地基與基礎(chǔ)工程課件

第二章地基與基礎(chǔ)工程

第一節(jié)地基處理

第二節(jié)淺基礎(chǔ)施工

第三節(jié)樁基礎(chǔ)施工

2/18/20241可編輯課件PPT第一節(jié)地基處理

在軟弱地基上建造建筑物或構(gòu)筑物時(shí)，一般都應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)作用范圍內(nèi)的土采取一定的技術(shù)加固與處理措施，使之滿足基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求。方法：換填法、預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、振沖法、土與灰土擠密樁法、砂樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、深層攪拌法、高壓噴射注漿法、夯實(shí)水泥土樁法和托換法等。2/18/20242可編輯課件PPT一、換填法換填法就是將基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較高的砂、砂石、粉煤灰及其他性能穩(wěn)定和無侵蝕性的材料，并夯壓或振實(shí)至設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度。換填法常用于輕型建筑地坪、堆料場地和道路工程等地基處理。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗塘、暗溝等的淺層處理。二、重錘夯實(shí)法重錘夯實(shí)法是用起重機(jī)械將夯錘提升到一定高度，然后自由落錘，不斷重復(fù)夯擊以加固地基。重錘夯實(shí)法一般適用于地下水位距地表0.8m以下稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填土。2/18/20243可編輯課件PPT三、強(qiáng)夯法強(qiáng)夯法是將夯錘從高處自由落下，給地基以強(qiáng)大的沖擊能量，在沖擊波和壓應(yīng)力的作用下，迫使土體中孔隙壓縮，排除孔隙中的氣和水，使土粒重新排列，迅速固結(jié)，從而提高地基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性的地基加固方法。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。2/18/20244可編輯課件PPT四、振沖法

振沖法就是利用振沖器水沖成孔，填以砂石骨料，借振沖器的水平及垂直振動(dòng)，振密填料，形成碎石樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基以提高地基承載力的方法。2/18/20245可編輯課件PPT第二節(jié)淺基礎(chǔ)施工依據(jù)埋置深度的不同，基礎(chǔ)可分為淺基礎(chǔ)及深基礎(chǔ)兩大類。一般來講，基礎(chǔ)埋深小于5米的為淺基礎(chǔ)，大于或等于5米的為深基礎(chǔ)。一、常見淺基礎(chǔ)的類型按受力特點(diǎn)分為：剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)。按構(gòu)造型式分為：單獨(dú)基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)及聯(lián)合基礎(chǔ)。按使用的材料分為：灰土基礎(chǔ)、三合土基礎(chǔ)、磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)及鋼筋混凝土基礎(chǔ)。二、淺基礎(chǔ)施工常見淺基礎(chǔ)，如：灰土基礎(chǔ)、三合土基礎(chǔ)、磚基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、混凝土和毛石混凝土基礎(chǔ)及鋼筋混凝土基礎(chǔ)的施工見P73-80。2/18/20246可編輯課件PPT第三節(jié)樁基礎(chǔ)施工

一般多層建筑物，當(dāng)?shù)鼗^好時(shí)多采用天然地基上的淺基礎(chǔ)，它造價(jià)低、施工簡便。如果天然淺土層較弱，可采用機(jī)械壓實(shí)、強(qiáng)夯、堆載預(yù)壓、深層攪拌、化學(xué)加固等方法進(jìn)行人工加固，形成人工地基。如深部土層也軟弱，或建（構(gòu)）筑物的上部荷載較大，而且是對(duì)沉降有嚴(yán)格要求的高層建筑、地下建筑以及橋梁基礎(chǔ)等，則需采用深基礎(chǔ)。

樁基礎(chǔ)是一種常用的深基礎(chǔ)形式，它由樁和承臺(tái)組成。

2/18/20247可編輯課件PPT一、樁基礎(chǔ)的分類按承載性狀可分為：摩擦型樁和端承型樁，前者又分為摩擦樁、端承摩擦樁；后者又分為端承樁、摩擦端承樁。按成樁時(shí)擠土狀況可分為：非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁。按樁身材料可分為:混凝土樁、鋼樁、組合材料樁。按樁的施工方法可分為：預(yù)制樁和灌注樁兩類。預(yù)制樁是在工廠或施工現(xiàn)場制成的各種材料和形式的樁（如木樁、混凝土方樁、預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、鋼管或型鋼的鋼樁等），用沉樁設(shè)備將樁打入、壓入或振入土中，或有的用高壓水沖沉入土中。灌注樁是在施工現(xiàn)場的樁位上用機(jī)械或人工成孔，然后在孔內(nèi)灌注混凝土而成。根據(jù)成孔方法的不同分為鉆孔、挖孔、沖孔灌注樁，沉管灌注樁和爆擴(kuò)樁。2/18/20248可編輯課件PPT樁基礎(chǔ)的組成2/18/20249可編輯課件PPT二、預(yù)制樁施工（一）、鋼筋混凝土樁的預(yù)制、起吊、運(yùn)輸和堆放（二）、打樁機(jī)械設(shè)備（三）、錘擊沉樁施工（四）、振動(dòng)沉樁法（五）、靜力壓樁法2/18/202410可編輯課件PPT（一）、鋼筋混凝土樁的預(yù)制、起吊、運(yùn)輸和堆放

