樁基以及溶洞處理方案

1、關于樁基及溶洞處理方案第一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月樁基及溶洞處理方案學習要求：熟悉樁基礎組成及分類；掌握水下砼灌注的施工方法與要點。熟悉常見質量事故的預防和處理，安全施工措施；了解灌注樁質量檢驗標準。熟悉溶洞處理方案中交二航局武漢市三環(huán)線北段C標項目經理部第二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月樁基礎是深基礎應用最多的一種基礎形式，它由若干個沉入土中的樁和連接樁頂的承臺或蓋梁組成。 樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強的土（巖）層上，或將軟弱土層擠密實以提高地基土的承載能力和密實度。 一、熟悉樁基礎組成及分類第三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月樁按

2、受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種(圖2.1)端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或巖層上的樁，結構荷載主要由巖層阻力承受；施工時以控制嵌巖深度為主，對沉渣厚度的要求嚴格。橋梁工程中的端承樁多數要求嵌巖。摩擦樁完全設置在軟弱土層中，依靠樁端阻力和樁身側面與地基土之間的摩擦阻力共同承受荷載，施工時以控制樁端設計標高（長度）為主。 對于樁端為硬土層者，又有摩擦端承樁，端承摩擦樁。橋梁工程中的摩擦樁，通常不計擠密作用。第四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 樁按施工方法分為預制樁和灌注樁預制樁根據沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁

3、等；灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆（沖）孔灌注樁、挖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁等。 第六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月二、 混疑土灌注樁施工灌注樁：直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，在孔內安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。 與預制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節(jié)約鋼材、振動小、噪聲小等特點。 灌注樁按成孔方法分為干作業(yè)鉆孔灌注樁、泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁等。 第七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1 干作業(yè)鉆孔灌注樁 1、干作業(yè)鉆孔灌注樁施工過程如圖2.1

4、1所示。 2、干作業(yè)成孔一般采用螺旋鉆機鉆孔。螺旋鉆頭外徑分別為400mm、500mm、600mm，鉆孔深度相應為12m、10m、8m。適用于成孔深度內沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適于有地下水的土層和淤泥質土。3、鉆機就位后，鉆桿垂直對準樁位中心，開鉆時先慢后快，減少鉆桿的搖晃，及時糾正鉆孔的偏斜或位移。第八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月4、鉆孔至規(guī)定要求深度后，進行孔底清土。清孔的目的是將孔內的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。方法是鉆機在原深處空轉清土，然后停止旋轉，提鉆卸土。 5、鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數、間距及主筋保護層均應符合設計規(guī)定，綁扎牢固，防止

5、變形。用導向鋼筋送入孔內，同時防止泥土雜物掉進孔內。鋼筋骨架就位后，應立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時，應分層澆筑、分層搗實，每層厚度5060cm。第九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2 泥漿護壁成孔灌注樁 泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩(wěn)定孔壁的機械鉆孔方法。它通過循環(huán)泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮后排出孔外，適用于有地下水和無地下水的土層。成孔機械有潛水鉆機、沖擊鉆機、沖抓錐等。泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設護筒、樁機就位、制備泥漿、機械(潛水鉆機、沖擊鉆機等)成孔、泥漿循環(huán)出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆筑水下混凝土。 第

6、十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.1 埋設護筒和制備泥漿 鉆孔前，在現場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設護筒。護筒上部設12個溢漿孔，是用厚48mm鋼板制成的圓筒，其內徑應大于鉆頭直徑200mm。護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內水壓力，防止塌孔，成孔時引導鉆頭的方向。護筒頂高出施工水位1.5m，并高出地面0.3m， 保證護筒內泥漿頂標高始終高于外部水位至少1m。 第十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 在鉆孔過程中，向孔中注入相對密度為1.11.4的泥漿。一般1.21.3；易坍地層可提高到1.4左右。泥漿的作用：穩(wěn)定水壓使樁孔內孔

