学习任务二混凝土灌注桩施工.pptx

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1、一、泥浆护壁成孔灌注桩一、泥浆护壁成孔灌注桩 泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁并排出土渣而成孔。泥浆护壁钻孔灌注桩适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎(砾)石土及风化岩层；以及地质情况复杂，夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层，冲孔灌注桩除适应上述地质情况外，还能穿透旧基础、大孤石等障碍物，但在岩溶发育地区应慎重使用。第1页/共50页泥浆护壁成孔灌注桩施工现场泥浆护壁成孔灌注桩施工现场第2页/共50页 泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺 埋设护筒 护筒是保证钻机沿着桩位垂直方向顺利钻孔的辅助工具，其保护孔口和提高桩孔内的泥浆水头，防止踏孔德作用。泥浆制备 护壁泥浆是由高塑性粘土或膨润土和水拌合

2、的混合物，还可在其中掺入其他掺合剂，如加重剂、分散剂、增粘剂及堵漏剂等。第3页/共50页钻孔灌注桩钻孔灌注桩-护筒埋设护筒埋设护筒的作用护筒的作用1 1）固定桩位，并作钻孔导向；）固定桩位，并作钻孔导向；2 2）保护孔口，防止孔内土层坍塌）保护孔口，防止孔内土层坍塌3 3）隔水，稳固孔壁。）隔水，稳固孔壁。第4页/共50页成孔方法泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法有：a、回转钻机成孔b、冲击钻成孔法 c、冲抓锥成孔法 d、潜 水电钻成孔法。第5页/共50页A A、回转钻机成孔、回转钻机成孔、回转钻机成孔、回转钻机成孔反循环回转钻机成孔工艺原理图反循环回转钻机成孔工艺原理图反循环工艺的泥浆上流的速度较高

3、，能携带较大的土渣。第6页/共50页正循环回转钻机成孔工艺原理图正循环回转钻机成孔工艺原理图由空心钻杆内部通入泥浆或高压水，从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入泥浆池。第7页/共50页B、冲击钻成孔冲击钻成孔 冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔(图2.142.14)。冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头(图2.152.15)。冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。第8页/共50页第9页/共50页第10页/共50页冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程0.4

4、0.8m范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉34m以后，冲程可以提高到1.52.0m，转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。第11页/共50页 C C、冲抓锥成孔冲抓锥成孔冲抓锥(图2.162.16)锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。适用于松软土层(砂土、

5、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。第12页/共50页第13页/共50页 安放钢筋笼 浇注水下混凝土 浇注水下混凝土不能将混凝土直接倾倒于水中。因为当混凝土直接与水接触穿过水层时，骨料和水泥很快将产生分离，骨料很快沉入水底，而水泥在较长时间内呼吁悬浮状态，当其下沉时，已凝结硬化。因此水下混凝土的浇注，必须在与周围环境水隔离的条件下进行。水下混凝土浇筑的方法很多。最常用的是导管法。导管法采用的主要机具有：导管、漏斗和储料斗、隔水塞。第14页/共50页将导管居中插入，上将导管居中插入，上接漏斗，设隔水栓；接漏斗，设隔水栓；放开隔水栓使混凝土放开隔水栓使混凝土向孔底猛落，将水挤向孔底猛落

6、，将水挤出，并使导管始终埋出，并使导管始终埋在混凝土内，此后连在混凝土内，此后连续灌注混凝土；续灌注混凝土；不断提升导管，直至不断提升导管，直至灌注完毕。灌注完毕。水下混凝土灌注水下混凝土灌注直升导管法直升导管法施工步骤施工步骤图图图图4.9 4.9 4.9 4.9 灌注水下混凝土灌注水下混凝土灌注水下混凝土灌注水下混凝土1-1-1-1-通混凝土储料槽；通混凝土储料槽；通混凝土储料槽；通混凝土储料槽；2-2-2-2-漏斗漏斗漏斗漏斗 3-3-3-3-隔水栓；隔水栓；隔水栓；隔水栓；4-4-4-4-导管导管导管导管第15页/共50页混凝土搅拌必须均匀；防止混凝土搅拌必须均匀；防止卡管卡管事故；事

