排桩支护与钻孔灌注桩基础知识

排桩支护与钻孔灌注桩2011年6月20日一、 排桩的概述二、 排桩围护体的类型与特点三、 排桩维护体的止水四、 排桩围护体的应用上篇主要内容一、排桩的概述排桩维护体是利用常规的各种桩体，例如钻孔灌注桩、挖孔桩、预制桩及混合式桩等，按一定间距或连续咬合排列，形成的地下挡土结构。二、排桩围护体的类型与特点按照单个桩体成桩工艺的不同，排桩围护体桩型大致有以下几种：钻孔灌注桩、预制混凝土桩、挖孔桩、压浆桩、SMW工法（型钢水泥土搅拌桩）等。这些单个桩体可在平面布置上采用不同的排列形式形成挡土结构来支挡不同地质和施工条件下基坑开挖时的侧向水土压力。图1排桩围护体的常见形式a.分离式排桩；b.相切式排桩；c.交错式排列；d.咬合式排桩；e.双排式排桩；f.栅格式排列；二、排桩围护体的类型与特点a.分离式排列：适用于无地下水、水位较深、土质较好的情况.在地下水位比较高时应与其他防水措施结合使用，例如在排桩后面另行设置隔水帷幕。b.相切或搭接式排列：往往因在施工中桩的垂直度不能保证及桩体扩颈等原因影响桩体搭接施工，从而达到防水要求。

c.交错式排列：可增大排桩围护体的整体抗弯刚度。

d.咬合式排列：因场地狭窄等原因，无法同时设置排桩和隔水帷幕，形成可起到止水作用的排桩围护体。

e.双排式排桩：相对于交错式排列当需要进一步增大排桩的整体抗弯刚度和抗侧移能力时，可将桩设置成前后双排，将前后排桩桩顶的帽梁用横向连梁连接，形成双排门架式挡土结构

f.栅格式排列：在前后排桩之间设置横隔式的桩墙。三、排桩围护体的止水对图1所示的各种形式，仅(d)咬合式排桩兼具隔水作用，其他形式都没有隔水的功能。故在地下水位高的地区，其他排列形式都需设置隔水帷幕。最常见的隔水帷幕是采用水泥搅拌桩(单轴、双轴或多轴)相互搭接、咬合形成一排或多排连续的水泥土搅拌桩墙，由于搅拌均匀的水泥土渗透系数很小，可作为基坑施工期间的隔水帷幕。图2为排桩围护体的止水措施三、排桩围护体的止水图2排桩围护体的止水措施a.连续型止水；b.分离式止水；c.咬合式止水形式1；d.咬合式止水形式2e.双排桩隔水帷幕形式1；f.双排桩隔水帷幕形式2四、排桩围护体的应用排桩维护体与地下连续墙相比，其优点在于施工工艺简单，成本低，平面布置灵活，缺点是防渗和整体性较差，一般适用于中等深度(6-10m)的基坑围护但近年来也应用于开挖深度20m以内的基坑。一、 钻孔灌注桩的概述二、 钻孔灌注桩的施工三、 钻孔灌注桩的成孔方式及适用范围四、 各种成孔方式的比较分析五、 各种成孔方式的工艺介绍六、 钻孔灌注桩的检验试验七、 钻孔灌注桩施工的质量控制要点下篇主要内容1、定义钻孔桩是指在工程现场通过机械钻孔手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。2、分类按成桩工艺，钻孔灌注桩可以分为：干作业法钻孔灌注桩；泥浆护壁法钻孔灌注桩；套管护壁法钻孔灌注桩。一、钻孔桩的概述一、钻孔孔桩的概概述3.原理用钻机(如螺旋钻钻、振动动钻、冲冲抓锥钻钻等)钻土成孔孔(需泥浆护护壁)，然后清清除孔底底残渣，，安放钢钢筋笼，，浇灌混混凝土。。