混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件

根據(jù)成孔方法的不同可以分為：

鉆孔灌注樁、套管成孔灌注樁、人工挖孔灌注樁和爆擴(kuò)成孔灌注樁等。灌注樁與預(yù)制樁相比由于避免了錘擊應(yīng)力，樁的混凝土強(qiáng)度及配筋只要滿足使用要求就可以，因而具有節(jié)省鋼材、降低造價(jià)、無需接樁及截樁等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)成孔方法的不同可以分為：1混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件2（一）鉆孔灌注樁

干作業(yè)鉆孔灌注樁適用于地下水位較低、在成孔深度內(nèi)無地下水的土質(zhì)，勿需護(hù)壁可直接取土成孔。目前干式成孔一般采用螺旋鉆機(jī)，亦有用洛陽鏟成孔的。1、干作業(yè)鉆孔灌注樁

（一）鉆孔灌注樁干作業(yè)鉆孔灌注樁適用于地下水位較低、在成3(1)螺旋鉆機(jī)成孔螺旋鉆機(jī)（如圖2－10所示）成孔效率高、無振動(dòng)、無噪音，宜用于勻質(zhì)粘土層，亦能穿透砂層。全葉片螺旋鉆機(jī)成孔直徑一般為300～600mm，鉆孔深度為8～20m。成孔時(shí)螺旋鉆機(jī)利用動(dòng)力旋轉(zhuǎn)鉆桿，使鉆頭的螺旋葉片旋轉(zhuǎn)切削土體，切下的土隨鉆頭旋轉(zhuǎn)并沿螺旋葉片上升而排出孔外，在軟塑土層，含水量大時(shí)，可用疏紋葉片鉆桿，以便較快地鉆進(jìn)。在可塑或硬塑粘土中，或含水量較小的砂土中應(yīng)用密紋葉片鉆桿。(1)螺旋鉆機(jī)成孔螺旋鉆機(jī)（如圖2－10所示）成孔效率高、無4圖2-10步履式螺旋鉆機(jī)1-上底盤；2-下底盤；3-回轉(zhuǎn)滾輪；4-行車滾輪；5-鋼絲滑輪；6-回轉(zhuǎn)軸；7-行車油缸；8-支盤圖2-10步履式螺旋鉆機(jī)5混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件6測(cè)定樁位鉆機(jī)就位鉆孔至規(guī)定要求深度清孔安放鋼筋骨架澆筑混凝土。螺旋鉆機(jī)施工過程見圖2-11。施工工藝

測(cè)定樁位鉆機(jī)就位鉆孔至規(guī)定要求深度7混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件8鉆機(jī)就位后，鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，開鉆時(shí)先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時(shí)糾正鉆孔的偏斜或位移。操作時(shí)要求鉆桿垂直，鉆孔過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆進(jìn)時(shí)，可能是遇到石塊等異物，應(yīng)立即停機(jī)檢查。在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)隨時(shí)清理孔口積土，遇到塌孔、縮孔等異常情況，應(yīng)及時(shí)研究解決。1)鉆孔鉆機(jī)就位后，鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，開鉆時(shí)先慢后快，減少鉆桿的9鉆孔至規(guī)定要求深度后，進(jìn)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(jī)在原深處空轉(zhuǎn)清土，然后停止旋轉(zhuǎn)，提鉆卸土。鉆出的土應(yīng)及時(shí)清除，不可堆在孔口。2）清孔鉆孔至規(guī)定要求深度后，進(jìn)行孔底清土。2）清孔10鋼筋骨架綁好后，一次整體吊入孔內(nèi)。如過長可分段吊，兩段焊接后再徐徐沉放孔內(nèi)。3）安放鋼筋籠鋼筋骨架綁好后，一次整體吊入孔內(nèi)。如過長可分段吊，兩段焊11混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件12