1.制作――保證質(zhì)量樁長<30m、高強(qiáng)度：>30MPa、鋼筋對(duì)焊接長、樁尖和樁頂鋼筋加密（圖）要點(diǎn)：疊制≯4層，上下隔離，下層混凝土達(dá)30％設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再澆上層；鋼筋接長用對(duì)焊，接頭錯(cuò)開；混凝土由頂至尖連續(xù)澆筑，注意養(yǎng)護(hù)與保護(hù)；預(yù)應(yīng)力管樁離心成型，直徑400～500，壁厚80～100，節(jié)長8～10m，C60。2/18/202411可編輯課件PPT2.起吊、運(yùn)輸－－防止損壞(1)混凝土強(qiáng)度：起吊移位――≮70％設(shè)計(jì)強(qiáng)度運(yùn)輸――≮100％設(shè)計(jì)強(qiáng)度(2)合理吊點(diǎn)：應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，若無設(shè)計(jì)要求，則吊（支）點(diǎn)位置：要使起吊彎矩最小(圖)(3)吊、運(yùn)平穩(wěn)，避免損壞。3.堆放

高度不超過四層；地面堅(jiān)實(shí)、平整，墊長枕木；支承點(diǎn)在吊點(diǎn)位置，墊木上下對(duì)齊。+M－M2/18/202412可編輯課件PPT樁的吊點(diǎn)位置圖(a)1個(gè)吊點(diǎn)；(b)2個(gè)吊點(diǎn)；(c)3個(gè)吊點(diǎn)；(d)4個(gè)吊點(diǎn)

2/18/202413可編輯課件PPT鋼筋混凝土預(yù)制樁制作－鋼筋、模板施工2/18/202414可編輯課件PPT鋼筋混凝土預(yù)制樁制作－混凝土澆筑2/18/202415可編輯課件PPT（二）、打樁機(jī)械設(shè)備打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動(dòng)力裝置。

（1）樁錘樁錘是對(duì)樁施加沖擊，將樁打入土中的主要機(jī)具。樁錘主要有落錘、蒸汽錘、柴油錘和振動(dòng)錘等，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場情況、機(jī)具設(shè)備條件及工作方式和工作效率等條件選擇。目前應(yīng)用最多的是柴油錘。用錘擊沉樁時(shí)，為防止樁受沖擊應(yīng)力過大而損壞，力求采用“重錘輕擊”。如采用輕錘重?fù)簦N擊功能很大一部分被樁身吸收，樁不易打入，且樁頭容易打碎。錘重可根據(jù)土質(zhì)、樁的規(guī)格等進(jìn)行選擇，如能進(jìn)行錘擊應(yīng)力計(jì)算則更為科學(xué)。2/18/202416可編輯課件PPT樁錘種類

適用范圍

優(yōu)缺點(diǎn)

