混凝土灌注桩施工-PPT课件

1、第第6讲讲 砼灌注桩施工砼灌注桩施工第第2 2章章 地基处理与桩基工程地基处理与桩基工程 1 干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩 2 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩 3 沉管灌注桩沉管灌注桩 4 人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩砼灌注桩的施工特点砼灌注桩的施工特点 灌注桩直接在灌注桩直接在桩位上成孔桩位上成孔，然后在孔内灌注砼而成。，然后在孔内灌注砼而成。 该工艺能适应地层的变化、无需接桩、施工时无振动、无挤压、该工艺能适应地层的变化、无需接桩、施工时无振动、无挤压、噪音小，适用于建筑物密集区。噪音小，适用于建筑物密集区。第第6 6讲讲 砼灌注桩施工砼灌注桩施工施工后需施工后需要一定的要一定的

2、养护期，养护期， 不能立不能立即即 承受荷承受荷载载共共3232页页 第第2 2页页1 干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩 适用于成孔深度内无地下水的适用于成孔深度内无地下水的一般粘性、砂土及人工填土，勿需一般粘性、砂土及人工填土，勿需护壁，成孔深度护壁，成孔深度820m、成孔直、成孔直径径300600mm，不宜用于地下水，不宜用于地下水位以下的各类土及淤泥质土。常用位以下的各类土及淤泥质土。常用螺旋钻机成孔螺旋钻机成孔，亦可用洛阳铲成孔。，亦可用洛阳铲成孔。 成孔原理：成孔原理：电动机带动电动机带动钻杆钻杆转动转动，使螺旋叶片，使螺旋叶片旋转削土旋转削土，土随，土随螺旋叶片上升排出孔外。螺旋叶

3、片上升排出孔外。第第6 6讲讲 砼灌注桩施工砼灌注桩施工共共3232页页 第第3 3页页1.1 孔底清理孔底清理 钻至设计深度后进行孔底清理，方法是钻至设计深度后进行孔底清理，方法是只钻不进、只钻不进、空转清土、提钻卸土空转清土、提钻卸土。 可在钻杆上换装可在钻杆上换装扩孔刀片扩孔刀片，扩底直径为桩身直径，扩底直径为桩身直径的的2.53.5倍，在设计要求位置形成倍，在设计要求位置形成葫芦桩葫芦桩或或扩底桩扩底桩。1.2 桩身或桩底扩孔桩身或桩底扩孔 钢筋笼宜一次绑好，吊入孔内时注意钢筋笼宜一次绑好，吊入孔内时注意勿碰孔壁，钢筋骨架过长时，可分段吊放，勿碰孔壁，钢筋骨架过长时，可分段吊放，逐段焊

4、接。砼应分层连续浇筑，分层厚度逐段焊接。砼应分层连续浇筑，分层厚度不大于不大于1.5m。1.3 施工要点施工要点1 1 干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩共共3232页页 第第4 4页页长螺旋钻机成孔施工长螺旋钻机成孔施工1 1 干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩共共3232页页 第第5 5页页2 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆护壁成孔是用泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出土渣而成、防止塌孔和排出土渣而成孔，不同土质和地下水位高低都适用。多用于含水量高的软土地孔，不同土质和地下水位高低都适用。多用于含水量高的软土地区。区。 成孔机械有成孔机械有回转钻机、潜水钻机、

5、冲击钻回转钻机、潜水钻机、冲击钻等，其中以回转钻等，其中以回转钻机应用最多。机应用最多。回转钻机是由动力装置带动有钻头的钻杆转动，由回转钻机是由动力装置带动有钻头的钻杆转动，由钻头切削土钻头切削土壤壤。切削形成的。切削形成的土渣土渣，通过，通过泥浆循环排出桩孔泥浆循环排出桩孔。根据泥浆循环方式。根据泥浆循环方式的不同，分为的不同，分为正循环回转钻机正循环回转钻机和和反循环回转钻机反循环回转钻机。2.1 成孔机械及工艺成孔机械及工艺2.1.1 回转钻机成孔回转钻机成孔第第6 6讲讲 砼灌注桩施工砼灌注桩施工共共3232页页 第第6 6页页正循环回转钻机正循环回转钻机成孔时成孔时泥浆由钻杆内部注入