鋼筋骨架就位后，應(yīng)立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時(shí)，應(yīng)分層澆筑、分層搗實(shí)，每層厚度50～60cm。4）澆筑混凝土鋼筋骨架就位后，應(yīng)立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時(shí)，應(yīng)分層13(2)鉆孔壓灌混凝土樁目前，螺旋鉆孔灌注樁在國內(nèi)外發(fā)展很快，我國技術(shù)人員近年發(fā)展的鉆孔壓漿成孔法較好的解決了不同地質(zhì)土層中螺旋鉆機(jī)成孔的諸多技術(shù)難題，是一種先進(jìn)的施工工藝。(2)鉆孔壓灌混凝土樁目前，螺旋鉆孔灌注樁在國內(nèi)外發(fā)展很快，14鉆孔壓灌樁工藝原理先用螺旋鉆機(jī)鉆孔至預(yù)定深度，通過鉆桿芯管利用鉆頭處的噴嘴向孔內(nèi)自下而上高壓噴注制備好的混凝土，使混凝土升至地下水位或無塌孔危險(xiǎn)的位置處，提出全部鉆桿后，向孔內(nèi)沉放鋼筋籠。該法連續(xù)一次成孔，多次由下而上高壓注漿成樁，具有無振動(dòng)、無噪音、無護(hù)壁泥漿排污的優(yōu)點(diǎn)，又能在流砂、卵石、地下水位高、易塌孔等復(fù)雜地質(zhì)條件下順利成孔成樁，而且由于高壓注漿時(shí)水泥漿的滲透擴(kuò)散，解決了斷樁、縮頸、樁間虛土等問題，還有局部膨脹擴(kuò)徑的特點(diǎn)，因此單樁承載力由摩擦力、支承力和端承力復(fù)合而成，比普通灌注樁的承載力大大提高。該法成樁的樁徑為300mm～1000mm，深度可達(dá)50m。鉆孔壓灌樁工藝原理先用螺旋鉆機(jī)鉆孔至預(yù)定深度，通過鉆桿芯管利15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。泥漿護(hù)壁成孔是通過循環(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(jī)械有回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)、沖擊鉆、沖抓錐成孔等，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。2、濕作業(yè)成孔灌注樁施工

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16泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測(cè)定樁位埋設(shè)護(hù)筒樁機(jī)就位制備泥漿機(jī)械(潛水鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)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。泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝流程：17（1）埋設(shè)護(hù)筒和制備泥漿

鉆孔前，在現(xiàn)場(chǎng)放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒高2m左右，上部設(shè)1～2個(gè)溢漿孔，是用厚4～8mm鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm。護(hù)筒的作用是固定樁孔位置，保護(hù)孔口，防止地面水流入，增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭的方向。（1）埋設(shè)護(hù)筒和制備泥漿鉆孔前，在現(xiàn)場(chǎng)放線定位18混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件19混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件20在鉆孔過程中，向孔中注入相對(duì)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(shí)，避免孔內(nèi)漏水，保持護(hù)筒內(nèi)水壓穩(wěn)定；泥漿相對(duì)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。

在鉆孔過程中，向孔中注入相對(duì)密度為1.1～1.5的泥漿，使樁21（2）成孔

回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是由動(dòng)力裝置帶動(dòng)鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，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)和反循環(huán)。正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔的工藝如圖2-15a所示，泥漿由鉆桿內(nèi)部注入，并從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動(dòng)，由孔口將土渣帶出流入沉淀池，經(jīng)沉淀的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿，不斷循環(huán)。當(dāng)孔深不太深，孔徑小于800mm時(shí)鉆進(jìn)效率比較高。（2）成孔回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是由動(dòng)力裝置帶動(dòng)鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，由22混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件23圖2-15泥漿循環(huán)成孔工藝（a）正循環(huán)；（b）反循環(huán)1-鉆頭；2-泥漿循環(huán)方向；3-沉淀池；4-泥漿池；5-泥漿泵；6-砂石泵；7-水龍頭；8-鉆桿；9-鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置圖2-15泥漿循環(huán)成孔工藝24反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔的工藝如圖2-15b所示。泥漿由鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔，然后，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，沉淀后流入泥漿池再流入鉆孔。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)。這種成孔工藝是目前大直徑成孔施工的一種有效的成孔工藝，因而應(yīng)用較多。對(duì)孔深大于30m的端承型樁，宜采用反循環(huán)。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔的工藝如圖2-15b所示25（3）清孔

