第四大讲钻挖孔灌注桩检测精选课件.ppt
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1、第十章 钻(挖)孔灌注桩检测 本节重点:1.泥浆性能指标检测 2.灌注桩完整性检测方法 3.桩基承载力确定方法 4.反射波法检测步骤、注意事项、波形分析 5.超声波法检测步骤、注意事项、数据处理方法。,钻孔灌注桩的概论,钻孔灌注桩是目前最常用的桥梁基础形式,常用于桥梁的桥墩与桥台下地质不好(用扩大基础无法满足要求;或地基处理成本较高的地段)作为承载力的基础。受力形式:(1)靠桩周磨阻力承载的磨擦桩;(2)靠桩底支承力承载的端承桩特点:将荷载传递到较深的持力层,减少结构物基础沉降和不均匀沉降。缺点:地面下或水下作业,施工工序多,质量控制难,易出现断桩、夹层、混凝土离析等质量问题。,钻孔灌注桩的概
2、论钻孔灌注桩是目前最常用的桥梁基础形式,常用于,桩的基本知识桩的分类:按成桩对地基土影响程度分:非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩 按桩的功能分:抗压桩、抗拔桩、水平受荷桩 按成桩方法分:打(压)入桩、灌注桩,而灌注桩又分沉管灌 注桩、钻(冲)孔灌注桩、人工挖孔桩等。,桩的基本知识,桩的承载机理:,单桩竖向抗压极限承载力由以下二个因素决定:一是桩身材料强度;二是地基土对桩的极限支承能力。一般由第二因素决定。在竖向受压荷载作用下,桩顶荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力承担在初始受荷阶段,桩顶位移小,荷载由桩上侧表面的土阻力承担,以剪应力形式传递给桩周土体,桩身应力和应变随深度递减。随着荷载的增大,桩顶位移加大
3、,桩侧摩阻力由上而下逐步被发挥出来,在达到极限值后,继续增加的荷载则全部由桩端上阻力承担,随着桩端持力层的压缩和塑性挤出,桩顶位移增长速度加大,在桩端阻力达到极限值后,位移迅速增大而破坏,此时桩所承受的荷载就是桩的极限承载力。,桩的承载机理:单桩竖向抗压极限承载力由以下二个,桩的选型误区:(1)凡嵌岩桩必为端承桩()导致嵌岩深度加大,工期延长,造价提高(2)将挤土沉管灌注桩用于高层建筑()由于挤土效应造成断桩、缩颈、上浮,事故频发且严重(3)预制桩质量稳定性高于灌注桩()优于沉管灌注桩是肯定的。但有以下三点应特别注意:沉桩挤土效应;无法穿透硬夹层,桩长受限制;单桩承载力可调范围小,难于实现变刚
4、度调平设计。,桩的选型误区:,桩的选型误区:(4)人工挖孔桩质量可靠()地下水位以上人工挖孔桩可实现彻底清孔、直观检查持力层,且无断桩缩颈现象。存在隐患:边挖孔边抽水,细颗粒流失,地面下沉,乃至护壁整体脱落临近新灌注混凝土桩抽水,带走水泥,造成离析在流动性淤泥中挖孔,引起淤泥侧向流动,导致土体失稳滑移,桩体倾斜断桩(5)灌注桩不适当扩底()岩石fr混凝土fc情况下扩底,不必要;桩侧土层较好、桩长较大情况下扩底,既损失扩底端以上部分侧阻力,又增加扩底费用,可能得失相当或失大于得;将扩底端置于有软弱下卧层的薄硬层上,增大沉降。,桩的选型误区:,桩的质量通病冲钻孔灌注桩:通常存在以下两方面问题:一是
5、属于桩身完整性,常见的缺陷为夹泥、断裂、缩径、扩径、混凝土离析及桩顶混凝土密实度较差等;二是嵌岩桩,影响桩底支承条件的质量问题,主要是灌注混凝土前清孔不彻底,桩底沉渣厚度超标,影响承载力。人工挖孔桩:混凝土浇筑不当造成离析,如未采用串筒或串筒距离过大;孔底地下水未抽干就灌注混凝土,造成桩底混凝土离析;边抽水边挖孔,造成地下水位下降,对护壁造成不利影响,影响桩侧阻力发挥。,桩的质量通病,钻孔灌注桩的施工过程,1.确定桩位置2.钻孔(在山区旱桥也有改为人工挖孔的)3.制备泥浆(保持孔内的水压及孔臂的成型)4.检孔(孔深及孔径看是否达到设计要求)5.放下钢筋笼,浇灌水下混凝土6.超声波检测桩身的完整