附注

落

錘

1．可用于各種樁

2．除輕型落錘(0.5~0.75t)可用人力外，一般均用卷揚(yáng)機(jī)施打

構(gòu)造簡單、使用方便、沖擊力大，能隨意調(diào)整落距，但錘打速度慢，效率較低。

落錘是指樁錘用人力或機(jī)械拉升，然后自由落下，利用自重夯擊樁頂。單作用汽錘適用于打各類樁

構(gòu)造簡單、落距短，對(duì)設(shè)備和樁頭不易損壞，打樁速度及沖擊力較落錘大，效率較高。

利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉，然后由錘的自重向下沖擊沉樁。

雙作用汽錘

1．適宜于打各類樁，便于打斜樁

2．使用壓縮空氣時(shí)，可在水下打樁

3．可用于拔樁

沖擊次數(shù)多、沖擊力大、工作效率高，可不用樁架打樁，但需鍋爐或空壓機(jī)，設(shè)備笨重，移動(dòng)較困難。

利用蒸汽或壓縮空氣的壓力將錘頭上舉及下沖，增加夯擊能量。

柴油打樁錘

1．最適用于打木樁、鋼板樁

2．不適用于在過硬或過軟的土中打樁

附有樁架、動(dòng)力等設(shè)備，機(jī)架輕、移動(dòng)便利、打樁快、燃料消耗少，有重量輕和不需要外部能源等優(yōu)點(diǎn)。

利用燃油爆炸，推動(dòng)活塞，引起錘頭跳動(dòng)。

振動(dòng)沉樁錘

1．適用于打鋼板樁、鋼管樁、鋼筋混凝土樁和木樁

2．宜用于砂土、塑性粘土及松軟砂粘土

3．在卵石夾砂及緊密粘土中效果較差

沉樁速度快，適應(yīng)性大，施工操作簡易安全，能打各種樁并幫助卷揚(yáng)機(jī)拔樁。

利用偏心輪引起激振，通過剛性連接的樁帽傳到樁上。

2/18/202417可編輯課件PPT導(dǎo)桿式柴油打樁錘的工作原理圖1-汽缸；2-噴嘴筒式柴油錘工作原理圖2/18/202418可編輯課件PPT（2）樁架

樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過程中引導(dǎo)樁的方向，并保證樁捶能沿著所要求方向沖擊的打樁設(shè)備。常用的通用樁架（能適應(yīng)多種樁錘）有兩種基本形式：一種是沿軌道行駛的多能樁架；另一種是裝在履帶底盤上的樁架。

①多能樁架：由立柱、斜撐、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、底盤、及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。它的機(jī)動(dòng)性和適應(yīng)性很大，在水平方向可作360°回轉(zhuǎn)，立柱可前后傾斜，底盤下裝有鐵輪，可在軌道上行走。這種樁架可適應(yīng)各種預(yù)制樁，也可用于灌注樁施工。

缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)較龐大，現(xiàn)場組裝和拆遷比較麻煩。

②履帶式樁架：以履帶式起重機(jī)為底盤，增加立柱和斜撐用以打樁。性能較多能樁架靈活，移動(dòng)方便，可適應(yīng)各種預(yù)制樁施工，目前應(yīng)用最多。

（3）動(dòng)力裝置

動(dòng)力裝置的配置取決于所選的樁錘。當(dāng)選用蒸汽錘時(shí)，則需配備蒸汽鍋爐和卷揚(yáng)機(jī)。2/18/202419可編輯課件PPT

多能樁架

履帶式樁架1—樁錘；2—樁帽；3—樁；4—立柱；5—斜撐；6—車體2/18/202420可編輯課件PPT打樁機(jī)外形圖(a)起重機(jī)式打樁機(jī)；(b)柴油打樁機(jī)1-立樁；2-樁；3-樁帽；4-樁錘；5-機(jī)體；6-支撐；7-斜撐；8-起重桿

2/18/202421可編輯課件PPT（三）、錘擊沉樁施工（1）施工前的準(zhǔn)備工作平整壓實(shí)場地、清障、排水、定位放線、確定打樁順序、設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)、試樁等，見P86①-⑥。2/18/202422可編輯課件PPT（2）打樁順序

通常的順序：逐排打、自中央向兩邊（或四周）、自兩邊向中央、分段打如何確定打樁順序：當(dāng)樁距>4倍樁徑時(shí)打樁順序?qū)|(zhì)量影響不大，只從提高效率出發(fā)確定打樁順序，選擇倒行和拐彎次數(shù)最少的順序；當(dāng)樁距<4倍樁徑時(shí)

打樁順序會(huì)影響地下土層的擠壓狀態(tài)，因此打樁順序不僅對(duì)施工效率有影響，而且對(duì)質(zhì)量有影響，應(yīng)根據(jù)工程的特點(diǎn)選擇自中央向兩邊（或四周）或分段打。2/18/202423可編輯課件PPT

當(dāng)樁距<4倍樁徑時(shí),打樁順序?qū)Φ叵峦翆訑D壓狀態(tài)的影響(a)逐排打(b)自兩邊向中央(c)自中央向兩邊（或四周）(d)分段打根據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)標(biāo)高和樁的規(guī)格，宜按先深后淺、先大后小、先長后短的順序進(jìn)行打樁。打樁順序和土壤擠密狀況圖2/18/202424可編輯課件PPT（3）打樁施工

