各種樁基施工工藝.ppt

1、樁基工程施工，學(xué)習(xí)要求：熟悉樁基組成及分類；了解預(yù)制樁施工順序的確定、注意事項(xiàng)、質(zhì)量事故的原因及預(yù)防措施；了解靜壓樁的特點(diǎn)和施工方法；熟悉泥漿護(hù)壁成型和人工掏槽的施工工藝和工藝原理；掌握水下混凝土澆筑的施工方法和要點(diǎn)。熟悉常見質(zhì)量事故的預(yù)防和處理及安全施工措施；了解預(yù)制樁和灌注樁的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)中應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)形式之一，它由埋在土中的幾根樁和連接樁頂?shù)某信_(tái)或蓋梁組成。樁的作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給承載力強(qiáng)的深層土(巖)層，或壓實(shí)軟土層，以提高地基土的承載力和密實(shí)度。樁基的作用、組成和分類根據(jù)受力情況，樁基分為端承樁和摩擦樁(圖2.1)，端承樁是穿過(guò)軟土層到達(dá)硬土層或巖層的樁，

2、結(jié)構(gòu)荷載主要由巖層阻力承擔(dān)；施工時(shí)主要控制嵌巖深度，對(duì)沉渣厚度要求嚴(yán)格。橋梁工程中大部分端承樁需要嵌巖。摩擦樁完全設(shè)置在軟土層中，通過(guò)樁端阻力和樁側(cè)與地基土之間的摩擦阻力來(lái)承受荷載。樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高(長(zhǎng)度)主要在施工過(guò)程中控制。對(duì)于樁端有硬土層的，有摩擦端承樁和摩擦端承樁。橋梁工程中的摩擦樁通常不考慮壓實(shí)。根據(jù)施工方法，樁分為預(yù)制樁和灌注樁。根據(jù)沉入土中的方法，可分為打入樁、水沖樁、振動(dòng)樁和靜壓樁。灌注樁是在樁位上鉆孔，然后澆注鋼筋骨架，澆注混凝土而成的樁。根據(jù)成孔方法的不同，有鉆孔(沖孔)樁、鉆孔灌注樁、套管灌注樁和爆炸擴(kuò)底灌注樁。1.混有可疑土壤的預(yù)制鋼筋混凝土樁的施工。預(yù)制鋼筋混凝土樁：在預(yù)

3、制構(gòu)件廠或施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制，用沉樁設(shè)備沉入設(shè)計(jì)位置的土中。它們的特點(diǎn)是：堅(jiān)固耐用，不受地下水或潮濕環(huán)境的影響，能承受重荷載，施工機(jī)械化程度高，進(jìn)度快，能適應(yīng)不同土層的施工。鋼筋混凝土預(yù)制樁是目前我國(guó)廣泛使用的一種樁型，主要用于房屋建筑，但很少用于橋梁工程。鋼筋混凝土預(yù)制樁包括方形實(shí)心截面樁和圓柱形空心截面樁。鋼筋混凝土預(yù)制樁施工前，應(yīng)根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)要求、樁型、成孔過(guò)程中的擠土、地質(zhì)勘探和試樁資料，制定施工方案。其主要內(nèi)容包括：確定施工方法、選擇打樁機(jī)械、確定打樁順序、樁的預(yù)制和運(yùn)輸以及沉樁過(guò)程中的技術(shù)和安全措施。打入法，也稱錘擊法，是一種打樁施工方法，利用樁錘落在樁頂?shù)臎_擊力，克服土對(duì)樁的阻力，使

4、樁下沉到預(yù)定深度或到達(dá)持力層。錘擊沉樁是預(yù)制混凝土樁常用的沉樁方法，具有施工速度快、機(jī)械化程度高、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。然而，施工過(guò)程中地面會(huì)產(chǎn)生碰撞噪音和振動(dòng)，這限制了城市地區(qū)和夜間的施工。打樁設(shè)備包括樁錘、樁架和動(dòng)力裝置。1.3.2打樁順序的確定直接影響樁基的質(zhì)量和施工速度，應(yīng)根據(jù)樁的密度(樁間距)、樁的規(guī)格、長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)標(biāo)高、工作面布置和工期要求合理確定。根據(jù)樁的密度，打樁順序開始打樁時(shí)，應(yīng)控制錘的下落距離，并采用短絲錐；樁埋入一定深度(12米)并穩(wěn)定后，按規(guī)定的下落距離打入。打樁的原理是重錘低擊，這樣樁錘對(duì)樁頭的沖擊小，反彈小，樁頭不易損壞，大部分能量用于克服樁身與土體的摩擦和樁尖的阻力，使

