錘擊沉管灌注樁

錘擊沉管灌注樁第1頁/共55頁一、干作業(yè)鉆孔樁灌注1.干作業(yè)鉆孔灌注樁施工過程。

2.干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機鉆孔。適用于成孔深度內(nèi)沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適于有地下水的土層和淤泥質(zhì)土。

3.鉆機就位后，鉆桿垂直對準樁位中心，開鉆時先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時糾正鉆孔的偏斜或位移。

4.鉆孔至規(guī)定要求深度后，進行孔底清土。清孔的目的是將孔內(nèi)的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。方法是鉆機在原深處空轉(zhuǎn)清土，然后停止旋轉(zhuǎn)，提鉆卸土。

5.鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數(shù)、間距及主筋保護層均應符合設(shè)計規(guī)定，綁扎牢固，防止變形。鋼筋骨架就位后，應立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時，應分層澆筑、分層搗實，每層厚度50～60cm。第2頁/共55頁第3頁/共55頁二、泥漿護壁成孔灌注樁

泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩(wěn)定孔壁的機械鉆孔方法。它通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無地下水的土層。

成孔機械有潛水鉆機、沖擊鉆機等。

泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設(shè)護筒、樁機就位、制備泥漿、機械(潛水鉆機、沖擊鉆機等)成孔、泥漿循環(huán)出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土。第4頁/共55頁1.埋設(shè)護筒和制備泥漿

2.成孔3.清孔4.澆筑水下混凝土第5頁/共55頁1.埋設(shè)護筒和制備泥漿

(1)鉆孔前，在現(xiàn)場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設(shè)護筒。護筒高2m左右，上部設(shè)1～2個溢漿孔，是用厚4～8mm鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應大于鉆頭直徑200mm。護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時引導鉆頭的方向。(2)在鉆孔過程中，向孔中注入相對密度為1.1～1.5的泥漿，使樁孔內(nèi)孔壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內(nèi)漏水，保持護筒內(nèi)水壓穩(wěn)定；泥漿相對密度大，加大了孔內(nèi)的水壓力，可以穩(wěn)固孔壁，防止塌孔；通過循環(huán)泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出，起到攜砂、排土的作用。第6頁/共55頁圖2－18

鉆孔灌注樁-護筒埋設(shè)第7頁/共55頁2.成孔

(1)潛水鉆機成孔

(2)沖擊鉆成孔

第8頁/共55頁第9頁/共55頁(1)潛水鉆機成孔

1)潛水鉆機成孔示意圖2)工作方式

潛水鉆機是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機，其防水電機變速機構(gòu)和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)切削土粒、石渣排至孔外。第10頁/共55頁3)排渣方式

潛水鉆機成孔排渣有正循環(huán)排渣和反循環(huán)排渣兩種方式。第11頁/共55頁(2)沖擊鉆成孔①沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔②沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭③沖孔前應埋設(shè)鋼護筒，并準備好護壁材料。第12頁/共55頁第13頁/共55頁第14頁/共55頁④沖擊鉆機就位后，校正沖錘中心對準護筒中心，在沖程0.4～0.8m范圍內(nèi)應低提密沖，并及時加入石塊與泥漿護壁，直至護筒下沉3～4m以后，沖程可以提高到1.5～2.0m，轉(zhuǎn)入正常沖擊，隨時測定并控制泥漿相對密度。⑤施工中，應經(jīng)常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機松緊程度和轉(zhuǎn)向裝置是否靈活，以免掉鉆。第15頁/共55頁3.清孔

(1)驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能力。(2)泥漿護壁成孔清孔時，對于土質(zhì)較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內(nèi)形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。(3)對于穩(wěn)定性較差的孔壁應采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應控制在1.15～1.25。第16頁/共55頁4.澆筑水下混凝土(1)泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進行的，故稱為澆筑水下混凝土。(2)水下混凝土宜比設(shè)計強度提高一個強度等級，必須具備良好的和易性，配合比應通過試驗確定。(3)水下混凝土澆筑常用導管法。(4)澆筑時，先將導管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土，其量保證導管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪斷懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。第17頁/共55頁第18頁/共55頁三、沉管灌注樁

