教学PPT地基处理与基础工程

3.1 地基处理 n建筑物对地基的要求：n稳定性；承载力；变形。n天然地基不满足地基处理n原理：将土质由松变实，将水的含水量由高变低。n方法：换填法、重锤夯实法、机械碾压法、挤密桩法（灰土桩）、深层搅拌法、化学加固法等3.1.1 换填法 n适用浅层（3M内）软弱土的处理。n 1. 砂和砂石地基（垫层） 施工要点n材料：中砂、粗砂、石屑和碎石、卵石n清理；台阶 ；分层压实n质量检验：环刀取样法；贯入测定法 n2.灰土垫层施工要点n材料：37或28 n含水量控制：手握灰土成团，两指轻捏即碎 3.1.2 灰土桩地基 n处理深度可达1215m ，与换填法比优点？n打孔：300600mm ；515m ；等边三角形布置 n分层回填：回填厚度为250400mm n质量检验：前中后3.1.3 局部地基处理 n1.松土坑的处理松土坑的处理 5种情况n2.局部软硬地基的处理局部软硬地基的处理 补充：基础选型思路3.2 浅基础n独立基础；条形基础；n筏板基础；箱形基础平法n03G101-1（现浇混凝土框架、剪力墙、框支剪力墙结构）n03G101-2（现浇混凝土板式楼梯）n04G101-3（筏板基础）n04G101-4（现浇混凝土楼面和屋面板）n06G101-6（独立基础、条形基础、桩基承台） 3.2.1 识图和构造要点n1、独立基础 独立基础底扳底部双向配筋示意 左至右为x向，从下至上为Y向 DJJDJPBJJBJP独立基础底板钢筋的构造 长向钢筋放置于下部，短向钢筋放置于上部 对称独立基础 非对称独立基础独立基础底板配筋减少10的构造 柱插筋在独立基础的锚固构造 层 高hhHcbnHn1/3 max（ 35d，500） 500非连接区Hn1/6hcLaea12d 0.5设 两道 箍 筋 0.5laE,a=12d且 150mm 0.6laE,a=10d且 150mm 0.7laE,a=8d且 150mm 0.8laE,a=6d且 150mm 20d,弯 35d减 竖 直 长 度插 至 基 础 板 底 部支 设 在 底 部 钢 筋上基 础 顶 面 （ 设 DKL 时 为 DKL 顶 面 ， 以 下 部 分 箍 筋应 加 密 ， 柱 插 筋 自 基 础到 DK L顶 面 以 上 1/3 Hn应连 续 ）梁 顶 面注 ： 阴 影 部 分 为 非连 接 区 同 时 也 是 箍 筋加 密 区2 条形基础 交交接接区区构构造造分布筋分布筋在交接在交接部位与部位与同向受同向受力筋交力筋交错搭接错搭接150150减短减短10构造构造条基钢筋计算示例1条基钢筋计算示例2 n地下框架梁（DKL）：设置在基础顶面以上且低于建筑标高正负0.000并以框架柱为支座的梁。（构造同楼层框架梁）n基础连梁（JLL）：连接独立基础、条形基础或桩基承台的梁，分为贯通和不贯通逐跨标注:JLLxx（1），端部纵筋从基础边缘开始锚固基础两种形式。n基础梁（JL）：指承受上部荷载的梁。例如：筏形基础的基础梁和条形基础的基础梁。地面下梁概念地面下梁概念n基础粱（JL）、基础圈粱（JQL）和条形基础底板（TJBP、 TJBJ ） 条形基础JL纵向钢筋和箍筋的构造 JCLJCL连续连续JCL单跨单跨边支座至柱边（非基础边）起锚入la3.2.2 基础钢筋施工n 基础垫层完弹底板钢筋位置线按线布放钢筋绑 扎n 要点：n绑扎钢筋：四周两行每点；中间交错扎牢，但必须保证受力钢筋不位移。n双向主筋的钢筋网，全部。n相邻绑扎点的钢丝扣成八字形，以免网片歪斜变形。n钢筋撑脚：应垫在下片钢筋网上。