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第三節(jié)樁基拙的施工常用的施工方法有鉆孔灌注法、挖孔灌注法和預(yù)制沉樁法等2樁基礎(chǔ)工程學(xué)習(xí)重點(diǎn):鋼筋混凝土預(yù)制樁和混凝土灌注樁施工及質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工過(guò)程及方法。學(xué)習(xí)要求:了解樁基礎(chǔ)組成及分類;掌握預(yù)制樁施工順序確定、注意事項(xiàng)、質(zhì)量事故產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施;了解靜力壓樁特點(diǎn)和施工方法;了解泥漿護(hù)壁成孔施工過(guò)程及工藝原理;掌握沉管灌注樁、大直徑人工挖孔灌注樁的施工方法,常見質(zhì)量事故的預(yù)防和處理,安全施工措施;了解預(yù)制樁、灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

一、鉆孔灌注樁的施工1、鉆孔灌注樁施工應(yīng)根據(jù)土質(zhì)、樁徑大小、入土深度和機(jī)具設(shè)備等條件選用適當(dāng)?shù)你@具和鉆孔方法2、常使用的鉆具有旋轉(zhuǎn)鉆、沖擊鉆和沖抓鉆三種類型。3、為穩(wěn)固孔壁采用孔口埋設(shè)護(hù)筒和在孔內(nèi)灌人粘土泥漿,并使孔內(nèi)液面高出孔外水位,以在孔內(nèi)形成向外的靜壓力而起到護(hù)壁、固壁作用?,F(xiàn)按施工順序介紹其主要工序如下:(一)準(zhǔn)備工作

1.準(zhǔn)備場(chǎng)地施工前應(yīng)將場(chǎng)地平整好,安裝鉆架進(jìn)行鉆孔。A、當(dāng)墩臺(tái)位于無(wú)水岸灘時(shí)鉆架位置處應(yīng)整平夯實(shí),清除雜物,挖換軟土;B、場(chǎng)地有淺水時(shí),宜采用土或草袋圍堰筑島。C、當(dāng)場(chǎng)地為深水或陡坡時(shí),可用木樁或鋼筋混凝土樁搭設(shè)支架,安裝施工平臺(tái)支承鉆機(jī)(架)。D、深水中在水流較平穩(wěn)時(shí),也可將施工平臺(tái)架設(shè)在浮船上,就位錨固穩(wěn)定后在水上鉆孔。水中支架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和般只的浮力、穩(wěn)定都應(yīng)事前進(jìn)行驗(yàn)算。2.埋置護(hù)筒護(hù)筒的作用是:①固定鉆孔位置;②開始鉆孔時(shí)對(duì)鉆頭起導(dǎo)向作用;③保護(hù)孔口防止孔口土層坍塌;④隔離孔內(nèi)孔外表層水,并保持鉆孔內(nèi)水位高出施工水位以產(chǎn)生足夠的靜水壓力穩(wěn)固孔壁。護(hù)筒制作護(hù)筒制作要求堅(jiān)固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便和能重復(fù)使用。一般用木材、薄鋼板或鋼筋混凝土制成,如圖所示。護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆頭直徑稍大,旋轉(zhuǎn)鉆須增大0.1一0.2m,沖擊或沖抓鉆增大0.2一0.3m護(hù)筒護(hù)筒埋設(shè)可采用1、下埋式(適于旱地埋置)如圖2、上埋式(適于旱地或淺水筑島埋置)如圖3、下沉埋設(shè)(適于深水埋置)如圖埋置護(hù)筒時(shí)特別應(yīng)注意下列幾點(diǎn):(1)護(hù)筒平面位置應(yīng)埋設(shè)正確,偏差不大于50mm(2)護(hù)筒頂標(biāo)高應(yīng)高出地下水位和施工最高水位0.5一2.0m。無(wú)水地層鉆孔因護(hù)壁頂部設(shè)有溢漿口,筒頂也應(yīng)高出地面0.2一0.3m;(3)護(hù)筒底應(yīng)低于施工最低水位(一般低于0.1一0.3m即可)。深水下沉埋設(shè)的護(hù)筒,應(yīng)沿導(dǎo)向架借自重、射水、振動(dòng)或錘擊等方法將護(hù)筒下沉至穩(wěn)定深度,入土深度粘性土應(yīng)達(dá)到0.5一lm,砂性土則為3一4m;(4)下埋式及上埋式護(hù)筒挖坑不宜太大(一般比護(hù)筒直徑大0.1一0.6m),護(hù)筒四周應(yīng)夯填密實(shí)的粘土,護(hù)筒應(yīng)埋置在穩(wěn)固的粘土層中,否則應(yīng)換填粘土并密實(shí),其厚度一般為0.50m3.制備泥漿在鉆孔過(guò)程中,孔內(nèi)應(yīng)保持一定稠度的泥漿,泥漿在鉆孔中的作用是:1、泥漿在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的靜水壓力,可防止坍孔;2、在鉆進(jìn)過(guò)程中,由于鉆頭的活動(dòng),孔壁表面形成一層膠泥,具有護(hù)壁作用;3、護(hù)壁防止泥漿向孔外土層滲漏,將孔內(nèi)外水流切斷,能穩(wěn)定孔內(nèi)水位;4、泥漿比重大,具有挾帶鉆渣作用,利于鉆渣的排出。調(diào)制泥漿一般比重以1.1一1.3為宜,在沖擊鉆進(jìn)大卵石層時(shí)可用1.4以上,粘度為20s,含砂率小于3%在較好的粘性土層中鉆孔,也可灌人清水,使鉆孔時(shí)孔內(nèi)自造泥漿,達(dá)到固壁效果。調(diào)制泥漿的粘土塑性指數(shù)不宜小于15,粒徑大于0.lmm的砂粒不宜超過(guò)6%。4.安裝鉆機(jī)或鉆架鉆架是鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土的支架。我國(guó)生產(chǎn)的定型旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)都附有定型鉆架,其他還有木制的和鋼制的四腳架(圖3-14)、三腳架或人字扒桿。

鉆架在鉆孔過(guò)程中,成孔中心必須對(duì)準(zhǔn)樁位中心,鉆機(jī)(架)必須保持平穩(wěn),不發(fā)生位移、傾斜和沉陷鉆機(jī)(架)安裝就位時(shí),應(yīng)詳細(xì)測(cè)量,底座應(yīng)用枕木墊實(shí)塞緊,頂端應(yīng)用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn),并在鉆進(jìn)過(guò)程中經(jīng)常檢查。(二)鉆機(jī)1.鉆孔方法和鉆具(1)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔方法:利用鉆具的旋轉(zhuǎn)切削體鉆進(jìn),并在鉆進(jìn)的同時(shí)采用循環(huán)泥漿的方法護(hù)壁排渣,繼續(xù)鉆進(jìn)成孔。分類:我國(guó)現(xiàn)用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)按泥漿循環(huán)的程序不同分為正循環(huán)與反循環(huán)兩種。正循環(huán):在鉆進(jìn)的同時(shí),泥漿泵將泥漿壓進(jìn)泥漿籠頭,通過(guò)鉆桿中心從鉆頭噴人鉆孔內(nèi),泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升,從護(hù)筒頂部排漿孔排出至沉淀池,鉆渣在此沉淀而泥漿仍進(jìn)人泥漿池循環(huán)使用,如圖反循環(huán)與正循環(huán)程序相反泥漿用泥漿泵送至鉆孔內(nèi)。然后從鉆頭的鉆桿下口吸進(jìn),過(guò)鉆桿中心排出到沉淀池,泥漿沉淀后再循環(huán)使用。反循環(huán)鉆機(jī)的鉆進(jìn)和排渣效率高但在接長(zhǎng)鉆桿時(shí)裝卸較麻煩,如鉆渣粒徑超過(guò)鉆桿內(nèi)徑(一般為120mm)易堵塞管路,則不宜采用。水龍頭鉆桿鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置泥漿泵泥漿池沉淀池泥漿循環(huán)方向鉆頭砂石泵鉆頭新泥漿流向沉淀池水龍頭鉆桿鉆機(jī)回轉(zhuǎn)裝置泥漿循環(huán)方向正循環(huán)旋轉(zhuǎn)機(jī)有魚尾錐、圓柱形鉆頭、刺狠鉆頭等,