1.打樁方法2.樁的分類3.成孔順序4.施工工藝第19頁/共55頁1.打樁方法

沉管灌注樁是利用錘擊打樁設(shè)備或振動沉樁設(shè)備，將帶有鋼筋混凝土的樁尖(或鋼板靴)或帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入土中(鋼管直徑應與樁的設(shè)計尺寸一致)，造成樁孔，然后放入鋼筋骨架并澆筑混凝土，隨之拔出套管，利用拔管時的振動將混凝土搗實，便形成所需要的灌注樁。沉管灌注樁樁靴見圖2－27。套管成孔灌注樁(視頻)

第20頁/共55頁第21頁/共55頁2.樁的分類

利用錘擊沉樁設(shè)備沉管、拔管成樁，稱為錘擊沉管灌注樁(圖2－28)；利用振動器振動沉管、拔管成樁，稱為振動沉管灌注樁(圖2－29)。

錘擊樁(動畫)(1)錘擊沉管灌注樁

錘擊沉管灌注樁機械設(shè)備示意圖見圖2－28。第22頁/共55頁第23頁/共55頁(2)振動沉管灌注樁振動沉管灌注樁樁機示意圖見圖2－29。第24頁/共55頁第25頁/共55頁3.成孔順序

在沉管灌注樁施工過程中，對土體有擠密作用和振動影響，施工中應結(jié)合現(xiàn)場施工條件，考慮成孔的順序。

間隔一個或兩個樁位成孔；

在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔；

一個承臺下樁數(shù)在5根以上者，中間的樁先成孔，外圍的樁后成孔。第26頁/共55頁4.施工工藝

為了提高樁的質(zhì)量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復打法、翻插法等施工工藝。

單打法(又稱一次拔管法)：拔管時，每提升0.5～1.0m，振動5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，這樣反復進行，直至全部拔出。

復打法：在同一樁孔內(nèi)連續(xù)進行兩次單打，或根據(jù)需要進行局部復打。施工時，應保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進行。

復打樁(動畫)

翻插法：鋼管每提升0.5m，再下插0.3m，這樣反復進行，直至拔出。第27頁/共55頁

(1)錘擊沉管灌注樁

(2)振動沉管灌注樁

(3)沉管灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及處理方法第28頁/共55頁(1)錘擊沉管灌注樁1)錘擊沉管灌注樁施工過程

錘擊沉管灌注樁適宜于一般粘性土、淤泥質(zhì)土和人工填土地基，其施工過程見圖2－30所示。第29頁/共55頁第30頁/共55頁2)錘擊沉管灌注樁施工要點

①樁尖與樁管接口處應墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內(nèi)和作緩沖層。沉管時先用低錘錘擊，觀察無偏移后，才正常施打。

②拔管前，應先錘擊或振動套管，在測得混凝土確已流出套管時方可拔管。

③樁管內(nèi)混凝土盡量填滿，拔管時要均勻，保持連續(xù)密錘輕擊，并控制拔管速度，一般土層以不大于1m/min為宜，軟弱土層與軟硬交界處，應控制在0.8m/min以內(nèi)為宜。

④在管底未拔到樁頂設(shè)計標高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內(nèi)的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出為止。

⑤樁的中心距在5倍樁管外徑以內(nèi)或小于2m時，均應跳打施工；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設(shè)計強度的50%以后，方可施打。第31頁/共55頁(2)振動沉管灌注樁1)振動沉管灌注樁采用激振器或振動沖擊沉管。2)其施工過程為：①樁機就位②沉管③上料④拔管第32頁/共55頁(3)沉管灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及處理方法1)頸縮

①頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計要求的現(xiàn)象。

②當在淤泥和軟土層沉管時，由于受擠壓的土壁產(chǎn)生空隙水壓，拔管后便擠向新灌注的混凝土，樁局部范圍受擠壓形成頸縮。

③當拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時，周圍淤泥質(zhì)土趁機填充過來，也會形成頸縮。

④處理方法：拔管時應保持管內(nèi)混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴散壓力，混凝土坍落度應控制在50～70mm。拔管時應采用復打法，并嚴格控制拔管的速度。