工藝順序：設(shè)置標(biāo)尺→樁架就位→吊樁就位→扣樁帽、落錘、脫吊鉤→低錘輕打→正式打（接樁，截樁，靜、動(dòng)載試驗(yàn)，承臺(tái)施工）。要點(diǎn)：采用重錘低擊，開始要輕打；注意貫入度變化，做好打樁記錄（編號(hào)、每米錘擊數(shù)、樁頂標(biāo)高、最后貫入度…）；如遇異常情況（貫入度劇變；樁身突然傾斜、位移、回彈；樁身嚴(yán)重裂縫或樁頂破碎），暫停施打，與有關(guān)單位研究處理。接樁的方法：焊接法、法蘭螺栓連接法、硫磺漿錨法。2/18/202425可編輯課件PPT2/18/202426可編輯課件PPT2/18/202427可編輯課件PPT（4）打樁質(zhì)量控制主要指標(biāo)：平面位置及垂直度偏差、貫入度、沉樁標(biāo)高。打樁（入土深度）控制：摩擦樁：以沉樁標(biāo)高（樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高）為主、以貫入度為輔；端承樁：以貫入度為主、以沉樁標(biāo)高（樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高）為輔。偏差:樁位偏差：排樁―垂直于縱軸≯100，平行于縱軸≯150mm；群樁－

≯1/3樁徑或邊長；垂直偏差：≯1%；樁無嚴(yán)重受損：樁頂、樁身不打壞，樁頂下1/3樁長內(nèi)無水平裂縫。對(duì)周圍環(huán)境無造成嚴(yán)重危害：樁區(qū)及附近地區(qū)未有過大的土體隆起和水平位移。2/18/202428可編輯課件PPT打樁過程中常遇到的問題

樁頂、樁身被打壞：與樁頭鋼筋設(shè)置不合理、樁頂與樁軸線不垂直、混凝土強(qiáng)度不足、樁尖通過過硬土層、錘的落距過大、樁錘過輕等有關(guān)。

樁位偏斜：當(dāng)樁頂不平、樁尖偏心、接樁不正、土中有障礙物時(shí)都容易發(fā)生樁位偏斜，因此施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢查樁的質(zhì)量并按施工規(guī)范的要求采取適當(dāng)措施，保證施工質(zhì)量。

樁打不下：施工時(shí)，樁錘嚴(yán)重回彈，貫入度突然變小，則可能與土層中夾有較厚砂層或其他硬土層以及鋼渣，孤石等障礙物有關(guān)。當(dāng)樁頂或樁身已被打壞，錘的沖擊能不能有效傳給樁時(shí)，也會(huì)發(fā)生樁打不下的現(xiàn)象。有時(shí)因特殊原因，停歇一段時(shí)間后再打，則由于土的固結(jié)作用，樁也往往不能順利地被打入土中。所以打樁施工中，必須在各方面作好準(zhǔn)備，保證施打的連續(xù)進(jìn)行。

一樁打下鄰樁上升：樁貫入土中，使土體受到急劇擠壓和擾動(dòng)，其靠近地面的部分將在地表隆起和水平移動(dòng)，當(dāng)樁較密，打樁順序又欠合理時(shí)，土體被壓縮到極限，就會(huì)發(fā)生一樁打下，周圍土體帶動(dòng)鄰樁上升的現(xiàn)象。

2/18/202429可編輯課件PPT打入預(yù)制樁－第一節(jié)樁體2/18/202430可編輯課件PPT打入預(yù)制樁－電焊接樁2/18/202431可編輯課件PPT打入預(yù)制樁－末節(jié)樁體2/18/202432可編輯課件PPT（四）、靜力壓樁法靜力壓樁是利用靜壓力將樁壓入土中，施工中雖然仍然存在擠土效應(yīng)，但沒有振動(dòng)和噪音，適用于軟弱土層和鄰近有怕振動(dòng)的建（構(gòu)）筑物的情況。靜力壓樁機(jī)有機(jī)械式和液壓式之分，目前使用的多為液壓式靜力壓樁機(jī)，壓力可達(dá)5000kN，如圖示。2/18/202433可編輯課件PPT圖液壓式靜力壓樁機(jī)

1—操縱室；2—電氣控制臺(tái)；3—液壓系統(tǒng)；4—導(dǎo)向架；5—配重；6—夾持裝置；7—吊樁把桿；8—支腿平臺(tái)；9—橫向行走與回轉(zhuǎn)裝置；10—縱向行走裝置；11—樁2/18/202434可編輯課件PPT靜力壓樁機(jī)2/18/202435可編輯課件PPT（五）、振動(dòng)沉樁法

振動(dòng)法是利用振動(dòng)錘沉樁，將樁與振動(dòng)錘連接在一起，振動(dòng)錘產(chǎn)生的振動(dòng)力通過樁身帶動(dòng)土體振動(dòng)，使土體的內(nèi)摩擦角減小、強(qiáng)度降低而將樁沉入土中。該方法在砂土中施工效率較高。2/18/202436可編輯課件PPT圖