潛水電鉆也采用更輕便、高效的潛水電鉆,如圖所示,鉆孔時(shí)鉆置均經(jīng)密封后安裝在鉆頭與鉆桿之間。適用于較細(xì)、軟的土層,如各種塑性狀態(tài)的粘性土、砂土、夾少量粒徑小于100-200mm的砂卵石土層,在軟巖中也可使用。這種鉆孔方法的深度可達(dá)100m以上。2.2.2.2成孔

(1)潛水鉆機(jī)成孔

潛水鉆機(jī)成孔示意圖如圖2.12所示。潛水鉆機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式鉆孔機(jī),其防水電機(jī)變速機(jī)構(gòu)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(guò)正循環(huán)或反循環(huán)排渣法將孔內(nèi)切削土粒、石渣排至孔外。潛水鉆機(jī)成孔排渣有正循環(huán)排渣和泵舉反循環(huán)排渣兩種方式,如圖2.13所示。

正循環(huán)排渣法:在鉆孔過(guò)程中,旋轉(zhuǎn)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(jīng)鉆機(jī)中心管、分叉管送入到鉆頭底部強(qiáng)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(yùn)動(dòng),從護(hù)筒的溢流孔排出。泵舉反循環(huán)排渣法:砂石泵隨主機(jī)一起潛入孔內(nèi),直接將切削碎泥渣隨泥漿抽排出孔外。

步履式螺旋鉆機(jī)2、施工

(1)工藝順序

平整場(chǎng)地,挖排水溝→定樁位→鉆機(jī)對(duì)位、校垂直→開鉆出土→清孔→檢查垂直度及虛土情況→放鋼筋骨架→澆混凝土。鉆孔螺旋鉆孔機(jī)成樁工藝放入鋼筋骨架澆筑混凝土清孔(2)沖擊鉆進(jìn)成孔利用鉆錐(重為10一35kN)不斷地提錐(每次提起4-5m)、落錐反復(fù)沖擊孔底土層,把土層中泥砂、石塊擠向四壁或打成碎渣,鉆渣懸浮于泥漿中,利用掏渣筒取出,重復(fù)上述過(guò)程沖擊鉆進(jìn)成孔。主要采用的機(jī)具有定型的沖擊式鉆機(jī)(包括鉆架、動(dòng)力、起重裝置等)、沖擊鉆頭、轉(zhuǎn)向裝置和掏渣筒等沖擊鉆作業(yè)示意圖沖擊鉆進(jìn)成孔鉆頭鉆頭一般是整體鑄鋼做成的實(shí)體鉆錐,鉆刃為十字形采用高強(qiáng)度耐磨鋼材做成,底刃最好不完全平直以加大單位長(zhǎng)度上的壓重,如圖沖擊時(shí)鉆頭應(yīng)有足夠的重量,適當(dāng)?shù)臎_程和沖擊頻率,以使它有足夠的能量將巖塊打碎。沖擊鉆沖錐每沖擊一次旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,才能得到圓形的鉆孔,在鉆頭和提升鋼絲繩連接處應(yīng)有轉(zhuǎn)向裝置,以保證沖錐的轉(zhuǎn)動(dòng),避免了鋼絲繩打結(jié)扭斷掏渣筒是用以掏取孔內(nèi)鉆渣的工具,用厚30mm左右鋼板制作沖擊鉆孔適用于含有漂卵石、大塊石的土層及巖層,也能用于其他土層。成孔深度一般不宜大于50m。(3)沖抓鉆進(jìn)成孔由帶離合器的卷?yè)P(yáng)機(jī)操縱,用有沖擊和抓土作用的抓土瓣,通過(guò)鉆架,由帶離合器的卷物機(jī)操縱,靠沖錐自重沖下使抓土瓣錐尖張開插人土層,然后由卷?yè)P(yáng)機(jī)提升錐頭收攏抓土瓣將土抓出棄土后繼續(xù)沖抓鉆進(jìn)而成孔。沖抓成孔適用于較松或緊密粘性土、砂性土及夾有碎卵石的砂礫土層,成孔深度一般小于30m。鉆錐常采用四瓣或六瓣沖抓錐,其構(gòu)造如圖,當(dāng)收緊外套鋼絲繩松內(nèi)套鋼絲繩時(shí),內(nèi)套在自重作用下相對(duì)外套下墜,便使錐瓣張開插人土中。

2.鉆孔注意事項(xiàng)在鉆孔過(guò)程中應(yīng)防止坍孔、孔形扭歪或孔斜,鉆孔漏水、鉆桿折斷,甚至把鉆頭埋住或掉進(jìn)孔內(nèi)等事故,因此鉆孔時(shí)應(yīng)注意下列各點(diǎn):(1)鉆孔過(guò)程中,始終要保持孔內(nèi)外既定的水位差和泥漿濃度,以起到護(hù)壁固壁作用,防止坍孔。鉆孔注意事項(xiàng)若發(fā)現(xiàn)有漏水(漏漿)現(xiàn)象,應(yīng)找原因及時(shí)處理。如為護(hù)筒本身漏水或因護(hù)筒埋置太淺而發(fā)生漏水,應(yīng)堵塞漏洞或用粘土在護(hù)壁周圍夯實(shí)加固,或重埋護(hù)筒;若因孔壁土質(zhì)松散,泥漿加固孔壁作用較差,應(yīng)在孔內(nèi)重新回填粘土,待沉淀后再鉆進(jìn),以加強(qiáng)泥漿護(hù)壁。鉆孔注意事項(xiàng)(2)在鉆孔過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)土質(zhì)等情況控制鉆進(jìn)速度、調(diào)整泥漿稠度,以防止坍孔及鉆孔偏斜、卡鉆和旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)負(fù)荷超載等情況發(fā)生。(3)鉆孔宜一氣呵成,不宜中途停鉆以避免坍孔,若坍孔嚴(yán)重應(yīng)回填重鉆。(4)鉆孔過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁位、成孔情況的檢查工作。終孔時(shí)應(yīng)對(duì)樁位、孔徑、形狀、深度、傾斜度及孔底土質(zhì)等情況進(jìn)行檢驗(yàn),合格后立即清孔、吊放鋼筋籠,灌注混凝土。

(三)清孔及吊裝鋼筋籠骨架清孔目的:是除去孔底沉淀的鉆渣和泥漿,以保證灌注的鋼筋混凝土質(zhì)量,保證樁的承載力。1.抽漿清孔1.抽漿清孔方法:用空氣吸泥機(jī)吸出含鉆渣的泥漿而達(dá)到清孔。由風(fēng)管將壓縮空氣輸進(jìn)排泥管,使泥漿形成密度較小的泥漿空氣混合物,在水柱壓力下沿排泥管向外排出泥漿和孔底沉渣,同時(shí)用水泵向孔內(nèi)注水,保持水位不變直至噴出清水或沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止,適用:孔壁不易坍塌的各種鉆孔方法的柱樁和摩擦樁。如圖用掏渣筒或大鍋錐掏清孔內(nèi)粗粒鉆渣,適用于沖抓、沖擊、簡(jiǎn)便旋轉(zhuǎn)成孔的摩擦樁。2.換漿清孔正、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)可在鉆孔完成后(提起10-20cm)不停鉆、不進(jìn)尺,繼續(xù)循環(huán)換漿清渣(約需要4-8小時(shí))直至達(dá)到清理泥漿的要求,適用于各類土層的摩擦樁。鋼筋應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)先焊成鋼筋骨架(約6m),整體或分段就位吊人鉆孔。鋼筋骨架達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后,即將骨架牢固定位于孔口,立即灌注混凝土。2.2.2.3清孔驗(yàn)孔是用探測(cè)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。泥漿護(hù)壁成孔清孔時(shí),對(duì)于土質(zhì)較好不易坍塌的樁孔,可用空氣吸泥機(jī)清孔,氣壓為0.5MPa,使管內(nèi)形成強(qiáng)大高壓氣流向上涌,同時(shí)不斷地補(bǔ)足清水,被攪動(dòng)的泥渣隨氣流上涌從噴口排出,直至噴出清水為止。

