建筑施工技術(shù)精品課件第二章(3) 混凝土灌注樁

砼灌注樁施工(shīgōng)第2章地基處理(chǔlǐ)與樁基工程

1干作業(yè)成孔灌注樁

2泥漿護壁成孔灌注樁

3沉管灌注樁

4人工挖孔灌注樁

5鋼筋籠吊放6樁基檢測*精品資料砼灌注樁的施工(shīgōng)特點灌注樁直接在樁位上成孔，然后在孔內(nèi)灌注砼而成。該工藝能適應(yīng)地層的變化、無需接樁、施工時無振動、無擠壓、噪音(zàoyīn)小，適用于建筑物密集區(qū)。第6講

砼灌注樁施工施工后需要一定的養(yǎng)護期，不能立即承受荷載共41頁

第1頁精品資料1干作業(yè)(zuòyè)成孔灌注樁適用于成孔深度內(nèi)無地下水的一般粘性、砂土及人工填土，勿需護壁，成孔深度8～20m、成孔直徑300～600mm，不宜用于地下水位以下的各類土及淤泥質(zhì)土。常用螺旋(luóxuán)鉆機成孔，亦可用洛陽鏟成孔。

成孔原理：電動機帶動鉆桿轉(zhuǎn)動，使螺旋葉片旋轉(zhuǎn)削土，土隨螺旋葉片上升排出孔外。第6講

砼灌注樁施工共41頁

第2頁精品資料1.1孔底清理(qīnglǐ)鉆至設(shè)計深度后進行孔底清理(qīnglǐ)，方法是只鉆不進、空轉(zhuǎn)清土、提鉆卸土。

可在鉆桿上換裝擴孔刀片，擴底直徑為樁身直徑的2.5～3.5倍，在設(shè)計要求位置形成葫蘆樁或擴底樁?？椎滋撏梁穸龋耗ゲ亮橹鞯臉恫淮笥?00mm，端承力為主的樁不大于100mm；1.2

樁身或樁底擴孔鋼筋籠宜一次綁好，吊入孔內(nèi)時注意勿碰孔壁，鋼筋骨架過長時，可分段吊放，逐段焊接。砼應(yīng)分層連續(xù)澆筑，分層厚度不大于1.5m。1.3

施工要點1干作業(yè)成孔灌注樁共41頁

第3頁精品資料長螺旋鉆機成孔施工(shīgōng)長螺旋鉆機鉆頭長螺旋鉆機(zuànjī)成孔近景點擊動畫螺旋鉆成孔1干作業(yè)成孔灌注樁共41頁

第4頁精品資料2泥漿(níjiāng)護壁成孔灌注樁泥漿(níjiāng)護壁成孔是用泥漿(níjiāng)保護孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，不同土質(zhì)和地下水位高低都適用。多用于含水量高的軟土地區(qū)。成孔機械有回轉(zhuǎn)鉆機、潛水鉆機、沖擊鉆等，其中以回轉(zhuǎn)鉆機應(yīng)用最多。

回轉(zhuǎn)鉆機是由動力裝置帶動有鉆頭的鉆桿轉(zhuǎn)動，由鉆頭切削土壤。切削形成的土渣，通過泥漿循環(huán)排出樁孔。根據(jù)泥漿循環(huán)方式的不同，分為正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機。2.1

成孔機械及工藝2.1.1

回轉(zhuǎn)鉆機成孔第6講

砼灌注樁施工共41頁

第5頁精品資料正循環(huán)回轉(zhuǎn)(huízhuǎn)鉆機成孔時泥漿由鉆桿內(nèi)部注入(zhùrù),從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上經(jīng)孔口帶出并流入沉淀池，沉淀后的泥漿流入泥漿池再注入(zhùrù)鉆桿，由此進行循環(huán)。步履式正反循環(huán)沖擊鉆機2.1成孔機械及工藝點擊動畫正循環(huán)成孔共41頁