振動(dòng)錘

1—振動(dòng)器；2—彈簧；3—豎軸；4—橫梁；

5—起重環(huán)；6—吸振

2/18/202437可編輯課件PPT三、灌注樁施工（一）、鉆孔灌注樁（二）、套管成孔灌注樁（三）、挖孔灌注樁2/18/202438可編輯課件PPT（一）、鉆孔灌注樁施工

A、干作業(yè)成孔灌注樁B、濕作業(yè)成孔灌注樁各種成孔方法的適用范圍見P92表2-4。2/18/202439可編輯課件PPTA、干作業(yè)成孔灌注樁

1、成孔機(jī)械：手搖鉆機(jī)、洛陽鏟、螺旋鉆機(jī)

螺旋鉆機(jī)－長：鉆桿長10m以上，φ400～600短：鉆桿長3～5m，φ300～400類型:全葉螺旋鉆機(jī)；步履式螺旋鉆機(jī)特點(diǎn)：鉆頭切削；葉片排土；干作業(yè)應(yīng)用條件：地下水以上的粘性土；Φ300~500mm；深度<8~12m

2/18/202440可編輯課件PPT全葉螺旋鉆機(jī)圖1-導(dǎo)向滑輪；2-鋼絲繩；3-龍門導(dǎo)架；4-動(dòng)力箱；5-千斤頂支腿；6-螺旋鉆桿2/18/202441可編輯課件PPT步履式螺旋鉆機(jī)圖1-上盤；2-下盤；3-回轉(zhuǎn)滾輪；4-行走滾輪；5-鋼絲滑輪；6-回轉(zhuǎn)中心軸；7-行車油缸；8-中盤；9支撐軸

2/18/202442可編輯課件PPT2/18/202443可編輯課件PPT2、施工要點(diǎn)a.土質(zhì)差、有振動(dòng)、間距小時(shí)，間隔鉆孔制作；b.軟塑土層、含水量大－用疏紋葉片鉆桿；可塑、硬塑粘土，含水量較小的砂土－用密紋葉片鉆桿；c.及時(shí)灌注混凝土，防止孔壁坍塌；d.澆混凝土?xí)r放護(hù)筒，混凝土坍落度5～9cm，每層澆筑高度≯1.5m。

3、質(zhì)量要求

①偏差要求：位置偏差≯70～150mm；垂直度偏差≯1％②孔底虛土厚度：端承樁≯50mm；摩擦樁≯150mm。③避免出現(xiàn)縮頸和斷樁2/18/202444可編輯課件PPTB、濕作業(yè)（泥漿護(hù)壁）成孔灌注樁

軟土地基的深層鉆進(jìn)，會(huì)遇到地下水問題。采用泥漿護(hù)壁濕作業(yè)成孔能夠解決施工中地下水帶來的孔壁塌落，鉆具磨損發(fā)熱及沉渣問題。常用的濕作業(yè)成孔機(jī)械有沖抓錐成孔機(jī)、斗式鉆頭成孔機(jī)、沖擊式鉆孔機(jī)、潛水電鉆、大直徑旋入全套管護(hù)壁成孔鉆機(jī)和工程水文地質(zhì)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)等，其中回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是目前灌注樁施工用得最多的施工機(jī)械，該鉆機(jī)配有移動(dòng)裝置，設(shè)備性能可靠，噪音和振動(dòng)小，效率高，質(zhì)量好。適用于松散土層、粘土層、砂礫層、軟巖層等地質(zhì)條件?；剞D(zhuǎn)鉆機(jī)鉆孔前，應(yīng)先在孔口處埋設(shè)護(hù)筒，護(hù)筒的作用是固定樁孔位置、保護(hù)孔口、防止塌孔、增加樁孔內(nèi)水壓。護(hù)筒由3mm～5mm鋼板制成，其內(nèi)徑比鉆頭直徑大100mm，埋在樁位處，其頂面應(yīng)高出地面或水面400mm～600mm，周圍用粘土填實(shí)。2/18/202445可編輯課件PPT1、成孔機(jī)械