5、樁能迅速沉入土中。樁的深度是否達(dá)到設(shè)計(jì)位置以及是否停止錘擊與樁的類型有關(guān)。1.3.4打樁質(zhì)量要求和測(cè)量記錄，(1)當(dāng)打樁質(zhì)量要求端承樁的最終貫入度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定的貫入度值時(shí)，樁端的設(shè)計(jì)標(biāo)高可作為參考；當(dāng)摩擦樁端標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高范圍時(shí)，可作為貫入度的參考。打入(壓入)樁(預(yù)制混凝土方樁、先張法預(yù)應(yīng)力管樁和鋼樁)的樁位偏差必須符合表2.4的規(guī)定。樁基承載力測(cè)試，樁基施工常見問(wèn)題分析，樁基施工中會(huì)遇到各種問(wèn)題，如樁頂破損、樁身破損、樁身位移、扭轉(zhuǎn)和傾斜、樁錘跳動(dòng)、樁身嚴(yán)重回彈等。產(chǎn)生這些問(wèn)題的原因有三個(gè)：鋼筋混凝土預(yù)制樁的制造質(zhì)量、沉樁作業(yè)技術(shù)和復(fù)雜的土層。工程和施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，如果在打樁過(guò)

6、程中遇到上述問(wèn)題，應(yīng)立即暫停打樁。施工單位應(yīng)與勘察設(shè)計(jì)單位研究，查明原因，提出明確的處理意見，采取相應(yīng)的技術(shù)措施后，方可繼續(xù)施工。1.3.6打樁時(shí)的注意事項(xiàng)：打樁機(jī)就位后，樁架應(yīng)垂直穩(wěn)定，樁帽與樁頂應(yīng)鎖緊連接成一體。打樁時(shí)，應(yīng)密切觀察沉樁深度的變化。正常情況下，沉樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，打入土壤的速度應(yīng)均勻，應(yīng)避免因間歇時(shí)間長(zhǎng)和土壤固結(jié)而導(dǎo)致沉樁困難。打樁時(shí)振動(dòng)較大，對(duì)土壤有擠壓作用，可能影響周圍建筑物、道路和地下管線的安全和正常使用。在施工過(guò)程中，要有專人巡視檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理相關(guān)問(wèn)題。嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入打樁現(xiàn)場(chǎng)；經(jīng)常檢查樁機(jī)的正常運(yùn)行和樁架的穩(wěn)定性，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工，確保安全。靜壓樁是一種

7、無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)的靜壓樁，常用于土質(zhì)均勻的軟土地基的沉樁施工。靜壓樁(圖2.8)利用壓樁架的自重和配重，由卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引，整個(gè)樁機(jī)的重力(8001500千牛)壓回到樁頂，以克服樁身下沉?xí)r與土的摩擦，迫使預(yù)制樁下沉。一般采用分段打樁、分段加長(zhǎng)的施工方法。目前樁的連接方法有三種：焊接法(圖2.9)、法蘭螺栓連接法和硫漿錨固法(圖2.10)?；煲赏凉嘧妒┕?，灌注樁：通過(guò)機(jī)械或人工在樁位直接鉆孔，在孔內(nèi)放置鋼筋并灌注混凝土而成的樁。與預(yù)制樁相比，鉆孔灌注樁不受地層變化的限制，不需要擴(kuò)樁和切割，節(jié)省鋼材，具有低振動(dòng)、低噪音的特點(diǎn)。根據(jù)成孔方法，灌注樁分為擋泥鉆孔灌注樁、沉管鉆孔灌注樁、干鉆孔灌注樁、人工挖孔

