基本概念1、灌注樁的定義、灌注樁的定義 灌注樁是在設(shè)計的樁位使用機(jī)械或人工按要求成孔，然后在孔內(nèi)下入鋼筋骨架等，灌入混凝土而成樁，屬就地成樁。2、灌注樁施工的發(fā)展與應(yīng)用、灌注樁施工的發(fā)展與應(yīng)用 1）發(fā)展）發(fā)展 早期灌注樁施工，采用人工開挖井孔,這種開挖工作一般用木擋板或鋼圈作支撐，并隨開挖進(jìn)展而支設(shè),用這種方式挖孔筑樁，除了費時外，當(dāng)樁穿過含的粘土?xí)r會遇到一些重大的施工問題。 1940年以后，大型樁機(jī)出現(xiàn)，機(jī)械成孔穿過軟土而到第一個能勝任的持力層。隨著車裝式和起重機(jī)式鉆機(jī)和開挖機(jī)具的發(fā)展，施工周期縮短，

6、成本降低。幾乎完全代代替了人工操作。（除遇到硬巖和灌注前清理井底與側(cè)壁外）2）應(yīng)用）應(yīng)用工業(yè)與民用建筑：樁基礎(chǔ)、基坑支護(hù)（護(hù)坡樁）鐵路、公路路基，橋基、立交橋基礎(chǔ)重型設(shè)施、設(shè)備基礎(chǔ)滑坡防治：抗滑樁大型塔基水上建筑基礎(chǔ)3、灌注樁類型、灌注樁類型按作用機(jī)理分1）摩擦樁2）端承樁3）端承摩擦樁4）摩擦端承樁5）嵌巖樁普通摩擦樁普通摩擦樁擴(kuò)底摩擦樁擴(kuò)底摩擦樁普通端承樁普通端承樁擴(kuò)底端承樁擴(kuò)底端承樁全套管施工法（貝諾特灌注樁）正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁螺旋鉆孔灌注樁潛水鉆成孔灌注樁旋挖成孔灌注樁沖抓成孔灌注樁人工挖孔灌注樁按施工方法分干法作業(yè)擴(kuò)底灌注樁泥漿護(hù)壁沖抓成孔灌注樁套管護(hù)壁擠土灌注樁沖擊成孔灌注樁

7、沉管灌注樁夯擴(kuò)灌注樁樁端、樁側(cè)壓漿鉆孔灌注樁旋轉(zhuǎn)擠壓灌注樁錐形灌注樁擠擴(kuò)支盤灌注樁非擠土灌注樁按樁的工作特性分普通樁：基礎(chǔ)樁抗震樁護(hù)坡樁抗拔樁巖石錨樁樹根樁按樁的垂直度分直樁單向斜樁多向斜樁4、鉆孔灌注樁的功能特點、鉆孔灌注樁的功能特點適應(yīng)性廣單樁承載力大建造費用較低抗震性能好1)施工中噪音小、公害少5、鉆孔灌注樁施工缺點、鉆孔灌注樁施工缺點成樁受天氣影響某些地層若不能控制流失、塌孔成樁困難1)檢驗手段不夠完善5、灌注樁的構(gòu)造、灌注樁的構(gòu)造1）混凝土標(biāo)號）混凝土標(biāo)號 混凝土標(biāo)號不得低于混凝土標(biāo)號不得低于C15，水下灌注混凝土不得低于，水下灌注混凝土不得低于C20，預(yù)制樁尖不得，預(yù)制樁尖不得低于

8、低于C30 。2）配筋）配筋主筋主筋受水平力的樁不得少于受水平力的樁不得少于 810；抗壓樁、抗拔樁不宜少于；抗壓樁、抗拔樁不宜少于610?？v向主筋均勻布置，其凈距不應(yīng)小于縱向主筋均勻布置，其凈距不應(yīng)小于60mm，盡量減少接頭。，盡量減少接頭。箍筋箍筋 68200300mm，宜采用螺旋式箍筋；受水平力較大或抗震樁，宜采用螺旋式箍筋；受水平力較大或抗震樁，樁頂樁頂35d范圍內(nèi)箍筋應(yīng)適當(dāng)加密。范圍內(nèi)箍筋應(yīng)適當(dāng)加密。加勁箍筋（又稱架立筋）加勁箍筋（又稱架立筋）鋼筋籠長度大于鋼筋籠長度大于4m ，應(yīng)每隔，應(yīng)每隔2m左右設(shè)一道左右設(shè)一道1218的加勁箍筋。的加勁箍筋。主筋保護(hù)層主筋保護(hù)層不應(yīng)小于不應(yīng)小于

