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1、会计学1混凝土灌注桩基础混凝土灌注桩基础(jch)工程工程第一页，共51页。第1页/共50页第二页，共51页。（一）（一）钻孔钻孔(zun(zun kn)kn)灌注桩灌注桩 n n干作业钻孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质，勿需护壁可直接取土成孔。目前干式成孔一般采用螺旋钻机(zunj)，亦有用洛阳铲成孔的。1 1、干作业、干作业(zuy)(zuy)钻钻孔灌注桩孔灌注桩 第2页/共50页第三页，共51页。(1)(1)螺旋螺旋(luxun)(luxun)钻机成孔钻机成孔n n螺旋钻机(zunj)（如图210所示）成孔效率高、无振动、无噪音，宜用于匀质粘土层，亦能穿透砂层。n
2、n全叶片螺旋钻机(zunj)成孔直径一般为300600mm，钻孔深度为820m。n n成孔时螺旋钻机(zunj)利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转切削土体，切下的土随钻头旋转并沿螺旋叶片上升而排出孔外，在软塑土层，含水量大时，可用疏纹叶片钻杆，以便较快地钻进。在可塑或硬塑粘土中，或含水量较小的砂土中应用密纹叶片钻杆。第3页/共50页第四页，共51页。图2-10 步履式螺旋钻机1-上底盘；2-下底盘；3-回转滚轮；4-行车滚轮；5-钢丝滑轮；6-回转轴；7-行车油缸；8-支盘第4页/共50页第五页，共51页。第5页/共50页第六页，共51页。n n测定桩位 钻机就位 钻孔至规定(gudng)
3、要求深度 清孔 安放钢筋骨架 浇筑混凝土。n n螺旋钻机施工过程见图2-11。施工工艺施工工艺 第6页/共50页第七页，共51页。第7页/共50页第八页，共51页。n n钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。n n操作时要求钻杆垂直，钻孔过程中如发现钻杆摇晃或难钻进时，可能是遇到石块等异物，应立即停机检查。在钻进过程中，应随时(sush)清理孔口积土，遇到塌孔、缩孔等异常情况，应及时研究解决。1)1)钻孔钻孔(zun kn)(zun kn)第8页/共50页第九页，共51页。钻孔至规定要求(yoqi)深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的
4、浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。钻出的土应及时清除，不可堆在孔口。2 2）清孔）清孔第9页/共50页第十页，共51页。钢筋骨架(gji)绑好后，一次整体吊入孔内。如过长可分段吊，两段焊接后再徐徐沉放孔内。3 3）安放）安放(nfng)(nfng)钢筋钢筋笼笼第10页/共50页第十一页，共51页。第11页/共50页第十二页，共51页。钢筋骨架就位后，应立即灌注(gunzh)混凝土，以防塌孔。灌注(gunzh)时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度5060cm。4 4）浇筑）浇筑(jiozh)(jiozh)混混凝土凝土第12页/共50页第十三页，共51
5、页。(2)(2)钻孔钻孔(zun kn)(zun kn)压灌混凝土压灌混凝土桩桩n n目前，螺旋钻孔灌注桩在国内外发展很快，我国技术人员近年发展的钻孔压浆成孔法较好的解决了不同地质土层(t cn)中螺旋钻机成孔的诸多技术难题，是一种先进的施工工艺。第13页/共50页第十四页，共51页。钻孔压灌桩工艺钻孔压灌桩工艺(gngy)(gngy)原理原理n n先用螺旋钻机钻孔至预定深度，通过钻杆芯管利用钻头处的喷嘴向先用螺旋钻机钻孔至预定深度，通过钻杆芯管利用钻头处的喷嘴向孔内自下而上高压喷注制备好的混凝土，使混凝土升至地下水位或孔内自下而上高压喷注制备好的混凝土，使混凝土升至地下水位或无塌孔危险的位置
6、处，提出全部钻杆后，向孔内沉放钢筋笼。无塌孔危险的位置处，提出全部钻杆后，向孔内沉放钢筋笼。n n该法连续一次成孔，多次由下而上高压注浆成桩，具有无振动、无该法连续一次成孔，多次由下而上高压注浆成桩，具有无振动、无噪音、无护壁泥浆排污的优点，又能在流砂、卵石、地下水位高、噪音、无护壁泥浆排污的优点，又能在流砂、卵石、地下水位高、易塌孔等复杂地质条件下顺利成孔成桩，而且由于高压注浆时水泥易塌孔等复杂地质条件下顺利成孔成桩，而且由于高压注浆时水泥浆的渗透扩散，解决了断桩、缩颈浆的渗透扩散，解决了断桩、缩颈(su jn)(su jn)、桩间虚土等问题，、桩间虚土等问题，还有局部膨胀扩径的特点，因此单