第6頁精品資料反循環(huán)回轉(zhuǎn)(huízhuǎn)鉆機成孔時泥漿由鉆桿與孔壁間的間隙流入鉆孔，由砂石泵在鉆桿內(nèi)形成真空，使鉆下的土渣由鉆桿內(nèi)腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥漿池。反循環(huán)工藝的泥漿上流的速度(sùdù)較高，排放土渣的能力強。GW-40型全液壓鉆機GW-35B型鉆機FGZ反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機點擊動畫反循環(huán)成孔共41頁

第7頁2.1成孔機械及工藝精品資料2.1.2潛水(qiánshuǐ)鉆機成孔潛水鉆機是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機械，其動力(dònglì)、變速機構(gòu)和鉆頭連在一起，加以密封，因而可以下放至孔中地下水位以下進行切削土壤成孔。用正循環(huán)工藝輸入泥漿，進行護壁和將鉆下的土渣排出孔外。KQ系列潛水工程鉆孔機共41頁

第8頁2.1成孔機械及工藝精品資料2.1.3

沖擊鉆成孔沖擊鉆主要用于在巖土層中成孔，成孔時將沖錐式鉆頭提升一定高度后以自由下落(xiàluò)的沖擊力來破碎巖層，然后用掏渣筒來掏取孔內(nèi)的渣漿。沖擊鉆成孔作業(yè)(zuòyè)沖擊錐掏碴筒共41頁

第9頁2.1成孔機械及工藝精品資料2.2.1泥漿的作用泥漿具有保護孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷卻與潤滑鉆頭的作用。鉆進中，護壁泥漿與鉆孔的土屑混合，邊鉆邊排出攜帶土屑的泥漿；當(dāng)鉆孔達到規(guī)定(guīdìng)深度后，運用泥漿循環(huán)進行孔底清渣。2.2護壁(hùbì)泥漿2.2.2泥漿的組成

是由高塑性粘土或膨潤土和水拌合的混合物，也可摻入加重劑、分散劑、增粘劑及堵漏劑等摻合劑。泥漿一般在現(xiàn)場制備，有些粘性土在鉆進過程中可形成適合護壁的漿液，則可利用其作為護壁泥漿，即“自造泥漿”。2泥漿護壁成孔灌注樁泥漿池共41頁

第10頁精品資料2.3施工(shīgōng)程序及方法2.3.1埋設(shè)鋼護筒在雜填土或松軟土層中鉆孔時，應(yīng)在樁位處埋設(shè)鋼護筒，以起定位(dìngwèi)、保護孔口、維持水頭等作用。其內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭大100mm，埋入土中不少于1m。2.3.2

泥漿注入粘土中可采用清水鉆進、自造泥漿護壁；砂土中鉆進則應(yīng)注入制備泥漿，注入泥漿密度控制在1.1左右，排出泥漿密度宜為1.2～1.4。鉆進過程中，應(yīng)保持護筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。2泥漿護壁成孔灌注樁插打鋼護筒共41頁

第11頁精品資料2.3.3第一次清孔：鉆孔達到設(shè)計標(biāo)高后應(yīng)進行清孔。以原土造漿的鉆孔可用“射水法”，即鉆桿只轉(zhuǎn)不進（空轉(zhuǎn)(kōngzhuàn)），待泥漿密度降至1.1左右；注入制備泥漿的鉆孔則應(yīng)采用“換漿法”清孔，至換出的泥漿密度小于1.15時方為合格。2.3.5第二次清孔：在鋼筋籠和導(dǎo)管安放后、水下砼澆灌前進行，在導(dǎo)管頂部安放泵及皮籠，用泵將泥漿壓入導(dǎo)管內(nèi)，再從孔底沿著導(dǎo)管外置換沉渣。第二次清孔標(biāo)準(zhǔn)是：孔深達到設(shè)計(shèjì)要求，沉渣厚度在100mm以內(nèi)。2.3施工程序及方法2.3.4

吊放鋼筋籠及導(dǎo)管共41頁

第12頁精品資料2.3.6水下(shuǐxià)澆灌砼：具體內(nèi)容在第3章中介紹。1安放導(dǎo)管2導(dǎo)管就位(jiùwèi)3料斗貯料4連續(xù)澆注5提升導(dǎo)管泥漿護壁成孔的缺點：施工現(xiàn)場環(huán)境污染嚴(yán)重共41頁