對(duì)于穩(wěn)定性較差的孔壁應(yīng)采用泥漿循環(huán)法清孔或抽筒排渣,清孔后的泥漿相對(duì)密度應(yīng)控制在1.15~1.25。

成孔質(zhì)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(biāo)高至少要比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.5m。

(2)灌注樁成孔深度的控制要求錘擊套管成孔,樁尖位于堅(jiān)硬、硬塑粘性土、碎石土、中密以上的砂土、風(fēng)化巖土層時(shí),應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的貫入度;樁尖位于其他軟土層時(shí),樁尖應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高。泥漿護(hù)壁成孔、應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的深度。灌注樁的沉渣厚度:當(dāng)以摩擦力為主時(shí),不得大于150mm;當(dāng)以端承力為主時(shí)不得大于50mm。

表2.6灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差

序號(hào)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)1~3根、單排樁基垂直中心線方向和群樁基礎(chǔ)的邊樁

條形樁基沿中心線方向和群樁基礎(chǔ)的中間樁

1泥漿護(hù)壁灌注樁

D≤1000mm±50<1D/6,且不大于100D/4,且不大于150D>1000mm±50100+0.01H150+0.01H2套管成孔灌注樁

D≤500mm-20<170150D>500mm1001503人工挖孔樁

混凝土護(hù)壁

+50<0.550150鋼套管護(hù)壁

+50<1100200測(cè)繩和測(cè)深錘直接測(cè)定

3.在混凝土澆注過(guò)程中,為了隨時(shí)掌握鉆孔內(nèi)混凝土頂面的實(shí)際高度,可用測(cè)繩和測(cè)深錘直接測(cè)定。測(cè)深錘一般用錐形錘,錘底直徑15cm左右,高20cm,質(zhì)量為5kg,外殼可用鋼板焊制,內(nèi)裝鐵砂配重后密封,如圖3-26所示。為保證灌注樁成樁后的質(zhì)量,現(xiàn)在可用超聲波法等進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。鋼筋骨架鋼筋骨架吊放前應(yīng)檢查孔底深度是否符合設(shè)計(jì)要求;孔壁有無(wú)妨礙骨架吊放和正確就位的情況。鋼筋骨架吊裝可利用鉆架或另立扒桿進(jìn)行吊放時(shí)應(yīng)避免骨架碰撞孔壁,并保證骨架外混凝土保護(hù)層厚度,應(yīng)隨時(shí)校正骨架位置。

鋼筋籠主筋的保護(hù)層允許偏差:水下灌注混凝土樁為±20mm;非水下灌注混凝土樁為±10mm。

鋼筋籠制作、運(yùn)輸、安裝過(guò)程中,應(yīng)采取措施防止變形,并應(yīng)有保護(hù)層墊塊(或墊管、墊板)。吊放入孔時(shí),應(yīng)避免碰撞孔壁。灌注混凝土?xí)r,應(yīng)采取措施固定鋼筋籠的位置。

表2.7混凝土灌注樁鋼筋籠質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法主控項(xiàng)目1主筋間距±10用鋼尺量2長(zhǎng)度±100用鋼尺量一般項(xiàng)目1鋼筋材質(zhì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)要求抽樣送檢2箍筋間距±20用鋼尺量3直徑±2用鋼尺量

(四)灌注水下混凝土目前我國(guó)多采用直升導(dǎo)管法灌注水下混凝土。

1.灌注方法及有關(guān)器具導(dǎo)管法的施工過(guò)程如圖所示。將導(dǎo)管居中插人到離孔底0.30一0.40m(不能插人孔底沉積的泥漿中),導(dǎo)管上口接漏斗,在接口處設(shè)隔水栓,以隔絕混凝土與導(dǎo)管內(nèi)水的接觸。在漏斗中貯備足夠數(shù)量的混凝土后,放開隔水栓,貯備的混凝土連同隔水栓向孔底猛落,這時(shí)孔內(nèi)水位驟漲外溢,說(shuō)明混凝土已灌人孔內(nèi)。若落下有足夠數(shù)量的混凝土則將導(dǎo)管內(nèi)水全部壓出,并使導(dǎo)管下口埋人孔內(nèi)混凝土內(nèi)1--1.5m深,保證鉆孔內(nèi)的水不可能重新流人導(dǎo)管。圖3-24灌注水下混凝土2.對(duì)混凝土材料的要求A:為了保證水下灌注混凝土的質(zhì)量,混凝土的配合比按設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土標(biāo)號(hào)提高20%進(jìn)行設(shè)計(jì);B:混凝土應(yīng)有必要的流動(dòng)性,以坍落度表示,宜在180-220mm范圍內(nèi);C:每立方米混凝土用量不少于350kg,水灰比宜用0.5一0.6,并可適當(dāng)提高含砂率(宜采用40%一50%)使混凝土有較好的和易性;D:為防卡管,石料適宜粒徑為5--30mm,最大粒徑不應(yīng)超過(guò)40mm。隨著混凝土不斷通過(guò)漏斗、導(dǎo)管灌人鉆孔,鉆孔內(nèi)初期灌注的混凝土及其上面的水或泥漿不斷被頂托升高,相應(yīng)地不斷提升導(dǎo)管和拆除導(dǎo)管這時(shí)應(yīng)保持導(dǎo)管的埋人深度為2一4m,最大不宜大于4m,拆除導(dǎo)管時(shí)間不超過(guò)5min,直至鉆孔灌注混凝土完畢。導(dǎo)管是內(nèi)徑0.20---0.40m的鋼管,壁厚3---4mm,每節(jié)長(zhǎng)度為1--2m,最下面一節(jié)導(dǎo)管應(yīng)較長(zhǎng),一般為3--4m。導(dǎo)管兩端用法蘭盤及螺栓連接,并墊橡皮圈以保證接頭不漏水,如圖3-25,導(dǎo)管內(nèi)壁應(yīng)光滑,內(nèi)徑大小一致,連接牢固,在壓力下不漏水隔水栓隔水栓過(guò)去常用直徑較導(dǎo)管內(nèi)徑小20一30mm的木球、混凝土球、砂袋等,以粗鐵絲懸掛在導(dǎo)管上口或近水面處,木球隔水栓如圖3-25所示。要求能在管內(nèi)滑動(dòng)自如不至卡管,現(xiàn)在也有在漏斗與導(dǎo)管接頭處設(shè)置活門或鐵抽飯等。首批灌注樁的混凝土數(shù)量計(jì)算為了首批灌注樁的混凝土數(shù)量能保證將導(dǎo)管內(nèi)水全部壓出并滿足導(dǎo)管初次埋人深度的需要,應(yīng)計(jì)算漏斗應(yīng)有的最小容量從而確定漏斗的尺寸大小。漏斗和貯料槽最小容量(m3)漏斗頂端應(yīng)比樁頂(樁頂在水面以下時(shí)應(yīng)比水面)高出至少3m,以保證灌注混凝土最后階段時(shí),管內(nèi)混凝土重能滿足頂托管外混凝土及其上水壓或泥漿重量的需要。式中:H—導(dǎo)管初次埋深加開始時(shí)導(dǎo)管底離孔底的間距(m);h:孔內(nèi)混凝土高度達(dá)h時(shí),導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱為與導(dǎo)管外水壓平衡所需要高度(m)4、灌注水下混凝土注意事項(xiàng)灌注水下混凝土是鉆孔灌注樁施工最后一道帶有關(guān)鍵性的工序,其施工質(zhì)量將嚴(yán)重影響樁的質(zhì)量,施工中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