8、鉆孔灌注樁等。2.1干鉆孔灌注樁施工工藝如圖2.11所示。螺旋鉆通常用于在干作業(yè)中鉆孔。鉆頭外徑分別為400毫米、500毫米和600毫米，鉆孔深度分別為12米、10米和8米。適用于成孔深度內(nèi)無(wú)地下水的一般粘土層、砂土和人工填土地基用導(dǎo)向鋼筋插入孔內(nèi)，同時(shí)防止污物雜物掉入孔內(nèi)。鋼筋骨架就位后，應(yīng)立即澆筑混凝土，防止塌孔。澆筑時(shí)，應(yīng)分層澆筑并壓實(shí)，每層厚度為5060厘米。2.2泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁是一種利用泥漿保護(hù)和穩(wěn)定孔壁的機(jī)械鉆孔方法。它通過(guò)循環(huán)泥漿懸浮切屑，并將其排出孔外，這適用于有或沒有地下水的土層。成孔機(jī)械包括潛孔鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)、沖孔和抓錐等。泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工工藝：測(cè)量樁位、埋設(shè)套管

9、、樁機(jī)就位、泥漿準(zhǔn)備、機(jī)械(潛孔鉆機(jī)、沖擊鉆機(jī)等)。)成孔、泥漿回收渣、清孔、放置鋼筋骨架和灌注水下混凝土。2.2.3、清孔、驗(yàn)孔是用探測(cè)器檢查樁的位置、直徑、深度和通道情況；清孔是清除孔底的沉渣和淤泥浮土，從而減少樁基沉降，提高承載力。用擋泥墻清孔時(shí)，對(duì)于土質(zhì)好、不易坍塌的樁孔，可以用吸風(fēng)機(jī)清孔，氣壓為0.5兆帕，使管道內(nèi)形成強(qiáng)大的高壓氣流向上涌動(dòng)，同時(shí)不斷補(bǔ)充清水，攪拌好的污泥隨著氣流上涌從噴嘴排出，直至清水噴出。對(duì)于穩(wěn)定性差的孔壁，應(yīng)采用泥漿循環(huán)法清孔或抽渣，清孔后泥漿的相對(duì)密度應(yīng)控制在1.151.25。砂含量=4%(大直徑樁為2%)，灌注2.2.4水下混合土，泥漿護(hù)壁成孔混凝土灌注在水

10、中或泥漿中進(jìn)行，稱為灌注水下混凝土。水下混凝土應(yīng)比設(shè)計(jì)強(qiáng)度高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，且必須具有良好的和易性，配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。水下混凝土澆筑通常采用導(dǎo)管法(圖2.17)。澆筑時(shí)，先在管道和漏斗內(nèi)灌注混凝土，灌注量應(yīng)保證管道下端一次性埋入混凝土表面以下1.0m以上，然后剪斷(或拔出)懸掛防水螺栓的鋼絲，混凝土混合料在自身重量的作用下將球塞迅速排入水中。水下混凝土澆筑過(guò)程示意圖，導(dǎo)管埋深應(yīng)保持在26m之間，過(guò)小易造成導(dǎo)管進(jìn)水，過(guò)大易造成“埋管”。導(dǎo)管口的初始位置、第一塊板的混凝土用量以及導(dǎo)管口至孔底的距離不應(yīng)過(guò)大或過(guò)小，一般為2040cm。過(guò)大不利于帶泥，底部混凝土質(zhì)量難以保證；太小，不易堵塞管道。為防

11、止導(dǎo)管進(jìn)水，導(dǎo)管在第一塊混凝土板中的埋深應(yīng)不小于1米。2.3.1錘擊沉管灌注樁適用于一般粘性土、淤泥質(zhì)土和人工填土地基，其施工工藝如圖2.20所示。錘擊沉管灌注樁施工要點(diǎn)：樁尖與樁管接口處應(yīng)放置麻(或草繩)墊，防止地下水滲入管內(nèi)，起到緩沖層的作用。沉管時(shí)，先用低錘敲擊，觀察無(wú)偏差后正常敲擊。在拔出管道之前，先錘擊或振動(dòng)套管，然后在測(cè)量到混凝土已經(jīng)流出套管時(shí)拔出管道。樁管內(nèi)的混凝土應(yīng)盡量填滿，拔管應(yīng)均勻，保持連續(xù)錘擊和敲擊，并控制拔管速度。一般土層不應(yīng)超過(guò)1米/分鐘，軟硬結(jié)合處的軟土層應(yīng)控制在0.8米/分鐘以內(nèi)。在將管道底部拉出至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高之前，不得中斷反向或分接。注意將管道中的混凝土保持在略