9、35mm ，水下灌注不應(yīng)小于，水下灌注不應(yīng)小于50mm。二、灌注樁施工鉆進(jìn)方法二、灌注樁施工鉆進(jìn)方法(巖土工程施工鉆進(jìn)方法巖土工程施工鉆進(jìn)方法)工程施工鉆的產(chǎn)生與發(fā)展工程施工鉆的產(chǎn)生與發(fā)展礦山豎井采礦爆破供水井及其它工程技術(shù)孔起源深度淺口徑大特點荷蘭1927年采用回轉(zhuǎn)法施工孔徑2m以上。英格索蘭公司1930年采用大口徑鋼粒鉆進(jìn)工程孔。(U.S.)1941年前蘇聯(lián)采用轉(zhuǎn)盤鉆施工大口徑孔，研制出5.5m口徑鉆機(jī)。德國、法國19世紀(jì)50年代制成泵吸反循環(huán)鉆機(jī)和貝諾特鉆機(jī)。美國核試驗施工450眼大口徑井。(48-96in，平均深500-1500ft)日本20世紀(jì)70年代引進(jìn)并研制出數(shù)十種大口徑鉆機(jī)?，F(xiàn)

10、狀-設(shè)備制造、施工方法和工藝多樣化和專業(yè)化。是鉆探技術(shù)的一個分支。世界主要基礎(chǔ)設(shè)備制造商：德國寶峨、意大利土力、美國英格索蘭、阿特拉斯公司發(fā)展簡況1、簡介、簡介工程施工鉆的應(yīng)用工程施工鉆的應(yīng)用大型建筑物基礎(chǔ)工程施工大型建筑物基礎(chǔ)工程施工鉆孔灌注樁管樁：鋼管樁、混凝土管樁地下連續(xù)墻錨樁沉管灌注樁復(fù)合地基基坑降水、支護(hù)已竣工程基礎(chǔ)的注漿加固已竣工程基礎(chǔ)的注漿加固基礎(chǔ)防滲：鉆孔注漿加固基礎(chǔ)裂隙的粘合：鉆孔注漿堵塞粘合古建筑基礎(chǔ)加固：注漿加固路基沉降：鉆孔注漿充填加固各種工程技術(shù)孔各種工程技術(shù)孔采礦爆破、運輸、通風(fēng)、排水孔鉆井法開挖豎井地下核試驗地震觀測孔非開挖鋪設(shè)管線沼氣井、儲藏室、化學(xué)凍結(jié)孔大型供

11、水井微型樁沉管人工挖孔樁大型灌注樁國內(nèi)外工程施工鉆孔的現(xiàn)狀國內(nèi)外工程施工鉆孔的現(xiàn)狀樁孔直徑樁孔直徑微型樁300mm500800mm一般灌注樁10001500mm15003000mm大型灌注樁40005000mm深度深度一般2030m承載層很深時6070m回轉(zhuǎn)法沖擊法沖抓法螺旋鉆法潛水鉆法旋挖法鉆孔擴(kuò)底法人工挖孔法方法方法正循環(huán)反循環(huán)長螺旋短螺旋沖擊反循環(huán)2、施工前的準(zhǔn)備工作、施工前的準(zhǔn)備工作場地準(zhǔn)備場地為旱地時在設(shè)備進(jìn)場前做到“三通一平”（通電、水、路，平整場地），清除地面雜物； 在建筑物舊址或雜填土地區(qū)施工時，將淺埋舊基礎(chǔ)、石塊等挖除，松軟場地夯打密實或換除軟土； 場地為淺水時，宜采用筑島方

12、法，使施工場地高出水面0.51.0米； 場地為深水時，可搭水上工作平臺或船上作業(yè)； 查清現(xiàn)場是否有妨礙施工的地下埋設(shè)物、地下構(gòu)筑物； 檢查測量資料，復(fù)核測量基線和基點，標(biāo)定樁位和高程。 護(hù)筒的埋設(shè) 挖孔（坑）埋設(shè) ：地下水位在地面以下超過1米時，可采用 。填筑埋設(shè)：當(dāng)?shù)叵滤惠^高，挖埋困難時先填筑工作土臺，然后在土臺上挖坑埋設(shè)護(hù)筒。 護(hù)筒埋設(shè)是泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工的開端，護(hù)筒的位置、垂直度準(zhǔn)確與否，對成孔成樁質(zhì)量大有影響 護(hù)筒的作用 護(hù)筒的要求 控制樁位、導(dǎo)正鉆具 防止孔口孔壁坍塌 提高孔內(nèi)水頭高度穩(wěn)定孔壁 護(hù)筒頂面可作為測量基準(zhǔn)面 用于測量孔深、鋼筋籠下放深度、砼面位置、導(dǎo)管埋深增加孔壁的

