基礎工程施工-混凝土灌注樁工程施工（基礎工程）

1.沉管灌注樁分類2.沉管灌注樁施工程序3.沉管灌注樁施工要點利用錘擊沉樁設備沉管、拔管成樁，稱為錘擊沉管灌注樁；利用振動器振動沉管、拔管成樁，稱為振動沉管灌注樁。1.沉管灌注樁分類2.沉管灌注樁施工程序3.沉管灌注樁施工要點（1）沉管（2）拔管沉管灌注樁在沉管過程中，對土體有擠密作用（擠土成孔），施工中應結合現場施工條件，考慮成孔的順序：1）樁的中心距在5倍樁管外徑以內或小于2m時，應間隔一個或兩個樁位成孔；2）中間空出的樁須待鄰樁混凝土達到設計強度的60%以后，方可成孔；3）一個承臺下樁數在5根以上者，中間的樁先成孔，外圍的樁后成孔。3.沉管灌注樁施工要點（1）沉管（2）拔管澆筑混凝土應使樁管內混凝土盡量填滿，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。拔管時要均勻，并控制拔管速度。注意使管內的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出為止。

為保證沉管灌注樁的成樁質量，可采用單打法、復打法或反插法。3.沉管灌注樁施工要點（1）沉管（2）拔管A.單打法。單打法即一次拔管法，拔管時每提升0.5～1.0m，錘擊或振動5～10s；再拔管0.5～1.0m，再錘擊或振動5～10s，如此反復進行，直至全部拔出為止。B.復打法。復打法是在同一樁孔內進行兩次單打，即按單打法制成樁后再在混凝土樁內成孔并灌注混凝土。C.反插法。反插法是在拔管時，將套管每提升0.5～1.0m，再下沉0.3～0.5m，如此反復進行，直至拔離地面。1.灌注樁的特點2.灌注樁構造要求1.灌注樁的特點灌注樁是指直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，在孔內安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。（1）優(yōu)點1）不受地層變化限制2）不需要接樁和截樁3）用鋼量少，比預制樁經濟4）振動小、噪聲小5）單樁承載力可以很大（2）缺點1）質量不易控制和保證2）樁身強度比預制樁低3）施工環(huán)境較差4）出現問題處理麻煩2.灌注樁構造要求（1）材料要求（2）混凝土強度（3）保護層厚度（4）配筋要求（5）擴底構造水泥：強度等級不低于32.5，有出廠合格證及物化性能檢驗單，同一根樁不得使用兩種品牌或強度等級的水泥。骨料：粗骨料一般選用粒徑在5-40mm的連續(xù)級配石子，最大粒徑不得大于鋼筋最小間距的1/3且不大于50mm；細骨料優(yōu)先選用級配符合要求的河沙。外加劑：常用的有減水劑、早期劑、緩凝劑等。拌合用水：不應含有影響混凝土正常凝結硬化及對鋼筋有腐蝕作用的有害物質，pH值不得小于4。鋼筋：材質符合設計要求，使用前需調直、除銹。2.灌注樁構造要求（1）材料要求（2）混凝土強度（3）保護層厚度（4）配筋要求（5）擴底構造混凝土強度等級不得低于C15，水下灌注混凝土時不得低于C20；如采用混凝土預制樁尖，其強度不得低于C30。主筋的混凝土保護層厚度，不應小于35mm；水下灌注樁的主筋混凝土保護層厚度不應小于50mm

。2.灌注樁構造要求（1）材料要求（2）混凝土強度（3）保護層厚度（4）配筋要求（5）擴底構造配筋率：當樁身直徑為300~2000mm時，正截面配筋率可取0.65%~0.2%；配筋長度：端承型樁和位于坡地、岸邊的基樁應沿樁身等截面或變截面通長配筋；摩擦型灌注樁配筋長度不應小于2/3樁長；對于受水平荷載的樁，主筋不應小于8Φ12；對于抗壓樁和抗拔樁，主筋不應少于6Φ10；箍筋應采用螺旋式，直徑不應小于6mm，間距宜為200~300mm。2.灌注樁構造要求（1）材料要求（2）混凝土強度（3）保護層厚度（4）配筋要求（5）擴底構造對于持力層承載力較高、上覆土層較差的抗壓樁和樁端以上有一定厚度較好土層的抗拔樁，可采用擴底；擴底端直徑與樁身直徑之比D/d，挖孔樁不應大于3，鉆孔樁不應大于2.5；擴底端側面的斜率a/hc可取1/4~1/2，砂土可取1/4，粉土、黏性土可取1/3~1/2；抗壓樁擴底端底面宜呈鍋底形，矢高hb可取(0.15~0.20)D。