鉆孔達(dá)到要求的深度后為防止灌注樁沉降加大、承載力降低，要清除孔底沉渣，這個(gè)過程稱為清孔。以原土造漿的鉆孔，清孔可用射水法，此時(shí)鉆具只轉(zhuǎn)不進(jìn)，待泥漿比重降到1.1左右即認(rèn)為清孔合格；注入制備泥漿的鉆孔，可采用換漿法清孔，至換出泥漿的比重小于1.15時(shí)方為合格，在特殊情況下泥漿比重可以適當(dāng)放寬。施工及清孔過程中應(yīng)經(jīng)常測(cè)定泥漿的相對(duì)密度。（3）清孔鉆孔達(dá)到要求的深度后為防止灌注樁沉降加大、承載力26（4）水下澆筑混疑土

清孔后，應(yīng)盡快吊放鋼筋骨架并灌注混凝土。泥漿護(hù)壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進(jìn)行的，故稱為澆筑水下混凝土。水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法(圖2.17)。

水下混凝土宜比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過試驗(yàn)確定。澆筑時(shí)，先將導(dǎo)管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土，其量保證導(dǎo)管下端一次埋入混凝土面以下0.8～1.3m，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(jìn)入水中。水下灌注混凝土至樁頂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，以保證在鑿除含有泥漿的樁段后，樁頂標(biāo)高和質(zhì)量能符合設(shè)計(jì)要求。

（4）水下澆筑混疑土清孔后，應(yīng)盡快吊放鋼筋骨架并灌注混凝土27混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件28（二）套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁設(shè)備或振動(dòng)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(yīng)與樁的設(shè)計(jì)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(shí)的振動(dòng)將混凝土搗實(shí)，便形成所需要的灌注樁。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2.18)；利用振動(dòng)器振動(dòng)沉管、拔管成樁，稱為振動(dòng)沉管灌注樁(圖2.19)。（二）套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁設(shè)備或振動(dòng)29混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件30混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件31套管成孔灌注樁施工工藝樁機(jī)就位埋樁尖沉套管放置鋼筋籠灌注混凝土拔管成樁套管成孔灌注樁施工工藝樁機(jī)就位埋樁尖32沉管灌注樁施工圖片（預(yù)制樁尖）沉管灌注樁施工圖片（預(yù)制樁尖）33沉管灌注樁施工圖片（活瓣樁尖）沉管灌注樁施工圖片（活瓣樁尖）341、錘擊沉管灌注樁

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2.20所示。動(dòng)畫1、錘擊沉管灌注樁錘擊沉管灌注樁適宜于一般粘性土、淤泥質(zhì)土35樁尖與樁管接口處應(yīng)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(shí)先用低錘錘擊，觀察無偏移后，才正常施打。拔管前，應(yīng)先錘擊或振動(dòng)套管，在測(cè)得混凝土確已流出套管時(shí)方可拔管。樁管內(nèi)混凝土盡量填滿，拔管時(shí)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(yīng)控制在0.8m/min以內(nèi)為宜。錘擊沉管灌注樁施工要點(diǎn)樁尖與樁管接口處應(yīng)墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內(nèi)和作36在管底未拔到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)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。樁的中心距在4倍樁管外徑以內(nèi)或小于2m時(shí)，均應(yīng)跳打施工；即間隔一個(gè)或兩個(gè)樁位成孔；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以后，方可施打。錘擊沉管灌注樁施工要點(diǎn)在管底未拔到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內(nèi)的37振動(dòng)沉管灌注樁采用激振器或振動(dòng)沖擊沉管。施工前，先安裝好樁機(jī)，將樁管下端活瓣合攏或套入樁靴，對(duì)準(zhǔn)樁位，徐徐放下套管，壓入土中，勿使偏斜，即可開動(dòng)激振器沉管。樁管受振后與土體之間摩阻力減小，同時(shí)利用振動(dòng)錘自重在套管上加壓，套管即能沉入土中。動(dòng)畫2、振動(dòng)沉管灌注樁

