灌注樁工程施工1.ppt

1、樁基礎(chǔ)施工技術(shù),樁基礎(chǔ)的概念 豎直或微傾斜的基礎(chǔ)構(gòu)件，橫截面尺寸比長(zhǎng)度小得多。 工作原理 設(shè)置于巖土中的樁通過(guò)樁側(cè)摩阻力和樁端阻力將荷載傳遞到地基或通過(guò)樁身將橫向荷載傳給側(cè)向土體,優(yōu)先考慮樁基礎(chǔ)作為深基礎(chǔ)的條件： 荷載大，地基上部土層軟弱，持力層位置較深； 河床沖刷嚴(yán)重，河道不穩(wěn)或沖刷深度不易計(jì)算準(zhǔn)確； 地基計(jì)算沉降過(guò)大，或結(jié)構(gòu)不均勻沉降敏感； 施工水位或地下水位較高,樁的分類(lèi) 分類(lèi)依據(jù)：功能、荷載傳遞機(jī)理、材料、施工方法等。,按材料分,木樁 鋼樁 鋼筋混凝土樁,按受力情況分,抗壓樁 抗拔樁 抗橫向推力樁,端承樁 摩擦樁,抗浮樁 塔基樁,深基坑支護(hù)樁 抗滑樁,按施工方法分 預(yù)制樁：主要指預(yù)制鋼

2、筋混凝土樁。通過(guò)錘擊、靜壓或振動(dòng)等方法沉入地基內(nèi)到達(dá)所需的深度，形成樁基礎(chǔ)。,適用條件 樁徑?。ㄒ话阒睆皆?.6m以下），地基土質(zhì)為砂性土、粉土、細(xì)砂以及松散的不含大卵礫石的土層。,灌注樁：在施工現(xiàn)場(chǎng)的樁位上，通過(guò)機(jī)械鉆孔或人工挖掘等方法形成樁孔，然后在孔內(nèi)下入鋼筋籠，灌注混凝土，形成鋼筋混凝土灌注樁。,適用條件 樁徑樁長(zhǎng)變化范圍大，適用于各種土層和巖層。應(yīng)用廣。,預(yù)制樁,灌注樁,非擠土灌注樁 部分?jǐn)D土灌注樁 擠土灌注樁,普通鋼筋混凝土預(yù)制樁 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)制樁,螺旋鉆孔灌注樁 機(jī)動(dòng)洛陽(yáng)鏟成孔灌注樁 人工挖孔灌注樁 潛水電鉆成孔灌注樁 正循環(huán)鉆孔灌注樁 反循環(huán)鉆孔灌注樁 套管護(hù)壁成孔灌注樁

3、,沖擊成孔灌注樁 組合樁,沉管灌注樁 夯擴(kuò)灌注樁 干振灌注樁,按施工方法分,樁型與成樁工藝選擇,建筑物的性質(zhì)與荷載 工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件 施工環(huán)境條件 材料供應(yīng)與施工技術(shù)條件 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和施工工期,主要因素,重要建筑物及對(duì)不均勻沉降敏感的建筑物，選擇成樁質(zhì)量穩(wěn)定性好的樁型 荷載大的高重建筑物，首先要選擇單樁承載力足夠大的樁型 地震設(shè)防區(qū)或受其他動(dòng)荷載的樁基，在能滿(mǎn)足豎向承載力的同時(shí)又有利于提高橫向承載力的樁 當(dāng)堅(jiān)實(shí)持力層埋深較淺時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用端承樁，包括擴(kuò)底樁，當(dāng)堅(jiān)實(shí)持力層埋深深時(shí)，則應(yīng)根據(jù)單樁承載力的要求，選擇合適的長(zhǎng)徑比 土層有可液化或震沉特性時(shí)，應(yīng)考慮其產(chǎn)生的負(fù)摩擦力使樁嵌入穩(wěn)定土層中一定