第13頁2.3施工程序及方法精品資料2.4鉆孔(zuànkǒnɡ)灌注樁常見問題的處置鉆進過程中如發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡或泥漿液面突然下降，這表示有孔壁坍陷跡象。預(yù)防及處理措施：護筒周圍用粘土填封密實，鉆進過程中及時添加新鮮泥漿，使其高于孔外水位；遇流砂、松散土層時適當(dāng)加大泥漿比重，控制鉆進速度和空轉(zhuǎn)時間；孔壁坍陷時應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿液位并加大泥漿比重以穩(wěn)孔護壁。如孔坍陷嚴(yán)重，應(yīng)提出鉆具立即回填粘土，待孔壁穩(wěn)定后再鉆。2.4.1孔壁塌陷2泥漿護壁成孔灌注樁共41頁

第14頁精品資料2.4.1鉆孔(zuànkǒnɡ)偏斜鉆進過程中鉆桿不垂直(chuízhí)、土層軟硬不均或碰到孤石都會引起鉆孔偏斜；預(yù)防措施是鉆機安裝時對導(dǎo)架進行水平和垂直(chuízhí)校正，發(fā)現(xiàn)鉆桿彎曲時應(yīng)及時更換，遇軟硬土層應(yīng)低速鉆進；出現(xiàn)鉆桿偏斜時可提起鉆頭，上下反復(fù)掃鉆幾次。如糾正無效，應(yīng)于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，穩(wěn)定后再重新鉆進。2泥漿護壁成孔灌注樁回轉(zhuǎn)鉆機的鉆頭共41頁

第15頁擴底灌注樁設(shè)備精品資料3

沉管灌注樁沉管灌注樁是利用錘擊打樁(dǎzhuāng)法或振動沉管法將帶有鋼筋砼樁靴(或活辨式樁尖)的鋼樁管沉入土中，然后邊拔管邊灌注砼而成。用錘擊沉樁設(shè)備(shèbèi)沉管時稱為“錘擊沉管灌注樁”利用激振器的振動沉管時，稱為“振動沉管灌注樁”第6講

砼灌注樁施工共41頁

第16頁精品資料立管→對準(zhǔn)(duìzhǔn)樁位套入樁靴、壓入土中→檢查→低錘輕擊→檢查有無偏移→正常施打至設(shè)計標(biāo)高→第一次澆灌砼→邊拔管、邊錘擊、邊繼續(xù)澆灌砼→安放鋼筋籠、繼續(xù)澆灌砼至樁頂設(shè)計標(biāo)高。3.1.1施工(shīgōng)程序3.1錘擊沉管灌注樁砼預(yù)制樁靴點擊動畫錘擊沉管3沉管灌注樁共41頁

第17頁精品資料3.1.2就位(jiùwèi)用樁架吊起樁管，關(guān)閉樁尖活瓣或?qū)?zhǔn)預(yù)設(shè)在樁位處的預(yù)制砼樁靴，套入樁靴。然后緩緩放下(fànɡxià)套管，壓進土中。樁管上端扣上樁帽，檢查樁管與樁錘是否在同一垂直線上，樁管偏斜不大于0.5%時，即可起錘沉管。先低錘輕擊，觀察如無偏移方可正常施打，直至符合設(shè)計要求的貫入度或標(biāo)高。3.1.3

沉管關(guān)閉樁管活瓣樁尖樁管套入砼樁靴3.1錘擊沉管灌注樁共41頁

第18頁精品資料3.1.4砼澆灌(jiāoguàn)檢查樁管內(nèi)(ɡuǎnnèi)有無泥漿或水進入，即可灌注砼。第一次澆灌砼時樁管內(nèi)(ɡuǎnnèi)應(yīng)盡量灌滿，拔管過程中應(yīng)向樁管內(nèi)(ɡuǎnnèi)繼續(xù)澆灌砼，并使樁管內(nèi)(ɡuǎnnèi)砼保持略高于地面。3.1.5