1.灌注樁的形式2.灌注樁的適用范圍1.灌注樁的形式（1）鉆（沖）孔灌注樁（2）沉管灌注樁（3）挖孔灌注樁泥漿護壁成孔灌注樁：在利用泥漿保護以穩(wěn)定孔壁的條件下，用機鉆孔械慢速鉆進，通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，并保護孔壁不坍塌，成孔后用水下混凝土澆筑方法將泥漿置換出來而成的樁。1.灌注樁的形式（1）鉆（沖）孔灌注樁（2）沉管灌注樁（3）挖孔灌注樁干作業(yè)成孔灌注樁：直接利用螺旋鉆機成孔，下鋼筋籠、澆筑混凝土成樁。1.灌注樁的形式（1）鉆（沖）孔灌注樁（2）沉管灌注樁（3）挖孔灌注樁旋挖成孔灌注樁：通過底部帶有活門的桶式鉆頭回轉破碎巖土，并直接將其裝入鉆斗內，然后再由鉆機提升裝置和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復，不斷地取土卸土，直至鉆至設計深度。1.灌注樁的形式（1）鉆（沖）孔灌注樁（2）沉管灌注樁（3）挖孔灌注樁利用錘擊打樁設備或振動沉樁設備，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，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。1.灌注樁的形式（1）鉆（沖）孔灌注樁（2）沉管灌注樁（3）挖孔灌注樁采用人工挖掘方法成孔，放置鋼筋籠，澆筑混凝土而成的樁，也稱人工挖孔樁。它由承臺、樁身和擴大頭組成，穿過深厚的軟弱土層而直接坐落在堅硬的巖石層上。2.灌注樁的適用范圍（1）鉆（沖）孔灌注樁（2）沉管灌注樁（3）挖孔灌注樁泥漿護壁成孔灌注樁：適用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂士、填土、碎(礫)石土及風化巖層，以及地質情況復雜、夾層多、風化不均、軟硬變化較大的巖層。干作業(yè)成孔灌注樁：適用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密實以上的砂土、風化巖層。旋挖成孔灌注樁：除基巖、漂石等地層外，一般地層均可用旋挖方法成孔。2.灌注樁的適用范圍（1）鉆（沖）孔灌注樁（2）沉管灌注樁（3）挖孔灌注樁適用于粘性土、粉土、淤泥質土、砂土及填土；在厚度較大、靈敏度較高的淤泥和流塑狀態(tài)的粘性土等軟弱土層中采用時，應制定質量保證措施。適用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密實以上的砂土、風化巖層。1.施工常見質量問題2.產生原因及預防措施1.施工常見質量問題（1）頸縮（2）斷樁（3）吊腳樁（4）混凝土灌注過量指樁身的局部直徑小于設計要求的現象，形成的樁又稱瓶頸樁。樁身局部分離或斷裂，更為嚴重的是一段樁沒有混凝土。樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實到孔底地基土層上。灌樁時混凝土用量比正常情況下大1倍以上。（1）頸縮2.產生原因及預防措施主要原因：當在淤泥和軟土層沉管時，由于受擠壓的土壁產生空隙水壓，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；當拔管過快或混凝土量少時，周圍淤泥質土趁機填充過來，也會形成頸縮。預防措施：拔管時應保持管內混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴散壓力；采用復打法，并嚴格控制拔管的速度。（2）斷樁2.產生原因及預防措施主要原因：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；或拔管速度過快，混凝土尚未流出套管，周圍土迅速回縮占滿整個樁徑，形成斷樁。預防措施：施工時控制好樁距或采用跳打法，等已成型的樁混凝土達到60%設計強度后，再進行下根樁的施工；嚴格控制拔管速度，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以內為宜。（3）吊腳樁2.