7、桩承载力由摩擦力、支承力和端还有局部膨胀扩径的特点，因此单桩承载力由摩擦力、支承力和端承力复合而成，比普通灌注桩的承载力大大提高。该法成桩的桩径承力复合而成，比普通灌注桩的承载力大大提高。该法成桩的桩径为为300mm300mm1000mm1000mm，深度可达，深度可达50m50m。第14页/共50页第十五页，共51页。n n软土地基的深层钻进，会遇到地下水问题。采用泥浆护壁湿作业成孔能够解决施工中地下水带来的孔壁塌落，钻具磨损发热及沉渣问题。泥浆护壁成孔是通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮(xunf)后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。n n成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻、冲抓
8、锥成孔等，其中回转钻机是目前灌注桩施工用得最多的施工机械，该钻机配有移动装置，设备性能可靠，噪音和振动小，效率高，质量好。适用于松散土层、粘土层、砂砾层、软岩层等地质条件。2 2、湿作业、湿作业(zuy)(zuy)成孔灌注桩施成孔灌注桩施工工 第15页/共50页第十六页，共51页。n n泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程：n n 测定(cdng)桩位 埋设护筒 桩机就位 制备泥浆 机械(潜水钻机、冲击钻机等)成孔 泥浆循环出渣 清孔 安放钢筋骨架 浇筑水下混凝土。第16页/共50页第十七页，共51页。（1 1）埋设护筒和制备）埋设护筒和制备(zhbi)(zhbi)泥浆泥浆 钻孔前，在现场放线定位
9、，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。护筒高2m左右，上部设12个溢浆孔，是用厚48mm钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径200mm。护筒的作用是固定桩孔位置，保护(boh)孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。第17页/共50页第十八页，共51页。第18页/共50页第十九页，共51页。第19页/共50页第二十页，共51页。在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.11.5的泥浆，使桩孔内孔壁土层中的孔隙(kngx)渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂
10、、排土的作用。第20页/共50页第二十一页，共51页。（2 2）成孔）成孔 回转钻机是由动力装置带动钻机的回转装置转动，由钻头切削土壤。切削形成的土渣，通过泥浆循环排出桩孔。根据泥浆循环方式的不同，分为正循环和反循环。正循环回转钻机成孔的工艺如图2-15a所示，泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口(kn ku)将土渣带出流入沉淀池，经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，不断循环。当孔深不太深，孔径小于800mm时钻进效率比较高。第21页/共50页第二十二页，共51页。第22页/共50页第二十三页，共51页。图图2-15 2-15 泥浆泥浆(njing)(nji
11、ng)循环成孔工艺循环成孔工艺（a a）正循环；（）正循环；（b b）反循环）反循环1-1-钻头；钻头；2-2-泥浆泥浆(njing)(njing)循环方向；循环方向；3-3-沉淀池；沉淀池；4-4-泥浆泥浆(njing)(njing)池；池；5-5-泥浆泥浆(njing)(njing)泵；泵；6-6-砂石泵；砂石泵；7-7-水龙头；水龙头；8-8-钻杆；钻杆；9-9-钻机回转装置钻机回转装置第23页/共50页第二十四页，共51页。反循环回转反循环回转(huzhun)钻机成孔钻机成孔n n反循环回转钻机成孔的工艺如图2-15b所示。泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后，由砂石泵在钻杆内形
12、成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面(dmin)而流向沉淀池，沉淀后流入泥浆池再流入钻孔。n n反循环工艺的泥浆上流的速度较高，排放土渣的能力强。这种成孔工艺是目前大直径成孔施工的一种有效的成孔工艺，因而应用较多。对孔深大于30m的端承型桩，宜采用反循环。第24页/共50页第二十五页，共51页。（3 3）清孔）清孔 钻孔达到要求的深度后为防止灌注桩沉降加大、承载力降低，要清除孔底沉渣，这个过程称为(chn wi)清孔。以原土造浆的钻孔，清孔可用射水法，此时钻具只转不进，待泥浆比重降到1.1左右即认为清孔合格；注入制备泥浆的钻孔，可采用换浆法清孔，至换出泥浆的比重小于1.15时方为合格，在特
13、殊情况下泥浆比重可以适当放宽。施工及清孔过程中应经常测定泥浆的相对密度。第25页/共50页第二十六页，共51页。（4 4）水下）水下(shu xi)(shu xi)浇筑混疑土浇筑混疑土 清孔后，应尽快吊放钢筋骨架并灌注混凝土。泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。水下混凝土浇筑常用导管法(图2.17)。水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.81.3m，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。水下灌注混凝土至