振動(dòng)沉管灌注樁采用激振器或振動(dòng)沖擊沉管。2、振動(dòng)沉管灌注樁38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(fù)打法、翻插法等施工工藝。單打法(又稱一次拔管法)：拔管時(shí)，每提升0.5～1.0m，振動(dòng)5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，這樣反復(fù)進(jìn)行，直至全部拔出。復(fù)打法：在同一樁孔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行兩次單打，或根據(jù)需要進(jìn)行局部復(fù)打。施工時(shí)，應(yīng)保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進(jìn)行。反插法：鋼管每提升0.5～1m，再下插0.3～0.5m，這樣反復(fù)進(jìn)行，直至拔出。3、套管成孔灌注樁的施工方法為了提高樁的質(zhì)量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復(fù)打法、394、套管成孔灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及處理方法

(1)頸縮

動(dòng)畫頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時(shí)，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。當(dāng)拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時(shí)，周圍淤泥質(zhì)土趁機(jī)填充過來，也會(huì)形成頸縮。處理方法：拔管時(shí)應(yīng)保持管內(nèi)混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴(kuò)散壓力，混凝土坍落度應(yīng)控制在50～70mm。拔管時(shí)應(yīng)采用復(fù)打法，并嚴(yán)格控制拔管的速度。4、套管成孔灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及處理方法(1)頸縮40

斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴(yán)重的是一段樁沒有混凝土。原因：樁距離太近，相鄰樁施工時(shí)混凝土還未具備足夠的強(qiáng)度，已形成的樁受擠壓而斷裂。處理方法：施工時(shí)，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(duì)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(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行下根樁的施工。(2)斷樁

斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴(yán)重的是一段樁沒有混凝土41吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實(shí)到孔底地基土層上的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r(shí)，或預(yù)制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時(shí)，水及泥漿進(jìn)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(shí)，形成松軟層。處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時(shí)，可采用密張慢拔的方法，對(duì)樁腳底部進(jìn)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。動(dòng)畫(3)吊腳樁

吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實(shí)到孔底地基土層上的42

如果灌樁時(shí)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(shí)，土體受到擾動(dòng)，強(qiáng)度大大降低，在混凝土側(cè)壓力作用下，樁身擴(kuò)大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前應(yīng)詳細(xì)了解現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，對(duì)于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時(shí)，應(yīng)先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過大時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，改用其他樁型。(4)混凝土灌注過量

如果灌樁時(shí)混凝土用量比正常情況下大1倍以上，這可能是43（三）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(tái)、樁身和擴(kuò)大頭組成(圖2.21)，穿過深厚的軟弱土層而直接坐落在堅(jiān)硬的巖石層上。優(yōu)點(diǎn)是樁身直徑大，承載能力高；施工時(shí)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(shí)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。（三）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44混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件45（1）人工挖孔護(hù)壁方法施工

常用的支護(hù)措施有現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁、沉井護(hù)壁、鋼套管護(hù)壁等。1)現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁法施工

即分段開挖、分段澆筑混凝土護(hù)壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。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(jì)樁徑加混凝土護(hù)壁厚度。護(hù)壁施工段，即支設(shè)護(hù)壁內(nèi)模板(工具式活動(dòng)鋼模板)后澆筑混凝土，其強(qiáng)度一般不低于C15，護(hù)壁混凝土要振搗密實(shí)；當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到1MPa(常溫下約24h)可拆除模板，進(jìn)入下一施工段。如此循環(huán)，直至挖到設(shè)計(jì)要求的深度。（1）人工挖孔護(hù)壁方法施工常用的支護(hù)措施有現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁、46混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件47當(dāng)樁徑較大，挖掘深度大，地質(zhì)復(fù)雜，土質(zhì)差(松軟弱土層)，且地下水位高時(shí)，應(yīng)采用沉井護(hù)壁法挖孔施工。沉井護(hù)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(jì)要求深度。2）沉井護(hù)壁法施工

