泥浆护壁钻孔灌注桩施工.ppt
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1、钢筋混凝土灌注桩施工工艺课程:路桥工程施工主讲老师:刘永权一、概述二、钻孔灌注桩钻孔设备三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工四、人工挖孔灌注桩施工五、套管成孔灌注桩施工六、爆扩灌注桩施工一、一、钢筋混凝土灌注筋混凝土灌注桩施工概述施工概述直接在现场桩位上就地成孔,然后在孔内安放钢筋笼再浇筑混凝土而成的桩。1.概念概念2.主要施工主要施工过程程放线定位桩机就位成孔放入钢筋骨架浇筑混凝土3.特点特点节约钢筋、节省模板、施工方便、工期短、成本低;施工质量要求严格,出现问题不易观测4.灌注灌注桩分分类(按照成孔设备和成孔方法)套管成孔套管成孔锤击和振和振动灌注灌注桩 爆爆扩成孔成孔爆爆扩灌注灌注桩 钻孔成孔孔成
2、孔泥泥浆护壁和干作壁和干作业成孔灌注成孔灌注桩 挖孔成孔挖孔成孔人工挖孔人工挖孔桩挤土成孔土成孔取土成孔取土成孔一、一、钢筋混凝土灌注筋混凝土灌注桩施工概述施工概述5.灌注灌注桩成孔的控制深度:成孔的控制深度:(1)摩擦型桩:摩擦桩以设计桩长控制成孔深度;端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度;当采用锤击沉管法成孔时,桩管入土深度控制以标高为主,以贯入度为辅。(2)端承型桩:当采用钻(冲)、挖掘成孔时,必须保证桩孔进入设计持力层深度;当采用锤击沉管法成孔时,沉管深度控制以贯入度为主,设计持力层标高为辅。一、一、钢筋混凝土灌注筋混凝土灌注桩施工概述施工概述1.人工钻孔机2.回转钻孔机3.
3、潜水钻机4.冲击钻孔机二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备1.人工钻孔机组成机架手摇卷扬机钻杆钻头二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备卷扬机(又叫绞车)是由人力或机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备2.回转钻孔机类型:循环水式钻孔机全叶螺旋钻孔机二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备循环水式钻孔机回转钻孔机由机械动力传动,在泥浆护壁条件下,慢速钻进排渣成孔,灌注混凝土成桩。设备性能可靠,噪音振动小,钻进效率高,钻孔质量好。该机的最大钻孔直径可达2.5m,钻进深度可达50100m,适用于碎石
4、类土、砂土、粘性土、粉土、强风化岩、软质与硬质岩层等多种地质条件。二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成,用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上的砂土或人工填土土层的成孔,成孔孔径为300mm800mm,钻孔深度812m。配有多种钻头,以适应不同的土层二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备全叶螺旋钻孔机二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备以潜水电动机作动力,工作时动力装置潜在孔底,电动机通过减速器驱动57个钻头切削土壤,同时将压力水沿水管从钻头尖部射出,
5、使钻渣成泥浆排出。耗用动力小潜水钻机适用于粘性土、粘土、淤泥、淤泥质土、砂土、强风化岩、软质岩层,不宜用于碎石土层中。3、潜水钻机二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备l一泥浆管;2防水电缆3一电动机;4齿轮减速器;5密封装置;6钻头;7合金刃齿;8钻尖潜水钻机二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备4、冲击钻孔机冲击钻机通过机架、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。适用于风化岩及各种软硬土层成孔。二、二、钻孔灌注孔灌注桩钻孔孔设备泥浆护壁成孔灌注桩是利用泥浆护壁,钻孔时通过循环泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔,而后吊放钢筋笼,水下灌注混凝土而
