情境4(單元3挖孔灌注樁施工)

1、情境四 樁基礎工程施工 1. 掌握預制沉樁施工工藝。 2. 掌握泥漿護壁鉆孔灌注樁施工工藝。 3. 掌握人工成孔灌注樁施工工藝。 4. 掌握基樁的檢驗方法。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 在橋梁施工中，有些大型橋梁由于自重大，墩臺底面積小，對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，是在測量定位后開挖工人下到樁孔中去，在井壁護圈的保護下，直接進行開挖，待挖到設計標高，樁底擴孔后，對基底進行驗收，驗收合格后下放鋼筋籠，澆筑混凝土成樁。挖孔時如遇地下水，可使用潛水泵隨時將水排除。挖孔灌注樁

2、多用人工開挖和小型爆破、配合小型機具成孔，再灌注混凝土形成樁基。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 該方法適用于土質較好且地下水位較低的黏土、亞黏土、含少量砂卵石的黏土層，對軟土、流砂、地下水位較高、涌水量大的土層不宜采用，樁徑一般為13 m，樁深2040 m，最深可達6080 m。其特點是機具設備簡單，施工操作方便，占用施工場地小，對周圍建筑物影響小，施工質量可靠，可全面展開施工，縮短工期，造價低。缺點是施工速度較慢。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 一、一、 施工前準備工作施工前準備工作 施工前應根據(jù)水文地質條件、安全施工、提高挖掘速度和因地制宜的原則，選擇合適的孔壁支護

3、類型；平整場地，清除表面浮土，鏟除松軟層并夯實；施測墩臺十字線，定立樁孔準確位置，設置護柱并經(jīng)常檢查校核；搭好孔口雨棚，安裝提升設備，布置好出渣道路；合理堆放材料和機具，以免增加孔壁壓力；防止土、石、雜物滾入孔內傷人；若孔口地層松軟，為防止孔口坍塌，可在孔口使用混凝土護壁，每節(jié)護壁模板安裝應設專人嚴格校核中心位置及護壁厚度。 二、二、 施工工藝流程施工工藝流程 挖孔灌注樁施工工藝流程見圖4.3.1。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 三、三、 挖孔灌注樁施工要點挖孔灌注樁施工要點 施工時，需按照地質、水文情況選擇合適的挖孔及清渣方式。 1. 1.人工開挖人工開挖 位于無水或極少量水地層

4、的樁基，護壁施工后，可人工直接開挖，遇到巖石則采用淺層小藥量爆破，人工清渣掘進，通過小型慢速卷揚機提升設備將渣石吊運出井。位于有水地基時要邊開挖邊用水泵排水。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 2. 2. 爆破開挖爆破開挖 樁孔開挖至較堅硬土層或全風化、強風化及中風化巖層時，用風鎬開挖；當遇中風化、弱風化巖層，風鎬挖掘難于作業(yè)時，可采用爆破方法開挖?？卓诒茣r，現(xiàn)場其他孔內作業(yè)人員必須撤離，孔口應加蓋。爆破后，孔內必須通風排煙15 min并經(jīng)檢查無有害氣體后，方可繼續(xù)下孔作業(yè)。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 3. 3. 出渣出渣 在孔口安設垂直提升架、起重卷揚機、活底吊土桶

5、及排水、通風、照明等設施，并檢查其安全性能。在使用過程中，施工現(xiàn)場所有設備、設施、安全裝置、工具、配件等必須經(jīng)常進行檢查，確保完好和使用安全。開挖時由人工逐層用鎬、鍬進行開挖，挖土順序為先中間，后周邊，開挖土石方由起重卷揚機配合吊土桶起吊出孔外，再利用自卸汽車外運至指定棄土場。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 4. 4. 護壁護壁 （1 1） 混凝土護壁混凝土護壁 第一節(jié)樁孔開挖完成后，進行鎖口、護壁混凝土施工。護壁混凝土需振搗密實，防止?jié)B漏水，樁孔分段開挖完成后應盡快灌注護壁混凝土，且同段必須一次灌注完畢。護壁模板可采用組合式鋼模板，并用樁心點校正模板位置。護壁混凝土宜采用C20早