13、靜水壓力護(hù)筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑，護(hù)筒頂端高度高出地下水位護(hù)筒底端埋深：粘性土不小于1.01.5m，砂土不小于1.5m 護(hù)筒埋置偏差不大于50 有鉆桿導(dǎo)向的正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆宜大100，其它情況為200，深水處護(hù)筒內(nèi)徑宜大于400 高出地下水位1.02.0米 護(hù)筒的種類 磚砌護(hù)筒 用于地下水位埋深大于1.5m且易于開挖的場地 木護(hù)筒 重復(fù)使用次數(shù)少，較少采用 鋼護(hù)筒 堅固耐用 ，使用廣泛鋼筋混凝土護(hù)筒 多用于大直徑樁孔 泥漿配制與循環(huán)處理 泥漿的作用 保護(hù)孔壁 懸浮并攜帶鉆渣 減小鉆進(jìn)阻力 泥漿的配制 利用所鉆地層的粘土，采用清水鉆進(jìn)自然造漿 用泥漿攪拌機(jī)，或投入粘土靠鉆具的沖擊、回轉(zhuǎn)造漿 泥漿循環(huán)

14、系統(tǒng) 泥漿池：泥漿池（沉淀池加貯漿池）的容積，不小于同時施工的樁孔容積的1.22.0倍 沉淀池：單個沉淀池的容積可用同時開動的泥漿泵在沉淀時間的總排量來決定循環(huán)槽：斷面尺寸由工藝決定，循環(huán)槽應(yīng)設(shè)5坡度。 沉淀時間由實驗決定。（一般為20分鐘） 正循環(huán)鉆進(jìn)因泵量小可采用小斷面（300250）；反循環(huán)因泵量大可采用大斷面（500300）泥漿凈化 自然沉降 機(jī)械凈化 化學(xué)凈化 振動篩除0.5以上，旋流除砂器除0.5以下顆粒 制漿池沉淀池貯漿池出漿槽進(jìn)漿槽鉆孔3、鉆進(jìn)方法、鉆進(jìn)方法循環(huán)槽吸水管水泵水龍頭高壓膠管蓮蓬頭水源箱鉆桿鉆頭全孔正循環(huán)原理示意圖全孔正循環(huán)原理示意圖 采用鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置通過鉆桿帶動鉆

15、頭回轉(zhuǎn)切削破碎巖土；泥漿泵泵送的泥漿經(jīng)過鉆鉆桿內(nèi)腔輸送致孔底，縣浮并攜帶鉆渣，再經(jīng)鉆桿與孔壁之間的間隙返回地面，實現(xiàn)排渣與護(hù)壁。成孔直徑不宜大于1000mm,鉆孔深度小于40m。 采用泥漿護(hù)壁、排渣適應(yīng)地層：填土、粘土、粉土、淤泥、砂土、基巖及卵石（含量小于15%、粒徑小于10mm）。 適用條件適用條件正循環(huán)存在的問題正循環(huán)存在的問題 口徑大時，泥漿上返速度低，排渣困難，巖土重復(fù)破碎現(xiàn)象嚴(yán)重，受泥漿泵排量限制。 正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法1)鉆機(jī)鉆機(jī)轉(zhuǎn)速低、扭矩大（低速馬達(dá)）通孔直徑大移位搬遷方便（鉆機(jī)、鉆塔安裝于車輛或平臺上）2)泥漿泵泥漿泵離心泵-流量大、重量輕、價格便宜，流量隨

16、管道阻力的增加而減小往復(fù)泵-可多臺并聯(lián)使用增大排量，泵量基本不隨管道阻力而變化3)鉆頭鉆頭全面鉆進(jìn)用鉆頭環(huán)狀鉆進(jìn)用鉆頭擴(kuò)底鉆頭全面鉆進(jìn)用鉆頭環(huán)狀鉆進(jìn)用鉆頭魚尾鉆頭籠式刮刀鉆頭組合牙輪鉆頭內(nèi)外壓砂塊式鋼粒鉆頭牙輪取芯鉆頭硬質(zhì)合金取芯鉆頭鋼粒取芯鉆頭擴(kuò)底鉆頭選用設(shè)計鉆頭考慮因素適應(yīng)地層特點；成孔直徑大；全孔鉆進(jìn)；要控制超徑；導(dǎo)向性能要好；加壓或減壓要方便、可靠。出水口刀刃導(dǎo)向性差，遇局部阻力或側(cè)向擠壓易偏斜魚尾鉆頭適用條件適用條件適用于鉆進(jìn)粘土和砂土層優(yōu)點優(yōu)點制作簡單，與孔底接觸面積小，以較小的鉆壓便可獲得較高的鉆進(jìn)效率缺點缺點為克服這一缺點，可在鉆頭翼板上加焊導(dǎo)向籠-籠式魚尾鉆頭法蘭法蘭肋骨肋骨

