灌注桩其他施工方法3.ppt

*,*,*,*,1,、人工挖孔灌注桩,四、灌注桩其他施工方法,1,）,基本原理,在桩位采用人工挖掘方法成孔（或桩端扩大），然后安放钢筋笼、灌注混凝土而成为基桩。,2,）,优缺点,成孔,机具简单，作业时无振动、无噪声；,可按,要求分组作业，多根桩同时作业，施工工期短；,便于清底，孔底虚土能清除干净，施工质量可靠；,便于检查孔壁和孔底，可以核实桩孔地层土质情况；,桩径和桩深可随,承载力的情况而变化；,桩端,可以人工扩大，以获得较大的承载力；,可下人捣实，混凝土灌注质量较好，劳动力便宜，造价低,优,点,1,劳动条件差，施工文明程度低,容易发生人员伤亡事故,混凝土用量大,缺,点,3,）适用范围,地下水的水量大，且难以抽水的地层；,有松散砂层，尤其是在地下水位下有砂层；,有连续的极软弱土层；,孔中氧气缺乏，或有毒气发生的地层。,人工挖孔宜在地下水位以上（或降水后）施工，适用于人工填土层、粘土层、粉土层、砂土层、碎石土层和风化岩层，也可在黄土、膨胀土和冻土中使用。,不适用情况,4,）人工挖孔桩的桩身构造,a.,桩长与桩径,桩长不易超过,25,米,桩长,小于,8,米时，桩径不应小于,0.8,米；桩长在,8,至,15,米之间时，桩身直径不小于,1.0,米；桩长为,15,至,20,米时，桩身直径不小于,1.2,米；,D6m,部分利用混凝土的下冲力密实，,6m,以内则应分层捣实。,c.,挖孔注意事项,开孔孔圈中心线和桩的轴线重合，其与轴线的偏差不大于,20mm,，,同时第一节护壁比下面的护壁厚,100150mm,，,并应高出地表,200mm,；,桩的,垂直度、桩径应每段检查，发现偏差，随时纠正，挖至持力层时，应及时通知有关单位对岩土性进行鉴定，符合设计要求后方可停止挖掘或进行扩底施工，不能简单按设计参数来终止挖掘。,不得在桩孔内水淹模板的情况下灌注护壁混凝土，护壁混凝土拌合料中宜掺入早强剂。,开挖后应,尽快灌注护壁混凝土，且须当天一次灌完。上下护壁搭接长度不少于,50mm,；,同一水平，孔圈正交直径的极差不大于,50mm;,8,d.,挖孔安全措施,人员须挑选，施工条件须研究，设备须检查确保完好与安全使用；,桩孔,开挖深度超过,5,米时，每天开工前应进行有毒气体检测，孔深超过,10,米时要采取必要的通风措施；,挖出的土方应及时运走，机动车不得在桩孔附近通行；,灌注桩身混凝土时，相邻,10,米范围内的挖孔作业应停止，并不得在孔底留人。,施工人必须戴安全帽，穿绝缘胶鞋，孔内有人时，孔上必须有人监督防护，暂停施工的桩孔，加盖板并加设,0.81m,高的围栏；,9,2,、沉管灌注桩,又称套管成孔灌注桩，采用锤击沉管、振动沉管和和振动冲击沉管等方法将带有活瓣式桩尖或锥形封口桩尖，或预制混凝土桩尖的钢管沉入土中，然后在钢管中浇注素混凝土或钢筋混凝土，边浇筑边拔出钢管，形成灌注桩。,1,）基本原理,2,）优缺点,设备简单，施工方便，操作简单；,造价低,施工速度快，工期短,随地质条件变化适应性强,由于桩管直径影响，影响单桩承载力,振动大，噪音高；,因,施工人员素质及工法，偏差大；,较易因,技术方法不当而造成质量问题,遇,淤泥层处理困难；,在,N30,的砂层沉管困难。,优,点,缺,点,10,3,）适用范围,锤击沉管灌注桩可穿越一般粘性土、粉土、淤泥质土、淤泥松散的砂土及人工填土；,振动和振动冲击沉管除适用于上述条件外，还适用于稍密碎石土层，和强风化岩层。,桩径通常为,300600mm,，,桩长可达,24m,，大,直径沉管灌注桩（,600mm,以上）还需积累经验。