4、深度,影響樁型因素,地下水位與地下水補(bǔ)給條件是選擇樁的施工方法的主要因素 施工場(chǎng)地距相鄰建筑物、道路等很近時(shí)，采用擠土樁，應(yīng)采用有效措施防止鄰近建筑及設(shè)施的破壞 施工場(chǎng)地面積小，不能采用沉淀方法處理泥漿時(shí)，盡可能不采用泥漿護(hù)壁法施工 選擇成樁方法時(shí)，還須考慮設(shè)備進(jìn)出場(chǎng)和成孔成樁過(guò)程中所需空間尺寸與建筑物的凈距等的要求 選擇成樁方法時(shí)不要盲目追求先進(jìn)性而忽視現(xiàn)實(shí)可靠性,影響施工方法因素,樁型與施工方法選擇原則 綜合經(jīng)濟(jì)效益好，滿(mǎn)足施工工期,鉆孔灌注樁的施工,主要內(nèi)容：,1、概述,2、灌注樁的成孔方法,灌注樁的定義,灌注樁的類(lèi)型,灌注樁的施工程序,灌注樁的優(yōu)缺點(diǎn),正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 反循環(huán)鉆進(jìn) 振動(dòng)鉆

5、進(jìn) 螺旋鉆進(jìn) 沖抓錐鉆進(jìn),3、灌注樁的施工程序,一、灌注樁基本概念,1、灌注樁的定義 灌注樁是在設(shè)計(jì)的樁位使用機(jī)械或人工按要求成孔，然后在孔內(nèi)下入鋼筋骨架等，灌入混凝土而成樁，屬就地成樁。,2、灌注樁施工的發(fā)展與應(yīng)用 1）發(fā)展 早期灌注樁施工，采用人工開(kāi)挖井孔,這種開(kāi)挖工作一般用木擋板或鋼圈作支撐，并隨開(kāi)挖進(jìn)展而支設(shè),用這種方式挖孔筑樁，除了費(fèi)時(shí)外，當(dāng)樁穿過(guò)含的粘土?xí)r會(huì)遇到一些重大的施工問(wèn)題。 1940年以后，大型樁機(jī)出現(xiàn)，機(jī)械成孔穿過(guò)軟土而到第一個(gè)能勝任的持力層。隨著車(chē)裝式和起重機(jī)式鉆機(jī)和開(kāi)挖機(jī)具的發(fā)展，施工周期縮短，成本降低。幾乎完全代代替了人工操作。（除遇到硬巖和灌注前清理井底與側(cè)壁外）

6、,2）應(yīng)用,工業(yè)與民用建筑：樁基礎(chǔ)、基坑支護(hù)（護(hù)坡樁）,鐵路、公路路基，橋基、立交橋基礎(chǔ),重型設(shè)施、設(shè)備基礎(chǔ),滑坡防治：抗滑樁,大型塔基,水上建筑基礎(chǔ),3、灌注樁類(lèi)型,按作用機(jī)理分,1）摩擦樁,2）端承樁,3）端承摩擦樁,4）摩擦端承樁,5）嵌巖樁,全套管施工法（貝諾特灌注樁）,正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔灌注樁,螺旋鉆孔灌注樁,潛水鉆成孔灌注樁,旋挖成孔灌注樁,沖抓成孔灌注樁,人工挖孔灌注樁,按施工方法分,干法作業(yè),擴(kuò)底灌注樁,泥漿護(hù)壁,沖抓成孔灌注樁,套管護(hù)壁,擠土灌注樁,沖擊成孔灌注樁,沉管灌注樁,夯擴(kuò)灌注樁,樁端、樁側(cè)壓漿鉆孔灌注樁,旋轉(zhuǎn)擠壓灌注樁,錐形灌注樁,擠擴(kuò)支盤(pán)灌注樁,非擠土灌注樁,按樁

7、的工作特性分,普通樁：基礎(chǔ)樁,抗震樁,護(hù)坡樁,抗拔樁,巖石錨樁,樹(shù)根樁,按樁的垂直度分,直樁,單向斜樁,多向斜樁,4、鉆孔灌注樁的功能特點(diǎn) 適應(yīng)性廣 單樁承載力大 建造費(fèi)用較低 抗震性能好 施工中噪音小、公害少,5、鉆孔灌注樁施工缺點(diǎn) 成樁受天氣影響 某些地層若不能控制流失、塌孔成樁困難 檢驗(yàn)手段不夠完善,5、灌注樁的構(gòu)造,1）混凝土強(qiáng)度等級(jí),混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C15，水下灌注混凝土不得低于C20，預(yù)制樁尖不得低于C30 。,2）配筋,主筋,受水平力的樁不得少于 810；抗壓樁、抗拔樁不宜少于610。,縱向主筋均勻布置，其凈距不應(yīng)小于60mm，盡量減少接頭。,箍筋,68200300mm，宜