當(dāng)樁徑較大，挖掘深度大，地質(zhì)復(fù)雜，土質(zhì)差(松軟弱土層)，且地483）鋼套管護(hù)圈當(dāng)采用鋼套管護(hù)圈時(shí)(圖2-30)。是在樁位先測(cè)量定位并構(gòu)筑井圈后，用樁錘將鋼套管強(qiáng)行打入土層中至設(shè)計(jì)標(biāo)高，再在鋼套管的保護(hù)下，將套管內(nèi)的土挖出并進(jìn)行底部擴(kuò)孔，吊放鋼筋籠，澆筑樁基混凝土，待混凝土澆筑完畢，用振動(dòng)錘和人字拔桿將鋼管立即強(qiáng)行拔出移至下一樁位使用。亦可邊澆筑，邊拔套管，以減少阻力。鋼套管由12～16mm厚的鋼板卷焊而成，長度由設(shè)計(jì)需求而定。采用這種方法施工，可穿越流砂等強(qiáng)透水層，可避免產(chǎn)生流砂和管涌現(xiàn)象，能保證施工安全進(jìn)行。3）鋼套管護(hù)圈當(dāng)采用鋼套管護(hù)圈時(shí)(圖2-30)。是在樁位先測(cè)49精品課件！精品課件！50精品課件！精品課件！51(2)人工挖孔灌注樁施工工藝采用現(xiàn)澆混凝土分段護(hù)壁的人工挖孔樁的施工工藝流程如下：按設(shè)計(jì)圖紙放線、定樁位→開挖土方→測(cè)量控制→支設(shè)護(hù)壁模板→在模板頂放置操作平臺(tái)→澆筑護(hù)壁混凝土→拆除護(hù)壁模板繼續(xù)下一段的施工→排除孔底積水→鋼筋籠吊放→澆筑樁身混凝土。(2)人工挖孔灌注樁施工工藝采用現(xiàn)澆混凝土分段護(hù)壁的人工挖孔52根據(jù)成孔方法的不同可以分為：

鉆孔灌注樁、套管成孔灌注樁、人工挖孔灌注樁和爆擴(kuò)成孔灌注樁等。灌注樁與預(yù)制樁相比由于避免了錘擊應(yīng)力，樁的混凝土強(qiáng)度及配筋只要滿足使用要求就可以，因而具有節(jié)省鋼材、降低造價(jià)、無需接樁及截樁等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)成孔方法的不同可以分為：53混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件54（一）鉆孔灌注樁

干作業(yè)鉆孔灌注樁適用于地下水位較低、在成孔深度內(nèi)無地下水的土質(zhì)，勿需護(hù)壁可直接取土成孔。目前干式成孔一般采用螺旋鉆機(jī)，亦有用洛陽鏟成孔的。1、干作業(yè)鉆孔灌注樁

（一）鉆孔灌注樁干作業(yè)鉆孔灌注樁適用于地下水位較低、在成55(1)螺旋鉆機(jī)成孔螺旋鉆機(jī)（如圖2－10所示）成孔效率高、無振動(dòng)、無噪音，宜用于勻質(zhì)粘土層，亦能穿透砂層。全葉片螺旋鉆機(jī)成孔直徑一般為300～600mm，鉆孔深度為8～20m。成孔時(shí)螺旋鉆機(jī)利用動(dòng)力旋轉(zhuǎn)鉆桿，使鉆頭的螺旋葉片旋轉(zhuǎn)切削土體，切下的土隨鉆頭旋轉(zhuǎn)并沿螺旋葉片上升而排出孔外，在軟塑土層，含水量大時(shí)，可用疏紋葉片鉆桿，以便較快地鉆進(jìn)。在可塑或硬塑粘土中，或含水量較小的砂土中應(yīng)用密紋葉片鉆桿。(1)螺旋鉆機(jī)成孔螺旋鉆機(jī)（如圖2－10所示）成孔效率高、無56圖2-10步履式螺旋鉆機(jī)1-上底盤；2-下底盤；3-回轉(zhuǎn)滾輪；4-行車滾輪；5-鋼絲滑輪；6-回轉(zhuǎn)軸；7-行車油缸；8-支盤圖2-10步履式螺旋鉆機(jī)57混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件58測(cè)定樁位鉆機(jī)就位鉆孔至規(guī)定要求深度清孔安放鋼筋骨架澆筑混凝土。螺旋鉆機(jī)施工過程見圖2-11。施工工藝

