第二章 灌注樁施工

2.2灌注樁施工

1干作業(yè)成孔灌注樁

2泥漿護(hù)壁成孔灌注樁

3沉管灌注樁4

鋼筋籠吊放砼灌注樁的施工特點(diǎn)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(hù)期，不能立即承受荷載共41頁

第1頁1

干作業(yè)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(hù)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。常用螺旋鉆機(jī)成孔，亦可用洛陽鏟成孔。

成孔原理：電動機(jī)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頁螺旋鉆成孔直徑一般為300~600mm，鉆孔深度為8~20m干作業(yè)成孔灌注樁工藝順序平整場地→定樁位→鉆機(jī)對位、校垂直→開鉆出土→清孔→檢查垂直度及虛土情況→放鋼筋骨架→澆混凝土。

1.1孔底清理

鉆至設(shè)計深度后進(jìn)行孔底清理，方法是只鉆不進(jìn)、空轉(zhuǎn)清土、提鉆卸土。1.2樁身或樁底擴(kuò)孔

可在鉆桿上換裝擴(kuò)孔刀片，擴(kuò)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(kuò)底樁。

1.3虛土厚度

孔底虛土厚度：磨擦力為主的樁不大于300mm，端承力為主的樁不大于100mm；

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。1.4

澆筑要點(diǎn)1干作業(yè)成孔灌注樁共41頁

第3頁長螺旋鉆機(jī)成孔施工長螺旋鉆機(jī)鉆頭長螺旋鉆機(jī)成孔近景螺旋鉆成孔1干作業(yè)成孔灌注樁共41頁

第4頁2

泥漿護(hù)壁成孔灌注樁

泥漿護(hù)壁成孔是用泥漿保護(hù)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(jī)械有回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)、沖擊鉆等，其中以回轉(zhuǎn)鉆機(jī)應(yīng)用最多。

回轉(zhuǎn)鉆機(jī)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(jī)和反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。2.1

成孔機(jī)械及工藝2.1.1

回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔第6講

砼灌注樁施工共41頁

第5頁正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔時泥漿由鉆桿內(nèi)部注入,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鉆桿，由此進(jìn)行循環(huán)。步履式正反循環(huán)沖擊鉆機(jī)2.1

成孔機(jī)械及工藝共41頁

第6頁反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)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較高，排放土渣的能力強(qiáng)。GW-40型全液壓鉆機(jī)GW-35B型鉆機(jī)FGZ反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)共41頁

第7頁2.1

成孔機(jī)械及工藝2.1.2

潛水鉆機(jī)成孔潛水鉆機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī)械，其動力、變速機(jī)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(jìn)行切削土壤成孔。用正循環(huán)工藝輸入泥漿，進(jìn)行護(hù)壁和將鉆下的土渣排出孔外。KQ系列潛水工程鉆孔機(jī)共41頁

第8頁2.1

成孔機(jī)械及工藝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)沖擊錐掏碴筒共41頁

第9頁2.1

成孔機(jī)械及工藝2.2.1泥漿的作用泥漿具有保護(hù)孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷卻與潤滑鉆頭的作用。鉆進(jìn)中，護(hù)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(dá)到規(guī)定深度后，運(yùn)用泥漿循環(huán)進(jìn)行孔底清渣。2.2護(hù)壁泥漿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(jìn)過程中可形成適合護(hù)壁的漿液，則可利用其作為護(hù)壁泥漿，即“自造泥漿”。2泥漿護(hù)壁成孔灌注樁泥漿池共41頁

第10頁2.2.1泥漿的作用泥漿具有保護(hù)孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷卻與潤滑鉆頭的作用。鉆進(jìn)中，護(hù)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(dá)到規(guī)定深度后，運(yùn)用泥漿循環(huán)進(jìn)行孔底清渣。2.2護(hù)壁泥漿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(jìn)過程中可形成適合護(hù)壁的漿液，則可利用其作為護(hù)壁泥漿，即“自造泥漿”。2