n钢筋的弯钩应朝上，不要倒向一边；双层钢筋网的上层钢筋弯钩应朝下。n插筋扶正理顺每隔lm放置1个。其直径选用：当板厚300mm时为810mm；当板厚=300500mm时为1214mm。当板厚500mm时选用，钢筋直径为1618mm。沿短向通长布置，间距以能保证钢筋位置为准。3.2.3 基础模板施工n1、独立基础n2、条形基础模板n质量问题：沿基础通长方向模板上口不直，宽度不够，下口陷入混凝土内；拆模时上段混凝土缺损，底部钉模不牢的现象。 预防措施n1）模板应有足够的强度、刚度和稳定性，支模时垂直度要准确。n 2）模板上口应钉木带，以控制带形基础上口宽度，并通长拉线，保证上口平直。n 3）隔一定间距，将上段模板下口支承在钢筋支架上。n4）支撑直接在土坑边时，下面应垫以木板，以扩大其承力面，两块模板长接头处应加拼条，使板面平整，连接牢固。基础模板缺陷n1.现象n(1)条形基础模板长度方向上口不直，宽度不一。n(2)杯形基础中心线位置不准，芯模在浇筑混凝土时上浮或侧向偏移，芯模难拆除。n(3)上阶侧模下口陷入混凝土内，拆模后产生“烂脖子”、n(4)侧向胀模、松动、脱落。2.原因分析n(1)条形基础模板拼接处的上口不在同一条直线上。模板上口未设定位支撑，支撑围檩刚度不足，在混凝土侧压力下向外位移 (俗称胀模)。n(2)杯形基础中心线弹线不规方，芯模的拼装或外表面处理不当，芯模底板不透气，芯模四周混凝土浇捣不同步，造成芯模上浮或侧移。拆模时间超过混凝土终凝时间，造成芯模难拆除，n(3)上阶侧模未撑牢，下口未设置钢筋支架或混凝土垫块，脚手板直接搁置在模板上，造成上阶侧模下口陷入混凝土内，拆模后上台 3防治措施n(1) 通长拉线找准，上口应定位；n(2) 复查地基垫层标高及中心线位置。木芯模底板应钻孔以便排气，芯模外壳应涂刷脱模剂，上口要临时遮盖。n(3)上阶侧模应支承在预先设置的钢筋支架或预制混凝土垫块上。从侧模下口溢出来的混凝土应及时铲平至侧模下口。n（4）侧模中部应设置斜撑，下部应用台楞固定。支承在土坑边上的支撑应垫木板，扩大接触面。桩基础选用表3.3 桩基础n2.12.1桩基础概述桩基础概述n2.22.2预制桩基础预制桩基础n2.32.3灌注桩基础灌注桩基础n建筑物对地基的要求：建筑物对地基的要求：n承载力承载力和和变形。变形。n浅层的土质浅层的土质不能满足时，就需要考虑以下不能满足时，就需要考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的部坚实土层或岩层作为持力层的深基础深基础方方案。案。0：17 由和连接于桩顶的共同组成。承台把桩联结起来并承受上部结构的荷载，然后通过桩传递到地基中去。2.1.1桩基础的组成桩基础的组成桩径800，嵌入承台50桩径800，嵌入承台1001）端承桩）端承桩2）摩擦桩）摩擦桩2.1.2桩的分类桩的分类 （1 1）按桩承载性能分类）按桩承载性能分类n预制成桩预制成桩沉桩（用沉桩设备打入或压入）沉桩（用沉桩设备打入或压入）n直接成孔（钻孔、挖孔）直接成孔（钻孔、挖孔）安放钢筋笼安放钢筋笼n浇筑混凝土浇筑混凝土2.2 2.2 预制桩基础预制桩基础注：预制桩的混凝土强度等级不应低于注：预制桩的混凝土强度等级不应低于C30C30；预应；预应力桩不应低于力桩不应低于C40C40。 3：38锤击沉桩静压沉桩n2.2.12.2.1预制桩的制作、运输和堆放预制桩的制作、运输和堆放n2.2.22.2.2打桩准备打桩准备n2.2.32.2.3锤击沉桩锤击沉桩n2.2.42.2.4静力压桩静力压桩1）方桩：截面边长：250550mm，长度：12m30m。