(1)混凝土拌和必須均勻,盡可能縮短運(yùn)輸距離和減小顛簸,防止混凝土離析而發(fā)生卡管事故;(2)灌注混凝土必須連續(xù)作業(yè),一氣呵成,避免任何原因的中斷灌注,因此混凝土的攪拌和運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)滿足連續(xù)作業(yè)的要求,孔內(nèi)混凝土上升到接近鋼筋籠架底處時(shí)應(yīng)防止鋼筋籠架被混凝土頂起;灌注水下混凝土注意事項(xiàng)(3)在灌注過(guò)程中,要隨時(shí)測(cè)量和記錄孔內(nèi)混凝土灌注標(biāo)高和導(dǎo)管入孔長(zhǎng)度,以控制和保證導(dǎo)管埋人孔內(nèi)混凝土有適當(dāng)?shù)纳疃?,防止?dǎo)管提升過(guò)猛管底提離混凝土面或埋人過(guò)淺,而使導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)水造成斷樁夾泥;也要防止導(dǎo)管埋人過(guò)深,而造成導(dǎo)管內(nèi)混凝土壓不出或?qū)Ч鼙换炷谅褡《荒芴嵘?,?dǎo)致中止?jié)补喽鴶鄻?(4)灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)值預(yù)加一定的高度,此范圍內(nèi)的浮漿和混凝土應(yīng)鑿除,以確保樁頂混凝土的質(zhì)量,預(yù)加高度一般為0.5m,深樁應(yīng)酌情增加。樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求后,按規(guī)定檢查后方可灌注系梁、蓋梁或承臺(tái)。2.2.5.3混凝土攪拌與灌注(1)

混凝土攪拌主要檢查材料質(zhì)量與配比計(jì)量、混凝土坍落度;灌注混凝土應(yīng)檢查防止混凝土離析的措施、澆筑厚度及振搗密實(shí)情況。(2)灌注樁各工序應(yīng)連續(xù)施工。鋼筋籠放入泥漿后,4h內(nèi)必須灌注混凝土。(3)灌注后,樁頂應(yīng)高出設(shè)計(jì)標(biāo)高0.50m。灌注樁的實(shí)際澆筑混凝土量不得小于計(jì)算體積。(4)澆筑混凝土?xí)r,同一配比的試塊,每班不得少于1組;泥漿護(hù)壁成孔的灌注樁,每根不得少于1組。(5)混凝土灌注樁的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2.7、表2.8的規(guī)定。

表2.8混凝土灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1樁位見表2.6基坑開挖前量護(hù)筒、開挖后量樁中心2孔深Mm+300只深不淺,用重錘測(cè),或測(cè)鉆桿、套管長(zhǎng)度,嵌巖樁應(yīng)確保進(jìn)入設(shè)計(jì)要求的嵌巖深度3樁體質(zhì)量檢驗(yàn)按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范。按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范4混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求試件報(bào)告或鉆芯取樣送檢5承載力按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范一般項(xiàng)目1垂直度見表2.6測(cè)套管或鉆桿,或用超聲波探測(cè),干施工時(shí)吊垂球2樁徑見表2.6井徑儀或超聲波檢測(cè),干施工時(shí)用鋼尺量,人工挖孔樁不包括內(nèi)襯厚度項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數(shù)值一般項(xiàng)目3泥漿面標(biāo)高(高于地下水位)M0.5~1.0目測(cè)4沉渣厚度:端承樁摩擦樁mmmm≤50≤150用沉渣儀或重錘測(cè)量5混凝土坍落度:水下灌注干施工mmmm160~22070~100坍落度儀6鋼筋籠安裝深度mm±100用鋼尺量7混凝土充盈系數(shù)>1檢查每根樁的實(shí)際灌注量8樁頂標(biāo)高mm+30-50水準(zhǔn)儀,需扣除樁頂浮漿層及劣質(zhì)樁體二、挖孔灌注樁的施工適用:無(wú)水或少水的較密實(shí)的各類土層中,樁的直徑(或邊長(zhǎng))不宜小于1.4m,孔深一般不宜超過(guò)20m。施工:在保證安全的前提下不間斷地快速進(jìn)行。每一樁孔開挖、提升出土、排水、支撐、立模板、吊裝鋼筋骨架、灌注混凝土等作業(yè)都應(yīng)事先準(zhǔn)備好,緊密配合。2.2.4人工挖孔大直徑灌注樁大直徑灌注樁是采用人工挖掘方法成孔,放置鋼筋籠,澆筑混凝土而成的樁基礎(chǔ),也稱墩基礎(chǔ)。它由承臺(tái)、樁身和擴(kuò)大頭組成(圖2.21),穿過(guò)深厚的軟弱土層而直接坐落在堅(jiān)硬的巖石層上。優(yōu)點(diǎn)是樁身直徑大,承載能力高;施工時(shí)可在孔內(nèi)直接檢查成孔質(zhì)量,觀察地質(zhì)土質(zhì)變化情況;樁孔深度由地基土層實(shí)際情況控制,樁底清孔除渣徹底、干凈,易保證混凝土澆筑質(zhì)量。大直徑擴(kuò)底樁護(hù)壁構(gòu)造示意(一)開挖樁孔

1、一般采用人工開挖,開挖之前應(yīng)清除現(xiàn)場(chǎng)四周及山坡上懸石、浮土等,排除一切不安全的因素,做好孔口四周臨時(shí)圍護(hù)和排水設(shè)備。2、孔口應(yīng)采取措施防止土石掉人孔內(nèi),并安排好排土提升設(shè)備(卷?yè)P(yáng)機(jī)或木絞車等),布置好棄土通道,必要時(shí)孔口應(yīng)搭雨棚。開挖樁孔

3、挖孔過(guò)程中要隨時(shí)檢查樁孔尺寸和平面位置,防止誤差。注意施工安全,下孔人員必須配帶安全帽和安全繩,提取土渣的機(jī)具必須經(jīng)常檢查。4、孔深超過(guò)10m時(shí),應(yīng)經(jīng)常檢查孔內(nèi)二氧化碳濃度,如超過(guò)0.3%應(yīng)增加通風(fēng)措施。5、孔內(nèi)如用爆破施工,采用淺眼爆破法,且在炮眼附近要加強(qiáng)支護(hù),以防止震坍孔壁。6、樁孔較深時(shí),應(yīng)采用電引爆,爆破后應(yīng)通風(fēng)排煙,經(jīng)檢查孔內(nèi)無(wú)毒后施工人員方可下孔繼續(xù)開挖。(二)護(hù)壁和支撐挖孔樁開挖過(guò)程中,開挖和護(hù)壁兩個(gè)工序,必須連續(xù)作業(yè),以確??妆诓惶?。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)、水文條件、材料來(lái)源等情況因地制宜選擇支撐及護(hù)壁方法。選擇支撐及護(hù)壁方法。樁孔較深,土質(zhì)較差,出水量較大或遇流砂等情況時(shí),宜采用就地灌注混凝土護(hù)壁,如圖3-27a),每下挖1-2m灌注一次,隨挖隨支。護(hù)壁厚度一般采用0.15-0.20m,混凝土為C15-C20,必要時(shí)可配置少量的鋼筋,也可采用下沉預(yù)制鋼筋混凝土圓管護(hù)壁。如土質(zhì)較松散而滲水量不大時(shí),可考慮用木料作框架式支撐或在木框架后面鋪架木板作支撐,如圖3-27b)。木框架或木框架與木板間應(yīng)用扒釘釘牢,木板后面也應(yīng)與土面塞緊。人工挖掘成孔護(hù)壁方法施工

(1)現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁法施工

即分段開挖、分段澆筑混凝土護(hù)壁,既能防止孔壁坍塌,又能起到防水作用。樁孔采取分段開挖,每段高度取決于土壁直立狀態(tài)的能力,一般0.5~1.0m為一施工段,開挖井孔直徑為設(shè)計(jì)樁徑加混凝土護(hù)壁厚度。護(hù)壁施工段,即支設(shè)護(hù)壁內(nèi)模板(工具式活動(dòng)鋼模板)后澆筑混凝土,其強(qiáng)度一般不低于C15,護(hù)壁混凝土要振搗密實(shí);當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到1MPa(常溫下約24h)可拆除模板,進(jìn)入下一施工段。如此循環(huán),直至挖到設(shè)計(jì)要求的深度。