測(cè)定樁位鉆機(jī)就位鉆孔至規(guī)定要求深度59混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件60鉆機(jī)就位后，鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，開鉆時(shí)先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時(shí)糾正鉆孔的偏斜或位移。操作時(shí)要求鉆桿垂直，鉆孔過程中如發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃或難鉆進(jìn)時(shí)，可能是遇到石塊等異物，應(yīng)立即停機(jī)檢查。在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)隨時(shí)清理孔口積土，遇到塌孔、縮孔等異常情況，應(yīng)及時(shí)研究解決。1)鉆孔鉆機(jī)就位后，鉆桿垂直對(duì)準(zhǔn)樁位中心，開鉆時(shí)先慢后快，減少鉆桿的61鉆孔至規(guī)定要求深度后，進(jìn)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(jī)在原深處空轉(zhuǎn)清土，然后停止旋轉(zhuǎn)，提鉆卸土。鉆出的土應(yīng)及時(shí)清除，不可堆在孔口。2）清孔鉆孔至規(guī)定要求深度后，進(jìn)行孔底清土。2）清孔62鋼筋骨架綁好后，一次整體吊入孔內(nèi)。如過長可分段吊，兩段焊接后再徐徐沉放孔內(nèi)。3）安放鋼筋籠鋼筋骨架綁好后，一次整體吊入孔內(nèi)。如過長可分段吊，兩段焊63混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件64

鋼筋骨架就位后，應(yīng)立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時(shí)，應(yīng)分層澆筑、分層搗實(shí)，每層厚度50～60cm。4）澆筑混凝土鋼筋骨架就位后，應(yīng)立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時(shí)，應(yīng)分層65(2)鉆孔壓灌混凝土樁目前，螺旋鉆孔灌注樁在國內(nèi)外發(fā)展很快，我國技術(shù)人員近年發(fā)展的鉆孔壓漿成孔法較好的解決了不同地質(zhì)土層中螺旋鉆機(jī)成孔的諸多技術(shù)難題，是一種先進(jìn)的施工工藝。(2)鉆孔壓灌混凝土樁目前，螺旋鉆孔灌注樁在國內(nèi)外發(fā)展很快，66鉆孔壓灌樁工藝原理先用螺旋鉆機(jī)鉆孔至預(yù)定深度，通過鉆桿芯管利用鉆頭處的噴嘴向孔內(nèi)自下而上高壓噴注制備好的混凝土，使混凝土升至地下水位或無塌孔危險(xiǎn)的位置處，提出全部鉆桿后，向孔內(nèi)沉放鋼筋籠。該法連續(xù)一次成孔，多次由下而上高壓注漿成樁，具有無振動(dòng)、無噪音、無護(hù)壁泥漿排污的優(yōu)點(diǎn)，又能在流砂、卵石、地下水位高、易塌孔等復(fù)雜地質(zhì)條件下順利成孔成樁，而且由于高壓注漿時(shí)水泥漿的滲透擴(kuò)散，解決了斷樁、縮頸、樁間虛土等問題，還有局部膨脹擴(kuò)徑的特點(diǎn)，因此單樁承載力由摩擦力、支承力和端承力復(fù)合而成，比普通灌注樁的承載力大大提高。該法成樁的樁徑為300mm～1000mm，深度可達(dá)50m。鉆孔壓灌樁工藝原理先用螺旋鉆機(jī)鉆孔至預(yù)定深度，通過鉆桿芯管利67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。泥漿護(hù)壁成孔是通過循環(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(jī)械有回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、潛水鉆機(jī)、沖擊鉆、沖抓錐成孔等，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。2、濕作業(yè)成孔灌注樁施工

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68泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測(cè)定樁位埋設(shè)護(hù)筒樁機(jī)就位制備泥漿機(jī)械(潛水鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)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。泥漿護(hù)壁成孔灌注樁的施工工藝流程：69（1）埋設(shè)護(hù)筒和制備泥漿

鉆孔前，在現(xiàn)場(chǎng)放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒高2m左右，上部設(shè)1～2個(gè)溢漿孔，是用厚4～8mm鋼板制成的圓筒，其內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑200mm。護(hù)筒的作用是固定樁孔位置，保護(hù)孔口，防止地面水流入，增加孔內(nèi)水壓力，防止塌孔，成孔時(shí)引導(dǎo)鉆頭的方向。（1）埋設(shè)護(hù)筒和制備泥漿鉆孔前，在現(xiàn)場(chǎng)放線定位70混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件71混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件72在鉆孔過程中，向孔中注入相對(duì)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(shí)，避免孔內(nèi)漏水，保持護(hù)筒內(nèi)水壓穩(wěn)定；泥漿相對(duì)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。