4.施工方法法有正循环环、反循循环施工工法。5.优缺点优点：入入土深，，能进入入岩层，，刚度大大，承载载力高，，桩身变变形小，，并可方方便地进进行水下下施工。。缺点：要要求有专专门的设设备（钻钻机），，清孔较较难彻底底二、钻孔孔灌注桩桩的施工工图a正循环泥泥浆循环环成孔工工艺1—钻头；2—泥浆循环环方向；；3—沉淀池；；4—泥浆池；；5—泥浆泵；；6—砂石泵；；7—水龙头；；8—钻杆；9—钻机回转转装置图b反循环泥泥浆循环环成孔工工艺1—钻头；2—泥浆循环环方向；；3—沉淀池；；4—泥浆池；；5—泥浆泵；；6—砂石泵；；7—水龙头；；8—钻杆；9—钻机回转转装置二、钻孔孔灌注桩桩的施工工1.清孔目的：除除去孔底底沉渣，，保证孔孔底砼质质量及桩桩的承载载力方法：抽抽浆清孔孔：用空空气吸泥泥机吸出出含铅渣渣的泥浆浆。换浆清孔孔：正、、反循环环钻孔完完成后不不停钻、、不进尺。掏渣清孔孔：孔用用掏渣筒筒掏清孔孔内粗粒粒铅渣。。继续循环环换浆清清渣要求：孔孔底0.5m内ρ≤1.25；含砂率率≤8％；粘度度≤28s二、钻孔孔灌注桩桩的施工工2.泥浆护壁壁：作用—护壁、、排渣、、冷却却、润滑滑制备①原土造浆浆：当土土质为粘粘土和粉粉质粘土土时，加加清水排渣时泥浆浆比重为1.1-1.2②制备泥浆浆：IP≥17粘性土(除去杂质)+水+稳定浆;干净泥浆比比重1.1左右，排出出泥浆1.2-1.4当穿过砂夹夹卵石层或或易坍孔的的土层1.3-1.5泥浆护壁二、钻孔灌灌注桩的施施工3.钢筋筋笼笼的的安安装装①吊吊放放钢钢筋筋笼笼入入孔孔时时应应对对准准钻钻孔孔，，保保持持垂垂直直，，慢慢放放入入孔孔。。入入孔孔后后不不宜宜左左右右旋旋转转，，徐徐徐徐下下放放并并严严防防孔孔口口坍坍塌塌。。若若遇遇阻阻碍碍应应停停止止下下放放，，查查明明原原因因进进行行处处理理。。严严禁禁猛猛提提猛猛落落和和强强制制下下放放。。（（为为保保证证钢钢筋筋笼笼的的圆圆心心与与钻钻孔孔桩桩圆圆心心对对正正可可采采用用插插杆杆的的简简易易方方法法。。））②在在孔孔口口接接长长钢钢筋筋笼笼时时，，上上、、下下主主筋筋位位置置应应对对正正，，保保证证钢钢筋筋笼笼接接长长后后上上下下段段的的轴轴线线在在一一直直线线上上，，不不得得出出现现转转折折。。钢钢筋筋焊焊接接接接头头应应符符合合标标准准（（同同一一平平面面内内钢钢筋筋笼笼接接头头不不能能超超过过50%，单单面面焊焊搭搭接接长长度度≥≥10d，双双面面焊焊≥≥5d）。。无无论论时时接接长长钢钢筋筋笼笼还还是是钢钢筋筋笼笼全全部部节节段段安安装装到到位位，，在在孔孔口口均均应应有有可可靠靠的的支支撑撑及及固固定定。。二、、钻钻孔孔灌灌注注桩桩的的施施工工③钢钢筋筋笼笼吊吊放放入入孔孔后后的的位位置置容容许许偏偏差差符符合合下下列列规规定定：：1、钢钢筋筋笼笼中中心心与与桩桩孔孔中中心心偏偏差差不不大大于于10mm；2、钢钢筋筋笼笼底底面面高高程程部部大大于于±50mm。④在在钢钢筋筋笼笼入入孔孔后后，，要要采采取取加加固固措措施施，，防防止止钢钢筋筋笼笼在在灌灌注注混混凝凝土土过过程程中中上上浮浮。。