8、采用螺旋式箍筋；受水平力較大或抗震樁，樁頂35d范圍內(nèi)箍筋應(yīng)適當(dāng)加密。,加勁箍筋（又稱(chēng)架立筋）,鋼筋籠長(zhǎng)度大于4m ，應(yīng)每隔2m左右設(shè)一道1218的加勁箍筋。,主筋保護(hù)層,不應(yīng)小于35mm ，水下灌注不應(yīng)小于50mm。,二、灌注樁施工鉆進(jìn)方法(巖土工程施工鉆進(jìn)方法),產(chǎn)生與發(fā)展,荷蘭1927年采用回轉(zhuǎn)法施工孔徑2m以上。 英格索蘭公司1930年采用大口徑鋼粒鉆進(jìn)工程孔。(U.S.) 1941年前蘇聯(lián)采用轉(zhuǎn)盤(pán)鉆施工大口徑孔，研制出5.5m口徑鉆機(jī)。 德國(guó)、法國(guó)19世紀(jì)50年代制成泵吸反循環(huán)鉆機(jī)和貝諾特鉆機(jī)。 美國(guó)核試驗(yàn)施工450眼大口徑井。(48-96in，平均深500-1500ft) 日本20

9、世紀(jì)70年代引進(jìn)并研制出數(shù)十種大口徑鉆機(jī)。,現(xiàn)狀-設(shè)備制造、施工方法和工藝多樣化和專(zhuān)業(yè)化。是鉆探技術(shù)的一個(gè)分支。世界主要基礎(chǔ)設(shè)備制造商：德國(guó)寶峨、意大利土力、美國(guó)英格索蘭、阿特拉斯公司,發(fā)展簡(jiǎn)況,1、簡(jiǎn)介,應(yīng)用,大型建筑物基礎(chǔ)工程施工,鉆孔灌注樁 管樁：鋼管樁、混凝土管樁 地下連續(xù)墻 錨樁 沉管灌注樁 復(fù)合地基 基坑降水、支護(hù),微型樁,沉管,人工挖孔樁,大型灌注樁,國(guó)內(nèi)外工程施工鉆孔的現(xiàn)狀,2、施工前的準(zhǔn)備工作,場(chǎng)地準(zhǔn)備,場(chǎng)地為旱地時(shí)在設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前做到“三通一平”（通電、水、路，平整場(chǎng)地），清除地面雜物；,在建筑物舊址或雜填土地區(qū)施工時(shí)，將淺埋舊基礎(chǔ)、石塊等挖除，松軟場(chǎng)地夯打密實(shí)或換除軟土；,場(chǎng)

10、地為淺水時(shí)，宜采用筑島方法，使施工場(chǎng)地高出水面0.51.0米；,場(chǎng)地為深水時(shí)，可搭水上工作平臺(tái)或船上作業(yè)；,查清現(xiàn)場(chǎng)是否有妨礙施工的地下埋設(shè)物、地下構(gòu)筑物；,檢查測(cè)量資料，復(fù)核測(cè)量基線和基點(diǎn)，標(biāo)定樁位和高程。,護(hù)筒的埋設(shè),挖孔（坑）埋設(shè) ：地下水位在地面以下超過(guò)1米時(shí)，可采用 。,填筑埋設(shè)：當(dāng)?shù)叵滤惠^高，挖埋困難時(shí)先填筑工作土臺(tái)，然后在土臺(tái)上挖坑埋設(shè)護(hù)筒。,護(hù)筒埋設(shè)是泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工的開(kāi)端，護(hù)筒的位置、垂直度準(zhǔn)確與否，對(duì)成孔成樁質(zhì)量大有影響,護(hù)筒的作用,護(hù)筒的要求,控制樁位、導(dǎo)正鉆具,防止孔口孔壁坍塌,提高孔內(nèi)水頭高度穩(wěn)定孔壁,護(hù)筒頂面可作為測(cè)量基準(zhǔn)面,用于測(cè)量孔深、鋼筋籠下放深度、砼