6、強混凝土。由于護壁厚度較小，應用鋼筋插搗及用力拍打模板的方法振搗，注意澆筑速度要快，振搗要密實，護壁下口要鑿毛，上下護壁結合密實，不滲水。鎖口混凝土頂面高出現(xiàn)場地面30 cm，以防雜物掉入傷人及地表水流入孔樁內。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 待第一節(jié)孔圈護壁完成以后，重新布設樁心控制點，即將孔樁中心點用十字線布設于護壁頂面，標高基點布設于護壁上，并檢查復測其準確性和精度。在樁孔開挖過程中，以此為標準來檢查其垂直度和幾何尺寸。 護壁混凝土強度及混凝土坍落度等級應滿足設計要求，并按照設計要求進行配筋。設計有護壁鋼筋的，土方開挖前應開始護壁鋼筋的制作，進行鋼筋綁扎時，注意豎向鋼筋的間距

7、和箍筋的間距。豎向鋼筋應錨入土層300 mm。綁扎護壁時應注意整節(jié)護壁鋼筋的位置，以免偏差過大影響模板安裝及出現(xiàn)露筋現(xiàn)象。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 （2 2） 沉井護圈沉井護圈 挖孔前，先在樁位上制作鋼筋混凝土井筒，然后在筒內挖土，井筒靠自重或附加荷載來克服筒壁與土壤之間的摩阻力，使其下沉至設計標高，再在筒內澆注混凝土。 （3 3） 鋼套管護圈鋼套管護圈 鋼套管護圈挖孔樁，是在樁位處先用樁錘將鋼套管強行打入土層中，再在鋼套管的保護下，將管內土挖出，吊放鋼筋籠，澆注樁基混凝土。待澆筑混凝土完畢，用振動錘和人字拔桿將鋼管立即強行拔出移至下一樁位使用。這種方法使用于流砂地層，地下水

8、豐富的強透水地層或承壓水地層，可避免產生流砂和管涌現(xiàn)象，能確保施工安全。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 四、四、 特殊地質情況處理特殊地質情況處理 1. 1.孔樁流砂的處理孔樁流砂的處理 人工挖孔時，當遇到地質突變，出現(xiàn)細砂、粉砂層，特別是在地下水的作用下形成流砂時，要采取有效可靠的措施。 流砂情況較輕時，可以縮短循環(huán)開挖深度，縮短孔壁的暴露時間，及時進行護壁混凝土灌注。當孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成樁孔時，可用紡織袋裝土逐漸堆堵，形成樁孔的外壁，并保證內壁滿足設計要求。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 流砂情況較嚴重時，可以下鋼套筒，加強護壁。鋼套筒與護壁鋼模板相似，

9、以孔外徑為直徑，可分成46段圓弧，再加上適當?shù)睦邨l，相互用螺栓或鋼筋環(huán)扣連接，每開挖0.5 m左右，即可分片將套筒裝入，伸入孔底不小于0.2 m，插入上部混凝土護壁外側不小于0.5 m，安裝后即支模灌注護壁混凝土。若放入鋼套筒后流砂仍上涌，可采取混凝土封閉孔底，待混凝土凝結后，將孔心部位的混凝土鑿除以形成樁孔。必要時，可以打管注漿，固結砂土后開挖。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 2. 2. 孔樁淤泥質土層的處理孔樁淤泥質土層的處理 在遇到淤泥質等軟弱土層時，一般可用方木、木板、模板等支擋，并要縮短這一段的開挖深度，及時灌注混凝土護壁。支擋的方木沿周邊打入底部不小于0.2 m，上部嵌