14、桩顶时，应适当超过(chogu)桩顶设计标高，以保证在凿除含有泥浆的桩段后，桩顶标高和质量能符合设计要求。第26页/共50页第二十七页，共51页。第27页/共50页第二十八页，共51页。（二）（二）套管套管(to un)成成孔灌注桩孔灌注桩套管成孔灌注桩是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管(gnggun)沉入土中(钢管(gnggun)直径应与桩的设计尺寸一致)，造成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩，称为锤击沉管灌注桩(图2.18)；利用振动器
15、振动沉管、拔管成桩，称为振动沉管灌注桩(图2.19)。第28页/共50页第二十九页，共51页。第29页/共50页第三十页，共51页。第30页/共50页第三十一页，共51页。套管套管(to un)(to un)成孔灌注桩成孔灌注桩施工工艺施工工艺桩机就位 埋桩尖 沉套管(to un)放置钢筋笼 灌注混凝土 拔管成桩第31页/共50页第三十二页，共51页。沉管灌注桩施工图片(tpin)（预制桩尖）第32页/共50页第三十三页，共51页。沉管灌注桩施工(sh gng)图片（活瓣桩尖）第33页/共50页第三十四页，共51页。1 1、锤击沉管灌注桩、锤击沉管灌注桩 锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质
16、土和人工填土地(td)基，其施工过程见图2.20所示。动画第34页/共50页第三十五页，共51页。v桩尖与桩管接口处应垫麻(或草绳)垫圈，以防地下水渗入管内和作缓冲层。沉管时先用低锤锤击，观察无偏移后，才正常施打。v拔管前，应先锤击或振动套管，在测得混凝土确已流出套管时方可拔管。v桩管内混凝土尽量填满，拔管时要均匀，保持连续密锤轻击，并控制拔管速度，一般土层以不大于1m/min为宜，软弱(runru)土层与软硬交界处，应控制在0.8m/min以内为宜。锤击沉管灌注桩施工锤击沉管灌注桩施工(sh(sh gng)gng)要点要点第35页/共50页第三十六页，共51页。v在管底未拔到桩顶设计标高前，
17、倒打或轻击不得中断，注意使管内的混凝土保持略高于地面，并保持到全管拔出为止。v桩的中心距在4倍桩管外径以内或小于2m时，均应跳打施工；即间隔一个或两个桩位成孔；中间空出的桩须待邻桩混凝土达到(d do)设计强度的50%以后，方可施打。锤击沉管灌注桩施工锤击沉管灌注桩施工(sh(sh gng)gng)要点要点第36页/共50页第三十七页，共51页。振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。施工前，先安装好桩机，将桩管下端活瓣合拢或套入桩靴，对准(du zhn)桩位，徐徐放下套管，压入土中，勿使偏斜，即可开动激振器沉管。桩管受振后与土体之间摩阻力减小，同时利用振动锤自重在套管上加压，套管即能沉入土中
18、。动画2 2、振动、振动(zhndng)(zhndng)沉沉管灌注桩管灌注桩 第37页/共50页第三十八页，共51页。为了(wi le)提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。单打法(又称一次拔管法)：拔管时，每提升0.51.0m，振动510s，然后再拔管0.51.0m，这样反复进行，直至全部拔出。复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行。反插法：钢管每提升0.51m，再下插0.30.5m，这样反复进行，直至拔出。3 3、套管成孔灌注桩的施工套管成孔灌注桩的施工(sh gng)(s
19、h gng)方法方法第38页/共50页第三十九页，共51页。4 4、套管、套管(to un)(to un)成孔灌注桩容易出现的质量问题及成孔灌注桩容易出现的质量问题及处理方法处理方法 (1)颈缩 动画颈缩：指桩身的局部直径小于设计要求的现象。当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注的混凝土，桩局部范围受挤压形成颈缩。当拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会形成颈缩。处理(chl)方法：拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力，混凝土坍落度应控制在5070mm。拔管时应采用复打法，并严格控制拔管的速度。第39