沖抓鉆沖擊鉆潛水電鉆回轉(zhuǎn)鉆用于碎石土、砂土、粘性土、風(fēng)化巖用于粘性土、淤泥、砂土2/18/202446可編輯課件PPT1）回轉(zhuǎn)鉆機(jī)特點(diǎn)：鉆頭回轉(zhuǎn)切削泥漿循環(huán)排土泥漿保護(hù)孔壁濕作業(yè)、地面泥濘應(yīng)用條件：地下水位較高的硬粘土或軟石Φ<1m,深度20~30m多用于高層建筑泥漿循環(huán)方式：正循環(huán)：適合小直徑孔（Φ<0.8m)反循環(huán)：適合大直徑孔（Φ>0.8m)泥漿的作用：排渣、護(hù)壁正循環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、操作方便、小孔徑效率較高缺點(diǎn)：泥漿反流速度低、排渣能力弱反循環(huán)的優(yōu)缺點(diǎn)：與正循環(huán)相反2/18/202447可編輯課件PPT正循環(huán)工藝原理圖1-鉆頭；2-泥漿循環(huán)方向；3-沉淀池；4-泥漿池；5-泥漿泵；6-水龍頭；7-鉆桿；8-回轉(zhuǎn)裝置

反循環(huán)工藝原理圖1-鉆頭；2-新泥漿流向；3-沉淀池；4-沙石泵；5--水龍頭；7鉆桿；7-回轉(zhuǎn)裝置；8-混合液流向

2/18/202448可編輯課件PPT2）潛水鉆機(jī)特點(diǎn)：機(jī)理與回轉(zhuǎn)鉆機(jī)相同，但動(dòng)力、變速機(jī)構(gòu)、鉆頭聯(lián)在一起位于水下，故輕便泥漿正循環(huán)條件：深度可達(dá)50m、直徑可達(dá)0.8m地下水位較高的一般粘性土、淤泥質(zhì)土及砂土2/18/202449可編輯課件PPT潛水鉆機(jī)圖1-鉆頭；2-潛水鉆機(jī)；3-電纜；4-護(hù)筒；5-水管；6-滾輪；7-鉆桿；8-電纜盤；9、10-卷揚(yáng)機(jī)；11-電壓表；12-開關(guān)

2/18/202450可編輯課件PPT3）沖擊鉆機(jī)特點(diǎn)：沖錐式鉆頭下落沖擊破碎巖土掏渣筒掏渣條件:巖石類土2/18/202451可編輯課件PPT沖擊鉆孔圖1-副滑輪；2-主滑輪；3-主桿；4-前拉索；5-后拉索；6-斜撐；7-卷揚(yáng)機(jī)；8-導(dǎo)向輪；9-墊木；10-鋼管；11-供漿管；12-溢流口；13-泥漿流槽；14-護(hù)筒回填土；；15-鉆頭

圖沖抓錐2/18/202452可編輯課件PPT2.施工過程泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工程序圖2/18/202453可編輯課件PPT要點(diǎn)：

1）護(hù)筒直徑比鉆頭大100，開設(shè)1～2個(gè)溢漿口，埋入土中≮1m；

2）泥漿比重1.1左右（粘土?xí)r可自造），隨鉆隨灌，保持高于水位面；

水下灌注混凝土要求：導(dǎo)管法①混凝土≮C20，坍落度16～22cm，骨料粒徑≯30mm；②導(dǎo)管最大外徑比鋼筋籠內(nèi)徑小100以上；③鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度≮50mm（混凝土墊塊）；④能埋管500～600mm后剪斷導(dǎo)柱塞鉛絲；⑤提管時(shí)保證混凝土埋入≮1m。2/18/202454可編輯課件PPT

濕作業(yè)成孔灌注樁施工中容易發(fā)生的質(zhì)量問題及處理方法：

a.塌孔在成孔過程中或成孔后，有時(shí)在排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，有時(shí)護(hù)筒內(nèi)的水位突然下降，這是塌孔的跡象。其形成原因主要是土質(zhì)松散、泥漿護(hù)壁不好、護(hù)筒水位不高等所致。如發(fā)生塌孔，應(yīng)探明塌孔位置，將砂和粘土（或砂礫和黃土）混合物回填到塌孔位置1m~2m，如塌孔嚴(yán)重，應(yīng)全部回填，等回填物沉積密實(shí)再重新鉆孔。b.縮孔是指孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑的現(xiàn)象。是由于塑性土膨脹造成的，處理時(shí)可反復(fù)掃孔，以擴(kuò)大孔徑。

c.斜孔樁孔成孔后發(fā)現(xiàn)較大垂直偏差，是由于護(hù)筒傾斜和位移、鉆桿不垂直、鉆頭導(dǎo)向部分太短、導(dǎo)向性差、土質(zhì)軟硬不一、或遇上孤石等原因造成。斜孔會(huì)影響樁基質(zhì)量，并會(huì)造成施工上的困難。處理時(shí)可在偏斜處吊住鉆頭，上下反復(fù)掃孔，直至把孔位校直；或在偏斜處回填砂粘土，待沉積密實(shí)后再鉆。