10、入上段已澆好的混凝土后面，可斜向放置、雙排布置互相反向交叉。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 五、 終孔檢查 挖孔達到設計高程后，應進行孔底處理。必須做到平整、無松渣、污泥等軟弱層。檢查孔底形狀、樁徑、垂直度、嵌入巖層深度是否符合設計要求，可采用檢孔器進行終孔檢查。開挖過程中應經(jīng)常檢查了解地質情況，如有與設計資料不符的，應提出變更設計。按技術規(guī)范要求檢查樁位、成孔的傾斜度、孔徑，如符合要求，并經(jīng)監(jiān)理工程師檢查同意后，進入下一道工序。檢查項目詳見表4.3.1。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 六、六、 鋼筋籠制作與吊裝鋼筋籠制作與吊裝 為確保鋼筋籠質量，鋼筋籠在鋼筋加工房加工

11、，并綁扎成型，通過臨時便道由運輸車運至現(xiàn)場。加強筋點焊在主筋上，保證鋼筋籠骨架剛度。螺旋箍筋調直后均勻地綁扎在主筋上，為確保連接牢固，每節(jié)鋼筋籠兩端箍筋點焊在主筋上。同一截面受拉區(qū)其主筋接頭不能超過50，受壓區(qū)不限制。接頭雙面焊接的長度不應小于5d（d為鋼筋直徑）；如采用單面焊接，其長度不應小于10d。預先在鋼筋籠上設導向鼻（鋼筋制作），同一截面設置三個，在豎向錯開60布置，或預制8 cm厚的水泥墊塊綁扎于鋼筋籠外側，以確保保護層的厚度。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 為使鋼筋骨架正確牢固定位，除主筋上安設鋼筋“耳環(huán)”或混凝土墊塊外，也可在孔壁上打入鋼釬，用鐵絲與主筋綁扎使其牢固定

12、位。在安放鋼筋籠前，先用探孔器檢查樁孔有無縮孔現(xiàn)象，探孔器長為鋼筋籠直徑3倍，或46 m長，孔徑應比樁徑小2 cm為宜。察看探孔器是否順利放到底，孔徑是否符合要求。 鋼筋籠利用吊車分節(jié)起吊、安放，現(xiàn)場焊接各段鋼筋籠。鋼筋籠底口應向內彎曲1015 cm為宜，鋼筋籠慢慢吊起移至孔口，在操作人員的扶持下將正位后的鋼筋籠骨架慢慢吊入孔內。在骨架入孔時，清除骨架上的泥土和雜物，修復變形或移位的箍筋，重焊或綁扎已開焊的焊點。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 鋼筋籠焊接時上下兩節(jié)必須保證在同一豎直線上，主筋采用機械連接，在連接時，先將孔內鋼筋籠用兩根16號工字鋼或鋼管穿過，并固定在孔兩側的方木上，

13、上部鋼筋籠露出適當高度，以方便操作，然后用吊車將上節(jié)鋼筋籠垂直吊起，慢慢移至孔口，將上下兩鋼筋籠對好，采用直螺紋套筒連接。鋼筋籠在起吊、運輸或安裝時應采取措施，防止變形、扭轉、彎曲。 鋼筋籠吊裝應對準孔位，扶穩(wěn)后，緩慢下放，不得碰損孔壁。吊放就位時，鋼筋籠必須居中設置，應特別注意鋼筋籠配筋方向與設計一致，不得偏轉，并應檢測其水平位置和高程，以及預埋檢測管的位置是否達到設計要求，合格后方可固定鋼筋籠。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 樁的鋼筋骨架在混凝土灌注前整體放入孔內。鋼筋籠按設計長度及實際成孔的尺寸（有時會超出設計長度）分節(jié)制作，采用機械連接接長鋼筋籠。為了保證運輸或安裝時不變形