20、页/共50页第四十页，共51页。断桩：指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。原因：桩距离太近，相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂。处理方法：施工时，控制中心距离不小于4倍桩径；确定打桩顺序和行车路线，减少对新灌注混凝土桩的影响。采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到(d do)50%设计强度后，再进行下根桩的施工。(2)(2)断桩断桩 第40页/共50页第四十一页，共51页。吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。产生原因：当地下水压力大时，或预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管内，或由于桩尖活瓣受土压力，拔管至
21、一定高度才张开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成松软层。处理方法：为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料(cilio)，防止地下水及泥浆的渗入。动画(3)(3)吊脚桩吊脚桩 第41页/共50页第四十二页，共51页。如果(rgu)灌桩时混凝土用量比正常情况下大1倍以上，这可能是由于孔底有洞穴，或者在饱和淤泥中施工时，土体受到扰动，强度大大降低，在混凝土侧压力作用下，桩身扩大而混凝土用量增大所造成的。因此，施工前应详细了解现场地质情况，对于在饱和淤泥软土中采用沉管灌注桩时，应先打试桩。若发现混凝土用
22、量过大时，应与设计单位联系，改用其他桩型。(4)(4)混凝土灌注混凝土灌注(gunzh)(gunzh)过过量量 第42页/共50页第四十三页，共51页。（三）人工（三）人工(rngng)(rngng)挖孔大直挖孔大直径灌注桩径灌注桩 大直径(zhjng)灌注桩是采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩基础，也称墩基础。它由承台、桩身和扩大头组成(图2.21)，穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩石层上。优点是桩身直径(zhjng)大，承载能力高；施工时可在孔内直接检查成孔质量，观察地质土质变化情况；桩孔深度由地基土层实际情况控制，桩底清孔除渣彻底、干净，易保证混凝土浇筑质量。第4
23、3页/共50页第四十四页，共51页。第44页/共50页第四十五页，共51页。（1 1）人工挖孔护壁方法）人工挖孔护壁方法(fngf)(fngf)施工施工 常用的支护措施有现浇混凝土护壁、沉井(chn jn)护壁、钢套管护壁等。1)现浇混凝土护壁法施工 即分段开挖、分段浇筑混凝土护壁，既能防止孔壁坍塌，又能起到防水作用。桩孔采取分段开挖，每段高度取决于土壁直立状态的能力，一般0.51.0m为一施工段，开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚度。护壁施工段，即支设护壁内模板(工具式活动钢模板)后浇筑混凝土，其强度一般不低于C15，护壁混凝土要振捣密实；当混凝土强度达到1MPa(常温下约24h)可拆除模
24、板，进入下一施工段。如此循环，直至挖到设计要求的深度。第45页/共50页第四十六页，共51页。第46页/共50页第四十七页，共51页。v当桩径较大，挖掘深度(shnd)大，地质复杂，土质差(松软弱土层)，且地下水位高时，应采用沉井护壁法挖孔施工。v沉井护壁施工是先在桩位上制作钢筋混凝土井筒，井筒下捣制钢筋混凝土刃脚，然后在筒内挖土掏空，井筒靠其自重或附加荷载来克服筒壁与土体之间的摩擦阻力，边挖边沉，使其垂直地下沉到设计要求深度(shnd)。2 2）沉井护壁）沉井护壁(hb)(hb)法施工法施工 第47页/共50页第四十八页，共51页。3 3）钢套管护）钢套管护(un h)(un h)圈圈n n
25、当采用钢套管护圈时(图2-30)。是在桩位先测量定位并构筑井圈后，用桩锤将钢套管强行打入土层中至设计标高，再在钢套管的保护下，将套管内的土挖出并进行底部扩孔，吊放钢筋笼，浇筑桩基混凝土，待混凝土浇筑完毕，用振动锤和人字拔杆将钢管立即强行拔出移至下一桩位使用。亦可边浇筑，边拔套管，以减少阻力。钢套管由1216mm厚的钢板卷焊而成，长度由设计需求而定。采用这种方法施工，可穿越流砂等强透水层，可避免产生流砂和管涌现象(xinxing)，能保证施工安全进行。第48页/共50页第四十九页，共51页。(2)(2)人工人工(rngng)(rngng)挖孔灌注桩施工工艺挖孔灌注桩施工工艺n n采用现浇混凝土分段护壁的人工挖孔桩的施工工艺流程如下：n n 按设计图纸放线、定桩位开挖土方测量控制支设护壁模板在模板顶放置操作平台浇筑护壁混凝土拆除(chich)护壁模板继续下一段的施工排除孔底积水钢筋笼吊放浇筑桩身混凝土。第49页/共50页第五十页，共51页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第50页/共50页第五十一页，共51页。