拔管在砼灌滿樁管后，拔管即可進行。一邊拔管、一邊錘擊，拔管的速度要均勻，一般土層以1m/min為宜，軟弱土層以0.3～0.8m/min為宜。倒打拔管的速度，單動汽錘不得少于50次/min，自由落錘不少于40次/min。在管底未拔至樁頂設(shè)計標(biāo)高時，倒打和輕擊不得中斷。共41頁

第19頁3.1錘擊沉管灌注樁精品資料⑴跳打法(dǎfǎ)樁的中心距小于4倍樁管外徑(wàijìnɡ)或小于2m時，均應(yīng)跳打。中間空出的樁，須待鄰樁砼達到設(shè)計強度的50%后方可施打。

為提高樁的質(zhì)量和承載能力，可采用復(fù)打來擴大灌注樁的樁徑。方法是：在第一次澆筑砼完畢、拔出樁管，消除管外壁上的污泥和樁孔周圍地面的浮土，立即在原樁位再設(shè)預(yù)制樁靴或合好S樁尖活瓣，第二次復(fù)打沉入樁管，使未凝固的砼向四周擠壓擴大樁徑，然后再澆筑第二次砼。⑵復(fù)打法點擊動畫復(fù)打法沉樁錘擊沉管灌注樁的特殊施工方法有跳打法、復(fù)打法。共41頁

第20頁3.1錘擊沉管灌注樁3.1.6特殊施工方法精品資料3.2振動(zhèndòng)沉管灌注樁振動沉管采用振動錘或振動沖擊錘沉管，利用樁機強迫振動頻率與土的自振頻率相同時產(chǎn)生的共振(gòngzhèn)而沉管。沉樁前，將樁管下端活瓣合攏或套入樁靴，對準(zhǔn)樁位，徐徐放下樁管壓入土中，勿使偏斜，即可開動激振器沉管。樁管受振后與土體之間摩阻力減小，同時利用振動錘自重在樁管上加壓，樁管即能沉入土中。振動沉管灌注樁可采用單打法、反插法和復(fù)打法施工。點擊動畫振動沉管灌注樁3沉管灌注樁共41頁

第21頁精品資料在沉入土中的樁管內(nèi)灌滿砼，開動激振器振動5～10s后開始拔管，邊振邊拔；每拔0.5～1m，停拔振動5～10s，如此反復(fù)，直到樁管全部拔出。一般土層(tǔcénɡ)內(nèi)拔管速度宜為1.2～1.5m/min，在軟弱土層(tǔcénɡ)中宜為0.6～0.8m/min。3.2.1單打(dāndǎ)法在樁管內(nèi)灌滿砼后，先振動再開始拔管，每次拔管高度0.5～1.0m，向下反插深度0.3～0.5m。如此反復(fù)進行，直至樁管全部拔出地面。反插法能增大樁的截面，提高樁的承載能力，適宜在較差的軟土地基上應(yīng)用。3.2.2反插法要求與錘擊灌注樁相同。3.2.3復(fù)打法3.2振動沉管灌注樁共41頁

第22頁精品資料振動灌注樁的適用范圍除與錘擊(chuíjī)灌注樁相同外,并適用于稍密及中密的碎石土地基。沉管灌注樁的關(guān)鍵必須嚴(yán)格控制最后兩個兩分鐘的貫入度，其值按設(shè)計要求、或試樁數(shù)據(jù)和當(dāng)?shù)?dāngdì)施工經(jīng)驗確定。共41頁

第23頁3.2振動沉管灌注樁精品資料3.3沉管灌注樁常見問題的處置(chǔzhì)⑴斷樁檢查：露出地面的樁體可用目測(mùcè)觀察，樁體在地下2～3m范圍內(nèi)斷裂，用手或腳輕搖會有浮振的感覺，深處的斷樁可采用動測法檢測。3.3.1斷樁3沉管灌注樁共41頁

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⑵防止斷樁的措施：主要是控制樁的中心距大于4倍樁徑,合理安排打樁施工順序和樁架行走路線，采用跳打法和控制時間法使樁身砼終凝前避免振動和擾動，認(rèn)真控制拔管速度。⑶斷樁的處理：斷樁一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)將斷樁拔去，清理樁孔及接樁面，略增大樁身截面積再重新澆筑樁身砼。精品資料3.3.2

