土木工程施工讲义第6讲_砼灌注桩施工

1、土木工程施工土木工程施工第第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 5 钢筋笼吊放钢筋笼吊放 6 桩基检测桩基检测*土木工程施工土木工程施工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养护期，养护期，不能立即不能立即 承受荷载承受荷载共共4141页页 第第1 1页页土木工程施工土木工程施工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

2、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4141页页 第第2 2页页土木工程施工土木工程施工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。孔底虚土厚度：孔底虚土厚度：磨擦力为主的桩不大于磨擦力为主的桩不大于300mm，端承，端承力为主的桩不大于力为主的桩不大于100mm；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，

3、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4141页页 第第3 3页页土木工程施工土木工程施工长长螺螺旋旋钻钻机机成成孔孔施施工工 长长螺螺旋旋钻钻机机钻钻头头长长螺螺旋旋钻钻机机成成孔孔近近景景点击动画点击动画螺旋钻成孔螺旋钻成孔1 1 干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩共共4141页页 第第4 4页页土木工程施工土木工程施工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保护孔壁、防止塌孔和排出土渣而成泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出土渣而成孔，不同土质和地下水位上下都适用。多用于含水量高的软土地孔，不同土质和地下水位上下都适用。多用于含水量高的软土地区。区。成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻等，其中以回转钻机应成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻等，其中以回转钻机应用最多。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

4、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4141页页 第第5 5页页土木工程施工土木工程施工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。步步履履式式正正反反循循环环冲冲击击钻钻机机2.1 2.1 成孔机械及工艺成孔机械及工艺点击动画点击动画正循环成孔正循环成孔共共4141页页 第第6 6页页土木工程施工土木工程施工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孔泥浆由钻杆与孔壁间的间隙流入钻孔，由砂石泵在钻杆内形成真空，

5、使钻下的由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再，沉淀后再流入泥浆池。流入泥浆池。反循环工艺的泥浆上流的速度较反循环工艺的泥浆上流的速度较高，排放土渣的能力强。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点击动画点击动画反循环成孔反循环成孔共共4141页页 第第7 7页页2.1 2.1 成孔机械及工艺成孔机械及工艺土木工程施工土木工程施工2.1.2 潜水钻机成孔潜水钻机成孔 潜水钻机是一种旋转式钻孔机械，其动力、变速机构和钻头潜水钻机是一种旋转式钻孔机械，其动力、变速机构和钻头连在一起，加以密封，因而可以下放至孔中连在一起，加以密封，因而可以下放至孔中地下水位以下地下水位以下进行切进行切削土壤成孔。用正循环工艺输入泥浆，进行护壁和将钻下的土渣削土壤成孔。用正循环工艺输入泥浆，进行护壁和将钻下的土渣排出孔外。排出孔外。KQ系列潜水工程钻孔机系列潜水工程钻孔机共共4141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土木工程施工

6、土木工程施工2.1.3 冲击钻成孔冲击钻成孔 冲击钻主要用于在岩土层中成孔，成冲击钻主要用于在岩土层中成孔，成孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以自自由下落的冲击力来破碎岩层由下落的冲击力来破碎岩层，然后用，然后用掏掏渣筒渣筒来掏取孔内的渣浆。来掏取孔内的渣浆。冲击钻成孔作业冲击钻成孔作业冲冲击击锥锥 掏掏碴碴筒筒共共4141页页 第第9 9页页2.1 2.1 成孔机械及工艺成孔机械及工艺土木工程施工土木工程施工2.2.1 泥浆的作用泥浆的作用 泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷却泥浆具有保护孔壁、防止塌孔、排出土渣及冷却与润滑钻头的作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的与润滑钻头的作用。钻进中，护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出携带土屑的泥浆；当钻孔土屑混合，边钻边排出携带土屑的泥浆；当钻孔到达规定深度后，运用泥浆循环进行孔底清渣。到达规定深度后，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是由高塑性粘土或膨润土和水拌合的混合物，也可掺入和水拌合的混合物，也可掺入加重剂、分散剂、增粘剂及堵加重

7、剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等掺合剂。泥浆一般在现漏剂等掺合剂。泥浆一般在现场制备，有些粘性土在钻进过场制备，有些粘性土在钻进过程中可形成适合护壁的浆液，程中可形成适合护壁的浆液，那么可利用其作为护壁泥浆，那么可利用其作为护壁泥浆，即即“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4141页页 第第1010页页土木工程施工土木工程施工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 粘土中可采用清水钻进、自粘土中可采用清水钻进、自造泥浆护壁；砂土中钻进那么造泥浆护壁；砂土中钻进那么应注入制备泥浆，注入泥浆密应注入制备泥浆，注入泥浆密度控制在度控制在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。钻进过程。钻进过程中，应保持护筒内泥浆水位高

8、中，应保持护筒内泥浆水位高于地下水位。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4141页页 第第1111页页土木工程施工土木工程施工 2.3.3 第一次清孔：钻孔到达设计标高后应进行清孔。以原土造浆的钻孔可用“射水法，即钻杆只转不进空转，待泥浆密度降至1.1左右；注入制备泥浆的钻孔那么应采用“换浆法清孔，至换出的泥浆密度小于1.15时方为合格。2.3.5 第二次清孔：在钢筋笼和导管安放后、水下砼浇灌前进行，在导管顶部安放泵及皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣。第二次清孔标准是：孔深到达设计要求，沉渣厚度在100mm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4141页页 第第1212页页土木工程施工土木工程施工 2.3.6 水下浇灌砼：水下浇灌砼：具体内容具体内容在第在第3章中介绍。章中介绍。1 安放导管安放导管 2 导管就位导管就位 3 料斗贮料料斗贮料 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：点：施工施工现场环境现场环境污染严重污染

9、严重共共4141页页 第第1313页页2.3 2.3 施工程序及方法施工程序及方法土木工程施工土木工程施工2.4 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。2.4.1 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4141页页 第第1414页页土木工程施工土木工程施工2.4.1 钻孔偏斜钻孔偏斜 钻

10、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钻孔偏斜孔偏斜；预防措施是钻机安装时对导架进行水平和垂直校正，发；预防措施是钻机安装时对导架进行水平和垂直校正，发现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；出现钻杆偏；出现钻杆偏斜时可提起钻头，上下斜时可提起钻头，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，应于孔中局孔中局部回填粘土至偏孔处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回转转钻钻机机的的钻钻头头共共4141页页 第第1515页页扩扩底底灌灌注注桩桩设设备备土木工程施工土木工程施工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

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