6、泥浆由钻杆内部注入, ,从钻杆底部喷出从钻杆底部喷出，携带钻下的土，携带钻下的土渣沿孔壁向上经孔口带出并流入渣沿孔壁向上经孔口带出并流入沉淀池，沉淀后的泥浆流入泥浆沉淀池，沉淀后的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。池再注入钻杆，由此进行循环。步履式正反循环步履式正反循环冲击钻机冲击钻机2.1 2.1 成孔机械及工艺成孔机械及工艺共共3232页页 第第7 7页页反循环回转钻机反循环回转钻机成孔时成孔时泥浆由钻杆与孔壁间的间隙流入钻泥浆由钻杆与孔壁间的间隙流入钻孔孔，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池渣由钻杆内腔吸出至

7、地面而流向沉淀池，沉淀，沉淀后再流入泥浆池。后再流入泥浆池。反循环工艺的泥浆上流的速反循环工艺的泥浆上流的速度较高，排放土渣的能力强。度较高，排放土渣的能力强。GW-40型型全液压钻机全液压钻机GW-35B型钻机型钻机FGZ反循环反循环回转钻机回转钻机共共3232页页 第第8 8页页2.1 2.1 成孔机械及工艺成孔机械及工艺2.2.1 泥浆的作用泥浆的作用 泥浆具有泥浆具有保护孔壁保护孔壁、防止塌孔防止塌孔、排出土渣排出土渣及及冷却与润滑钻头冷却与润滑钻头的的作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出携带土屑作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出携带土屑的泥浆；当钻孔达到

8、规定深度后，的泥浆；当钻孔达到规定深度后，运用泥浆循环进行孔底清渣运用泥浆循环进行孔底清渣。2.2 护壁泥浆护壁泥浆 2.2.2 泥浆的组成泥浆的组成 是由高塑性粘土或膨润土和水拌合是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，也可掺入的混合物，也可掺入加重剂、分散剂、加重剂、分散剂、增粘剂增粘剂及及堵漏剂堵漏剂等掺合剂。泥浆一般在等掺合剂。泥浆一般在现场制备，有些粘性土在钻进过程中可现场制备，有些粘性土在钻进过程中可形成适合护壁的浆液，则可利用其作为形成适合护壁的浆液，则可利用其作为护壁泥浆，即护壁泥浆，即“自造泥浆自造泥浆”。2 2 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩泥浆池泥浆池共共3232页

9、页 第第9 9页页2.3 施工程序及方法施工程序及方法 2.3.1 埋设钢护筒埋设钢护筒 在杂填土或松软土层中钻孔时，应在杂填土或松软土层中钻孔时，应在桩位处埋设钢护筒，以起在桩位处埋设钢护筒，以起定位、保护定位、保护孔口、维持水头孔口、维持水头等作用。其内径应比钻等作用。其内径应比钻头大头大100mm，埋入土中不少于，埋入土中不少于1m。2.3.2 泥浆注入泥浆注入 粘土中可采用粘土中可采用清水钻进、自造泥浆清水钻进、自造泥浆护壁护壁；砂土中钻进则应注入；砂土中钻进则应注入制备泥浆制备泥浆，注入泥浆密度控制在注入泥浆密度控制在1.1左右，排出泥浆左右，排出泥浆密度宜为密度宜为1.21.4。钻