樁靴進水樁管沉至設(shè)計標(biāo)高后，用浮標(biāo)可測得樁底是否進水或進泥；預(yù)防措施是樁尖活瓣間隙或預(yù)制樁頭與樁管接觸處要嚴(yán)密，對縫隙較大的樁尖或樁頭應(yīng)及時修理或更換(gēnhuàn)；出現(xiàn)樁靴進水或進泥情況時可先在樁管內(nèi)灌入0.5m高水泥砂漿，再灌入1m高砼，然后反插打下。3.3.3縮頸(suōjǐnɡ)在流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)土打樁時，拔管過程中要設(shè)置浮標(biāo)觀測每50～100cm高度內(nèi)砼的灌入量，根據(jù)灌入量和樁徑的換算作出樁形圖，根據(jù)樁形圖是否異常來監(jiān)測縮頸現(xiàn)象的發(fā)生；預(yù)防措施是嚴(yán)格控制拔管速度在0.6～0.8m/min以內(nèi)，樁管內(nèi)盡量多裝砼，使管內(nèi)砼高于地面或地下水位1～1.5m以上。發(fā)現(xiàn)樁身出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象及時采取復(fù)打法進行處理。點擊動畫縮頸樁3.3沉管灌注樁常見問題的處置共41頁

第25頁精品資料3.3.4

吊腳樁第一次拔管時，觀測管內(nèi)浮標(biāo)可監(jiān)測樁尖活瓣或預(yù)制樁頭是否打開或脫開；預(yù)防措施是采取“密振慢抽”方法，開始拔管50cm,將樁管反插幾下，然后再正常(zhèngcháng)拔管；同時保持砼有良好的和易性，防止卡管或堵管，嚴(yán)格控制預(yù)制樁尖的強度和規(guī)格，防止樁尖打碎或壓入管內(nèi)；發(fā)現(xiàn)吊腳樁應(yīng)將樁管拔出后填砂重打。共41頁

第26頁3.3沉管灌注樁常見問題的處置(chǔzhì)精品資料4人工(réngōng)挖孔灌注樁人工挖孔灌注樁單樁承載力大、受力性能好、質(zhì)量可靠(kěkào)、沉降量小、無需大型機械設(shè)備，無振動無噪音、無環(huán)境污染。人工挖孔灌注樁直徑一般為0.8-3m，最大可達4m，深度一般在20m左右，國內(nèi)最深的為72m。第6講

砼灌注樁施工共41頁

第27頁精品資料人工挖孔樁護壁有磚護壁和砼護壁(直徑1.2m以上樁)兩種，施工方法是分段(每段0.8-1m左右(zuǒyòu))開挖,分段砌筑或澆筑砼拱圈護壁，直至設(shè)計標(biāo)高。4人工(réngōng)挖孔灌注樁為確保人工挖孔樁施工安全，要有預(yù)防孔壁坍塌和產(chǎn)生流砂、管涌的措施，深孔要有可靠的排水、通風(fēng)和照明設(shè)施。

預(yù)防孔壁坍塌的措施：有采用現(xiàn)澆砼護圈、鋼護圈和沉井三種。砼孔壁支護磚砌孔壁支護共41頁

第28頁精品資料鋼筋(gāngjīn)籠吊裝就位井下挖土井下鑿巖井上吊(shàngdiào)土鋼筋籠與聲測管大直徑群樁挖孔施工4人工挖孔灌注樁共41頁

第29頁精品資料值得指出的是：人工挖孔樁工藝有被濫用的趨勢(qūshì)，樁越挖越深、直徑越挖越大，安全措施不到位等。有些省市已開始限制人工挖孔樁的使用。4人工(réngōng)挖孔灌注樁有興趣了解更多人工挖孔樁知識的同學(xué)請參閱老師編輯的基礎(chǔ)工程專題講座《人工挖孔灌注樁》號稱“世界上直徑最大”的挖孔樁共41頁