7、故；必须连续作业，避免中断灌注，并防止混凝土上必须连续作业，避免中断灌注，并防止混凝土上升顶起钢筋笼；升顶起钢筋笼；随时记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，随时记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，防止导管提升过猛，形成防止导管提升过猛，形成断桩断桩；桩顶标高应比设计值愈加一定高度，以确保混凝桩顶标高应比设计值愈加一定高度，以确保混凝土质量。一般取土质量。一般取0.5m。注意事项注意事项第16页/共50页二、干作业钻孔灌注桩二、干作业钻孔灌注桩 干作业钻孔灌注桩施工过程如图2.112.11所示。干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔（动画）。螺旋钻头外径分别为400mm400mm、500mm500m

8、m、600mm600mm，钻孔深度相应为12m12m、10m10m、8m8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。第17页/共50页钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注

9、时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度505060cm60cm。第18页/共50页第19页/共50页第20页/共50页三、人工挖孔灌注桩施工机具 垂直运输工具：单轨电动葫芦配提升金属架与轨道，活底提土吊桶。排水机具：潜水泵。通风设备：鼓风机和送风管。挖掘工具：镐、锹、土筐等。此外，还有井内外照明，电铃等设备 第21页/共50页第22页/共50页人工挖孔桩人工挖孔桩第23页/共50页施工工艺 按设计图纸放线、定桩位。开挖场。支护模板 在模板顶放置操作平台。浇筑护壁混凝土。拆除模板继续下一段的施工。安放钢筋。排除孔底积水。第24页/共50页灌注桩灌注桩灌注桩灌注桩施工工艺第25页/共50页四、套管成孔

10、灌注桩1、工艺流程 套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有钢筋混凝土桩靴（又叫桩尖）或带有活瓣式桩靴（左图）的钢套管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成。若配有钢筋时，则在浇筑混凝土前先吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管时，称为锤击沉管灌注桩；利用激振器的振动沉管、拔管时，称为振动沉管灌注桩。右图为沉管灌注桩施工过程示意图。第26页/共50页 活瓣桩尖1桩管；2锁轴；3活瓣 沉管灌注桩施工过程a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土；d）放置钢筋笼、灌注混凝土；e）拔管成桩第27页/共50页2、沉管的方法 锤击灌注桩 用桩架吊起钢套管，关闭活瓣或对准预先设在桩位处的预制混凝土桩靴

11、，套入桩靴。套管与桩靴连接处要垫以麻、草绳，以防止地下水渗入管内。然后缓缓放下套管，压进土中。套管上端扣上桩帽，检查套管与桩锤是否在一垂直线上，套管偏斜不大于0.5%时，即可起锤沉套管。先用低锤轻击，观察后如无偏移，才正常施打，直至符合设计要求的贯入度或沉入标高，并检查管内有无泥浆或水进入，即可灌注混凝土。套管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。拔管要均匀，不宜拔管过高。拔管时应保持连续密锤低击不停。第28页/共50页 振动沉管 振动灌注桩采用振动锤或振动冲击锤沉管，其设备见下图。施工前，先安装好桩机，将桩管下端活瓣合起来或套入桩靴，对准桩位，徐徐放下套管，压入土中，勿使偏斜，即可开动激振器沉管

12、。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套管上加压，套管即能沉入土中。第29页/共50页 沉管灌注桩设备 1滑轮组；2振动器；3漏斗；4桩管；5吊斗；6枕木；7机架；8拉索；9架底；10卷扬机第30页/共50页第31页/共50页第32页/共50页3 3、沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法、沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法 (1)(1)颈缩v颈缩：指桩身的局部直径小于设计要求的现象。v当在淤泥和软土层沉管时，由于受挤压的土壁产生空隙水压，拔管后便挤向新灌注的混凝土，桩局部范围受挤压形成颈缩。v当拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌和物和易性差时，周围淤泥质土趁机填充过来，也会

13、形成颈缩。v处理方法：拔管时应保持管内混凝土面高于地面，使之具有足够的扩散压力，混凝土坍落度应控制在5070mm。拔管时应采用复打法，并严格控制拔管的速度。第33页/共50页(2)(2)断桩 v断桩：指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。v原因：桩距离太近，相邻桩施工时混凝土还未具备足够的强度，已形成的桩受挤压而断裂。v处理方法：施工时，控制中心距离不小于4倍桩径；确定打桩顺序和行车路线，减少对新灌注混凝土桩的影响。采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后，再进行下根桩的施工。第34页/共50页(3)(3)吊脚桩 v吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土