在鉆孔過程中，向孔中注入相對(duì)密度為1.1～1.5的泥漿，使樁73（2）成孔

回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是由動(dòng)力裝置帶動(dòng)鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，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)和反循環(huán)。正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔的工藝如圖2-15a所示，泥漿由鉆桿內(nèi)部注入，并從鉆桿底部噴出，攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動(dòng)，由孔口將土渣帶出流入沉淀池，經(jīng)沉淀的泥漿流入泥漿池再注入鉆桿，不斷循環(huán)。當(dāng)孔深不太深，孔徑小于800mm時(shí)鉆進(jìn)效率比較高。（2）成孔回轉(zhuǎn)鉆機(jī)是由動(dòng)力裝置帶動(dòng)鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，由74混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件75圖2-15泥漿循環(huán)成孔工藝（a）正循環(huán)；（b）反循環(huán)1-鉆頭；2-泥漿循環(huán)方向；3-沉淀池；4-泥漿池；5-泥漿泵；6-砂石泵；7-水龍頭；8-鉆桿；9-鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置圖2-15泥漿循環(huán)成孔工藝76反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔的工藝如圖2-15b所示。泥漿由鉆桿與孔壁間的環(huán)狀間隙流入鉆孔，然后，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，沉淀后流入泥漿池再流入鉆孔。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)。這種成孔工藝是目前大直徑成孔施工的一種有效的成孔工藝，因而應(yīng)用較多。對(duì)孔深大于30m的端承型樁，宜采用反循環(huán)。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔的工藝如圖2-15b所示77（3）清孔

鉆孔達(dá)到要求的深度后為防止灌注樁沉降加大、承載力降低，要清除孔底沉渣，這個(gè)過程稱為清孔。以原土造漿的鉆孔，清孔可用射水法，此時(shí)鉆具只轉(zhuǎn)不進(jìn)，待泥漿比重降到1.1左右即認(rèn)為清孔合格；注入制備泥漿的鉆孔，可采用換漿法清孔，至換出泥漿的比重小于1.15時(shí)方為合格，在特殊情況下泥漿比重可以適當(dāng)放寬。施工及清孔過程中應(yīng)經(jīng)常測(cè)定泥漿的相對(duì)密度。（3）清孔鉆孔達(dá)到要求的深度后為防止灌注樁沉降加大、承載力78（4）水下澆筑混疑土

清孔后，應(yīng)盡快吊放鋼筋骨架并灌注混凝土。泥漿護(hù)壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進(jìn)行的，故稱為澆筑水下混凝土。水下混凝土澆筑常用導(dǎo)管法(圖2.17)。

水下混凝土宜比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過試驗(yàn)確定。澆筑時(shí)，先將導(dǎo)管內(nèi)及漏斗灌滿混凝土，其量保證導(dǎo)管下端一次埋入混凝土面以下0.8～1.3m，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(jìn)入水中。水下灌注混凝土至樁頂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)超過樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，以保證在鑿除含有泥漿的樁段后，樁頂標(biāo)高和質(zhì)量能符合設(shè)計(jì)要求。

（4）水下澆筑混疑土清孔后，應(yīng)盡快吊放鋼筋骨架并灌注混凝土79混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件80（二）套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁設(shè)備或振動(dòng)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(yīng)與樁的設(shè)計(jì)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(shí)的振動(dòng)將混凝土搗實(shí)，便形成所需要的灌注樁。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2.18)；利用振動(dòng)器振動(dòng)沉管、拔管成樁，稱為振動(dòng)沉管灌注樁(圖2.19)。（二）套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁設(shè)備或振動(dòng)81混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件82混凝土灌注樁基礎(chǔ)工程課件83套管成孔灌注樁施工工藝樁機(jī)就位埋樁尖沉套管放置鋼筋籠灌注混凝土拔管成樁套管成孔灌注樁施工工藝樁機(jī)就位埋樁尖84沉管灌注樁施工圖片（預(yù)制樁尖）沉管灌注樁施工圖片（預(yù)制樁尖）85沉管灌注樁施工圖片（活瓣樁尖）沉管灌注樁施工圖片（活瓣樁尖）861、錘擊沉管灌注樁