桩的接头不宜超过2个。（1）类型2）管桩外径：3001000mm壁厚：60130mm长度：8m12m。桩的接头不宜超过4个。2.2.1预制桩的制作、运输和堆放预制桩的制作、运输和堆放1 1）代号）代号PHCPHC：预应力高强混凝土管桩：预应力高强混凝土管桩(C80)(C80)；PCPC： 预应力混凝土管桩预应力混凝土管桩(C60)(C60)PTCPTC：预应力混凝土薄壁管桩：预应力混凝土薄壁管桩(C60)(C60)2 2）分类：按桩身混凝土有效预压应力值或抗弯性能）分类：按桩身混凝土有效预压应力值或抗弯性能分为分为A A、ABAB、B B、C C四种类型。四种类型。3 3）桩尖：十字型）桩尖：十字型a a，开口型，开口型b b 十字型十字型a开口型开口型b- （）-L各类型桩代号管桩型号管桩外径（璧厚，mm）桩长桩尖类型n间隔、重叠法生产，但是不宜超过四层四层；n主筋宜采用搭接焊，主筋的接头位置应相互错开；n桩尖一般采用粗钢筋或钢板制作，并与钢骨架焊接在一起；n浇筑时从桩顶连续浇筑到桩尖，不能中断，注意振捣密实；：7070；吊点应在按设计规定之处，吊索与；吊点应在按设计规定之处，吊索与桩间应加衬垫；桩间应加衬垫；：100100：堆放场地应平整、坚实；堆放场地应平整、坚实； 垫木与吊点的位置应相同，垫木与吊点的位置应相同， 各垫木应上下对齐；各垫木应上下对齐； 堆放层数应小于堆放层数应小于4 4层；层；吊 点一点吊法一点吊法 二点吊法二点吊法 n清除障碍清除障碍高空、地上、地下；高空、地上、地下；n平整场地平整场地在建筑物基线以外在建筑物基线以外4 46m6m范围内的整范围内的整个区域，或桩机进出场地及移动路线上；个区域，或桩机进出场地及移动路线上；n打试验桩打试验桩了解桩的沉入时间、最终贯入度、了解桩的沉入时间、最终贯入度、持力层的强度、桩的承载力等；持力层的强度、桩的承载力等；n抄平放线抄平放线在打桩现场设置水准点（至少在打桩现场设置水准点（至少2 2个），个），用做抄平场地标高和检查桩的入土深度；按设计用做抄平场地标高和检查桩的入土深度；按设计图纸要求定出桩基础轴线和每个桩位；图纸要求定出桩基础轴线和每个桩位；n定桩位定桩位用小木桩或白灰点法标出桩位，或用用小木桩或白灰点法标出桩位，或用设置龙门板拉线法定出桩位（此法可以避免挤土设置龙门板拉线法定出桩位（此法可以避免挤土使白灰点或小木桩发生位移而产生的误差）；使白灰点或小木桩发生位移而产生的误差）；n确定打桩顺序确定打桩顺序影响打桩工程的速度和桩基质影响打桩工程的速度和桩基质量（挤土效应）量（挤土效应）n对于密集群桩对于密集群桩（桩距大于或等于（桩距大于或等于4 4倍桩直径），倍桩直径），自自中间向两个方向或向四周对称施打中间向两个方向或向四周对称施打n由毗邻建筑物处向另一方向施打。由毗邻建筑物处向另一方向施打。n避免避免自外向内自外向内，或从，或从周边向中间周边向中间进行进行 n宜先深后浅，先大后小，先长后短。宜先深后浅，先大后小，先长后短。（a）逐排打桩 （b）从中部向边缘打桩 （c）分段打桩 （1）桩锤选择）桩锤选择n多采用爆发力强、锤击能量大、工效高的筒式柴油锤沉桩。n满足设计要求的最后贯入度，最好为2040mm/10击，每根桩的总锤击不宜超过：2500（PHC）；2000(PC)；1500击(PTC)最后1m的锤击数分别不宜超过300、250、200。