14、，應在制作時加設三角形內撐。鋼筋籠用吊車起吊豎直下至孔內，并適時割去鋼籠內三角形支撐，當放至上端接頭時，將鋼筋籠臨時固定在平臺上松去吊點，用吊車依次吊起相鄰的上一節(jié)鋼筋籠，與臨時固定在平臺上的鋼筋籠焊接。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 接頭完成后，埋設好無破損檢測的預埋管（樁徑1.8 m的樁基埋設57聲測管4根，樁徑1.8 m的樁基埋設57聲測管3根），并完成接頭處的箍筋綁扎工作，經(jīng)監(jiān)理工程師同意后，松去平臺上的臨時固定設施，再用吊車起吊下放鋼筋籠。鋼筋籠下放至孔內后，應進行定位，選36根縱向主筋接長并與鋼護筒頂端焊好，防止其上浮和偏位。鋼筋籠安裝完畢，聲測管上端口也必須用10 m

15、m厚鋼板封口，防止雜物及泥漿進入管內。鋼筋籠安裝示意如圖4.3.2所示。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工圖圖4.3.2 鋼筋籠安裝示意圖鋼筋籠安裝示意圖單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 七、七、 灌注混凝土灌注混凝土 混凝土集中拌和后，用攪拌運輸車運至孔口，下料采用串筒或導管，不得在孔口拋鏟或倒車卸入。混凝土澆筑應連續(xù)分層澆筑，每層厚度不得超過1.5 m，采用插入式振搗棒振搗。澆筑前應將孔內積水排干凈，并檢查鋼筋籠上預埋件是否固定牢靠，位置是否準確，之后澆筑混凝土，混凝土樁頭超澆150.3 m，灌注后加以保護并設明顯標志，以免發(fā)生意外。澆筑樁芯混凝土時，相鄰孔內不得作業(yè)，孔

16、底不得留人。樁頭混凝土應適時鑿除。灌注樁身混凝土時應留置試塊，試塊組數(shù)按照規(guī)范要求。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 樁芯混凝土施工中對混凝土的澆筑、振搗、養(yǎng)護等工序嚴格按技術標準進行操作，加強質量監(jiān)督與自檢，控制各工序的施工質量。為保證施工質量應注意以下問題： （1）每輛混凝土輸送車必須有配料單和混凝土使用部位及性能的相關資料，到達施工現(xiàn)場后，試驗人員檢查混凝土的數(shù)量、坍落度、和易性、含砂率、混凝土運輸時間及混凝土的溫度，若不能滿足要求，則不簽收。 （2）嚴格控制混凝土骨料粒徑，保證混凝土密實度；混凝土自由傾落高度不得大于2 m，否則應加串筒，防止引起混凝土離析。單元三單元三 挖孔

17、灌注樁施工挖孔灌注樁施工 （3） 混凝土采用分層連續(xù)澆筑，每層澆筑高度不得大于1.5 m，中斷時間不得大于45 min，緊隨分層搗實。振搗采用插入式振搗器，振搗器轉動后方可插入混凝土內，振完后徐徐提出，不能過快或停轉后再拔出來。振動過程中應避免振動器與鋼筋直接接觸。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 八、八、 成樁的質量檢測成樁的質量檢測 為了檢查挖孔灌注樁的混凝土澆筑質量，樁徑1.8 m的挖孔灌注樁其鋼筋籠內埋設4根57的聲測管，呈正方形布置；樁徑1.8 m的挖孔灌注樁其鋼筋籠內埋設57聲測管3根，呈正三角形布置。聲測管用鋼板密封管底，管頂臨時加蓋，以防混凝土或雜物掉入管內(聲測管埋

18、設如圖4.3.3所示)。圖圖4.3.3 聲測管埋設示意圖聲測管埋設示意圖單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 樁基達到一定強度后，通過預埋的聲測管逐樁采用超聲波對成樁的混凝土質量進行檢測，要求類樁比例不低于98%，類樁不大于2%，且不允許出現(xiàn)類樁。聲測管采用無縫鋼管，不得使用焊管，其長度應延伸至平臺頂面。聲波檢測前清理出超聲波管頭，鋸開封口，灌放清水，等待檢測。聲測管底部用鋼板焊接封底，管內充水，并用木塞鋼板焊接封堵管口。檢測合格后，管內用水泥漿灌注填充。必要的時候還需采取鉆芯取樣進行樁基檢測。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工案例案例 泥漿護壁鉆孔灌注樁施工方案泥漿護壁鉆孔灌注