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2.20所示。動(dòng)畫1、錘擊沉管灌注樁錘擊沉管灌注樁適宜于一般粘性土、淤泥質(zhì)土87樁尖與樁管接口處應(yīng)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(shí)先用低錘錘擊，觀察無偏移后，才正常施打。拔管前，應(yīng)先錘擊或振動(dòng)套管，在測(cè)得混凝土確已流出套管時(shí)方可拔管。樁管內(nèi)混凝土盡量填滿，拔管時(shí)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(yīng)控制在0.8m/min以內(nèi)為宜。錘擊沉管灌注樁施工要點(diǎn)樁尖與樁管接口處應(yīng)墊麻(或草繩)墊圈，以防地下水滲入管內(nèi)和作88在管底未拔到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)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。樁的中心距在4倍樁管外徑以內(nèi)或小于2m時(shí)，均應(yīng)跳打施工；即間隔一個(gè)或兩個(gè)樁位成孔；中間空出的樁須待鄰樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以后，方可施打。錘擊沉管灌注樁施工要點(diǎn)在管底未拔到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高前，倒打或輕擊不得中斷，注意使管內(nèi)的89振動(dòng)沉管灌注樁采用激振器或振動(dòng)沖擊沉管。施工前，先安裝好樁機(jī)，將樁管下端活瓣合攏或套入樁靴，對(duì)準(zhǔn)樁位，徐徐放下套管，壓入土中，勿使偏斜，即可開動(dòng)激振器沉管。樁管受振后與土體之間摩阻力減小，同時(shí)利用振動(dòng)錘自重在套管上加壓，套管即能沉入土中。動(dòng)畫2、振動(dòng)沉管灌注樁

振動(dòng)沉管灌注樁采用激振器或振動(dòng)沖擊沉管。2、振動(dòng)沉管灌注樁90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(fù)打法、翻插法等施工工藝。單打法(又稱一次拔管法)：拔管時(shí)，每提升0.5～1.0m，振動(dòng)5～10s，然后再拔管0.5～1.0m，這樣反復(fù)進(jìn)行，直至全部拔出。復(fù)打法：在同一樁孔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行兩次單打，或根據(jù)需要進(jìn)行局部復(fù)打。施工時(shí)，應(yīng)保證前后兩次沉管軸線重合，并在混凝土初凝之前進(jìn)行。反插法：鋼管每提升0.5～1m，再下插0.3～0.5m，這樣反復(fù)進(jìn)行，直至拔出。3、套管成孔灌注樁的施工方法為了提高樁的質(zhì)量和承載能力，沉管灌注樁常采用單打法、復(fù)打法、914、套管成孔灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及處理方法

(1)頸縮

動(dòng)畫頸縮：指樁身的局部直徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時(shí)，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。當(dāng)拔管過快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差時(shí)，周圍淤泥質(zhì)土趁機(jī)填充過來，也會(huì)形成頸縮。處理方法：拔管時(shí)應(yīng)保持管內(nèi)混凝土面高于地面，使之具有足夠的擴(kuò)散壓力，混凝土坍落度應(yīng)控制在50～70mm。拔管時(shí)應(yīng)采用復(fù)打法，并嚴(yán)格控制拔管的速度。4、套管成孔灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題及處理方法(1)頸縮92

斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴(yán)重的是一段樁沒有混凝土。原因：樁距離太近，相鄰樁施工時(shí)混凝土還未具備足夠的強(qiáng)度，已形成的樁受擠壓而斷裂。處理方法：施工時(shí)，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(duì)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(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再進(jìn)行下根樁的施工。(2)斷樁

斷樁：指樁身局部分離或斷裂，更為嚴(yán)重的是一段樁沒有混凝土93吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實(shí)到孔底地基土層上的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r(shí)，或預(yù)制樁尖被打壞，或樁靴活瓣縫隙大時(shí)，水及泥漿進(jìn)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(shí)，形成松軟層。處理方法：為防止活瓣不張開，開始拔管時(shí)，可采用密張慢拔的方法，對(duì)樁腳底部進(jìn)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。動(dòng)畫(3)吊腳樁

吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟，沒有落實(shí)到孔底地基土層