11、面位置、導(dǎo)管埋深,增加孔壁的靜水壓力,護(hù)筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑，,護(hù)筒頂端高度高出地下水位,護(hù)筒底端埋深：粘性土不小于1.01.5m，砂土不小于1.5m,護(hù)筒埋置偏差不大于50,有鉆桿導(dǎo)向的正、反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆宜大100，其它情況為200，深水處護(hù)筒內(nèi)徑宜大于400,高出地下水位1.02.0米,護(hù)筒的種類(lèi),泥漿配制與循環(huán)處理,泥漿的作用,保護(hù)孔壁,懸浮并攜帶鉆渣,減小鉆進(jìn)阻力,泥漿的配制,利用所鉆地層的粘土，采用清水鉆進(jìn)自然造漿,用泥漿攪拌機(jī)，或投入粘土靠鉆具的沖擊、回轉(zhuǎn)造漿,泥漿循環(huán)系統(tǒng),泥漿池：泥漿池（沉淀池加貯漿池）的容積，不小于同時(shí)施工的樁孔容積的1.22.0倍,沉淀池：?jiǎn)蝹€(gè)沉淀池的容積可用同

12、時(shí)開(kāi)動(dòng)的泥漿泵在沉淀時(shí)間的總排量來(lái)決定,循環(huán)槽：斷面尺寸由工藝決定，循環(huán)槽應(yīng)設(shè)5坡度。,沉淀時(shí)間由實(shí)驗(yàn)決定。（一般為20分鐘）,正循環(huán)鉆進(jìn)因泵量小可采用小斷面（300250）；反循環(huán)因泵量大可采用大斷面（500300）,泥漿凈化,自然沉降,機(jī)械凈化,化學(xué)凈化,振動(dòng)篩除0.5以上，旋流除砂器除0.5以下顆粒,3、鉆進(jìn)方法,采用鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置通過(guò)鉆桿帶動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)切削破碎巖土；泥漿泵泵送的泥漿經(jīng)過(guò)鉆鉆桿內(nèi)腔輸送致孔底，縣浮并攜帶鉆渣，再經(jīng)鉆桿與孔壁之間的間隙返回地面，實(shí)現(xiàn)排渣與護(hù)壁。,成孔直徑不宜大于1000mm,鉆孔深度小于40m。 采用泥漿護(hù)壁、排渣 適應(yīng)地層：填土、粘土、粉土、淤泥、砂土、基巖及

13、卵石（含量小于15%、粒徑小于10mm）。,適用條件,正循環(huán)存在的問(wèn)題 口徑大時(shí)，泥漿上返速度低，排渣困難，巖土重復(fù)破碎現(xiàn)象嚴(yán)重，受泥漿泵排量限制。,正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法,1)鉆機(jī) 轉(zhuǎn)速低、扭矩大（低速馬達(dá)） 通孔直徑大 移位搬遷方便（鉆機(jī)、鉆塔安裝于車(chē)輛或平臺(tái)上）,2)泥漿泵 離心泵-流量大、重量輕、價(jià)格便宜，流量隨管道阻力的增加而減小 往復(fù)泵-可多臺(tái)并聯(lián)使用增大排量，泵量基本不隨管道阻力而變化,3)鉆頭 全面鉆進(jìn)用鉆頭 環(huán)狀鉆進(jìn)用鉆頭 擴(kuò)底鉆頭,全面鉆進(jìn)用鉆頭 環(huán)狀鉆進(jìn)用鉆頭,魚(yú)尾鉆頭 籠式刮刀鉆頭 組合牙輪鉆頭 內(nèi)外壓砂塊式鋼粒鉆頭,牙輪取芯鉆頭 硬質(zhì)合金取芯鉆頭 鋼粒取芯鉆頭,擴(kuò)底鉆頭,