19、樁施工方案 大橋右線4#墩Y1鉆孔樁，樁號：右線YK11+398，樁基直徑2.2 m，設計樁長30 m。由于大橋的地質以卵石為主，且樁基需嵌入弱風化熔結凝灰?guī)r不小于2.5D，且樁入土深度不小于15 m。決定鉆孔的方法采用沖擊鉆，本樁采用JK8型鉆機沖擊成孔。 1. 1.施工順序施工順序 樁位測量放樣場地準備與鉆孔平臺搭設護筒制作與埋設泥漿制備鉆孔清孔檢孔器檢孔插放鋼筋籠灌注水下混凝土檢測。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 2. 2. 準備工作準備工作 鉆孔灌注樁施工前準備工作的主要內容有樁位測量放樣，場地準備，護筒制作和埋設，泥漿制備等。 （1 1） 樁位測量放樣樁位測量放樣 測量放

20、樣采用全站儀進行，根據(jù)待放樁位的中心坐標和附近兩個互相通視的導線點坐標，利用極坐標法即可放出中心樁。為便于檢查復核，應在中心樁附近適當位置的縱橫方向上各設置兩個保護樁。 （2 2） 場地準備場地準備單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 鉆孔場地的平面尺寸應根據(jù)樁基位置的平面尺寸、鉆機基底座的平面尺寸、鉆機移位要求、施工方法及其他配合施工的機具設備布置等情況決定。 （3 3） 護筒的制作和埋設護筒的制作和埋設 護筒平面位置與豎直度準確與否，護筒底部是否緊密不透水，對成孔、成樁質量都有重大影響。埋設時，護筒中心線對準正常測量標定的樁位中心，并嚴格保持護筒的豎直度，其偏差均應控制在規(guī)范規(guī)定的范

21、圍之內。 護筒埋設要求準確、穩(wěn)定、不變形、底部不漏水，能保持孔內水頭穩(wěn)定，形成靜水壓力，保護孔壁不坍塌。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 （4 4） 泥漿制備與處理泥漿制備與處理 制備泥漿應選擇水化快、造漿能力強、黏度大、含砂率低的黏土或膨潤土，但應盡量就地取材。 3. 3. 鉆孔鉆孔 沖擊鉆的沖程大小和泥漿稠度，按通過的土層情況來決定。當通過砂礫、砂、卵石層時，采用12 m的中、小沖程，并加大泥漿稠度，反復沖擊使孔壁堅實，防止坍孔。當通過堅硬密實卵石層時，可采用45 m的大沖程，使卵石破碎。在任何情況下，最大沖程不宜超過6 m，防止卡鉆、沖壞孔壁或使孔不圓。在易坍塌或鉆孔漏水地段，

22、宜采用小沖程，并提高泥漿的黏度和密度。單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 4. 4. 成孔與終孔成孔與終孔 鉆孔灌注樁在成孔過程中和終孔后要對鉆孔進行階段性的成孔質量檢查。 5. 5. 清孔與檢查清孔與檢查 當鉆孔達到設計標高后，請監(jiān)理工程師對成孔質量進行檢測并經(jīng)監(jiān)理工程師同意后，應立即進行清孔。鉆孔在終孔和清孔后，須進行檢查，并將檢測結果報請監(jiān)理工程師審查，合格后才能進行下道工序單元三單元三 挖孔灌注樁施工挖孔灌注樁施工 6. 6.鋼筋籠制作與安裝鋼筋籠制作與安裝 （1 1） 鋼筋籠制作鋼筋籠制作 鋼筋籠應在硬化后的場地（并鋪設枕木）上進行制作，制好后的鋼筋骨架必須平整墊放。鋼筋骨架的制作應符合設計及規(guī)范的有關要求。 （2 2） 鋼筋籠安裝鋼筋籠安裝 采用汽車吊機進行