10、进过程中，应保。钻进过程中，应保持护筒内持护筒内泥浆水位高于地下水位泥浆水位高于地下水位。2 2 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩插打钢护筒插打钢护筒共共3232页页 第第1010页页第二次清孔第二次清孔 2.3.3 第一次清孔：第一次清孔：钻孔达到设计标高后应进行清孔。以原钻孔达到设计标高后应进行清孔。以原土造浆的钻孔可用土造浆的钻孔可用“射水法射水法”，即，即钻杆只转不进钻杆只转不进（空转），（空转），待泥浆待泥浆密度降至密度降至1.1左右；注入制备泥浆的钻孔则应采用左右；注入制备泥浆的钻孔则应采用“换浆法换浆法”清孔，清孔，至换出的至换出的泥浆密度小于泥浆密度小于1.15时方为合格。

11、时方为合格。 2.3.5 第二次清孔：第二次清孔：在钢筋笼和导在钢筋笼和导管安放后、水下砼浇灌前进行，在导管顶管安放后、水下砼浇灌前进行，在导管顶部安放部安放泵泵及及皮笼皮笼，用泵将泥浆压入导管内，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外再从孔底沿着导管外置换沉渣置换沉渣。第二次清。第二次清孔标准是：孔深达到设计要求，沉渣厚度孔标准是：孔深达到设计要求，沉渣厚度在在100mm以内。以内。2.3 2.3 施工程序及方法施工程序及方法2.3.4 吊放钢筋笼及导管吊放钢筋笼及导管共共3232页页 第第1111页页 2.3.6 水下浇灌砼：水下浇灌砼：1 安放导管安放导管 2 导管就位导管就位 3 料

12、斗贮料料斗贮料 4 连续浇注连续浇注 5 提升导管提升导管泥浆护壁泥浆护壁成孔的缺成孔的缺点：施工点：施工现场环境现场环境污染严重污染严重共共3232页页 第第1212页页2.3 2.3 施工程序及方法施工程序及方法3 沉管灌注桩沉管灌注桩 沉管灌注桩是利用沉管灌注桩是利用锤击打桩法锤击打桩法或或振动沉管法振动沉管法将带有钢筋砼桩靴将带有钢筋砼桩靴( (或活辨式桩尖或活辨式桩尖) )的钢桩管沉入土中，然后的钢桩管沉入土中，然后边拔管边灌注砼边拔管边灌注砼而成。而成。用锤击沉桩用锤击沉桩设备沉管时设备沉管时称为称为“锤击锤击沉管灌注桩沉管灌注桩”利用激振利用激振器的振动器的振动沉管时，沉管时，称

13、为称为“振振动沉管灌动沉管灌注桩注桩”第第6 6讲讲 砼灌注桩施工砼灌注桩施工共共3232页页 第第1313页页 立管立管对准桩位套入桩靴、压入土中对准桩位套入桩靴、压入土中检查检查低锤轻击低锤轻击检查有无偏移检查有无偏移正常施正常施打至设计标高打至设计标高第一次浇灌砼第一次浇灌砼边拔管、边拔管、边锤击、边继续浇灌砼边锤击、边继续浇灌砼安放钢筋笼、继安放钢筋笼、继续浇灌砼至桩顶设计标高。续浇灌砼至桩顶设计标高。3.1.1 施工程序施工程序3.1 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩砼预制桩靴砼预制桩靴点击动画点击动画锤击沉管锤击沉管3 3 沉管灌注桩沉管灌注桩共共3232页页 第第1414页页3.1.

14、2 就位就位 用桩架吊起桩管，用桩架吊起桩管，关闭桩尖关闭桩尖活瓣活瓣或对准预设在桩位处的预制或对准预设在桩位处的预制砼桩靴，砼桩靴，套入桩靴套入桩靴。然后缓缓放。然后缓缓放下套管，压进土中。下套管，压进土中。 桩管上端扣上桩帽，检查桩桩管上端扣上桩帽，检查桩管与桩锤是否在管与桩锤是否在同一垂直线同一垂直线上，上，桩管偏斜不大于桩管偏斜不大于0.5%时，即可起时，即可起锤沉管。锤沉管。先低锤轻击先低锤轻击，观察如，观察如无无偏移方可正常施打偏移方可正常施打，直至符合设，直至符合设计要求的计要求的贯入度贯入度或或标高标高。3.1.3 沉管沉管关闭桩管活瓣桩尖关闭桩管活瓣桩尖 桩管套入砼桩靴桩管套