钢筋筋笼笼二、、钻钻孔孔灌灌注注桩桩的的施施工工注意意事事项项混凝凝土土搅搅拌拌必必须须均均匀匀；；防防止止卡卡管管事事故故；；必须须连连续续作作业业，，避避免免中中断断灌灌注注，，并并防防止止混混凝凝土土上上升升顶顶起起钢钢筋筋笼笼；；随时时记记录录孔孔内内混混凝凝土土灌灌注注标标高高和和导导管管入入孔孔长长度度，，防防止止导导管管提提升升过过猛猛，，形形成成断断桩桩；；桩顶顶标标高高应应比比设设计计值值愈愈加加一一定定高高度度，，以以确确保保混混凝凝土土质质量量。。一一般般取取0.5m。钻孔孔灌灌注注桩桩的的成成孔孔方方式式主主要要有有：：旋挖挖钻钻机机成成孔孔回旋旋钻钻机机成成孔孔冲击击钻钻机机成成孔孔HPE液压压垂垂直直插插入入机机成成孔孔三、、钻钻孔孔灌灌注注桩桩的的成成孔孔方方式式及及适适用用范范围围旋挖挖钻钻机机冲击击钻钻机机回旋旋钻钻机机HPE液压压垂垂直直插插入入机机旋挖挖钻钻机机主主要要用用于于干干作作业业法法钻钻孔孔灌灌注注桩桩回旋旋钻钻机机主主要要用用于于直直径径≤≤1200泥浆浆护护壁壁法法钻钻孔孔灌灌注注桩桩冲击击钻钻机机主主要要用用于于直直径径≥≥1300泥浆浆护护壁壁法法钻钻孔孔灌灌注注桩桩HPE液压压垂垂直直插插入入机机主主要要用用于于全套管管护护壁壁扩孔孔法钻钻孔孔灌灌注注桩桩三、、钻钻孔孔灌灌注注桩桩的的成成孔孔方方式式及及适适用用范范围围(一)旋挖挖钻钻机机成成孔孔：：施施工工速速度度非非常常快快，，一一台台机机械械正正常常情情况况一一天天可可以以成成孔孔3-5根；；机机械械自自身身没没有有吊吊装装设设备备，，需需要要有有起起重重设设备备配配合合浇浇筑筑混混凝凝土土或或安安装装钢钢筋筋笼笼；；挖挖机机、、铁铁马马车车配配合合出出土土；；不不受受水水电电限限制制，，采采用用柴柴油油提提供供动动力力（二二））回回旋旋钻钻机机成成孔孔：：是是目目前前重重庆庆市市场场最最常常用用的的施施工工机机械械，，施施工工成成本本小小于于冲冲击击钻钻机机。。一一根根钻钻孔孔桩桩平平均均三三天天可可以以成成孔孔，，机机械械自自身身有有吊吊装装设设备备，，可可不不要要吊吊车车、、塔塔吊吊等等设设备备配配合合；；一一台台机机械械功功率率37KW，水水电电费费用用较较高高四、、各各种种成成孔孔方方式式的的比比较较分分析析（三三））冲冲击击钻钻机机成成孔孔：：施施工工速速度度较较慢慢，，一一根根钻钻孔孔桩桩平平均均七七天天可可以以成成孔孔，，机机械械自自身身只只能能配配合合混混凝凝土土浇浇筑筑，，需需要要有有吊吊车车、、塔塔吊吊配配合合安安装装钢钢筋筋笼笼；；需需要要泥泥浆浆泵泵、、泥泥浆浆池池（四四））HPE液压压垂垂直直插插入入机机成成孔孔：：可可进进行行全全钢钢导导管管施施工工，，适适用用于于复复杂杂地地质质条条件件下下的的钻钻孔孔桩桩施施工工。。同同时时，，还还可可以以配配合合扩扩孔孔快快换换魔魔力力钻钻斗斗，，进进行行扩扩大大钻钻孔孔桩桩施施工工。。施施工工成成本本非非常常高高，，目目前前重重庆庆市市场场尚尚未未使使用用。。