(2)沉井護(hù)壁法施工當(dāng)樁徑較大,挖掘深度大,地質(zhì)復(fù)雜,土質(zhì)差(松軟弱土層),且地下水位高時(shí),應(yīng)采用沉井護(hù)壁法挖孔施工。沉井護(hù)壁施工是先在樁位上制作鋼筋混凝土井筒,井筒下?lián)v制鋼筋混凝土刃腳,然后在筒內(nèi)挖土掏空,井筒靠其自重或附加荷載來(lái)克服筒壁與土體之間的摩擦阻力,邊挖邊沉,使其垂直地下沉到設(shè)計(jì)要求深度。施工中應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題

樁孔中心線平面位置偏差不宜超過(guò)50mm,樁的垂直度偏差不得超過(guò)0.5%,樁徑不得小于樁設(shè)計(jì)直徑。挖掘成孔區(qū)內(nèi),不得堆放余土和建筑材料,并防止局部集中荷載和機(jī)械振動(dòng)。樁基礎(chǔ)一定要坐落在設(shè)計(jì)要求的持力層上,樁孔的挖掘深度應(yīng)由設(shè)計(jì)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地基土層的實(shí)際情況決定。人工挖掘成孔應(yīng)連續(xù)施工,成孔驗(yàn)收后立即進(jìn)行混凝土澆筑。認(rèn)真清除孔底浮渣余土,排凈積水,澆筑過(guò)程中防止地下水流入。人工挖掘成孔過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程施工。

井面應(yīng)設(shè)置安全防護(hù)欄,當(dāng)樁孔凈距小于2倍樁徑且小于2.5m時(shí),應(yīng)間隔挖孔施工。

(三)排水孔內(nèi)如滲水量不大,可采用人工排水(手搖木絞車或小卷?yè)P(yáng)機(jī)配合提升);滲水量較大,可用高揚(yáng)程抽水機(jī)或?qū)⒊樗畽C(jī)吊人孔內(nèi)抽水。若同一墩臺(tái)有幾個(gè)樁孔同時(shí)施工,可以安排一孔超前開挖,使地下水集中在一孔排除。(四)吊裝鋼筋骨架及灌注樁身混凝土

1、孔挖到設(shè)計(jì)深度后,應(yīng)檢查和處理孔底、孔壁。

2、清除孔壁及孔底浮土,孔底必須平整,符合設(shè)計(jì)條件及尺寸,以保證樁身混凝土與孔壁及孔底密貼,受力均勻。

3、吊裝鋼筋骨架及灌注水下混凝土的有關(guān)方法及注意事項(xiàng)與鉆孔灌注樁基本相同。

4、挖孔樁在挖孔過(guò)深(超過(guò)15一20m),或孔壁土質(zhì)易于坍塌,或滲水量較大的情況下,應(yīng)慎重考慮,避免不安全事故發(fā)生。二、墩基礎(chǔ)(即大直徑擴(kuò)底灌注樁)

直徑>0.8m。(樁徑2.5m、底徑5m、承千噸)方法:1)人挖人擴(kuò)樁;

2)機(jī)鉆人擴(kuò)樁,干法;

3)機(jī)鉆機(jī)擴(kuò)樁,濕法。要求:防塌壁;須降水、通風(fēng)、通訊、照明。設(shè)備:1)風(fēng)鎬、八字護(hù)壁;2)鉆擴(kuò)機(jī)。施工工藝:護(hù)壁挖孔→擴(kuò)底→放入鋼筋籠→澆筑混凝土墩身施工示意圖預(yù)制樁沉樁方法:錘擊法:以樁錘的沖擊力將樁打入軟土。振動(dòng)法:以振動(dòng)樁機(jī)帶樁振動(dòng),減少土與樁間摩阻,沉拔快,適砂土。水沖法:高壓射水(樁側(cè)或樁內(nèi))沖孔下沉,留1~2m打入或振入。適堅(jiān)硬土、砂石層。鉆孔錘擊法:鉆孔(留1~2m)、注漿護(hù)壁、提鉆、插樁、錘擊。用于堅(jiān)硬土層。靜力壓樁法:80~120t壓樁機(jī),適軟弱土層?;顒?dòng)壓梁油壓表樁帽上段樁上段樁錨筋下段樁加壓重物底盤軌道導(dǎo)籠口操作平臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)加壓鋼絲繩滑輪組樁架導(dǎo)向籠靜力壓樁機(jī)構(gòu)造原理圖全液壓式靜力壓樁機(jī)壓樁示意圖1-1三、預(yù)制沉樁的施工

(一)樁的預(yù)制鋼筋混凝土預(yù)制樁分實(shí)心樁和空心管樁兩種。鋼筋混凝土空心管樁制作工藝較復(fù)雜,一般采用離心成型法在預(yù)制廠制造。實(shí)心樁可在預(yù)制廠制造,但當(dāng)工地附近沒(méi)有預(yù)制廠時(shí),從遠(yuǎn)處工廠將樁運(yùn)往工地往往不經(jīng)濟(jì),宜在工地選擇合適的場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)制。表2.1預(yù)制樁鋼筋骨架質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法主控項(xiàng)目1主筋距樁頂距離±5用鋼尺量2多節(jié)樁錨固鋼筋位置±5用鋼尺量3多節(jié)樁預(yù)埋鐵件±3用鋼尺量4主筋保護(hù)層厚度±5用鋼尺量一般項(xiàng)目1主筋間距±5用鋼尺量2樁尖中心線10用鋼尺量3箍筋間距±20用鋼尺量4樁頂鋼筋網(wǎng)片±10用鋼尺量5多節(jié)樁錨固鋼筋長(zhǎng)度±10用鋼尺量混凝土制作宜用機(jī)械攪拌、機(jī)械振搗;澆筑混凝土過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格保證鋼筋位置正確,樁尖應(yīng)對(duì)準(zhǔn)縱軸線,縱向鋼筋頂部保護(hù)層不宜過(guò)厚,鋼筋網(wǎng)片的距離應(yīng)正確,以防錘擊時(shí)樁頂破壞及樁身混凝土剝落破壞。澆筑完畢后,立即加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),防止由于混凝土收縮產(chǎn)生裂縫,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d。鋼筋混凝土預(yù)制樁質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合表2.2規(guī)定。

項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數(shù)值主控項(xiàng)目1樁體質(zhì)量檢驗(yàn)按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范2樁位偏差見本表用鋼尺量3承載力按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范按基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范一般項(xiàng)目1砂、石、水泥、鋼材等原材料(現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí))符合設(shè)計(jì)要求查出廠質(zhì)保文件或抽樣送檢2混凝土配合比及強(qiáng)度(現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制時(shí))符合設(shè)計(jì)要求檢查稱量及查試塊記錄3成品樁外形表面平整、顏色均勻、掉角深度<10mm,蜂窩面積小于總面積0.5%直觀表2.2鋼筋混凝土預(yù)制樁的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

項(xiàng)序檢查項(xiàng)目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數(shù)值一般項(xiàng)目4成品樁裂縫(收縮裂縫或起吊、裝、堆放引起的裂縫)深度<20mm,寬度<0.25mm,橫向裂縫不超過(guò)邊長(zhǎng)的一半