6、性7.必要时对桩体钻芯取样及作承载力试验,钻孔灌注桩的施工过程1.确定桩位置,第四大讲钻挖孔灌注桩检测精选课件,钻孔灌注桩检测内容:,(1)钻孔过程质量检测(防止坍孔)。泥浆指标、土质检查(2)成孔质量检测(保证成孔几何质量)。桩位、孔径、倾斜度、孔底沉淀层厚度(3)成桩质量检测(保证成孔承载质量)完整性检测,钻孔灌注桩检测内容:(1)钻孔过程质量检测(防止坍孔)。,一、泥浆指标及成孔质量检测,泥浆作用(1)护壁;(2)增大孔内静水压力;(3)隔离孔内外水流通道;(4)悬浮钻渣。配置:水、粘土(膨润土)和添加剂。指标:相对密度、粘度、含砂率、胶体率、失水率、泥皮厚、静切力。配置原则:(1)地下
7、水位高或流速大,指标取高限,反之取低限(2)地质状态好,孔径或孔深较小取低限,反之取高限(3)不易塌孔土层可用清水提高水头(4)直径大于2.5m宜采用优质泥浆.,一、泥浆指标及成孔质量检测泥浆作用(1)护壁;(2)增大,泥浆用粘质土原料的性能要求,一般可选用塑性指数大于25,0.074mm通过率大于50%的粘质土调制泥浆。当缺少上述性能的粘质土时,可用性能略差的粘质土,并掺入30%的塑性指数大于25的粘质土。当采用性质较差的粘质土调制的泥浆其性能不符合要求时,可在泥浆中掺入碳酸钠、氢氧化钠或膨润土粉末,以提高泥浆性能指标。掺入量与原泥浆的性能有关,宜经过试验决定,一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆
8、土量的0.1%-0.4%。,泥浆用粘质土原料的性能要求 一般可选用塑性指数大,2、泥浆指标检测方法使用仪器:泥浆测试箱(套装),1)相对密度 简易检测方法:用一口杯秤其质量m1,装满清水秤其质量m2,倒掉清水后装满泥浆秤其质量m3,则泥浆相对密度为:(2)粘度 标准漏斗粘度计 用两端开口的量杯分别量取200ml和500ml泥浆,通过滤网去掉大砂粒后,将700ml泥浆注入漏斗,然后测定从漏斗中流满500ml量杯所需时间(s),即为泥浆粘度。,2、泥浆指标检测方法使用仪器:泥浆测试箱(套装)1)相对,2、泥浆指标检测方法,(3)静切力 将500ml泥浆搅匀后立即倒入切力计,将切力筒沿刻度尺垂直向下
9、移至与泥浆接触,轻轻放下,当其自由下沉到静止不动时,即静切力与浮筒重力平衡时,浮筒泥浆面所对应的刻度即为泥浆的静切力。(4)含砂率 将调治好的泥浆50ml倒进含砂率计,然后再倒进清水,将仪器口塞紧摇动1min,使泥浆与水充分混合。再将仪器垂直静放3min,仪器下端沉淀物的体积乘2即为含砂率。(大型内装900ml含砂率计不乘2),2、泥浆指标检测方法(3)静切力,2、泥浆指标检测方法,5)胶体率 反映泥浆中土颗粒保持悬浮状态性能 将100ml泥浆倒入量杯,玻璃片盖上,静置24h,量杯上部泥浆澄清为水,测量其体积如5ml,则胶体率 为956)失水率 滤纸 将滤纸置于水平玻璃上,中央画一直径3cm的
10、圆,将2mL泥浆滴入圆圈内,30min后,测量湿圆圈的平均直径,减去泥浆摊平的直径,即为失水率。滤纸上泥浆厚度即为泥皮厚度。泥皮愈平坦,泥浆质量愈高。一般不宜厚于23mm。,2、泥浆指标检测方法5)胶体率 反映泥浆中土颗粒保持,2、泥浆指标检测时间:,(1)清孔后泥浆指标应从孔底提出进行性能指标检测(2)下放钢筋骨架后,灌注水下混凝土前应再次检测泥浆指标和孔底沉淀层厚度,超过规定应二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。,2、泥浆指标检测时间:(1)清孔后泥浆指标应从孔底提出进行性,钻、挖孔桩成孔质量标准,质量检验及质量标准钻、挖孔在终孔和清孔后,应进行孔位、孔深检验。孔径、孔形和倾斜度宜采用