第30頁精品資料鋼筋籠制作：直徑在1.2m內(nèi)的鋼筋籠制作同一般灌注樁，大直徑和長度大的鋼筋籠，一般在主筋內(nèi)側(cè)每隔2.5m加設(shè)一道Φ25～30mm的加強箍，每隔一箍在箍內(nèi)設(shè)一道井字加強支撐(zhīchēng)，與主筋焊接組成骨架，便于吊運。5鋼筋(gāngjīn)籠吊放及樁頭處理工人綁扎制作鋼筋籠第6講

砼灌注樁施工共41頁

第31頁精品資料鋼筋籠長度超過10m應(yīng)分段拼接，每節(jié)主筋為通長鋼筋，接頭(jiētóu)對焊連接，主筋與箍筋點焊固定，主筋保護層厚70mm，平整度誤差不大于50mm，四側(cè)主筋每隔5m設(shè)置耳環(huán)。鋼筋籠就位應(yīng)采用小型吊運機具或起重機進行，上下節(jié)主筋采用幫條雙面焊連接。大直徑(zhíjìng)灌注樁的鋼筋籠加工5鋼筋籠吊放及樁頭處理共41頁

第32頁精品資料鋼筋(gāngjīn)籠吊裝5鋼筋(gāngjīn)籠吊放及樁頭處理共41頁

第33頁精品資料鋼筋(gāngjīn)籠吊放送放鋼筋(gāngjīn)籠防碰鋼筋籠就位5鋼筋籠吊放及樁頭處理共41頁

第34頁精品資料灌注樁樁頭處理(chǔlǐ)樁間挖土承臺高程(gāochéng)控制樁頭鑿除剝出主筋澆筑砼墊層承臺鋼筋綁扎5鋼筋籠吊放及樁頭處理共41頁

第35頁精品資料6樁基檢測(jiǎncè)*工程樁應(yīng)進行單樁承載力和樁身完整性的抽樣(chōuyànɡ)檢測。6.1

單樁承載力檢測

分為靜載和動載二種：6.1.1

符合下列條件之一的樁應(yīng)采用靜載試驗

⑴設(shè)計等級為甲級的樁基；⑵地質(zhì)條件復(fù)雜、施工質(zhì)量可靠性低；⑶在本地區(qū)采用的新樁型或新工藝；⑷擠土群樁施工產(chǎn)生擠土效應(yīng)。

抽檢數(shù)量：不少于總樁數(shù)的1%，且不少于3根；當(dāng)總樁數(shù)少于50根時，不少于2根。第6講

砼灌注樁施工共41頁

第36頁精品資料江蘇廣電城3840t樁基靜載檢測(jiǎncè)現(xiàn)場6.1單樁承載力檢測(jiǎncè)共41頁

第37頁精品資料6.1.2對上條規(guī)定之外的預(yù)制樁和滿足高應(yīng)變法適用(shìyòng)檢測范圍的灌注樁，可采用高應(yīng)變法進行動載檢測。檢測數(shù)量：不宜少于總樁數(shù)的5%，且不得少于10根。安裝感應(yīng)(gǎnyìng)裝置吊起落錘設(shè)置樁墊測量落距落錘下落樁基大應(yīng)變頻譜分析儀6.1單樁承載力檢測共41頁

第38頁精品資料6.1.3當(dāng)受設(shè)備或現(xiàn)場條件限制無法進行單樁承載力檢測(jiǎncè)的端承型大直徑灌注樁，可采用鉆芯法測定樁底沉渣厚度并鉆取樁端持力層巖土芯樣檢驗樁端持力層。檢測(jiǎncè)數(shù)量：不應(yīng)少于總樁數(shù)的5%，且不應(yīng)少于10根。鉆芯法基樁(jīzhuānɡ)檢測樁身砼芯樣質(zhì)量檢查6.1單樁承載力檢測共41頁

第39頁精品資料6.2樁身完整性抽樣(chōuyànɡ)檢測6.2.1檢測數(shù)量⑴柱下三樁或三樁以下的承臺抽檢樁數(shù)不得少于1根；⑵設(shè)計等級為甲級，或地質(zhì)條件(tiáojiàn)復(fù)雜、施工質(zhì)量可靠性較低的灌注樁，抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的3