7、壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內漏水，保持護筒內水壓穩(wěn)定；護壁泥漿相對密度大，加大了孔內的水壓力，可以穩(wěn)固孔壁，防止塌孔；浮（攜）渣通過循環(huán)泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出，起到攜砂、排土的作用。 第十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.2 成孔 (1) 回旋（潛水）鉆機成孔 回旋鉆機成孔示意圖如圖2.12所示。回旋鉆機是一種旋轉式鉆孔機，其防水電機變速機構和鉆頭密封在一起，由樁架及鉆桿定位后可潛入水、泥漿中鉆孔。注入泥漿后通過正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內切削土粒、石渣排至孔外。第十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月回旋鉆機

8、成孔排渣有正循環(huán)排渣和反循環(huán)（泵舉）排渣兩種方式，如圖2.13所示。 正循環(huán)排渣法:在鉆孔過程中，旋轉的鉆頭將碎泥渣切削成漿狀后，利用泥漿泵壓送高壓泥漿，經鉆機中心管、分叉管送入到鉆頭底部強力噴出，與切削成漿狀的碎泥渣混合，攜帶泥土沿孔壁向上運動，從護筒的溢流孔排出。反循環(huán)排渣法:砂石泵隨主機一起潛入孔內，直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。 第十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 (2) 沖擊鉆成孔 沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔(圖2.14)。 沖擊鉆頭形式

9、有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭(圖2.15)。 沖孔前應埋設鋼護筒，并準備好護壁材料。 第十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月沖擊鉆機就位后，校正沖錘中心對準護筒中心，在沖程0.40.8m范圍內應低提密沖，并及時加入石塊與泥漿護壁，直至護筒下沉34m以后，沖程可以提高到1.52.0m，轉入正常沖擊，隨時測定并控制泥漿相對密度。施工中，應經常檢查鋼絲繩損壞情況，卡機松緊程度和轉向裝置是否靈活，以免掉鉆。 第二十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月 (3) 沖抓錐成

10、孔沖抓錐(圖2.16)錐頭上有一重鐵塊和活動抓片，通過機架和卷揚機將沖抓錐提升到一定高度，下落時松開卷筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然后開動卷揚機提升錐頭，這時抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣，依次循環(huán)成孔。沖抓錐成孔施工過程、護筒安裝要求、泥漿護壁循環(huán)等與沖擊成孔施工相同。 適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖孔，但遇到堅硬土層時宜換用沖擊鉆施工。 第二十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.3 清孔 驗孔是用探測器檢查樁位、直徑、深度和孔道情況；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以減少樁基的沉降量，提高承載能力

11、。泥漿護壁成孔清孔時，對于土質較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。 對于穩(wěn)定性較差的孔壁應采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應控制在1.151.25。含砂率=4%(大直徑樁2%) 第二十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月檢孔器第二十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月鉆孔偏斜糾正第二十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月清孔作業(yè)鉆孔達到要求深度后，采用泥漿泵及時進行清孔，避免延時過長，泥漿鉆渣沉淀而造成清孔困難或坍孔。鉆孔達設計

12、深度終孔后，將輸漿管下到孔底5080cm，換用比重1.051.25的新鮮泥漿進行清孔，直到鋼筋與導管下入孔內，重新測孔底沉渣厚度。直到沉渣厚度滿足要求后，方可進行下道工序施工。注意保持孔內水頭，防止坍孔；清孔后，檢查孔口、孔中和孔底提取的泥漿比重的平均值，應符合質量標準要求。采取一切措施縮短清孔后至灌注水下砼的時間。不得用加深孔深來代替清孔。第二十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.2.4 澆筑水下混疑土 泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進行的，故稱為澆筑水下混凝土。水下混凝土宜比設計強度提高一個強度等級，必須具備良好的和易性，配合比應通過試驗確定。水下混凝土澆筑常用導

13、管法(圖2.17)。 澆筑時，先將導管內及漏斗灌滿混凝土，其量保證導管下端一次埋入混凝土面以下1.0m以上，然后剪斷（或迅速拔出）懸吊隔水栓的鋼絲，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞進入水中。 第二十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月水下砼灌注過程示意圖導管埋深應保持在26m之間過小易發(fā)生導管進水，過大易導致“埋管”。第三十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月導管口初始位置，首盤砼用量1、導管口到孔底的距離不宜太大或太小，一般2040cm.太大不利于將沉渣帶起，底部砼質量難以保證；太小容易堵管。2、為防止導管進水，首盤3、砼應