12、高于地面的位置，并一直保持到整個(gè)管道被拔出。當(dāng)樁的中心距在5倍樁管外徑以內(nèi)或小于2m時(shí)，應(yīng)采用j拔管時(shí)，應(yīng)采用復(fù)雜的方法，嚴(yán)格控制拔管速度。(2)斷樁斷樁：指樁身部分分離或斷裂，更嚴(yán)重的是一段樁內(nèi)沒有混凝土。原因：樁間距過(guò)近，相鄰樁施工時(shí)混凝土強(qiáng)度不夠，成樁被壓壞。處理方法：施工時(shí)，控制中心之間的距離不得小于樁徑的4倍；確定打樁順序和打樁路線，以減少對(duì)新澆筑混凝土樁的影響。采用跳樁法或成樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%后，方可進(jìn)行下一樁施工。(3)吊腳樁吊腳樁是指樁底混凝土離析或松軟，尚未在孔底地基土層上實(shí)施的現(xiàn)象。原因：當(dāng)?shù)叵滤畨毫^高，或預(yù)制樁尖斷裂，或樁靴翻板間隙較大，水和泥漿進(jìn)入套筒鋼管，

13、或由于樁尖翻板受到土壓力，管子在開口前被拉至一定高度，使混凝土下落，造成樁腳未壓實(shí)，形成軟弱層。處理方法：為防止閥門打開，拔管時(shí)，可采用緊拉慢拉的方法，將樁腳底部翻幾次，然后正常拔管。樁靴與套管的接口處應(yīng)使用性能良好的襯墊材料，以防止地下水和泥漿的滲透。(4)混凝土灌注過(guò)量如果灌注樁時(shí)混凝土用量比正常情況下大一倍以上，這可能是由于孔底出現(xiàn)洞穴，或在飽和淤泥中施工時(shí)土體受到擾動(dòng)，使強(qiáng)度大大降低。在混凝土側(cè)壓力的作用下，樁身膨脹，混凝土用量增加。因此，施工前應(yīng)詳細(xì)了解現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，在飽和淤泥質(zhì)軟土中使用沉管灌注樁時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行試樁。如果發(fā)現(xiàn)混凝土消耗量過(guò)大，請(qǐng)聯(lián)系設(shè)計(jì)單位并切換到其他樁型。2.4人工

14、挖孔灌注樁是一種樁基礎(chǔ)，也稱墩基礎(chǔ)，采用人工開挖成孔、放置鋼筋籠、澆筑混凝土的方法制成。它由樁帽、樁身和擴(kuò)大頭組成(圖2.21)，穿過(guò)深厚的軟土層，直接坐落在堅(jiān)硬的巖層上。優(yōu)點(diǎn)是樁徑大，承載力高；在施工過(guò)程中，可以直接在孔內(nèi)檢查孔的質(zhì)量，觀察地質(zhì)土質(zhì)的變化。樁孔深度由地基土層的實(shí)際情況控制，樁底清孔清渣徹底干凈，易于保證混凝土澆筑質(zhì)量。樁基工程安全技術(shù)(1)樁基工程施工區(qū)域應(yīng)實(shí)行封閉管理。進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的各類施工人員必須接受安全教育，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，服從指揮，堅(jiān)守崗位，專心作業(yè)。(2)根據(jù)不同樁型的施工特點(diǎn)，針對(duì)不安全因素，制定可靠的安全措施，并嚴(yán)格執(zhí)行。(3)加強(qiáng)對(duì)施工危險(xiǎn)區(qū)域和機(jī)械(沖擊、錘擊樁機(jī)、孔周圍和樁架下人工開挖)的巡回檢查。出