裂縫測(cè)定儀,該基在地下水有侵蝕地區(qū)及錘擊數(shù)超過(guò)500擊的長(zhǎng)樁不適用

5成品樁尺寸:橫截面邊長(zhǎng)樁頂對(duì)角線差樁尖中心線樁身彎曲矢高樁頂平整度

mmmmmmmm±5<10<10<L/1000<2用鋼尺量

用鋼尺量

用鋼尺量,L為樁長(zhǎng)用鋼尺量

用鋼尺量

6電焊接樁:焊縫質(zhì)量電焊結(jié)束后停歇時(shí)間上下節(jié)點(diǎn)平面偏差節(jié)點(diǎn)彎曲矢高

minmm>1.0<10<L/1000秒表測(cè)定用鋼尺量用鋼尺量7硫磺膠泥接樁:膠泥澆筑時(shí)間澆筑后停歇時(shí)間

minmin<2>7秒表測(cè)定秒表測(cè)定8樁頂標(biāo)高

mm±50水準(zhǔn)儀9停錘標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計(jì)要求現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)或查沉樁記錄選擇合適的場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)制,要注意①場(chǎng)地布置要緊湊,盡量靠近打樁地點(diǎn),但地勢(shì)要考慮到防止被洪水所淹;②地基要平整密實(shí),并應(yīng)鋪設(shè)混凝土地坪或?qū)TO(shè)樁臺(tái);③制樁材料的進(jìn)場(chǎng)路線與成樁運(yùn)往打樁地點(diǎn)的路線,不應(yīng)互受干擾。預(yù)制樁的混凝土必須連續(xù)一次澆制完成,宜用機(jī)械攪拌和振搗,以確保樁的質(zhì)量。樁上應(yīng)標(biāo)明編號(hào),制作日期,并填寫制樁記錄。樁的混凝土強(qiáng)度必須大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí),方可吊運(yùn);達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)時(shí)方可使用。

鋼筋混凝土打入樁的施工一、預(yù)制樁的制作、運(yùn)輸和堆放1.制作――應(yīng)由工廠加工,保證質(zhì)量要點(diǎn):疊制≯4層,上下隔離,下層30%再上層;鋼筋接長(zhǎng)用對(duì)焊,接頭錯(cuò)開;混凝土由頂至尖連續(xù)澆筑,注意養(yǎng)護(hù)與保護(hù);預(yù)應(yīng)力管樁離心成型,直徑400~500,壁厚80~100,節(jié)長(zhǎng)8~10m,C60。2、運(yùn)輸

--防止損壞(1)混凝土強(qiáng)度:

起吊移位――≮70%設(shè)計(jì)強(qiáng)度

運(yùn)輸、起吊就位――≮100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度一點(diǎn)吊――距頂0.31L(L=5~10m),

距頂0.29L(L=11~16m);

兩點(diǎn)吊――距頂、距尖0.207L;(3)吊、運(yùn)平穩(wěn),避免損壞。+M-M(2)合理吊點(diǎn):(正負(fù)彎矩值相等則均?。?.堆放高度不超過(guò)四層;地面堅(jiān)實(shí)、平整,墊長(zhǎng)枕木;支承點(diǎn)在吊點(diǎn)位置,墊木上下對(duì)齊。(二)樁的吊運(yùn)預(yù)制的鋼筋混凝土樁由預(yù)制場(chǎng)地吊運(yùn)到樁架內(nèi),在起吊、運(yùn)輸、堆放時(shí),都應(yīng)該按照設(shè)計(jì)計(jì)算的吊點(diǎn)位置起吊(一般吊點(diǎn)應(yīng)在樁內(nèi)預(yù)埋直徑20一25mm的鋼筋吊環(huán),或以油漆在樁身標(biāo)明),否則樁身受力情況與計(jì)算不符,可能引起樁身混凝土開裂。預(yù)制鋼筋混凝土樁主筋是沿樁長(zhǎng)按設(shè)計(jì)內(nèi)力配置的,吊運(yùn)時(shí)吊點(diǎn)位置,常根據(jù)吊點(diǎn)處由樁重產(chǎn)生的負(fù)彎矩與吊點(diǎn)間由樁重產(chǎn)生的正彎矩相等原則確定,這樣較為經(jīng)濟(jì)。圖3-28吊點(diǎn)布置(三)預(yù)制樁的施工方法

1.打人法

打人法是靠樁錘的沖擊能量將樁打人土中,因此樁徑不能太大(在一般土質(zhì)中樁徑不大于0.6m),樁的人土深度也不宜太深(在一般土質(zhì)中不超過(guò)40m),否則打樁設(shè)備要求較高,而打樁效率很差。打人樁所用的基樁主要為預(yù)制的鋼筋混凝土樁或預(yù)應(yīng)力混凝土樁。打人樁常用的設(shè)備是樁錘和樁架。此外,還有射水裝置、樁帽和送樁等輔助設(shè)備。1)樁錘常用的樁錘有墜錘、單動(dòng)汽錘、雙動(dòng)汽錘、柴油錘及液壓汽墊錘等兒種。錘擊法是一種較為優(yōu)越的施工方法,但因噪音高故在市區(qū)內(nèi)難以采用,防音罩是為了防止噪音,用它將整個(gè)柴油錘包裹起來(lái),可達(dá)到防止噪音擴(kuò)散和油煙發(fā)散的目的。打人樁施工時(shí),應(yīng)適當(dāng)選擇樁錘重量,樁錘過(guò)輕樁難以打下,效率太低,還可能將樁頭打壞,所以一般認(rèn)為應(yīng)重錘輕打,但樁錘過(guò)重,則各機(jī)具、動(dòng)力設(shè)備都需加大,不經(jīng)濟(jì)。錘重與樁重比值二、打樁設(shè)備:1、樁錘——落錘:構(gòu)簡(jiǎn)、使便、錘高可調(diào);效率低,樁損大。錘重0.5~1.5t,動(dòng)力卷?yè)P(yáng)機(jī)、人。柴油錘:(導(dǎo)桿式、筒式)

構(gòu)簡(jiǎn)、使便、自供能源、適于中型樁;錘重0.12~6.0t;不適過(guò)軟過(guò)硬土、噪音大、污染,40~80次/分。蒸汽錘:?jiǎn)蝿?dòng)-升耗能、自重降,力大慢1.5~15t,25~30次/分;雙動(dòng)式-雙向耗能,效率高,0.6~6t;100~200次/分;可打可拔。液壓錘:無(wú)噪、無(wú)污、頻率高,復(fù)雜、價(jià)高。油氣二壓施力長(zhǎng),貫入度大。

單動(dòng)汽錘工作原理圖雙動(dòng)汽錘工作原理圖導(dǎo)桿式柴油錘工作原理圖筒式柴油錘工作原理圖2、樁架作用:支撐錘樁吊樁就位打樁導(dǎo)向類型(常用):多功能樁架:機(jī)動(dòng)適應(yīng)性好;大而裝拆運(yùn)麻煩。履帶式樁架:移動(dòng)方便,適用范圍廣。 步履式樁架:移動(dòng)方便,穩(wěn)定性好,適應(yīng)性強(qiáng)。履帶式樁架多功能樁架3、樁錘選擇:(宜重錘低擊)類型選擇:型號(hào)選擇:

1)依單樁設(shè)計(jì)荷載計(jì)算沖擊能E;

E≥0.025P2)依E及資料初選樁錘重量;

3)驗(yàn)算適用系數(shù)K:

K=[(錘總重M+樁重C

)/E選

];

(≤5,3.5,2)

4)驗(yàn)算合宜系數(shù):M/C=1~2三、打樁施工1、準(zhǔn)備工作(1)場(chǎng)地準(zhǔn)備:清除地上、地下障礙物,平整、壓實(shí)場(chǎng)地,設(shè)置排水溝;(2)放軸線、定樁位、設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)(≮2個(gè));(3)確定打樁順序:(4)進(jìn)行打樁試驗(yàn):≮2根,檢驗(yàn)工藝、設(shè)備是否符合要求。打樁順序:1)當(dāng)樁中心距<4倍樁徑時(shí),可:①自中間向四周環(huán)繞或放射打;②由中心向兩側(cè)對(duì)稱打;③分段對(duì)稱打;2)當(dāng)樁中心距4倍樁徑時(shí),可按施工方便順序打;3)當(dāng)樁的規(guī)格不同時(shí),先大后小,先長(zhǎng)后短;4)當(dāng)樁尖設(shè)計(jì)標(biāo)高不同時(shí),先深后淺。避免