15、入砼桩靴3.1 3.1 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩共共3232页页 第第1515页页3.1.4 砼浇灌砼浇灌 检查桩管内有无泥浆或水进入，即可灌注砼。第一次浇灌砼检查桩管内有无泥浆或水进入，即可灌注砼。第一次浇灌砼时桩管内应时桩管内应尽量灌满尽量灌满，拔管过程中应向桩管内继续浇灌砼，并使，拔管过程中应向桩管内继续浇灌砼，并使桩管内砼保持略高于地面桩管内砼保持略高于地面。3.1.5 拔管拔管 在砼灌满桩管后，拔管即可进行。在砼灌满桩管后，拔管即可进行。一边拔管、一边锤击一边拔管、一边锤击，拔，拔管的速度要均匀，一般土层以管的速度要均匀，一般土层以1m/min为宜，软弱土层以为宜，软弱土层以0.

16、30.8 m/min为宜。为宜。倒打拔管倒打拔管的速度，单动汽锤不得少于的速度，单动汽锤不得少于50次次/min，自由，自由落锤不少于落锤不少于40次次/min。在管底未拔至桩顶设计标高时，。在管底未拔至桩顶设计标高时，倒打倒打和和轻轻击击不得中断。不得中断。共共3232页页 第第1616页页3.1 3.1 锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩3.2 振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩 振动沉管采用振动锤或振动冲击锤沉管，利用桩机强迫振动振动沉管采用振动锤或振动冲击锤沉管，利用桩机强迫振动频率与土的自振频率相同时产生的频率与土的自振频率相同时产生的共振共振而沉管。而沉管。沉桩前，将桩管沉桩前，将桩管下端下端

17、活瓣合拢活瓣合拢或或套入桩靴套入桩靴，对准桩位，徐徐，对准桩位，徐徐 放下桩管压入土中，勿使偏斜，即可开动激放下桩管压入土中，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桩管上加压，桩小，同时利用振动锤自重在桩管上加压，桩 管即能沉入土中。管即能沉入土中。 振动沉管灌注桩可采用振动沉管灌注桩可采用单打法单打法、反插反插法法和和复打法复打法施工。施工。 点击动画点击动画振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩3 3 沉管灌注桩沉管灌注桩共共3232页页 第第1717页页 振动灌注桩的适用范振动灌注桩的适用范围除与锤击灌注桩相同外

18、围除与锤击灌注桩相同外,并适用于稍密及中密的碎并适用于稍密及中密的碎石土地基。石土地基。 沉管灌注桩的关键必沉管灌注桩的关键必须严格控制最后两个两分须严格控制最后两个两分钟的贯入度，其值按设计钟的贯入度，其值按设计要求、或试桩数据和当地要求、或试桩数据和当地施工经验确定。施工经验确定。共共3232页页 第第1818页页3.2 3.2 振动沉管灌注桩振动沉管灌注桩钻孔灌注桩常见问题的处置钻孔灌注桩常见问题的处置 钻进过程中如发现排出的泥浆中不断钻进过程中如发现排出的泥浆中不断出现气泡出现气泡或泥或泥浆浆液面突然下降液面突然下降，这表示有，这表示有孔壁坍陷孔壁坍陷迹象。迹象。 预防及处理措施：预防