,4,）施工机具,a.,振动沉管打桩机,振动沉拔桩锤,桩架,套管,组,成,低频,(300700/min),中频,(7001500/min),高频,(23002500/min),超高频（约,6000/min,）,按振动,频率分,按偏心块,结构分,固定式偏心块,可调式偏心块,可,根据土层性质，用液压遥控的方法实现无级调整偏心力矩，达到理想的打桩效果，此外有起动容易、噪声小，速度快的优点。,按,动力分,电动,液压,双轮双轴振动器；单轮单轴振动器；,单轴双轮振动器,加料口,11,振,动桩,锤构,造,弹簧,振动器,加压滑轮,横梁,吸振架,电机,减振器,振动器,夹桩器,电动机,利用电动机带动两组偏心块（每组有,69,个偏心块）作同速相向旋转，于是整个系统沿桩的轴线方向产生按正弦波规律变化的激振力，形成竖直方向的往复振动。,当,强迫振动频率与土体的自振频率相同时，土体结构因共振破坏，桩管受压作用而沉入土中,双轮双轴振动器：两偏心轮的规格和重量相同，两轮的轴水平布置，互相平行，两轴用齿轮传动，两轮旋转方向相反，但相位角和角加速度相同。,离心力,Q,1,和,Q,2,可按下式计算：,式中：,Q,1,、,Q,2,偏心轮产生的离心力，,kg,偏心轮质量，,G,偏心轮重量，,kg,r,偏心距，,m,偏心距角加速度，弧度,/,秒,n,偏心轮转速，,r/min,180,0,+P,最大,-P,最大,270,0,90,0,0,0,S,1,Q,1,P,1,P,2,Q,2,S,2,12,I,II,III,IV,当偏心轮转至,90,0,和,270,0,时，垂直力最大，振动器振动力达到最大，最大振动力按下式计算：,振动沉管桩架,滚管式,轨道式,步履式,履带式,13,桩管宜,采用无缝钢管,桩尖可采用混凝土预制桩尖锥形封口桩尖铸铁桩尖，一般较少采用活瓣桩尖。,b.,振动冲击沉管打桩机,激振器与桩管之间采用弹性连接，产生振动的同时还通过锤头对振动板产生高频冲击。在振动与冲击的综合作用下，将桩管沉入土中。,通过调整振幅、锤头轴向位置，改变锤头与振击板的上下间隙，可实现向上、向下或上下交变冲击三种工况。易于解除深孔卡夹,优点,桩管,与,桩,尖,14,5,）施工工艺,a.,振动沉管灌注桩施工程序,振动沉管打桩机就位。将桩管对准桩位中心，把桩尖活瓣合拢或将桩管对准预选埋设在桩位上的预制桩尖；,振动沉管。开动振动锤，同时放松滑轮组，并开动加压卷扬机，当达到设计深度时，停止振动器；,灌注混凝土；,边拔,管、边振动、边灌注；,放,钢筋笼或插筋、成桩。,锤击沉管、振动冲击灌注桩程序与振动沉管基本相同。,b.,沉管灌注桩施工技术要点,群桩,基础或桩的中心距小于,3.5,倍桩径时，应跳打，中间空出的桩应待邻桩混凝土达到设计要求强度等级的,50%,后，主可施打。,预制桩尖应与设计相符，桩管应垂直套入桩尖，接触处应加垫草绳或麻袋，桩管与桩尖的轴线应重合，桩管内应保持干净；,15,沉管过程，应经常探测管内有无地下水，管内水过多时应采取必要的止水措施（如沉管前先灌入适量混凝土或砂浆）；,振动沉管时，可用收紧钢丝绳或加配重，以提高效率。用收紧钢丝绳加压时，防止抬起桩架发生事故；,必须严格控制最后两分钟的贯入度，其值按设计要求。,单打（振）施工法,桩管内灌满混凝土后，先振,510,秒再开始拔管。应边振边拔，每拔,0.51m,，,停拔,510,秒保持振动，如此反复直到桩管全拔出；,适用于含水量较小的土层,拔管速度在一般土层中以,1.21.5m/min,，,在软弱土层中应控制在,0.60.8m/min,，,活瓣桩尖时宜慢而采用预制桩尖时可适当加快；,拔管过程中，桩管内应至少保持,2m,以上高度的混凝土，或不低于地面，不足时应及时补灌，防止桩缩径；,严格控制拔管速度，尤其时桩管底接近地面标高时，必要时可采取短停拔（,0.30.5m,）、,长留振（,1520s,）,的措施。