6、成桩。成孔方式有正(反)循环回转钻成孔、正(反)循环潜水钻成孔、冲击钻成孔、冲抓锥成孔、钻斗钻成孔等。概念:三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工泥泥浆材料材料 泥泥浆主要是膨主要是膨润土或粘土和水的混合物。土或粘土和水的混合物。孔内泥孔内泥浆液面高于地下水位以上液面高于地下水位以上1m,泥,泥浆的相的相对密度密度为1.11.15,排出,排出时为1.21.4h。l泥泥浆的作用的作用 泥泥浆产生的液柱生的液柱压力可平衡水力可平衡水压力,并力,并对孔壁有一定的孔壁有一定的侧压力,成力,成为孔壁的一种孔壁的一种液液态支撑支撑;泥泥浆中胶中胶质颗粒在泥粒在泥浆压力下,渗入孔壁表面孔隙中,形力下,
7、渗入孔壁表面孔隙中,形成一成一层泥皮,从而可防止塌孔,泥皮,从而可防止塌孔,护壁壁。灌灌进的泥的泥浆比重小,排出的比重大,从而比重小,排出的比重大,从而携携渣渣排出泥土。排出泥土。泥泥浆还具有具有润滑滑钻头、降低、降低钻头发热、减少、减少钻进阻力阻力等作等作用。用。三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工护筒作用:筒作用:固定桩孔位置,防止地面水流入,保护孔口,增高桩孔内水压力,防止塌孔,成孔时引导钻头方向。三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工护筒用48mm厚钢板制成,内径比钻头直径大100-2
8、00mm,顶面高出地面0.40.6m,上部开12个溢浆孔。埋设护筒时,先挖去桩孔处表土,将护筒埋入土中,其埋设深度,在粘土中不宜小于1m,在砂土中不宜小于1.5m。其高度要满足孔内泥浆液面高度的要求,孔内泥浆面应保持高出地下水位1m以上。采用挖坑埋设时,坑的直径应比护筒外径大0.81.0m。护筒中心与桩位中心线偏差不应大于50mm,对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工护筒需满足要求:成孔:成孔:泥浆护壁成孔灌注桩成孔方法有冲击钻成孔法、冲抓锥成孔法、潜水电钻成孔法bac三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工泥浆泵往钻杆输进泥浆,泥浆沿孔壁上升
9、,从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池,经沉淀处理返回循环池三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工钻头回转切削破碎岩土,利用泵吸、气举、喷射等措施抽吸循环护壁泥浆,挟带钻渣从钻杆内腔抽吸出孔外三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工当钻孔达到设计要求深度并经检查合格后,应立即进行清孔,目的是清除孔底沉渣以减少桩基的沉降量,提高承载能力,确保桩基质量。清孔方法有真空吸泥渣法、射水抽渣法、换浆法和掏渣法。清孔三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工清孔清孔 端承端承桩沉渣厚度不得大于沉渣厚度不得大于50mm,摩擦端承和端承,摩擦端承和端承摩擦沉渣不得大于摩擦沉渣不得大于100mm,摩擦,摩擦桩
10、不大于不大于300mm。吊放吊放钢筋筋笼 l长度度为桩长的的1/21/3当全当全长超超过12m时分段制作分段制作;l接接头错开开500,同一截面不超,同一截面不超过50%,每每2m焊12加加强环,有,有60-80钢筋保筋保护层措施(定位措施(定位钢筋筋环、定位、定位垫块)三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工1.导管口先用球塞堵住,导管口下沉至底表上约300mm处2.首次灌注的砼应满足导管口埋入砼500mm以上,管内砼顶面高出地下水面2.5m左右3.开管(剪断铁丝、球塞被砼顶出)4.提升导管0.53m/h水下水下浇筑筑砼三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工三、泥三、泥浆护壁壁钻孔
11、灌注孔灌注桩施工施工焊接施工中常施工中常见问题处理理 l护筒冒水筒冒水 原因原因埋埋设护筒筒时周周围填土不密填土不密实,或碰,或碰动护筒筒 处理理粘土填粘土填实加固;加固;严重下沉或位移的返工重埋。重下沉或位移的返工重埋。l孔壁孔壁缩颈 现象象钻杆上提或下放杆上提或下放钢筋筋笼时受阻受阻 原因原因泥泥浆相相对密度不当、密度不当、桩间距距过密,成密,成桩施工施工间隔太短,隔太短,钻头磨磨损过大。大。处理理泥泥浆相相对密度控制在密度控制在1.15左右,施工跳开左右,施工跳开1-2个个桩位位钻孔,成孔,成桩间隔隔72h以上,定期更以上,定期更换钻头。易易发生生处在在软土地区,尤其地下水位高,土地区,