頸縮樁(動畫)第33頁/共55頁2)斷樁

①斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴重的是一段樁沒有混凝土。

②原因：樁距離太近，相鄰樁施工時混凝土還未具備足夠的強度，已形成的樁受擠壓而斷裂。

③處理方法：施工時，控制中心距離不小于4倍樁徑；確定打樁順序和行車路線，減少對新灌注混凝土樁的影響。采用跳打法或等已成型的樁混凝土達到60%設(shè)計強度后，再進行下根樁的施工。第34頁/共55頁3)吊腳樁

①吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實到孔底地基土層上的現(xiàn)象。

②原因：當?shù)叵滤畨毫Υ髸r，或預制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時，水及泥漿進入套筒鋼管內(nèi)，或由于樁尖活瓣受土壓力，拔管至一定高度才張開，使得混凝土下落，造成樁腳不密實，形成松軟層。

③處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時，可采用密張慢拔的方法，對樁腳底部進行局部翻插幾次，然后再正常拔管。樁靴與套管接口處使用性能較好的墊襯材料，防止地下水及泥漿的滲入。

吊腳樁(動畫)第35頁/共55頁4)混凝土灌注過量

如果灌樁時混凝土用量比正常情況下大1倍以上，這可能是由于孔底有洞穴，或者在飽和淤泥中施工時，土體受到擾動，強度大大降低，在混凝土側(cè)壓力作用下，樁身擴大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前應詳細了解現(xiàn)場地質(zhì)情況，對于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時，應先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過大時，應與設(shè)計單位聯(lián)系，改用其他樁型。第36頁/共55頁四、人工挖孔大直徑灌注樁

大直徑灌注樁是采用人工挖掘方法成孔，放置鋼筋籠，澆筑混凝土而成的樁基礎(chǔ)，也稱墩基礎(chǔ)。它由承臺、樁身和擴大頭組成(圖2－31)，穿過深厚的軟弱土層而直接坐落在堅硬的巖石層上。

優(yōu)點是樁身直徑大，承載能力高；施工時可在孔內(nèi)直接檢查成孔質(zhì)量，觀察地質(zhì)土質(zhì)變化情況；樁孔深度由地基土層實際情況控制，樁底清孔除渣徹底、干凈，易保證混凝土澆筑質(zhì)量。第37頁/共55頁第38頁/共55頁1.人工挖掘成孔護壁方法施工2.施工中應該注意的幾個問題第39頁/共55頁1.人工挖掘成孔護壁方法施工

護壁的支護措施有現(xiàn)澆混凝土護壁、沉井護壁、噴射混凝土護壁等。(1)現(xiàn)澆混凝土護壁法施工

①即分段開挖、分段澆筑混凝土護壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。

②樁孔采取分段開挖，每段高度取決于土壁直立狀態(tài)的能力，一般0.5～1.0m為一施工段，開挖井孔直徑為設(shè)計樁徑加混凝土護壁厚度。

③護壁施工段，即支設(shè)護壁內(nèi)模板(工具式活動鋼模板)后澆筑混凝土，其強度一般不低于C15，護壁混凝土要振搗密實；當混凝土強度達到1MPa(常溫下約24h)可拆除模板，進入下一施工段。如此循環(huán)，直至挖到設(shè)計要求的深度。第40頁/共55頁(2)沉井護壁法施工

①當樁徑較大，挖掘深度大，地質(zhì)復雜，土質(zhì)差(松軟弱土層)，且地下水位高時，應采用沉井護壁法挖孔施工。②沉井護壁施工是先在樁位上制作鋼筋混凝土井筒，井筒下?lián)v制鋼筋混凝土刃腳，然后在筒內(nèi)挖土掏空，井筒靠其自重或附加荷載來克服筒壁與土體之間的摩擦阻力，邊挖邊沉，使其垂直地下沉到設(shè)計要求深度。第41頁/共55頁2.施工中應該注意的幾個問題(1).樁孔中心線平面位置偏差不宜超過50mm，樁的垂直度偏差不得超過0.5%，樁徑不得小于樁設(shè)計直徑。(2).挖掘成孔區(qū)內(nèi)，不得堆放余土和建筑材料，并防止局部集中荷載和機械振動。(3).樁基礎(chǔ)一定要坐落在設(shè)計要求的持力層上，樁孔的挖掘深度應由設(shè)計人員根據(jù)現(xiàn)場地基土層的實際情況決定。(4).人工挖掘成孔應連續(xù)施工，成孔驗收后立即進行混凝土澆筑。(5).認真清除孔底浮渣余土，排凈積水，澆筑過程中防止地下水流入。(6).人工挖掘成孔過程中，應嚴格按操作規(guī)程施工。(7).井面應設(shè)置安全防護欄，當樁孔凈距小于2倍樁徑且小于2.5m時，應間隔挖孔施工。第42頁/共55頁五.灌注樁施工質(zhì)量要求及安全技術(shù)