產生原因及預防措施主要原因：當地下水壓力大時，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，形成吊腳樁。預防措施：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。（4）混凝土灌注過量2.產生原因及預防措施主要原因：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，在混凝土側壓力作用下，樁身擴大而混凝土用量大增。預防措施：施工前詳細了解現場地質情況，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)現混凝土用量過大時，應與設計單位聯系，改用其他樁型。1.挖孔樁施工常見問題2.產生原因及預防措施1.挖孔樁施工常見問題（1）樁孔坍塌（2）護壁裂縫（3）樁端持力層問題（4）安全問題孔壁周圍土層失穩(wěn)使樁孔坍塌。護壁上、下節(jié)之間脫節(jié)，或出現水平、垂直和斜向裂縫。主要表現在樁端夾泥；樁端持力層未達到設計要求的巖（土）層；樁端下有軟弱下臥層。人工作業(yè)時經常遭受很多不安全因素的危害，如塌方，地下水，落物，流沙等。（1）樁孔坍塌2.產生原因及預防措施主要原因：地下水滲流嚴重；混凝土護壁養(yǎng)護期內，孔壁周圍土層內產生較大水壓差，易使孔壁土體失穩(wěn)；土層變化部位挖孔深度過大，超過土體穩(wěn)定極限高度；孔底偏位或超挖，孔壁原狀土體結構受到擾動、破壞。預防措施：施工前，應有選擇的先挖幾個樁孔進行連續(xù)降水，使孔底不積水，樁周圍土體保持穩(wěn)定；挖孔深度控制不大于穩(wěn)定極限高度，并防止偏位或超挖。（2）護壁裂縫2.產生原因及預防措施主要原因：護壁過厚，導致護壁下滑，引起開裂；由于塌方使護壁某部分受拉而產生環(huán)向水平裂縫，同時由于護壁四周壓力不等，造成較大的彎矩和剪力作用，導致垂直和斜向裂縫。預防措施：減少護壁厚度，在護壁內適當配豎向鋼筋，以減小環(huán)向應力；樁孔口的護壁導槽要有良好的土體支撐，以保證其強度和穩(wěn)固。（3）樁端持力層問題2.產生原因及預防措施主要原因：澆注樁身混凝土前，對樁孔底沉渣未能徹底清除；對柱端持力層的巖(土)層性質判斷有誤；地質條件復雜，而勘察又較粗略，事先未作超前鉆，驗底時又未進行探底，致使軟弱下臥層或軟夾層未被發(fā)現。預防措施：認真勘察，隨時查看成孔情況，保證樁端持力層達到設計要求；在地下水豐富且滲透性較大的土層中挖孔時，可在群樁孔中間鉆孔，設置探井，用潛水泵降低水位，至樁孔挖成后再停止抽水，填封砂礫封堵探井。（4）安全問題2.產生原因及預防措施主要原因：挖孔樁施工過程中多為人工操作，人員需下井進行作業(yè)；單樁成樁時間較長，孔口長時間暴露在外，都會帶來很多安全隱患。預防措施：井下人員須配備相應安全的設施設備；每次下井作業(yè)前應檢查井壁和抽樣檢測井內空氣，并用鼓風機進行通風換氣；井內照明應采用安全照明燈具?？卓谧⒁獍踩雷o；挖孔完成后，及時將樁身鋼筋籠就位和澆筑混凝土。1.水中樁基工程簡介2.水中樁基工程施工為了適應水中施工的環(huán)境，必然要增加浮運沉樁等特殊的設備，并采用水中施工的特殊方法。1.水中樁基工程簡介常用的浮運沉樁設備是將樁架安設在駁船或浮箱組合的浮體上，或使用專用的打樁船，有時配合使用定位船、吊船等，在組合的船組中備有混凝土攪拌機、水泵、空氣壓縮機、動力設備、龍門吊或履帶吊車及塔架等施工機具設備。（1）淺水中樁基礎施工圍堰法：即先筑圍堰，后沉樁基。圍堰筑好后，便可抽水挖基坑或水中吸泥挖坑再抽水，然后作基樁施工。臨近河岸的基礎，若場地有足夠大時，樁基礎施工如同在旱地施工一樣；河中樁基礎施工，一般可借圍堰支撐打臨時樁搭設腳手架，將樁架設置在堰頂和腳手架平臺上進行基樁施工。在淺水中建橋，可在橋位旁設置施工臨時便橋。把樁架安置在便橋和腳手架上，利用便橋進行圍堰和基樁施工，這樣可不必動用浮運打樁設備。2.水中樁基工程施工（2）深水中樁基礎施工在深水中修筑高樁承臺樁基時，由于承臺位置較高不需座落到河底，一般采用吊箱法修筑樁基礎，或在完成的基樁上安置套箱的方法修筑高承臺。2.水中樁基工程施工1)吊箱法：吊箱是懸吊在水中的箱形圍堰，基樁施工時用作導向定位，基樁完成后封底抽水，灌注混凝土承臺。2)套箱法：是先用打樁船完成了全部基樁施工后，用套箱修建水中承臺的一種方法。3)沉井法當水底河床基巖裸露或遇卵石、漂石土層，鋼板圍堰無法插打時，可以采用沉井作樁基施工時的擋水擋土結構(相當于圍堰)，而在沉井頂設作工作平臺。