,16,复打（振）施工法,复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝以前全部完成；,适用于饱和土层,第一次灌注的混凝土应达到地表不得少灌，前后两次沉管 的轴线应重合，完成拔管复打前清除活瓣桩尖及地表泥土。,（防止身身夹泥）,完成单打施工后，在原桩孔混凝土中第二次沉下桩管，将未凝固的混凝土向四周挤压，然后进行第二次灌注混凝土和振动拔管。复打法能使桩径增大，提高承载力。,对于混凝土充盈系数小于,1.0,的桩，可以采用全复打；对于有断桩和缩颈可能的桩，可采用局部复打。全复打，桩管入土深度应接近原桩长；局部复打，超过有断桩、缩颈可能区,1m,以上。,反插法施工,先振动再拔管，每次拔,0.51.0m,，,反插深度,0.30.5m,，,拔管过程中应分段添加混凝土，保持管内混凝土面始终高于地表面或高于地下水位,1.01.5m,以上，拔管速度应小于,0.5m/min,；,在桩端处,1.5m,范围内，宜多次反插以扩大桩端部截面；,流动淤泥中不宜采用反插法，桩身配筋段施工时，不宜采用反插。,适用于饱和土层,17,3,、夯扩灌注桩,夯扩桩是在锤击沉管灌注桩的机械设备与施工方法的基础上加以改进，增加一根内夯管，采用夯扩的方式将桩端现浇混凝土通过夯击扩大的一种桩型。由于增大了桩端截面积并挤压了地基土，桩的承载力有较大幅度的提高。,技术可靠、无泥浆污染、工程造价低,以桩端扩大头支撑力为主、桩身侧摩阻力为辅,特点,1,）,施工机具及工作原理,与沉管灌注桩施工机具基本相同，不同之处是在桩管内增加了一根内夯管,沉管时,-,在柴油锤的锤击作用下将内外管同步沉入地基土中,夯扩时,-,将外管内的混凝土夯出管外并在桩端形成扩大头,施工桩身时,-,利用夯管和柴油锤的自重将桩身混凝土夯实,机,架,桩锤,内外夯管,行走机构,机具,18,2,）夯扩桩,施工,内外管同步锤击沉入土中,提出内管并于外管内灌注适量的混凝土,用内管将外管中的混凝土夯出管外,完成夯扩,拔出内管在外管内灌入混凝土并于上部放入钢筋笼,将内管压在外管内混凝土面上缓慢起拔外管。,桩的长径比不,超过,50,，桩的中心距不小于,3.5,桩身设计直径，桩的中心距还不应大于扩大头直径,2,倍,桩端,进入持力层的深度以,13,倍桩径为宜，对较密土层取小值，对较松散土层取大值,桩的长径比不,超过,50,，桩的中心距不小于,3.5,桩身设计直径，桩的中心距还不应大于扩大头直径,2,倍,增加夯扩次数可增大扩大头直径，夯扩工程常采用二次夯扩，桩身混凝土强度等级要求不低于,C20,夯扩时外管中灌注混凝土高度,H,为,1.54.0m,，,拔管高度,h,为,H,的,0.40.5,倍，（土层密实者取小值）,施工前必须进行试桩，核对地质资料，检验设备及技术要求是否适宜。,19,4,、夯扩灌注桩 二,夯扩桩还可以采用长螺旋钻机成孔，专用夯机夯扩成桩；将桩身混凝土通过夯击扩大桩径的一种工艺。由于增大了桩截面积并挤压了地基土，桩的承载力有较大幅度的提高。