14、层上的现象。v原因：当地下水压力大时，或预制桩尖被打坏，或桩靴活瓣缝隙大时，水及泥浆进入套筒钢管内，或由于桩尖活瓣受土压力，拔管至一定高度才张开，使得混凝土下落，造成桩脚不密实，形成松软层。v处理方法：为防止活瓣不张开，开始拔管时，可采用密张慢拔的方法，对桩脚底部进行局部翻插几次，然后再正常拔管。桩靴与套管接口处使用性能较好的垫衬材料，防止地下水及泥浆的渗入。第35页/共50页地下连续墙的定义地下连续墙：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。学习任务四学习任务四 地下连续墙的施工地下连续墙

15、的施工第36页/共50页地下连续墙采用逐段施工方法地下连续墙采用逐段施工方法，周而复始的进行。每段分，周而复始的进行。每段分六步：六步：（1）开挖导槽，修筑导墙）开挖导槽，修筑导墙（2）在始终充满泥浆的沟槽中，利用专业挖槽机械进行挖槽）在始终充满泥浆的沟槽中，利用专业挖槽机械进行挖槽（3）两端放入接头管）两端放入接头管（4）将已制备的钢筋笼下沉到设计高度）将已制备的钢筋笼下沉到设计高度（5）插入水下灌注混凝土导管后，进行混凝土灌注）插入水下灌注混凝土导管后，进行混凝土灌注（6）待砼初凝后，拔出导管）待砼初凝后，拔出导管第37页/共50页导墙的作用导墙的作用控制地下连续墙施工精度控制地下连续墙施

16、工精度：导墙与地下墙中心相一致，：导墙与地下墙中心相一致，规定了构造的位置走向，可作为量测挖槽标高、垂直度的规定了构造的位置走向，可作为量测挖槽标高、垂直度的基准，导墙顶面又作为机架式挖土机械导向钢轨的架设定基准，导墙顶面又作为机架式挖土机械导向钢轨的架设定位。位。挡土作用挡土作用：地表土层受到底面超载的影响，容易塌陷，：地表土层受到底面超载的影响，容易塌陷，导墙起挡土的作用，每隔导墙起挡土的作用，每隔12m加设上下两道木支撑。加设上下两道木支撑。重物支撑台重物支撑台：施工期间承受钢筋笼、灌注混凝土用的导：施工期间承受钢筋笼、灌注混凝土用的导管、接头管及其他施工机械的静、动荷载。管、接头管及其

17、他施工机械的静、动荷载。维持稳定液面的作用维持稳定液面的作用：导墙内蓄泥浆，保证槽壁的稳定，：导墙内蓄泥浆，保证槽壁的稳定，要使泥浆液面始终保持高于地下水位一定的高度。一般为要使泥浆液面始终保持高于地下水位一定的高度。一般为1.252m1 1、导墙施工、导墙施工、导墙施工、导墙施工第38页/共50页导墙的形式导墙的形式一般采用现浇钢筋混凝土结构。一般采用现浇钢筋混凝土结构。也有钢制的或预制钢筋也有钢制的或预制钢筋砼的装配式结构（能重复使用）。根据工程试验，采用现砼的装配式结构（能重复使用）。根据工程试验，采用现场浇注的钢筋混凝土导墙容易做到底部与土层结合，防止场浇注的钢筋混凝土导墙容易做到底部

18、与土层结合，防止泥浆流失。泥浆流失。（a)最简单，适用于表面土壤良好和导墙上荷载较小最简单，适用于表面土壤良好和导墙上荷载较小（b)使用于表层土为杂填土、软黏土等承载力较小的土层使用于表层土为杂填土、软黏土等承载力较小的土层（c)适用于作用在导墙上荷载很大的情况，根据计算确定伸出适用于作用在导墙上荷载很大的情况，根据计算确定伸出部分的长度部分的长度第39页/共50页地下连续墙两侧导墙内表面之间的净距，比地下连续梁地下连续墙两侧导墙内表面之间的净距，比地下连续梁略厚略厚40mm左右，导墙顶面应高于地面左右，导墙顶面应高于地面100mm左右。左右。现浇钢筋混凝土导墙拆模后，应沿纵向每隔现浇钢筋混凝