14、使導管埋深不少于1m。第三十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月在澆注前，探測孔底泥漿沉淀厚度，如大于設計厚度，再次清孔，直到滿足要求為止。砼由拌合站負責生產，用斗車運至現場，檢查和易性、坍落度等指標。如不符合要求，應進行二次拌合，二次拌合仍達不到要求，不得使用,然后重新按配合比進行稱量下料，直到滿足要求。澆注首批砼時應注意：a.導管下口至孔底的距離一般為2040cm。b.第一批砼儲備量應確保導管一次埋入混凝土面1.0m;所需混數量按公式計算：VD/4 (H1+H2)+ (d/4)h1V灌注首批砼所需數量（m）；D樁孔直徑（m）；H1樁孔底至導管底端間距，一般為0.20.4m；H2導管

15、初次埋置深度（m）；d導管內徑（m）；h1樁孔內砼達到埋置深度H2時，導管內砼柱平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），即h1 = rwHw/rc；第三十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月由專人測量導管埋深及管內外砼面的高差，填寫砼澆注記錄封底砼灌入后，應仔細檢查封底情況，確認封底成功后，進行正常澆注。澆注開始時，要連續(xù)有節(jié)奏地進行，盡可能縮短拆除導管的時間；當導管內砼不滿時，徐徐地澆注，防止在導管內造成高壓氣囊，壓漏導管。當井孔砼面接近鋼筋架時，使導管保持稍大的埋深，并放慢澆注速度；當井孔砼面進入鋼筋骨架一定深度后，適當提升導管，使鋼筋骨架在砼中有一定的埋深，穩(wěn)定鋼筋并注意控制鋼

16、筋籠中心位置。為確保樁頂質量，砼澆筑比樁頂設計標高高0.5（0.6）1.0m。在澆注將近結束時，導管內砼柱高度相對減少，導管內砼壓力降低，而導管外井孔的泥漿稠度增加、比重增大。若出現砼頂升困難，可在孔內加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使?jié)沧⒐ぷ黜樌M行。第三十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月沉渣厚度、砼灌注高度確定第三十四張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月灌注事故處理二次剪球法如發(fā)現導管漏水，且事故發(fā)生的位置能夠確定時，可用此法補救。對工藝、經驗的要求較高第三十五張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月導管水密承壓及接頭抗拉試驗 導管水密承壓及接頭抗拉試驗,管內水壓不小于

17、孔內水深1.3倍的壓力,也不應小于導管壁和焊縫所能承受灌注砼時最大內壓力的1.3P。P按以下公式計算:P=rchc-rwHwp導管可能承受的最大內壓力(Kpa)；rc砼拌和物的比重（取24KN/m）；hc導管內砼樁最大高度（m），以導管全長或預計的最大高度計；rw井孔內水或泥漿的容重（KN/m）；Hw井孔內水或泥漿的深度（m）。第三十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5 灌注樁施工質量要求及完全技術 灌注樁施工質量檢查包括成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個施工過程的質量檢查。施工前應對水泥、砂、石子、鋼材等原材料進行檢查，對施工組織設計中制定的施工順序、監(jiān)測手

18、段也應進行檢查。 第三十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5.1 成孔質量檢查及要求(1)樁的樁位偏差必須符合表2.6的規(guī)定，樁頂標高至少要比設計標高高出0.5m。 (2) 灌注樁成孔深度的控制要求泥漿護壁成孔、干作業(yè)成孔，應達到設計規(guī)定的深度。灌注樁的沉渣厚度：當以摩擦力為主時，不得大于150mm；當以端承力為主時不得大于50mm。 第三十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月表6 灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差 序號成 孔 方 法 樁徑允許偏差(mm) 垂直度允許偏差(%) 樁位允許偏差(mm) 13根、單排樁基垂直中心線方向和群樁基礎的邊樁 條形樁基沿中心線方向和

19、群樁基礎的中間樁 1泥漿護壁灌注樁 D1000mm 50 1000mm50 100+0.01H150+0.01H2套管成孔灌注樁 D500mm-20500mm1001503干作業(yè)成孔灌注樁 -201701504人工挖孔樁 混凝土護壁 +50 0.550150鋼套管護壁 +501檢查每根樁的實際灌注量 8樁頂標高 mm+30-50水準儀，需扣除樁頂浮漿層及劣質樁體 第四十六張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5.4 施工驗收資料樁基施工驗收應包括下列資料：(1) 工程地質勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設計變更單及材料代用通知單等。(2) 經審定的施工組織設計、施工方案及執(zhí)行中的變