19、及处理措施：护筒周围用粘土填封密实，钻进护筒周围用粘土填封密实，钻进过程中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位；遇流砂、过程中及时添加新鲜泥浆，使其高于孔外水位；遇流砂、松散土层时适当松散土层时适当加大泥浆比重加大泥浆比重，控制钻进速度控制钻进速度和和空转时空转时间间；孔壁坍陷时应保持孔内泥浆液位并加大泥浆比重以；孔壁坍陷时应保持孔内泥浆液位并加大泥浆比重以稳孔护壁。稳孔护壁。如孔坍陷严重，应提出钻具立即回填粘土，如孔坍陷严重，应提出钻具立即回填粘土，待孔壁稳定后再钻。待孔壁稳定后再钻。1 孔壁塌陷孔壁塌陷2 2 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩共共3232页页 第第1919页页2 钻孔偏斜

20、钻孔偏斜 钻进过程中钻进过程中钻杆不垂直钻杆不垂直、土层软硬不均土层软硬不均或或碰到孤石碰到孤石都会引起都会引起钻孔偏斜钻孔偏斜；预防措施是钻机安装时对导架进行水平和垂直校正，；预防措施是钻机安装时对导架进行水平和垂直校正，发现发现钻杆弯曲时应及时更换钻杆弯曲时应及时更换，遇软硬土层应，遇软硬土层应低速钻进低速钻进；出现钻杆；出现钻杆偏斜时可提起钻头，上下偏斜时可提起钻头，上下反复扫钻反复扫钻几次。如纠正无效，应于几次。如纠正无效，应于孔中孔中局部回填粘土至偏孔处局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，稳定后再重新钻进。以上，稳定后再重新钻进。2 2 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩回转钻机的钻

21、头回转钻机的钻头共共3232页页 第第2020页页扩底灌注桩设备扩底灌注桩设备4 人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩 人工挖孔灌注桩单桩承载力大、受力性能好、人工挖孔灌注桩单桩承载力大、受力性能好、质量可靠、沉降量小、无需大型机械设备，无振动质量可靠、沉降量小、无需大型机械设备，无振动无噪音、无环境污染。无噪音、无环境污染。 人工挖孔灌注桩直径一般为人工挖孔灌注桩直径一般为0.8-3m，最大可达，最大可达4m，深度一般在，深度一般在20m左右，国内最深的为左右，国内最深的为72m。第第6 6讲讲 砼灌注桩施工砼灌注桩施工共共3232页页 第第2121页页 人工挖孔桩护壁有人工挖孔桩护壁有砖砖护壁护壁

22、和和砼护壁砼护壁( (直径直径1.2m以以上桩上桩) )两种，施工方法是分两种，施工方法是分段段( (每段每段0.8-1m左右左右) )开挖开挖, ,分段砌筑或浇筑砼拱圈护分段砌筑或浇筑砼拱圈护壁，直至设计标高。壁，直至设计标高。4 4 人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩 为确保人工挖孔桩施工安全，要有为确保人工挖孔桩施工安全，要有预防孔壁坍塌和产生流砂、管涌的措施，预防孔壁坍塌和产生流砂、管涌的措施，深孔要有可靠的排水、通风和照明设施。深孔要有可靠的排水、通风和照明设施。 预防孔壁坍塌的措施：预防孔壁坍塌的措施：有采用有采用现浇现浇砼护圈砼护圈、钢护圈钢护圈和和沉井沉井三种。三种。砼孔壁支护砼孔壁

23、支护 砖砌孔壁支护砖砌孔壁支护共共3232页页 第第2222页页钢筋笼吊装就位钢筋笼吊装就位井下挖土井下挖土 井下凿岩井下凿岩 井上吊土井上吊土钢筋笼与声测管钢筋笼与声测管大直径群桩挖孔施工大直径群桩挖孔施工4 4 人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩共共3232页页 第第2323页页 值得指出的是：值得指出的是：人工挖孔桩工艺有被滥用的趋势，桩越挖越人工挖孔桩工艺有被滥用的趋势，桩越挖越深、直径越挖越大，安全措施不到位等。有些省市已开始限制人工深、直径越挖越大，安全措施不到位等。有些省市已开始限制人工挖孔桩的使用。挖孔桩的使用。 4 4 人工挖孔灌注桩人工挖孔灌注桩号称号称“世界上直径最大世界上直径