19、土导墙拆模后，应沿纵向每隔1m左右设上左右设上下两道木撑。下两道木撑。第40页/共50页泥浆的作用泥浆的作用：护壁、携渣、冷却：护壁、携渣、冷却机具和切土润滑。机具和切土润滑。泥浆有一定的密度。在槽内对槽泥浆有一定的密度。在槽内对槽壁有一定的净水压力，相当于一种壁有一定的净水压力，相当于一种液体支撑液体支撑。能深入土壁形成一层透。能深入土壁形成一层透水性很低的泥皮，维护土壁的稳定水性很低的泥皮，维护土壁的稳定性。性。泥浆有较高的粘性，能将土渣悬泥浆有较高的粘性，能将土渣悬浮起来，便于排渣浮起来，便于排渣。以泥浆做冲洗时以泥浆做冲洗时，可降低钻具的，可降低钻具的温度，可减轻钻具磨损消耗温度，可减

20、轻钻具磨损消耗泥浆不仅要有良好的固壁性能，泥浆不仅要有良好的固壁性能，而且要便于灌注砼。而且要便于灌注砼。2 2 泥浆护壁泥浆护壁泥浆护壁泥浆护壁第41页/共50页槽段开挖是地下连续墙施工中的重要环节，约占工期的槽段开挖是地下连续墙施工中的重要环节，约占工期的一半，挖槽精度又决定了墙体制作的精度，是决定施工一半，挖槽精度又决定了墙体制作的精度，是决定施工进度和质量的关键。地下连续墙是分段施工。每一段称进度和质量的关键。地下连续墙是分段施工。每一段称为地下连续墙的一个槽段（一个单元），一个槽段是一为地下连续墙的一个槽段（一个单元），一个槽段是一次混凝土建筑单位。次混凝土建筑单位。槽段长度的，从理

21、论上说，槽段长度的选择，除去小于槽段长度的，从理论上说，槽段长度的选择，除去小于钻机长度的尺寸不能施工外，各种长度均可施工。影响钻机长度的尺寸不能施工外，各种长度均可施工。影响长度的因素长度的因素地下连续墙所处的地质情况地下连续墙所处的地质情况相邻情况相邻情况工地所备的起重机能力工地所备的起重机能力时间单位内供应混凝土的能力时间单位内供应混凝土的能力工地上所具备的稳定液槽容积工地上所具备的稳定液槽容积3 3 槽段开挖槽段开挖槽段开挖槽段开挖第42页/共50页成槽成槽 无粘性土、硬土和夹有孤石等较复杂地层可用无粘性土、硬土和夹有孤石等较复杂地层可用冲击式冲击式钻机钻机粘性土和粘性土和N20m时宜

22、优先考虑时宜优先考虑 采用多头钻机开槽，每段槽孔长可取采用多头钻机开槽，每段槽孔长可取68m，采用抓斗式，采用抓斗式或冲击式钻机成槽，每段长度可更大。墙体深度可达几十米。或冲击式钻机成槽，每段长度可更大。墙体深度可达几十米。第43页/共50页图图图图5.24 5.24 5.24 5.24 槽段的连接槽段的连接槽段的连接槽段的连接 槽段的连接槽段的连接 接头应满足受力和防渗要求。国内多接头应满足受力和防渗要求。国内多用接头管连接非刚性接头。在挖除单用接头管连接非刚性接头。在挖除单元槽段土体后，在一端先吊放接头管，元槽段土体后，在一端先吊放接头管，再吊入钢筋笼，浇筑砼后逐渐拔出接再吊入钢筋笼，浇筑

23、砼后逐渐拔出接头管，形成半圆形接头。头管，形成半圆形接头。第44页/共50页45受力筋为受力筋为级钢，直径不宜小于级钢，直径不宜小于16mm16mm，构造筋采用，构造筋采用级级钢，直径不宜小于钢，直径不宜小于12mm12mm，钢筋笼最好按槽段做成整体，钢筋笼最好按槽段做成整体，若需要分段制作及吊放再连接时，钢筋空拼接宜采用焊若需要分段制作及吊放再连接时，钢筋空拼接宜采用焊接，宜用梆条焊。接，宜用梆条焊。钢筋笼端部与接头管或砼接头面应留有钢筋笼端部与接头管或砼接头面应留有1520cm的间隙。的间隙。主筋保护层厚度主筋保护层厚度78cm，保护层垫块厚，保护层垫块厚5cm，垫块和墙面，垫块和墙面之间