四、 各种成成孔方式的比比较分析（一）旋挖钻钻机施工工艺艺：施工准备备→测量放线线→设备就位位→安装护筒筒→钻进成孔孔→钢筋笼制制作→验芯→→清孔→验孔孔→移机→吊吊放钢筋笼→→吊放导管→→浇注水下砼砼→拔护筒→→桩检测（二）回旋钻钻机施工工艺艺：测量放线线定位→砌筑筑井圈→引桩桩施工→场地地准备→钻机机就位安装→→钻进成孔→→钢筋笼制作作→验芯→清清孔→验孔→→钢筋笼安装装→导管安装装→浇注水下下砼→桩检测测五、 各种成成孔方式的工工艺介绍（三）冲击钻钻机成孔工艺艺：测量放线线定位→砌筑筑井圈→引桩桩施工（或安安装钢护筒））→场地准备备→钻机就位位安装→钻进进成孔→钢筋筋笼制作→验验芯→清孔→→验孔→钢筋筋笼安装→导导管安装→浇浇注水下砼→→桩检测（四）HPE液压垂直插入入机：HPE液压垂直插入入机就位→调调整HPE液压垂直插入入机水平度→→吊装钢管柱柱→HPE液压垂直插入入机插入钢管管柱→钢管柱柱四周回填碎碎石并排浆→→钢管柱内浇浇筑钢筋混凝凝土→割除工工具柱、HPE液压垂直插入入机移位→回回填孔口拔除除钢护筒五、 各种成成孔方式的工工艺介绍钢护筒安装清孔钻头泥浆池岩芯取样塌孔灌砂浆检测泥浆比重重泥浆稠度测试试钻心检测（一）地基承承载力检验：：采用岩石的单单轴抗压强度度检验桩基础础地基的承载载力，钻孔桩桩可不进行桩桩底不良地质质检测。取芯芯的位置应在在桩端底面，，取芯的数量量应根据场地地的复杂程度度、建筑物的的安全等级、、桩径的大小小确定，详见见下表：六、 钻孔灌灌注桩的检验验试验安全等级桩直径d(mm)≥800<800一级不少于总桩数的10%且不应少于6根不少于总桩数的5%且不应少于6根二、三级不少于总桩数的5%且不应少于4根不少于总桩数的3%且不应少于4根岩芯取样数量量注：1、每桩应不少少于9个标准试件（（Φ50x100mm的圆柱体）进进行天然适度度条件下的岩岩石单轴抗压压强度试验（（一般泥岩做做天然单轴抗抗压强度，砂砂岩做饱和单单轴抗压强度度）。2、当场地岩性性变化时，应应增加取样数数量。对复杂杂场地的一级级建筑不宜少少于9根，二级建筑筑不宜少于6根；3、总桩数少于于表中规定时时，应全数检检验。钻芯法：检测测灌注桩桩长长、桩身混凝凝土强度、桩桩底沉渣厚度度和桩身完整整性，判定或或鉴别桩端岩岩土性状；桩桩直径不宜小小于800mm,长径比不宜大大于30低应变法：检检测混凝土桩桩的完整性，，判定桩身缺缺陷的程度和和位置，钻孔孔桩桩长≤15米可采用声波透射法：：检测桩身缺缺陷及其位置置，判定桩身身完整性类别别，钻孔桩桩桩长＞15米应采用（二）常用桩桩身检验方法法(一)成孔质量的控控制成孔是混凝土土灌注桩施工工中的一个重重要部分,其质量如控制制得不好,则可能会发生生塌孔、缩径径、桩孔偏斜斜及桩端达不不到设计持力力层要求等,还将直接影响响桩身质量和和造成桩承载载力下降。因因此,在成孔的施工工技术和施工工质量控制方方面应着重做做好以下几项项工作。七、 钻孔灌灌注桩施工的的质量控制要要点（1）刚性角的控控制在正式施工前前，应根据地地勘报告绘制制过程钻孔桩桩柱状图，合合理确定开挖挖顺序（从低低到高进行）），以满足刚刚性角的要求求。(一)成孔质量的控控制(2)确保桩身成孔孔垂直精度为了保证成孔孔垂直精度满满足设计要求求,应采取扩大桩桩机支承面积积使桩机稳固固,经常校核钻架架及钻杆的垂垂直度等措施施。