24、最大”的挖孔桩的挖孔桩共共3232页页 第第2424页页沉管灌注桩常见问题的处置沉管灌注桩常见问题的处置 断桩检查：断桩检查：露出地面的桩体可用露出地面的桩体可用目测观察目测观察，桩体在地下，桩体在地下23m范围内断裂，用手或脚轻摇会有范围内断裂，用手或脚轻摇会有浮振的感觉浮振的感觉，深处的断桩可，深处的断桩可采用采用动测法动测法检测。检测。1 断桩断桩3 3 沉管灌注桩沉管灌注桩共共3232页页 第第2525页页 防止断桩的措施：防止断桩的措施：主要是控制桩的主要是控制桩的中心距大于中心距大于4倍桩径倍桩径, ,合理安排打桩施工顺序和桩架行走路线，采用合理安排打桩施工顺序和桩架行走路线，采用

25、跳打法跳打法和和控制时间控制时间法法使桩身砼终凝前避免振动和扰动，认真使桩身砼终凝前避免振动和扰动，认真控制拔管速度控制拔管速度。 断桩的处理：断桩的处理：断桩一经发现，应将断桩拔去，清理桩孔断桩一经发现，应将断桩拔去，清理桩孔及接桩面，略增大桩身截面积再重新浇筑桩身砼。及接桩面，略增大桩身截面积再重新浇筑桩身砼。2 桩靴进水桩靴进水 桩管沉至设计标高后，用桩管沉至设计标高后，用浮标浮标可测得桩底是否进水或进泥；可测得桩底是否进水或进泥；预预防措施防措施是是桩尖活瓣间隙桩尖活瓣间隙或或预制桩头与桩管接触处预制桩头与桩管接触处要严密，对缝隙较要严密，对缝隙较大的桩尖或桩头应及时修理或更换；出现桩

26、靴进水或进泥情况时可大的桩尖或桩头应及时修理或更换；出现桩靴进水或进泥情况时可先在桩管内灌入先在桩管内灌入0.5m高水泥砂浆，再灌入高水泥砂浆，再灌入1m高砼，然后反插打下高砼，然后反插打下。3 缩颈缩颈 在流塑状态的淤泥质土打桩时，拔管过程中要设置浮标观测每在流塑状态的淤泥质土打桩时，拔管过程中要设置浮标观测每50100cm高度内砼的灌入量，根据灌入量和桩径的换算作出高度内砼的灌入量，根据灌入量和桩径的换算作出桩形桩形图图，根据桩形图是否异常来监测缩颈现象的发生；，根据桩形图是否异常来监测缩颈现象的发生；预防措施预防措施是严格是严格控制控制拔管速度拔管速度在在0.60.8m/min以内，桩管

27、内尽量多装砼，使管内以内，桩管内尽量多装砼，使管内砼高于地面或地下水位砼高于地面或地下水位11.5m以上。发现桩身出现缩颈现象及时以上。发现桩身出现缩颈现象及时采取复打法进行处理采取复打法进行处理。点击动画点击动画 缩颈桩缩颈桩3.3 3.3 沉管灌注桩常见问题的处置沉管灌注桩常见问题的处置共共3232页页 第第2626页页4 吊脚桩吊脚桩 第一次拔管时，观测管内浮标可监测第一次拔管时，观测管内浮标可监测桩尖活瓣桩尖活瓣或或预制桩头预制桩头是否是否打开打开或或脱开脱开；预防措施预防措施是采取是采取“密振慢抽密振慢抽”方法，开始拔管方法，开始拔管50cm, ,将桩管反插几下，然后再正常拔管；同时保持砼有良好的和易性，将桩管反插几下，然后再正常拔管；同时保持砼有良好的和易性，防止防止卡管卡管或或堵管堵管，严格控制预制桩尖的强度和规格，防止，严