泥漿護(hù)壁成孔灌注樁泥漿池共41頁

第10頁2.3

施工程序及方法

2.3.1

埋設(shè)鋼護(hù)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(hù)筒，以起定位、保護(hù)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(jìn)、自造泥漿護(hù)壁；砂土中鉆進(jìn)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(jìn)過程中，應(yīng)保持護(hù)筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。2泥漿護(hù)壁成孔灌注樁插打鋼護(hù)筒共41頁

第11頁

2.3.3

第一次清孔：鉆孔達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后應(yīng)進(jìn)行清孔。以原土造漿的鉆孔可用“射水法”，即鉆桿只轉(zhuǎn)不進(jìn)（空轉(zhuǎn)），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(jìn)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(dá)到設(shè)計要求，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

2.3.6水下澆灌砼：具體內(nèi)容在第3章中介紹。1

安放導(dǎo)管2

導(dǎo)管就位3

料斗貯料4連續(xù)澆注5提升導(dǎo)管泥漿護(hù)壁成孔的缺點(diǎn)：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2.4鉆孔灌注樁常見問題的處置鉆進(jìn)過程中如發(fā)現(xiàn)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(hù)筒周圍用粘土填封密實(shí)，鉆進(jìn)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(jìn)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(hù)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(hù)壁成孔灌注樁共41頁

第14頁2.4.1鉆孔偏斜鉆進(jìn)過程中鉆桿不垂直、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(jī)安裝時對導(dǎo)架進(jìn)行水平和垂直校正，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(jìn)；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(jìn)。2泥漿護(hù)壁成孔灌注樁回轉(zhuǎn)鉆機(jī)的鉆頭共41頁

第15頁擴(kuò)底灌注樁設(shè)備3

沉管灌注樁

沉管灌注樁是利用錘擊打樁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頁立管→對準(zhǔn)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

施工程序3.1錘擊沉管灌注樁砼預(yù)制樁靴點(diǎn)擊動畫錘擊沉管3

沉管灌注樁共41頁

第17頁3.1.2

就位用樁架吊起樁管，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。然后緩緩放下套管，壓進(jìn)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3.1.4

砼澆灌檢查樁管內(nèi)有無泥漿或水進(jìn)入，即可灌注砼。第一次澆灌砼時樁管內(nèi)應(yīng)盡量灌滿，拔管過程中應(yīng)向樁管內(nèi)繼續(xù)澆灌砼，并使樁管內(nèi)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(jìn)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⑴跳打法

樁的中心距小于4倍樁管外徑或小于2m時，均應(yīng)跳打。中間空出的樁，須待鄰樁砼達(dá)到設(shè)計強(qiáng)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(kuò)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(kuò)大樁徑，然后再澆筑第二次砼。⑵復(fù)打法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3.2

振動沉管灌注樁

振動沉管采用振動錘或振動沖擊錘沉管，利用樁機(jī)強(qiáng)迫振動頻率與土的自振頻率相同時產(chǎn)生的共振而沉管。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。3沉管灌注樁共41頁

第21頁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。一般土層內(nèi)拔管速度宜為1.2～1.5m/min，在軟弱土層中宜為0.6～0.8m/min。3.2.1單打法在樁管內(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(jìn)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頁振動灌注樁的適用范圍除與錘擊灌注樁相同外,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)厥┕そ?jīng)驗(yàn)確定。共41頁

第23頁3.2

振動沉管灌注樁3.3沉管灌注樁常見問題的處置

⑴斷樁檢查：露出地面的樁體可用目測觀察，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

第24頁

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。3.3.2

樁靴進(jìn)水樁管沉至設(shè)計標(biāo)高后，用浮標(biāo)可測得樁底是否進(jìn)水或進(jìn)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；出現(xiàn)樁靴進(jìn)水或進(jìn)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(jìn)行處理。3.3沉管灌注樁常見問題的處置共41頁

第25頁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