20、更情況。(3) 樁位測量放線圖，包括工程樁位線復核簽證單。第四十七張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月(4) 樁孔、鋼筋、混凝土工程施工隱蔽記錄及各分項工程質量檢查驗收單及施工記錄。(5) 成樁質量檢查報告。(6) 單樁承載力檢測報告。(7) 基坑挖至設計標高的樁位竣工平面圖及樁頂標高圖。第四十八張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月2.5.5 樁基礎工程安全技術(1) 樁基礎工程施工區(qū)域，應實行封閉式管理，進入現場的各類施工人員，必須接受安全教育，嚴格按操作規(guī)程施工，服從指揮，堅守崗位，集中精力操作。(2) 按不同類型樁的施工特點，針對不安全因素，制定可靠的安全措施，嚴格實施。第四

21、十九張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月(3) 對施工危險區(qū)域和機具(沖擊、錘擊樁機，人工挖掘成孔的周圍，樁架下)，要加強巡視檢查，對于有險情或異常情況時，應立即停止施工并及時報告，待有關人員查明原因，排除險情或加固處理后，方能繼續(xù)施工。(4) 打樁過程中可能引起停機面土體擠壓隆起或沉陷，打樁機械及樁架應隨時調整，保持穩(wěn)定，防止意外事故發(fā)生。(5) 加強機械設備的維護管理，機電設備應有防漏電裝置。 第五十張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月巖溶地區(qū)鉆孔灌注樁施工的關鍵是如何保證成孔過程中不漏漿，或雖漏漿但不發(fā)生坍孔，保證樁孔順利成孔、成樁并滿足承載力要求。施工中應對照設計提供的地質

22、鉆孔柱狀圖來判識巖溶地層情況，做到心中有數，提前預防。因此根據溶蝕發(fā)育狀況、空洞大小、溶洞填充物情況，樁基施工采用常規(guī)的泥漿護壁方式，向孔內拋填片石，回填貧混凝土，壓力注漿以及采用鋼護筒跟進等不同的施工工藝。三、溶洞處理方案第五十一張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月片石回填采取正常成孔方法施工，當鉆穿溶洞漏漿時，反復投入黃土和片石，利用鉆頭沖擊將黃土和片石擠入溶洞和巖溶裂隙中，還可摻入水泥、燒堿和鋸末，以增大孔壁的自穩(wěn)能力。1、摻加比例 為有效利用片石，片石與粘土的比例為3：7，摻加比例為每米2包，摻加鋸末時，摻加比例為粘土的10%。2、摻加方法 片石采用強度30Mpa的花崗巖或石灰?guī)r

23、，石塊粒徑以1550cm為宜。 摻加粘土時采用水泥袋包裝后投放效果更佳。 水泥投放方法以整袋投放為佳。 摻加方法為：片石、粘土袋和水泥或鋸末（如果摻加）分層間隔摻加，回填高度為溶洞頂板以上1m處。第五十二張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月3、施工注意事項 密切注意觀察鉆機工作情況、周圍地表沉降和護筒內水位變化，防止不正常情況發(fā)生，發(fā)生漏漿現象，立即處理。 根據地質柱狀圖，在接近溶洞時勤觀察、勤檢查，憑手握沖擊主繩的手感，鉆頭沖擊巖層的響聲，抽取的巖樣來判斷是否接近巖溶地層。 接近巖溶時主繩松繩量應為12cm，防止擊穿巖殼時卡鉆。 鉆穿巖溶地層上殼時一旦漏漿，要及時投放粘土塊、片石并補水，以保持孔內水位高度。第五十三張，PPT共五十六頁，創(chuàng)作于2022年6月貧混凝土回填采取正常成孔方法施工，當鉆穿溶洞漏漿時或遇到傾斜巖面時填入低標號混凝土，間隔一定時間后采用沖擊鉆沖擊成孔。 1、混凝土標號及配合比 混凝土標號通常采用C20貧混凝土，為盡快提高混凝土強度，節(jié)約施工時間，應在混凝