入土深度不一,導(dǎo)致不均勻沉降;難打易碎;鄰樁移位傾斜。2、打樁工藝:工藝順序:設(shè)置標(biāo)尺→樁架就位→吊樁就位→扣樁帽、落錘、脫吊鉤→低錘輕打→正式打(接樁,截樁,靜、動(dòng)載試驗(yàn),承臺(tái)施工)。要點(diǎn):采用重錘低擊,開始要輕打;注意貫入度變化,做好打樁記錄(編號(hào)、每米錘擊數(shù)、樁頂標(biāo)高、最后貫入度…);如遇異常情況(貫入度劇變;樁身突然傾斜、位移、回彈;樁身嚴(yán)重裂縫或樁頂破碎),暫停施打,與有關(guān)單位研究處理。(二)沉樁前的準(zhǔn)備工作1.清除地上、地下障礙物,對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整并做好排水工作。2.放出樁的基準(zhǔn)線并定出樁位,在不受打樁影響的適當(dāng)位置設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn),3.接通現(xiàn)場(chǎng)的水、電管線,準(zhǔn)備好施工機(jī)具;做好對(duì)樁的質(zhì)量檢驗(yàn)。4.進(jìn)行打樁試驗(yàn),以便檢驗(yàn)設(shè)備和工藝是否符合要求。5確定打樁順序打樁順序一般分為:逐排打、自邊緣向中央打、自中央向邊緣打和分段打等四種(三)打入樁的施工工藝1.樁機(jī)就位2.吊樁3.打樁4.接樁5.送樁6.截樁:3、質(zhì)量要求:1)滿足承載力要求:端承樁-控制最后貫入度為主(參考標(biāo)高)

摩擦樁-控制沉樁標(biāo)高為主(參考最后貫入度)2)偏差:

樁位偏差:排樁―偏軸≯100,順軸≯150mm;

群樁-

1/3樁徑或邊長(zhǎng);垂直偏差

1%;3)樁不受損:樁頂、樁身不打壞,樁頂下1/3樁長(zhǎng)內(nèi)無(wú)水平裂縫。打樁質(zhì)量要求和測(cè)量記錄(1)打樁質(zhì)量要求端承樁最后貫入度不大于設(shè)計(jì)規(guī)定貫入度數(shù)值時(shí),樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高可作參考;摩擦樁端標(biāo)高達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高范圍時(shí),貫入度可作參考。打(壓)入樁(預(yù)制混凝土方樁、先張法預(yù)應(yīng)力管樁、鋼樁)的樁位偏差,必須符合表2.4的規(guī)定。樁的承載力檢驗(yàn)

表2.4預(yù)制樁(鋼樁)樁位的允許偏差

項(xiàng)項(xiàng)目允許偏差(mm)1蓋有基礎(chǔ)梁的樁:

(1)垂直基礎(chǔ)梁的中心線

(2)沿基礎(chǔ)梁的中心線

100+0.01H150+0.01H2樁數(shù)為1~3根樁基中的樁

1003樁數(shù)為4~16根樁基中的樁

1/2樁徑或邊長(zhǎng)

4樁數(shù)大于16根樁基中的樁:

(1)最外邊的樁

(2)中間樁1/3樁徑或邊長(zhǎng)

1/2樁徑或邊長(zhǎng)(2)混凝土預(yù)制樁施工記錄

打樁工程是隱蔽工程,施工中應(yīng)做好每根樁的觀測(cè)和記錄,這是工程驗(yàn)收時(shí)檢驗(yàn)質(zhì)量的依據(jù)。各項(xiàng)觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)記入混凝土預(yù)制樁施工記錄,見表2.5所示。表2.5混凝土預(yù)制樁施工記錄

打樁施工常見問(wèn)題的分析在打樁施工過(guò)程中會(huì)遇見各種各樣的問(wèn)題,例如樁頂破碎,樁身斷裂,樁身位移、扭轉(zhuǎn)、傾斜,樁錘跳躍,樁身嚴(yán)重回彈等。發(fā)生這些問(wèn)題的原因有鋼筋混凝土預(yù)制樁制作質(zhì)量、沉樁操作工藝和復(fù)雜土層等三個(gè)方面的原因。工程及施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定,打樁過(guò)程中如遇到上述問(wèn)題,都應(yīng)立即暫停打樁,施工單位應(yīng)與勘察、設(shè)計(jì)單位共同研究,查明原因,提出明確的處理意見,采取相應(yīng)的技術(shù)措施后,方可繼續(xù)施工。

(1)樁頂破碎打樁時(shí),樁頂直接受到樁錘的沖擊而產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力,如果樁頂鋼筋網(wǎng)片配置不當(dāng)、混凝土保護(hù)層過(guò)厚、樁頂平面與樁的中心軸線不垂直及樁頂不平整等制作質(zhì)量問(wèn)題都會(huì)引起樁頂破碎。在沉樁工藝方面,若樁墊材料選擇不當(dāng)、厚度不足,樁錘施打偏心或施打落距過(guò)大等也會(huì)引起樁頂破碎。(2)樁身被打斷制作時(shí),樁身有較大的彎曲凸肚,局部混凝土強(qiáng)度不足,在沉樁時(shí)樁尖遇到硬土層或孤石等障礙物,增大落距,反復(fù)過(guò)度沖擊等都可能引起樁身斷裂。(3)樁身位移、扭轉(zhuǎn)或傾斜樁尖四棱錐制作偏差大,樁尖與樁中心線不重合的制作原因,樁架傾斜,樁身與樁帽、樁錘不在同一垂線上的施工操作原因以及樁尖遇孤石等都會(huì)引起樁身位移、扭轉(zhuǎn)或傾斜。(4)樁錘回躍,樁身回彈嚴(yán)重選擇樁錘較輕,能引起較大的樁錘回躍;樁尖遇到堅(jiān)硬的障礙物時(shí),樁身則嚴(yán)重回彈。

打樁過(guò)程中的注意事項(xiàng)樁機(jī)就位后,樁架應(yīng)垂直平穩(wěn),樁帽與樁頂應(yīng)鎖緊牢靠,連接成整體。打樁時(shí),應(yīng)密切觀察樁身下沉貫入度的變化情況。在正常情況下,沉樁應(yīng)連續(xù)施工,打入土的速度應(yīng)均勻,應(yīng)避免因間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng),土的固結(jié)作用而使樁難以下沉。

打樁時(shí)振動(dòng)大,對(duì)土體有擠壓作用,可能影響周圍建筑物、道路及地下管線的安全和正常使用,施工過(guò)程中要有專人巡視檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理有關(guān)問(wèn)題。

嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入打樁現(xiàn)場(chǎng);對(duì)樁機(jī)的正常運(yùn)行、樁架的穩(wěn)定經(jīng)常進(jìn)行檢查,嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行施工,確保安全。

樁頭的處理

在打完各種預(yù)制樁開挖基坑時(shí),按設(shè)計(jì)要求的樁頂標(biāo)高將樁頭多余的部分截去。截樁頭時(shí)不能破壞樁身,要保證樁身的主筋伸入承臺(tái),長(zhǎng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)樁頂標(biāo)高在設(shè)計(jì)標(biāo)高以下時(shí),在樁位上挖成喇叭口,鑿掉樁頭混凝土,剝出主筋并焊接接長(zhǎng)至設(shè)計(jì)要求長(zhǎng)度,與承臺(tái)鋼筋綁扎在一起,用樁身同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土與承臺(tái)一起澆筑接長(zhǎng)樁身。二、沉管灌注樁1.特點(diǎn):能在土質(zhì)差,地下水位很高時(shí)施工。2.施工方法:錘擊沉入鋼管法振動(dòng)沉入鋼管法3.工藝順序:

樁靴、鋼管就位→沉管→檢查管內(nèi)有無(wú)砂、水→放入鋼筋骨架→澆灌混凝土、提管。4.要點(diǎn):