12、尤其地下水位高,软硬土硬土层交界交界处三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工l孔壁塌陷孔壁塌陷 现象象孔内冒水泡,筒内水位突然下降。孔内冒水泡,筒内水位突然下降。原因原因土土质松散,泥松散,泥浆不良(泥不良(泥浆过稀或稀或质量指量指标失控);失控);泥泥浆吸出量吸出量过大,大,护筒内水位高度不筒内水位高度不够,碰撞孔壁。,碰撞孔壁。处理理如如钻进中塌孔,保持孔内水位,加大泥中塌孔,保持孔内水位,加大泥浆相相对密度,密度,减少泥减少泥浆排除量,以排除量,以稳定孔壁;定孔壁;严重者回填砂与粘土混合物重者回填砂与粘土混合物至塌孔位以上至塌孔位以上1-2m,沉,沉积稳定后重定后重钻。l钻孔孔倾斜
13、斜 原因原因钻杆不直,土杆不直,土质松松软不一,遇上孤石或旧基不一,遇上孤石或旧基础等。等。处理理改用慢改用慢转速,提速,提动钻头扫孔孔纠正;正;严重者回填砂与重者回填砂与粘土混合物至偏斜粘土混合物至偏斜处以上以上1-2m,沉,沉积稳定后重定后重钻。三、泥三、泥浆护壁壁钻孔灌注孔灌注桩施工施工指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔,挖一段支护一段,然后安放钢筋笼,浇筑混凝土而成的桩。人工挖孔灌注桩其结构上的特点是单桩的承载能力高,受力性能好,既能承受垂直荷载,又能承受水平荷载;人工挖孔灌注桩,具有机具设备简单,施工操作方便,占用施工场地小,无噪音,无振动,不污染环境,对周围建筑物影响小,施工质量可靠,
14、可全面展开施工,工期缩短,造价低等优点,因此得到广泛应用。四、人工挖孔灌注四、人工挖孔灌注桩施工施工1.适用范围人工挖孔灌注桩适用于土质较好,地下水位较低的粘土、亚粘土及含少量砂卵石的粘土层等地质条件。2.类型按护圈类型划分:a.现浇混凝土护壁b.砖护壁c.钢套筒护壁d.沉井护壁四、人工挖孔灌注四、人工挖孔灌注桩施工施工1电动葫芦或手动卷扬机,提土桶及三脚支架。2潜水泵:用于抽出孔中积水。3鼓风机和输风管:用于向桩孔中强制送人新鲜空气。4镐、锹、土筐等挖土工具,若遇坚硬土层或岩石还应配风镐等。5照明灯、对讲机、电铃等。人工挖孔桩的施工机具四、人工挖孔灌注四、人工挖孔灌注桩施工施工四、人工挖孔灌
15、注四、人工挖孔灌注桩施工施工1测定桩位、放线。2开挖土方。采用分段开挖,每段高度取决于土壁的直立能力,一般为0.50.8m,开挖直径为设计桩径加上两倍护壁厚度。挖土顺序是自上而下、先中间、后孔边。3支撑护壁模板。模板高度取决于开挖土方每段的高度,一般为1m,由4-8块活动模板组合而成。护壁厚度不宜小于100mm,一般取D/10+5cm(D为桩径),且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加100150mm,上下节护壁可用长为1m左右6-8的钢筋进行拉结。人工挖孔灌注桩施工工艺四、人工挖孔灌注四、人工挖孔灌注桩施工施工4在模板顶放置操作平台。平台可用角钢和钢板制成半圆形,两个合起来即为一个整圆,用来
16、临时放置混凝土和浇筑混凝土用。5浇筑护壁混凝土。护壁混凝土的强度等级不得低于桩身混凝土强度等级,应注意浇捣密实。根据土层渗水情况,可考虑使用速凝剂。不得在桩孔水淹没模板的情况下浇护壁混凝土。每节护壁均应在当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于50mm。6拆除模板继续下一段的施工。一般在浇筑混凝土24h之后便可拆模。当护壁符合质量要求后,便可开挖下一段的土方,直至挖到设计要求的深度并按设计进行扩底。7安放钢筋笼、浇筑混凝土。孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土,当混凝土浇至钢筋的底面设计标高时再安放钢筋笼,继续浇筑桩身混凝土。四、人工挖孔灌注四、人工挖孔灌注桩施工施工施工注意事项1桩孔开挖,当
17、桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时,应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m,孔深不宜大于40m。2每段挖土后必须吊线检查中心线位置是否正确,桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50mm,桩的垂直度偏差不得超过1,桩径不得小于设计直径。3防止土壁坍塌及流砂。挖土如遇到松散或流砂土层时,可减少每段开挖深度(取0.30.5m)或采用钢护筒、预制混凝土沉井等作护壁,待穿过此土层后再按一般方法施工。流砂现象严重时,应采用井点降水处理。四、人工挖孔灌注四、人工挖孔灌注桩施工施工4浇筑桩身混凝土时,应注意清孔及防止积水,桩身棍凝土应一次连续浇筑完毕。为防止混凝土离析,宜采用串筒来浇筑混凝土,如果地
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