(3)采取隔孔施工工程序钻孔混凝土灌灌注桩是先成成孔,然后在孔内成成桩,周围土移向桩桩身土体对桩桩产生动压力力。尤其是在在成桩初始,桩身混凝土的的强度很低,且混凝土灌注注桩的成孔是是依靠泥浆来来平衡的,故采取较适应应的桩距对防防止坍孔和缩缩径是一项稳稳妥的技术措措施。(一)成孔质量的控控制(4)确保桩位、桩桩顶标高和成成孔深度在护筒定位后后及时复核护护筒的位置。。严格控制护护筒中心与桩桩位中心线偏偏差不大于50mm,并认真检查回回填土是否密密实,以防钻孔过程程中发生漏浆浆的现象。在在施工过程中中自然地坪的的标高会发生生一些变化,为准确地控制制钻孔深度,在桩架就位后后及时复核底底梁的水平和和桩具的总长长度并作好记记录。以便在在成孔后根据据钻杆在钻机机上的留出长长度来校验成成孔达到深度度。(一)成孔质量的控控制虽然钻杆到达达的深度已反反映了成孔深深度,但是如在第一一次清孔时泥泥浆比重控制制不当或在提提钻具时碰撞撞了孔壁,就可能会发生生坍孔、沉渣渣过厚等现象象,这将给第二次次清孔带来很很大的困难,有的甚至通过过第二次清孔孔也无法清除除坍落的沉渣渣。因此,在提出钻具后后用测绳复核核成孔深度,如测绳的测深深比钻杆的钻钻探小,就要重新下钻钻杆复钻并清清孔。同时还还要考虑在施施工中常用的的测绳遇水后后缩水的问题题,因其最大收缩缩率达1.2%,为提高测绳的的测量精度,在使用前要预预湿后重新标标定,并在使用中经经常复核。(一)成孔质量的控控制(5)清孔：清孔工作十分重要要,它关系到桩的的承载力是否能够达到到设计要求。。泥浆护壁成孔孔桩清孔方法采用钻机机正反回转钻钻进行清底，，在正反回转转钻后孔底沉沉渣即悬浮于于泥浆中，钻钻机停止转动动后立即下套套管浇筑砼,此时沉渣应在在砼上面,逐渐向上推送送,泥浆被砼挤到到孔外。(一)成孔质量的控控制钢筋笼制作前前首先要检查查钢材的质量量保证资料,检查合格后再再按设计和施施工规范要求求验收钢筋的的直径、长度度、规格、数数量和制作质质量。在验收收中还要特别别注意钢筋笼笼吊环长度能能否使钢筋准准确地吊放在在设计标高上上,这是由于钢筋筋笼吊放后是是暂时固定在在钻架底梁上上的。因此,吊环长度是根根据底粱标高高的变化而改改变,所以应根据底底粱标高逐根根复核吊环长长度,以确保钢筋的的埋人标高满满足设计要求求。(二)钢筋笼制作质质量和吊放在钢筋笼吊放放过程中,应逐节验收钢钢筋笼的连接接焊缝质量,对质量不符合合规范要求的的焊缝、焊口口则要进行补补焊。同时,要注意钢筋笼笼能否顺利下下放,沉放时不能碰碰撞孔壁;当吊放受阻时时,不能加压强行行下放,因为这将会造造成坍孔、钢钢筋笼变形等等现象,应停止吊放并并寻找原因。。如因钢筋笼笼没有垂直吊吊放而造成的的,应提出后重新新垂直吊放;如果是成孔偏偏斜而造成的的,则要求进行复复钻纠偏,并在重新验收收成孔质量后后再吊放钢筋筋笼。钢筋笼笼接长时要加加快焊接时间间,尽可能缩短沉沉放时间。(二)钢筋笼制作质质量和吊放1、原因首批混混凝土土储量量不足足或是是储量量足够够,但导管管口距距孔底底的间间距较较大,混凝土土下落落后不不能埋埋设导导管