14、選用設(shè)計(jì)鉆頭考慮因素,適應(yīng)地層特點(diǎn)；成孔直徑大；全孔鉆進(jìn)；要控制超徑；導(dǎo)向性能要好；加壓或減壓要方便、可靠。,導(dǎo)向性差，遇局部阻力或側(cè)向擠壓易偏斜,魚(yú)尾鉆頭,適用條件,適用于鉆進(jìn)粘土和砂土層,優(yōu)點(diǎn),制作簡(jiǎn)單，與孔底接觸面積小，以較小的鉆壓便可獲得較高的鉆進(jìn)效率,缺點(diǎn),為克服這一缺點(diǎn)，可在鉆頭翼板上加焊導(dǎo)向籠-籠式魚(yú)尾鉆頭,適用條件,粘土層、砂卵礫石層,優(yōu)點(diǎn),鉆進(jìn)速度快，導(dǎo)向性好。內(nèi)螺旋可對(duì)土體進(jìn)行破碎，增加環(huán)狀間隙泥漿流速，排渣好。,適用條件,第四紀(jì)各類(lèi)粘土層、砂土、砂礫石層。,優(yōu)點(diǎn),鉆進(jìn)速度快，導(dǎo)向性好，排渣好。,全面鉆進(jìn)用鋼粒鉆頭,鋼板疊合式鋼粒鉆頭，四分之三面積的圓鋼板為鉆頭工作唇面（厚

15、50），以壓住孔底工作鋼粒轉(zhuǎn)動(dòng)，按鉆頭回轉(zhuǎn)方向在一側(cè)割出35導(dǎo)砂角，鉆頭體外加焊周長(zhǎng)300、厚20的肋骨片，以防夾鉆。,鋼板疊合式鋼粒鉆頭：廣西某隊(duì)用該型鉆頭直徑1200，鉆壓39.2KN,轉(zhuǎn)速為2342r/min，沖洗液量300L/min時(shí)，在砂巖中的小時(shí)進(jìn)尺0.09m。 內(nèi)外壓砂塊式鋼粒鉆頭：廣東某隊(duì)用這種鉆頭（直徑1米），鉆進(jìn)抗壓強(qiáng)度為110.6Mpa的花崗巖，平均每小時(shí)鉆進(jìn)1米。,內(nèi)外壓砂塊式鋼粒鉆頭，內(nèi)外壓砂塊在平面上均布，角度互相錯(cuò)開(kāi)，外壓砂塊間焊加強(qiáng)筋板。底面上壓砂面積小，要求鉆頭軸向壓力相對(duì)較小。1-內(nèi)壓砂塊；2-加強(qiáng)筋板；3-外壓砂塊；4-外管；5-心管；6-鉆桿接頭,組合牙

16、輪鉆頭,需要較高的鉆壓，鉆頭價(jià)格較高,適用條件,硬土、基巖或卵礫石層,優(yōu)點(diǎn),鉆進(jìn)效率高,缺點(diǎn),雙吸口牙輪鉆頭 1-超前三牙輪； 2-吸渣口； 3-中心管； 4-導(dǎo)管； 5-正刀牙輪 6-邊刀牙輪 7-刀盤(pán),擴(kuò)底鉆頭 作用：用于施工上小、下大的異徑擴(kuò)底灌注樁孔的“擴(kuò)大頭”孔段 適用條件：粘性土、砂土地層。一般將孔徑擴(kuò)至原孔直徑的2.53.5倍。,作用：進(jìn)行環(huán)狀取芯鉆進(jìn)。 適用條件：硬地層和基巖。 注：大口徑取芯鉆進(jìn)的巖芯斷取較困難，特別是在嵌巖樁取芯時(shí)鉆進(jìn)時(shí)，為了斷取巖芯，有時(shí)需加長(zhǎng)進(jìn)尺。,環(huán)狀鉆進(jìn)用鉆頭,4）鉆具組合及特點(diǎn) 灌注樁鉆孔要求：口徑大、深度淺鉆孔彎曲小。 施工地層特點(diǎn)：變化大，經(jīng)常是卵、礫石及回填地層，軟硬不均地層。 對(duì)設(shè)備要求：回轉(zhuǎn)扭矩大 對(duì)鉆具要求：導(dǎo)向性、剛性和穩(wěn)定性均好,大口徑取芯鉆進(jìn)的巖芯斷取比較困難，為斷取巖芯，有時(shí)需增加進(jìn)尺長(zhǎng)度。,5）鉆進(jìn)工藝參數(shù)特點(diǎn),鉆壓：鉆頭作用于孔底巖石上的軸向壓力,鉆進(jìn)基巖時(shí)