11、专用仪器测定,当缺乏专用仪器时,可采用外径为钻孔桩钢筋笼直径加100mm(不得大于钻头直径),长度为46倍外径的钢筋检孔器吊入钻孔内检测。钻、挖孔成孔的质量标准见后表。注:清孔后的泥浆指标,是从桩孔的顶、中、底部分别取样检验的平均值。本项指标的测定,限指大直径桩或有特定要求的钻孔桩。,钻、挖孔桩成孔质量标准,钻、挖孔桩成孔质量标准,钻、挖孔桩成孔质量标准,钻孔桩清孔要求,清孔要求1、钻孔深度达到设计标高后,应对孔深、孔径进行检查,符合前表要求后方可清孔。2、清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定。3、在吊人钢筋骨架后,灌注水下混凝土之前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉
12、淀厚度,如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。,钻孔桩清孔要求,清孔时应注意事项,1、清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等,可根据具体情况选择使用。2、不论采用何种清孔方法,在清孔排渣时,必须注意保持孔内水头,防止坍孔。3、无论采用何种方法清孔,清孔后应从孔底提出泥浆试样,进行性能指标试验,试验结果应符合前表的规定。灌注水下混凝土前,孔底沉淀土厚度应符合前表的规定。4、不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。,清孔时应注意事项1、清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射,(二)钻孔灌注桩成孔质量检测 包括:桩位、孔径、倾斜度、孔底沉淀层厚度。1、桩位偏差 施工前在护
13、筒纵横轴标注方向控制钻进方向;施工完毕进行桩位中心测量以确定偏差。误差范围:单排桩50mm;多排桩100mm 2、孔径检查 保证桩基承载力的关键。要求桩径不小于设计值。检测方法:专用球形孔径仪、伞形孔径仪、声波孔壁测定仪、简易检孔器等。,(二)钻孔灌注桩成孔质量检测,3、倾斜度检测 要求:竖直桩偏差不超过1;斜桩偏差不超过2.5。检测方法:(1)简易测孔器方法(钢筋笼直径+100mm,长度46倍桩径);(2)陀螺测斜仪(3)井斜仪(4)声波孔壁测定仪 4、孔底沉淀层厚度检测 孔底沉淀层厚度将极大影响桩底支承反力,应严格控制 厚度规定:(1)摩擦桩:满足设计要求;无设计要求时,对于直径1.5m的
14、桩,厚度300mm;对于桩直径1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩,厚度500mm。(2)支承桩:不大于设计规定值。测定方法:(1)锤球法(2)电阻率法(3)电容法,(二)钻孔灌注桩成孔质量检测3、倾斜度检测,二、灌注桩完整性检测 灌注桩质量问题:(1)桩身完整性方面,包括夹泥、断裂(断桩)、缩径、扩径、混凝土离析、桩顶混凝土密实性差等。(2)嵌岩桩(支承桩)影响桩底支承反力。包括灌注前清孔不彻底、孔底沉淀层厚度超标影响承载力。桩身质量检测方法:1.钻芯检验法、2.振动检验法、3.超声脉冲检验法、4.射线法,(1)钻芯检验法 通过钻取桩身混凝土芯样,观测和测试桩身质量。缺点:只能反映桩身小部
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