2/18/202455可編輯課件PPT濕作業(yè)鉆孔灌注樁-護(hù)筒埋設(shè)2/18/202456可編輯課件PPT濕作業(yè)鉆孔灌注樁-鉆進(jìn)施工2/18/202457可編輯課件PPT濕作業(yè)鉆孔灌注樁-鋼筋籠吊裝2/18/202458可編輯課件PPT濕作業(yè)鉆孔灌注樁-混凝土澆筑2/18/202459可編輯課件PPT濕作業(yè)鉆孔灌注樁-泥漿運(yùn)輸車輛2/18/202460可編輯課件PPT（二）、挖孔灌注樁

在土木工程中，有些高層建筑、大型橋梁、重要的水利工程由于自重大，底面積小，對(duì)地基的單位壓力很高，需要大直徑的樁來承受，但卻往往受到鉆孔設(shè)備的限制而難以完成。在這種情況下，人們較多地采用了挖孔灌注樁。挖孔灌注樁的施工，是測量定位后開挖工人下到樁孔中去，在井壁護(hù)圈的保護(hù)下，直接進(jìn)行開挖，待挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高，樁底擴(kuò)孔后，對(duì)基底進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后下放鋼筋籠，澆筑混凝土成樁。挖孔時(shí)如遇地下水，可使用潛水泵隨時(shí)將水排除。挖孔樁的樁徑一般為1m~3m，樁深20m~40m，最深可達(dá)60m~80m。每根樁的承載力為10000kN~40000kN，甚至可高達(dá)60000kN~70000kN。

常用的井壁護(hù)圈有下列幾種：a.混凝土護(hù)圈

b.沉井護(hù)圈c．鋼套管護(hù)圈2/18/202461可編輯課件PPT應(yīng)用：大直徑樁（1~5m)主要施工過程：挖孔（挖土、運(yùn)土、擴(kuò)底、清孔）輔助工程（支護(hù)、降水、通風(fēng)）鋼筋混凝土工程挖孔方法：機(jī)械挖土（×）：國外人工挖土（√）：國內(nèi)支護(hù)方法：鋼筋混凝土護(hù)圈：適用于無涌水或有涌水但可通過排降水方法排除工作面涌水的土層沉井護(hù)圈：適合強(qiáng)透水層鋼套管護(hù)圈：適合強(qiáng)透水層2/18/202462可編輯課件PPT混凝土墩身施工圖在護(hù)圈保護(hù)下開挖土方；支模板澆筑混凝土護(hù)圈；澆筑墩身混凝土

2/18/202463可編輯課件PPT（三）、套管成孔灌注樁施工

套管成孔灌注樁又稱為打拔（沉）管灌注樁。是利用一根與樁的設(shè)計(jì)

尺寸相適應(yīng)的鋼管，其下端帶有樁尖。采用錘擊或振動(dòng)的方法將其沉入土中，然后將鋼筋籠放入鋼管內(nèi)，再灌注混凝土，并隨灌隨將鋼管拔出，利用拔管時(shí)的振動(dòng)將混凝土搗實(shí)?？煞譃殄N擊沉管灌注樁和振動(dòng)沉管灌注樁。應(yīng)用：可塑、軟塑、流塑的粘性土，稍密及松散的砂土

施工過程：打入鋼管、下鋼筋籠、邊澆混凝土邊拔出鋼管

主要施工設(shè)備：振動(dòng)樁錘落錘或蒸汽錘樁靴：鋼筋混凝土預(yù)制樁靴、鋼活瓣樁靴主要工藝方式、作業(yè)參數(shù)、施工順序：常見質(zhì)量問題工藝方式作業(yè)參數(shù)施工順序2/18/202464可編輯課件PPT施工過程

樁靴、鋼管就位→沉管→檢查管內(nèi)有無砂、水→放入鋼筋骨架→澆灌混凝土、提管。

要點(diǎn)：

防止鋼管內(nèi)進(jìn)入泥漿、水；

灌滿混凝土后再隨拔管、隨灌、并輕打或振動(dòng)；

防止縮徑、斷樁及吊腳樁。

沉管灌注樁施工過程a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土；d）放置鋼筋籠、灌注混凝土；e）拔管成樁1—鋼管；2—樁靴；3—樁2/18/202465可編輯課件PPT2/18/202466可編輯課件PPT振動(dòng)套管成孔灌注樁設(shè)備圖1-導(dǎo)向滑輪；2-滑輪組；3-振動(dòng)樁錘；4-混凝土漏斗；5-樁管；6-加壓鋼絲繩；7-樁架；8-混凝土吊斗；9-活瓣樁靴；10-卷揚(yáng)機(jī)；11-行駛用鋼管；12-枕木2/18/202467可編輯課件PPT錘擊沉管灌注樁設(shè)備圖1-樁錘；2-混凝土漏斗；3-樁管；4-樁架；5-混凝土吊斗；6-行駛用鋼管；7-預(yù)制樁靴；8-卷揚(yáng)機(jī)；9-枕木