灌注樁施工質(zhì)量檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個施工過程的質(zhì)量檢查。

施工前應對水泥、砂、石子、鋼材等原材料進行檢查，對施工組織設(shè)計中制定的施工順序、監(jiān)測手段也應進行檢查。1.成孔質(zhì)量檢查及要求

2.鋼筋籠制作及安放要求

3.混凝土攪拌與灌注

4.施工驗收資料

5.樁基礎(chǔ)工程安全技術(shù)第43頁/共55頁1.成孔質(zhì)量檢查及要求(1)樁的樁位偏差必須符合表2－6的規(guī)定，樁頂標高至少要比設(shè)計標高高出0.5m。

第44頁/共55頁第45頁/共55頁(2)灌注樁成孔深度的控制要求①錘擊套管成孔，樁尖位于堅硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土、風化巖土層時，應達到設(shè)計規(guī)定的貫入度；樁尖位于其他軟土層時，樁尖應達到設(shè)計規(guī)定的標高。

②泥漿護壁成孔、干作業(yè)成孔，應達到設(shè)計規(guī)定的深度。

③灌注樁的沉渣厚度：當以摩擦力為主時，不得大于150mm；當以端承力為主時不得大于50mm。第46頁/共55頁3.混凝土攪拌與灌注

(1)混凝土攪拌主要檢查材料質(zhì)量與配比計量、混凝土坍落度；灌注混凝土應檢查防止混凝土離析的措施、澆筑厚度及振搗密實情況。(2)灌注樁各工序應連續(xù)施工。鋼筋籠放入泥漿后，4h內(nèi)必須灌注混凝土。(3)灌注后，樁頂應高出設(shè)計標高0.50m。灌注樁的實際澆筑混凝土量不得小于計算體積。(4)澆筑混凝土時，同一配比的試塊，每班不得少于1組；泥漿護壁成孔的灌注樁，每根不得少于1組。(5)混凝土灌注樁的質(zhì)量檢驗標準應符合表2－7、表2－8的規(guī)定。第47頁/共55頁2.鋼筋籠制作及安放要求(1)鋼筋籠制作時，要求主筋沿環(huán)向均勻布置，箍筋的直徑及間距、主筋的保護層、加勁箍的間距等均應符合設(shè)計要求。主筋與箍筋之間宜采用焊接連接。加勁箍應設(shè)在主筋外側(cè)，主筋一般不設(shè)彎鉤，根據(jù)施工工藝要求，所設(shè)彎鉤不得向內(nèi)圈伸露，以免妨礙施工。(2)鋼筋籠主筋的保護層允許偏差：水下灌注混凝土樁為±20mm；非水下灌注混凝土樁為±10mm。(3)鋼筋籠制作、運輸、安裝過程中，應采取措施防止變形，并應有保護層墊塊(或墊管、墊板)。吊放入孔時，應避免碰撞孔壁。灌注混凝土時，應采取措施固定鋼筋籠的位置。第48頁/共55頁第49頁/共55頁第50頁/共55頁第51頁/共55頁4.施工驗收資料

樁基施工驗收應包括下列資料：

(1)工程地質(zhì)勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設(shè)計變更單及材料代用通知單等。

(2)經(jīng)審定的施工組織設(shè)計、施工方案及執(zhí)行中的變更情況。

(3)樁位測量放線圖，包括工程樁位線復核簽證單。

(4)樁孔、鋼筋、混凝土工程施工隱蔽記錄及各分項工