17、圓鋼管圓鋼管硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金籠式鉆頭籠式鉆頭導(dǎo)向上腰帶導(dǎo)向上腰帶導(dǎo)向下腰帶導(dǎo)向下腰帶中心桿中心桿硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金魚尾鉆頭魚尾鉆頭橫豎支撐橫豎支撐雙腰帶籠式鉆頭雙腰帶籠式鉆頭適用條件適用條件粘土、粉砂土、中、粗砂和細(xì)砂優(yōu)點優(yōu)點鉆速快，排渣好，由于雙腰帶的導(dǎo)正作用與小鉆頭的定心作用，鉆頭工作平衡、擺動小（擴(kuò)孔率小，可減小砼的灌注量），垂直精度高，破碎巖土效率高法蘭法蘭肋骨肋骨圓鋼圓鋼管管硬質(zhì)合硬質(zhì)合金金內(nèi)螺旋鉆頭內(nèi)螺旋鉆頭螺旋螺旋片片筒筒體體推土推土盤盤八角硬質(zhì)合八角硬質(zhì)合金金筒式鉆頭筒式鉆頭適用條件適用條件粘土層、砂卵礫石層優(yōu)點優(yōu)點鉆進(jìn)速度快，導(dǎo)向性好。內(nèi)螺旋可對土體進(jìn)行破碎，增加環(huán)狀間隙泥漿流

18、速，排渣好。適用條件適用條件第四紀(jì)各類粘土層、砂土、砂礫石層。優(yōu)點優(yōu)點鉆進(jìn)速度快，導(dǎo)向性好，排渣好。全面鉆進(jìn)用鋼粒鉆頭全面鉆進(jìn)用鋼粒鉆頭 鋼板疊合式鋼粒鉆頭，四分之三面積的圓鋼板為鉆頭工作唇面（厚50），以壓住孔底工作鋼粒轉(zhuǎn)動，按鉆頭回轉(zhuǎn)方向在一側(cè)割出35導(dǎo)砂角，鉆頭體外加焊周長300、厚20的肋骨片，以防夾鉆。鋼板疊合式鋼粒鉆頭：廣西某隊用該型鉆頭直徑1200，鉆壓39.2KN,轉(zhuǎn)速為2342r/min，沖洗液量300L/min時，在砂巖中的小時進(jìn)尺0.09m。內(nèi)外壓砂塊式鋼粒鉆頭：廣東某隊用這種鉆頭（直徑1米），鉆進(jìn)抗壓強(qiáng)度為110.6Mpa的花崗巖，平均每小時鉆進(jìn)1米。 鋼板疊合式鋼粒鉆

19、頭斜拉幅板鉆桿沉淀管鉆頭體外肋骨片疊合鋼板內(nèi)外壓砂塊式鋼粒鉆頭，內(nèi)外壓砂塊在平面上均布，角度互相錯開，外壓砂塊間焊加強(qiáng)筋板。底面上壓砂面積小，要求鉆頭軸向壓力相對較小。1-內(nèi)壓砂塊；2-加強(qiáng)筋板；3-外壓砂塊；4-外管；5-心管；6-鉆桿接頭組合牙輪鉆頭組合牙輪鉆頭 需要較高的鉆壓，鉆頭價格較高適用條件適用條件硬土、基巖或卵礫石層優(yōu)點優(yōu)點鉆進(jìn)效率高缺點缺點雙吸口牙輪鉆頭1-超前三牙輪；2-吸渣口；3-中心管；4-導(dǎo)管；5-正刀牙輪6-邊刀牙輪7-刀盤接頭上盤連桿導(dǎo)向軸擴(kuò)孔翼片矛式鉆頭擴(kuò)底鉆頭擴(kuò)底鉆頭作用作用：用于施工上小、下大的異徑擴(kuò)底灌注樁孔的“擴(kuò)大頭”孔段適用條件適用條件：粘性土、砂土地層。一般將孔徑擴(kuò)至原孔直徑的2.53.5倍。作用作用：進(jìn)行環(huán)狀取芯鉆進(jìn)。適用條件適用條件：硬地層和基巖。注：大口徑取芯鉆進(jìn)的巖芯斷取較困難，特別是在嵌巖樁取芯時鉆進(jìn)時，為了斷取巖