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、钢筋混凝土灌注桩施工概述,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,2.主要施工过程,放线定位桩机就位成孔放入钢筋骨架浇筑混凝土,3.特点 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.灌注桩分类(按照成孔设备和成孔方法)套管成孔锤击和振动灌注桩 爆扩成孔爆扩灌注桩 钻孔成孔泥浆护壁和干作业成孔灌注桩 挖孔成孔人工挖孔桩
2、,挤土成孔,取土成孔,一、钢筋混凝土灌注桩施工概述,5.灌注桩成孔的控制深度:(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、钢筋混凝土灌注桩施工概述,人工钻孔机回转钻孔机潜水钻机冲击钻孔机,二、钻孔灌注桩钻孔设备,1.人工钻孔机,组 成,机 架,手摇卷扬机,钻杆,钻头,二、钻孔灌注桩钻孔设备,卷扬机(又叫绞车)是由人力或机械动力驱动
3、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、钻孔灌注桩钻孔设备,二、钻孔灌注桩钻孔设备,2.回转钻孔机,类型:循环水式钻孔机 全叶螺旋钻孔机,二、钻孔灌注桩钻孔设备,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50100 m,适用于碎石类土、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、钻孔灌注桩钻孔设备,二、钻孔灌注桩钻孔设备,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、
4、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、钻孔灌注桩钻孔设备,二、钻孔灌注桩钻孔设备,全叶螺旋钻孔机,二、钻孔灌注桩钻孔设备,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,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、钻孔灌注桩钻孔设备,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
5、金刃齿;8钻尖,潜水钻机,二、钻孔灌注桩钻孔设备,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、钻孔灌注桩钻孔设备,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、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,泥浆材料 泥浆主要是膨润土或粘土和水的混合物。孔内泥浆液面高于地下水位以上1m,泥浆的相对密度为1.11.1
6、5,排出时为1.21.4h。泥浆的作用 泥浆产生的液柱压力可平衡水压力,并对孔壁有一定的侧压力,成为孔壁的一种液态支撑;泥浆中胶质颗粒在泥浆压力下,渗入孔壁表面孔隙中,形成一层泥皮,从而可防止塌孔,护壁。灌进的泥浆比重小,排出的比重大,从而携渣排出泥土。泥浆还具有润滑钻头、降低钻头发热、减少钻进阻力等作用。,三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,护筒作用: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、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,护筒用48mm厚钢板制成,内径比钻头直径大100-200 mm,顶面高出地面0
7、.40.6 m,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1 m,在砂土中不宜小于1.5 m。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1 m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50 mm,对位后应在护筒外侧填人粘土并分层夯实。,三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,护筒需满足要求:,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,b,a,c,三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,泥浆泵往钻杆输进泥浆,泥浆沿孔壁上升,从孔口溢浆孔溢出流人泥浆池,经沉淀处
8、理返回循环池,三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,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、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,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、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,清孔 端承桩沉渣厚度不得大于50mm,摩擦端承和端承摩擦沉渣不得大于100mm,摩擦桩不大于300mm。吊放钢筋笼 长度为桩长的1/21/3当全长超过12m时分段制作;接头错开500,同一截面不超过50%,每2m焊12加强环,
9、有60-80钢筋保护层措施(定位钢筋环、定位垫块),三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,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,水下浇筑砼,三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,焊接,施工中常见问题处理 护筒冒水 原因埋设护筒时周围填土不密实,或碰动护筒 处理粘土填实加固;严重下沉或位移的返工重埋。孔壁缩颈 现象钻杆上提或下放钢筋笼时受阻 原因泥浆相对密度不当、桩间距过密,成桩施工间隔太短,钻头磨损过大。处理泥浆相对密度控制
10、在1.15左右,施工跳开1-2个桩位钻孔,成桩间隔72h以上,定期更换钻头。易发生处在软土地区,尤其地下水位高,软硬土层交界处,三、泥浆护壁钻孔灌注桩施工,孔壁塌陷 现象孔内冒水泡,筒内水位突然下降。原因土质松散,泥浆不良(泥浆过稀或质量指标失控);泥浆吸出量过大,护筒内水位高度不够,碰撞孔壁。处理如钻进中塌孔,保持孔内水位,加大泥浆相对密度,减少泥浆排除量,以稳定孔壁;严重者回填砂与粘土混合物至塌孔位以上1-2m,沉积稳定后重钻。钻孔倾斜 原因钻杆不直,土质松软不一,遇上孤石或旧基础等。处理改用慢转速,提动钻头扫孔纠正;严重者回填砂与粘土混合物至偏斜处以上1-2m,沉积稳定后重钻。,三、泥浆
11、护壁钻孔灌注桩施工,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,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、人工挖孔灌注桩施工,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:现浇混凝土护壁 砖护壁钢套筒护壁沉井护壁,四、人工挖孔灌注桩
12、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、人工挖孔灌注桩施工,四、人工挖孔灌注桩施工,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0.50.8 m,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1 m,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
13、(D为桩径),且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加100150 mm,上下节护壁可用长为1 m左右6-8的钢筋进行拉结。,人工挖孔灌注桩施工工艺,四、人工挖孔灌注桩施工,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24 h之后便可拆模。当护壁符合质量要求后,
14、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、人工挖孔灌注桩施工,施工注意事项1桩孔开挖,当桩净距小于2倍桩径且小于2.5 m时,应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5 m,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50 mm,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0.30.5 m)或采用钢护筒、
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