,技术可靠、无泥浆污染、工程造价低,同时增加桩端承载力和桩身侧摩阻力,特点,1,）,施工机具及工作原理,钻孔与长螺旋钻机相同,成桩时,-,将湿性混凝土分层填入孔内,夯扩时,-,冲击钻机将夯锤连续夯扩孔内混凝土料及周围地层,施工前,-,需要确定混凝土分层厚度及夯击次数,长螺旋钻机,桩锤,冲击钻机,机具,20,2,）夯扩桩,施工,长螺旋钻机成孔,孔内分层填混凝土湿料,按设计确认的夯击数分层将混凝土夯实,完成夯扩,桩顶混凝土养护,桩的长径比不,超过,50,，桩的中心距不小于,3.5,桩身设计直径，桩的中心距不应大于扩大直径的,2,倍,桩端,进入持力层的深度以,13,倍桩径为宜，对较密土层取小值，对较松散土层取大值,增加夯扩次数可增大扩大直径，夯扩桩身混凝土强度等级不宜高于,C30,施工前必须进行设计验证，核对地质资料，确定施工控制参数。,21,5,、爆扩桩,用钻机成孔，桩下端爆扩成扩大头的就地灌注混凝土的短桩,桩体,桩柱,扩大头,不适用地层,碎石或砂土层；持力层复杂；岩溶及漂石较多的地区,地基表层为软弱土层，深度在,2.57,米以内有较好的地基持力层；粘土层,适用地层,造价低、土方量少、节省工时,施工简单、操作方便,施工要求严格，不便检查质量,要,防止桩身偏斜和外形尺寸缺陷,特点,H,D,d,d-,桩身直径,D-,扩大头直径,H-,桩的埋置深度,22,单,桩 糖葫芦桩 斜桩,排桩 群桩,爆扩桩,类型,(,按排列分,),单桩，刚度与稳定性都能满足时采用,糖葫芦桩，地基土层均匀，单桩承载力要求高时,斜桩，桩顶需要承受较大水平力时采用,排桩，上部荷载大须较多桩时采用，,平面上为方形或梅花形,群桩，基础平面尺寸小或承台受限制且桩数多时用,烟囱、水塔,挡,土墙基础,材料要求,桩,柱、扩大头、承台混凝土强度等级不低于,C15,受压柱,钢筋,I,级，受偏心、水平荷载、有抗拨则,II,级,23,直径,小,直径一般取,200400mm,，,不宜小于,200mm,一般民用建筑：,250300mm,工业厂房：,300350mm,重型工业厂房：,12001500mm,素混凝土爆扩桩：,dH/30,桩位,布置,上部荷载重心与群桩的形心重合,应考虑爆扩作业时对相邻桩的影响,硬塑,状粘土：最小间距不小于,1.5D,软塑状粘土：最小间距不小于,1.8D,人工回填土：最小间距不小于,1.8D,埋,置深度,大于当地冻结深度,扩大头支撑在较好的地基土层上,扩大头的标高低于邻近构筑物基础地面,1.5,米以上,扩大头在爆扩时地表不致产生剧烈松动,结合施工机具和现场施工条件决定爆扩桩的埋深,24,扩大头施工,炸药用量应由现场爆破试验确定,每个药包由两个以上雷管并采用并联网路引爆,引爆线路应具有较好的防潮与绝缘性能,采用球形药包并采取必要的防水措施,施工前在现场作爆扩成型试验，在每一种土层中试爆的数量不应少于,2,个。通过试验检验扩大头的尺寸是否符合设计要求。试爆时用药量可参考下表。,扩大头直径（,m,）,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,炸药量（,Kg,）,0.3-0.45,0.45-0.6,0.6-0.75,0.75-0.9,0.9-1.1,1.1-1.3,1.3-1.5,表中数值适用于地面以下深度,3.5-9.0m,粘性土，土质松软时取小值，反之取大值；,在地面以下,2-3m,的土层中爆扩时，用药量应减少,20%-30%,；,在砂土中爆扩时用药量应增加,10%,25,扩大头施工注意事项,桩距,小于扩大头直径,1.5,倍时，应同时起爆,距爆扩桩位,15,米范围内做好警戒,药包应,置于桩孔底面中心，药包上填砂并检验起爆线路完好后，再浇混凝土，数量不超过扩大头的,50%,爆破前浇砼至起爆时间不超过,30,分，起爆后连续浇砼,遵守爆破作业安全规程,The End,26,