防止鋼管內(nèi)進(jìn)入泥漿、水;灌滿混凝土后再隨拔管、隨灌、并輕打或振動(dòng);防止縮徑、斷樁及吊腳樁。2.2.3.1錘擊沉管灌注樁

錘擊沉管灌注樁適宜于一般粘性土、淤泥質(zhì)土和人工填土地基,其施工過(guò)程見圖2.20所示。就位沉入澆筑成型邊拔邊澆放入鋼筋籠繼續(xù)澆筑鋼筋混凝土樁尖鋼管活瓣樁尖在沉管灌注樁施工過(guò)程中,對(duì)土體有擠密作用和振動(dòng)影響,施工中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件,考慮成孔的順序。間隔一個(gè)或兩個(gè)樁位成孔;在鄰樁混凝土初凝前或終凝后成孔;一個(gè)承臺(tái)下樁數(shù)在5根以上者,中間的樁先成孔,外圍的樁后成孔。

提高樁承載力的方法錘擊沉管灌注樁:?jiǎn)未蚍ā獑未蚍?又稱一次拔管法):拔管時(shí),每提升0.5~1.0m,振動(dòng)5~10s,然后再拔管0.5~1.0m,這樣反復(fù)進(jìn)行,直至全部拔出。復(fù)打法——在同一樁孔內(nèi)連續(xù)進(jìn)行兩次單打,或根據(jù)需要進(jìn)行局部復(fù)打。施工時(shí),應(yīng)保證前后兩次沉管軸線重合,并在混凝土初凝之前進(jìn)行。單振法——灌滿混凝土后,每原位振動(dòng)5~10s,再上拔0.5~1m。復(fù)振法——同復(fù)打法;反插法——單振法拔管時(shí),每上拔0.5~1m,向下反插0.3~0.5m。錘擊沉管灌注樁施工要點(diǎn):樁尖與樁管接口處應(yīng)墊麻(或草繩)墊圈,以防地下水滲入管內(nèi)和作緩沖層。沉管時(shí)先用低錘錘擊,觀察無(wú)偏移后,才正常施打。拔管前,應(yīng)先錘擊或振動(dòng)套管,在測(cè)得混凝土確已流出套管時(shí)方可拔管。樁管內(nèi)混凝土盡量填滿,拔管時(shí)要均勻,保持連續(xù)密錘輕擊,并控制拔管速度,一般土層以不大于1m/min為宜,軟弱土層與軟硬交界處,應(yīng)控制在0.8m/min以內(nèi)為宜。

在管底未拔到樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高前,倒打或輕擊不得中斷,注意使管內(nèi)的混凝土保持略高于地面,并保持到全管拔出為止。樁的中心距在5倍樁管外徑以內(nèi)或小于2m時(shí),均應(yīng)跳打施工;中間空出的樁須待鄰樁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以后,方可施打。2.2.3.3沉管灌注樁容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及處理方法

(1)頸縮頸縮:指樁身的局部直徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。當(dāng)在淤泥和軟土層沉管時(shí),由于受擠壓的土壁產(chǎn)生空隙水壓,拔管后便擠向新灌注的混凝土,樁局部范圍受擠壓形成頸縮。

當(dāng)拔管過(guò)快或混凝土量少,或混凝土拌和物和易性差時(shí),周圍淤泥質(zhì)土趁機(jī)填充過(guò)來(lái),也會(huì)形成頸縮。處理方法:拔管時(shí)應(yīng)保持管內(nèi)混凝土面高于地面,使之具有足夠的擴(kuò)散壓力,混凝土坍落度應(yīng)控制在50~70mm。拔管時(shí)應(yīng)采用復(fù)打法,并嚴(yán)格控制拔管的速度。(2)斷樁斷樁:指樁身局部分離或斷裂,更為嚴(yán)重的是一段樁沒(méi)有混凝土。原因:樁距離太近,相鄰樁施工時(shí)混凝土還未具備足夠的強(qiáng)度,已形成的樁受擠壓而斷裂。處理方法:施工時(shí),控制中心距離不小于4倍樁徑;確定打樁順序和行車路線,減少對(duì)新灌注混凝土樁的影響。采用跳打法或等已成型的樁混凝土達(dá)到60%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,再進(jìn)行下根樁的施工。(3)吊腳樁吊腳樁是指樁底部混凝土隔空或松軟,沒(méi)有落實(shí)到孔底地基土層上的現(xiàn)象。原因:當(dāng)?shù)叵滤畨毫Υ髸r(shí),或預(yù)制樁尖被打壞,或樁靴活瓣縫隙大時(shí),水及泥漿進(jìn)入套筒鋼管內(nèi),或由于樁尖活瓣受土壓力,拔管至一定高度才張開,使得混凝土下落,造成樁腳不密實(shí),形成松軟層。處理方法:為防止活瓣不張開,開始拔管時(shí),可采用密張慢拔的方法,對(duì)樁腳底部進(jìn)行局部翻插幾次,然后再正常拔管。樁靴與套管接口處使用性能較好的墊襯材料,防止地下水及泥漿的滲入。(4)混凝土灌注過(guò)量:

如果灌樁時(shí)混凝土用量比正常情況下大1倍以上,這可能是由于孔底有洞穴,或者在飽和淤泥中施工時(shí),土體受到擾動(dòng),強(qiáng)度大大降低,在混凝土側(cè)壓力作用下,樁身擴(kuò)大而混凝土用量增大所造成的。施工前應(yīng)詳細(xì)了解現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況,對(duì)于在飽和淤泥軟土中采用沉管灌注樁時(shí),應(yīng)先打試樁。若發(fā)現(xiàn)混凝土用量過(guò)大時(shí),應(yīng)與設(shè)計(jì)單位聯(lián)系,改用其他樁型。

2.1.4靜力壓樁

靜力壓樁是利用無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)的靜壓力將樁壓入土中,常用于土質(zhì)均勻的軟土地基的沉樁施工。靜力壓樁(圖2.8)利用壓樁架的自重和配重,通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引,由鋼絲繩、滑輪和壓梁,將整個(gè)樁機(jī)的重力(800~1500kN)反壓在樁頂上,以克服樁身下沉?xí)r與土的摩擦力,迫使預(yù)制樁下沉。壓樁施工一般采取分節(jié)壓入、逐段接長(zhǎng)的施工方法。接樁的方法目前有三種:焊接法(圖2.9)、法蘭螺栓連接法、硫磺漿錨法(圖2.10)。

(一)靜力壓樁的施工工藝施工程序?yàn)椋簻y(cè)量定位→壓樁機(jī)就位→吊樁、插樁→樁身對(duì)中調(diào)直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→截樁。(二)施工注意事項(xiàng)1.壓樁施工時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意使樁保持軸心受壓,接樁時(shí)也應(yīng)保證上下接樁的軸線一致,并使接樁時(shí)間盡可能地縮短,否則,間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)由于土體固結(jié)導(dǎo)致發(fā)生壓不下去的事故。2.當(dāng)樁接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),不可過(guò)早停壓,否則,在補(bǔ)壓時(shí)也會(huì)發(fā)生壓不下去或壓入過(guò)少的現(xiàn)象。3.壓樁過(guò)程中,當(dāng)樁尖碰到夾砂層時(shí),壓樁阻力可能突然增大,可采取停車再開。忽停忽開的辦法,使樁有可能緩慢下沉穿過(guò)砂層。如果工程中有少量樁確實(shí)不能壓至設(shè)計(jì)標(biāo)高而相差不多時(shí),可以采取截樁的辦法。三、爆擴(kuò)灌注樁步驟:成孔→放炸藥→灌砂及壓爆混凝土→引爆成擴(kuò)大頭→檢查→置筋→灌筑混凝土。炸藥用量:依擴(kuò)大頭徑及土質(zhì)而定,可用計(jì)算、試驗(yàn)、查表三法。內(nèi)容:爆樁孔爆擴(kuò)

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