沉井既可作為樁基礎的施工設施，又可作為基礎的一部分即承臺。3.預制樁基礎的適用范圍1.挖孔灌注樁的特點2.挖孔灌注樁施工工藝人工挖孔灌注樁，簡稱挖孔樁，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，也稱墩基礎。1.挖孔灌注樁的特點（1）優(yōu)點1）直觀性強2）干作業(yè)施工3）沒有擠土影響4）不用大型機械5）單樁承載力大（2）缺點1）勞動強度大2）施工速度慢3）作業(yè)安全性差4）地下水位以下施工困難2.挖孔灌注樁施工工藝（1）挖土（2）做護壁（3）放鋼筋籠（4）澆混凝土挖土是人工挖孔的一道主要工序，采用由上向下分段開挖的方法，每施工段的挖土高度取決于孔壁的直立能力，一般取0.8～1.0m為一個施工段，開挖井孔直徑為設計樁徑加混凝土護壁厚度。2.挖孔灌注樁施工工藝（1）挖土（2）做護壁（3）放鋼筋籠（4）澆混凝土護壁是防坍落的支護措施，常用現澆混凝土護壁（外齒式和內齒式）：既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。護壁施工段：支設護壁內模板(工具式活動鋼模板)后澆筑混凝土；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)，直至挖到設計要求的深度。2.挖孔灌注樁施工工藝（1）挖土（2）做護壁（3）放鋼筋籠（4）澆混凝土樁孔挖好并經有關人員驗收合格后，即可根據設計的要求放置鋼筋籠。鋼筋籠在放置前，要清除其上的油污、泥土等雜物，防止將雜物帶入孔內，并再次測量孔底虛土厚度，按要求清除。2.挖孔灌注樁施工工藝（1）挖土（2）做護壁（3）放鋼筋籠（4）澆混凝土鋼筋籠吊入驗收合格后，應立即澆筑樁身混凝土。灌注混凝土時，混凝土可通過溜槽、串桶，末端距孔底高度不宜大于2m，也可采用導管泵送；混凝土宜采用插入式振搗器振實。分為靜載和動載二種：1.1符合下列條件之一的樁應采用靜載試驗⑴設計等級為甲級的樁基；⑵地質條件復雜、施工質量可靠性低；⑶在本地區(qū)采用的新樁型或新工藝；⑷擠土群樁施工產生擠土效應。抽檢數量：不少于總樁數的1%，且不少于3根；當總樁數少于50根時，不少于2根。1.單樁承載力檢測靜載試驗1.2對上條規(guī)定之外的預制樁和滿足高應變法適用檢測范圍的灌注樁，可采用高應變法進行動載檢測。檢測數量：不宜少于總樁數的5%，且不得少于10根。1.單樁承載力檢測安裝感應裝置吊起落錘設置樁墊測量落距落錘下落樁基大應變頻譜分析儀1.3當受設備或現場條件限制無法進行單樁承載力檢測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。檢測數量：不應少于總樁數的5%，且不應少于10根。1.單樁承載力檢測鉆芯法基樁檢測樁身砼芯樣質量檢查2.1檢測數量⑴柱下三樁或三樁以下的承臺抽檢樁數不得少于1根；⑵設計等級為甲級，或地質條件復雜、施工質量可靠性較低的灌注樁，抽檢數量不應少于總樁數的30%，且不得少于20根；⑶其它樁基工程的抽檢數量不應少于總樁數的20%，且不得少于10根；⑷地下水位以上且終孔后樁端持力層已通過核驗的人工挖孔樁，及單節(jié)砼預制樁，抽檢數量可適當減少，但不應少于總樁數的10%，且不應少于10根。2.樁身完整性抽樣檢測2.2檢測方法對端承型大直徑灌注樁，應選用鉆芯法或聲波透射法對總樁數的10%進行樁身完整性檢測。2.樁身完整性抽樣檢測聲波透射法進行樁身完整性檢測旋挖成孔灌注樁宜用于黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風化巖層。旋挖成孔灌注樁應根據不同的地層情況及地下水位埋深，采用干作業(yè)成孔和泥漿護壁成孔工藝。工藝原理：旋挖鉆機通過鉆頭和鉆桿的旋轉，借助鉆具自重和鉆機加壓系統，邊旋轉邊切削地層并將其裝入鉆斗內，再將鉆斗提出孔外