24、留有之间留有23cm，钢垫块，钢垫块制作钢筋笼先确定导管位置，这部分空间上下连通制作钢筋笼先确定导管位置，这部分空间上下连通4 4 钢筋笼加工与吊放钢筋笼加工与吊放钢筋笼加工与吊放钢筋笼加工与吊放第45页/共50页46纵筋在内侧，横筋在外侧。纵筋稍向内弯折纵筋在内侧，横筋在外侧。纵筋稍向内弯折加工钢筋笼时，根据钢筋笼重量、尺寸及起吊方式和吊加工钢筋笼时，根据钢筋笼重量、尺寸及起吊方式和吊点布置，在钢筋笼内布置一定数量的纵向桁架。点布置，在钢筋笼内布置一定数量的纵向桁架。起吊时，顶部用一根横梁。起吊过程中钢筋笼不产生弯起吊时，顶部用一根横梁。起吊过程中钢筋笼不产生弯曲变形。为防止钢筋笼晃动，可系

25、绳索人工控制。曲变形。为防止钢筋笼晃动，可系绳索人工控制。插入钢筋笼时，使钢筋笼对准单元槽段中心，垂直准确插入钢筋笼时，使钢筋笼对准单元槽段中心，垂直准确插入槽内。插入槽内。钢筋笼插入槽内后，检查标高是否满足设计要求，然后钢筋笼插入槽内后，检查标高是否满足设计要求，然后搁置在导墙上。分段制作钢筋笼时，吊放时需接长，下搁置在导墙上。分段制作钢筋笼时，吊放时需接长，下段钢筋笼要垂直悬挂在导墙上，然后将上段钢筋笼垂直段钢筋笼要垂直悬挂在导墙上，然后将上段钢筋笼垂直起吊，上下两段钢筋笼成直线连接。起吊，上下两段钢筋笼成直线连接。第46页/共50页 吊放钢筋笼前须检测槽段，槽吊放钢筋笼前须检测槽段，槽底

26、淤泥厚应底淤泥厚应150250mm；制作、吊放钢筋笼；钢筋绑制作、吊放钢筋笼；钢筋绑扎一般可先用铅丝临时固定，扎一般可先用铅丝临时固定，再点焊焊条、拆除铅丝；再点焊焊条、拆除铅丝；第47页/共50页48清除沉渣清除沉渣具有水下浇注混凝土的特点，强度等级不低于具有水下浇注混凝土的特点，强度等级不低于C20，砼，砼的级配满足结构要求和水下砼施工要求，比如流态砼的的级配满足结构要求和水下砼施工要求，比如流态砼的坍落度在坍落度在1520cm左右，有良好的和易性和流动性左右，有良好的和易性和流动性用导管在泥浆中浇注用导管在泥浆中浇注导管数量与槽段长有关，槽段长小于导管数量与槽段长有关，槽段长小于4m，导

27、管，导管1根；大根；大于于4m，2根或根或2根以上。导管内径为粗骨料的根以上。导管内径为粗骨料的8倍左右，不倍左右，不得小于粒径的得小于粒径的4倍，导管间距，用倍，导管间距，用150mm导管，间距导管，间距2m，用，用200mm，间距，间距3m。5 5 水下混凝土浇注水下混凝土浇注水下混凝土浇注水下混凝土浇注第48页/共50页49导管下口插入砼深度应控制在导管下口插入砼深度应控制在24m，不宜过深过浅，不宜过深过浅，插入深度大，砼挤土的影响范围大，深部的砼密实、强插入深度大，砼挤土的影响范围大，深部的砼密实、强度高。容易使下部沉积过多粗骨料，面层砂浆较多。导度高。容易使下部沉积过多粗骨料，面层砂浆较多。导管浅，混凝土是推铺式推移，泥浆容易混入，影响砼强管浅，混凝土是推铺式推移，泥浆容易混入，影响砼强度。导管插入深度不宜小于度。导管插入深度不宜小于1.5m，不宜大于，不宜大于6m。当浇注。当浇注顶面砼时，可减少插入深度，减低灌注速度。顶面砼时，可减少插入深度，减低灌注速度。浇灌过程中，导管不能做横向运动，不能长时间中断，浇灌过程中，导管不能做横向运动，不能长时间中断，一般是一般是510min，保证均匀性，保证均匀性混凝土顶面需要比设计标高超浇混凝土顶面需要比设计标高超浇0.5m以上。以上。第49页/共50页感谢您的观看！第50页/共50页