2/18/202468可編輯課件PPT沉管灌注樁機(jī)械2/18/202469可編輯課件PPT鋼活瓣樁尖1—樁管；2—鎖軸；3—活瓣預(yù)制鋼筋混凝土樁尖2/18/202470可編輯課件PPT沉管灌注樁鋼筋混凝土預(yù)制樁靴2/18/202471可編輯課件PPT振動(dòng)沉管灌注樁的拔管方法單打法：即一次拔管法。拔管時(shí)每提升0.5m~1.0m,振動(dòng)5~10s后，再拔管0.5~1.0m，如此反復(fù)進(jìn)行，直到全部拔出為止。復(fù)打法：即在同一樁孔內(nèi)進(jìn)行兩次單打，或根據(jù)要求進(jìn)行局部復(fù)打。反插法：鋼管每提升0.5m，再下沉0.3m(或提升1m,下沉0.5m)，如此反復(fù)進(jìn)行，直到全部拔出為止。2/18/202472可編輯課件PPT復(fù)打法示意圖(a)全部復(fù)打；(b)、(c)局部復(fù)打1-單打樁；2-沉管；3-第二次澆筑混凝土；4-復(fù)打樁

2/18/202473可編輯課件PPT主要作業(yè)參數(shù)拔管速度：約1m/min（與土質(zhì)條件有關(guān)）一次拔管高度：0.5~1m左右振動(dòng)時(shí)間：5~10s管內(nèi)混凝土量：>2m(第一次盡量灌滿）施工順序：當(dāng)樁距<3.5樁徑時(shí)，為避免斷樁可采用跳打法、或間隔時(shí)間打樁法。2/18/202474可編輯課件PPT常見質(zhì)量問題及原因：斷樁：樁身混凝土強(qiáng)度不足，樁距過小，受臨樁打管時(shí)擠壓所致?？s頸：在飽和淤泥質(zhì)土中拔管速度快或混凝土流動(dòng)性差，或混凝土裝入量少，使混凝土出管擴(kuò)散性差，空隙水壓大，擠向新澆混凝土，導(dǎo)致樁徑截面縮小。吊腳樁：樁靴強(qiáng)度不夠，打管時(shí)被打壞，水或泥沙進(jìn)入套管；或活瓣未及時(shí)張開，導(dǎo)致樁底部隔空。有隔層：骨料粒徑大或混凝土和易性差或拔管速度快，導(dǎo)致泥沙進(jìn)入使樁身不連續(xù)。

為避免上述問題，除了從材料方面解決外，還必須從施工工藝上解決。2/18/202475可編輯課件PPT四、爆擴(kuò)樁

爆擴(kuò)成孔灌注樁是用鉆孔爆擴(kuò)成孔，孔底放入炸藥，再灌入適量的混凝土，然后引爆，使孔底形成擴(kuò)大頭，再放入鋼筋蘢，澆筑樁身混凝土。爆擴(kuò)樁在粘性土層中使用效果較好，但在軟土及砂土中不易成型，樁長（H）

一般為3～6m，最大不超過10m。擴(kuò)大頭直徑D為2.5～3.5d。這種樁具有成孔簡單，節(jié)省勞力和成本低等優(yōu)點(diǎn)。但檢查質(zhì)量不便，施工質(zhì)量要求嚴(yán)格。

施工過程：如圖所示。應(yīng)用條件:粘土主要施工參數(shù)：樁孔爆破時(shí)的裝藥量：根據(jù)樁身直徑查表擴(kuò)大頭爆破時(shí)的裝藥量：根據(jù)擴(kuò)大頭直徑查表擴(kuò)大頭爆破時(shí)混凝土的灌入量：2~3m高，或擴(kuò)大頭體積的50%引爆順序：先淺后深2/18/202476可編輯課件PPT爆擴(kuò)樁施工工藝圖(a)鉆導(dǎo)管；(b)放入炸藥管；(c)炸擴(kuò)樁孔；(d)放入炸藥包，并灌入擴(kuò)大頭體積50%的混凝土；(e)炸擴(kuò)大頭；(f)放入鋼筋骨架并澆筑混凝土

2/18/20247