（2）成桩工艺（）成桩工艺（动画动画）1）吊装就位移桩架于桩位处用卷扬机提升桩将桩送入龙门导管内，安放桩尖桩顶放置弹性垫层（草袋、麻袋）、放下桩帽和垫木（在桩帽上）试打检查（桩身、桩帽、桩锤是否在同一轴线上）； 垂直度偏差不得大于0.5% 2）打桩开始宜低锤轻打，随沉桩加深，慢慢高锤重打；桩锤经常回弹，更换重锤；桩锤回弹，贯入度突减，说明桩尖遇上硬物，应减小锤距，加快锤击频率； 贯入度突增或桩身变位，说明断桩（桩身破坏）； 原则：重锤低击原则：重锤低击3 3）接桩）接桩管桩一般采用电焊连接电焊连接或机械快速连接接头。露出地面0.51.0m时接桩。清理扣接桩夹具（导向箍） 就位，先用电焊在剖口圆周上均匀对称点焊46点正式由两名焊工对称、分层、均匀、连续的施焊，一般焊接层数不少于2层，焊缝应饱满连续，焊缝自然冷却时间：8 810min10min。n桩端持力层作为定性控制（标高）；最后贯入度（最后桩端持力层作为定性控制（标高）；最后贯入度（最后1010击击桩的入土深度）或最后桩的入土深度）或最后1m1m沉桩锤击数作为定量控制。沉桩锤击数作为定量控制。 n摩擦桩摩擦桩以控制桩端以控制桩端设计标高设计标高为主，贯入度可作参考；为主，贯入度可作参考；端承桩端承桩以以贯入度贯入度控制为主，桩端标高可作参考。当贯入度已达到，控制为主，桩端标高可作参考。当贯入度已达到，而桩端标高未达到时，应继续锤击而桩端标高未达到时，应继续锤击3 3阵，按每阵阵，按每阵1010击的贯入度击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认。不大于设计规定的数值加以确认。n锤击沉桩施工过程资料锤击沉桩施工过程资料：记录：记录桩顶状况桩顶状况、总锤击数总锤击数和和最后最后1m1m锤击数锤击数、最后三阵贯入度、垂直度、桩顶标高、桩端持力层最后三阵贯入度、垂直度、桩顶标高、桩端持力层情况情况等。等。n概念：概念：n用静力压桩机将预制的预应力管桩压入土层成桩的方法。 适用范围：适用范围： 管桩适用坚硬的土层，如强风化岩层、全风化岩层、坚硬的粘土层或密实的砂层（或卵石层）等。管桩一般可打入强风化岩层13m，但很难打入中风化岩层，更不能打入微风化岩层。 n桩机全部采用液压装置驱动，压力大（40007500kN ），自动化程度高，纵横移动方便，运转灵活；n桩定位精确，不易产生偏心，可提高桩基施工质量；n施工无噪声、无振动、无污染；n沉桩采用全液压夹持桩身向下施加压力，可避免锤击应力，打碎桩头，桩截面可以减小，混凝土强度等级可降低12级，配筋比锤击法可省40%；n效率高，施工速度快，压桩速度每分钟可达2m，正常情况下每台班可完15根，比锤击法可缩短工期1/3； n1 1压桩机具设备压桩机具设备n1）机械式：顶压n桩架、卷扬机、加压钢丝绳、滑轮组和活动压梁等部件组成，施压部分在桩顶端面，施加静压力约为6002000kN，这种桩机设备高大笨重，行走移动不便，压桩速度较慢，但装配费用较低，只少数还有这种设备的地区还在应用；n2）液压式：抱压n由压拔装置、行走机构及起吊装置等组成，采用液压操作，自动化程度高，结构紧凑，行走方便快速，施压部分不在桩顶面，而在桩身侧面，它是当前国内较广泛采用的一种新型压桩机械。1-长船行走机构；2-短船行走及回转机构；3-支腿式底盘结构；4-液压起重机；5-夹持与压板装置；6-配重铁块；7-导向架；8-液压系统；9-电控系统；10-操纵室；11-已压入下节桩；12-吊入上节桩压压桩桩机机实实物物图图n(1)(1)放样定位放样定位 施工时按图纸布置控制点进行测量放线，定出桩位中心，在桩位中心打一根短木桩或短钢筋，以作标记。 (2)(2)桩机就位桩机就位 桩机就位系用行走装置完成，通过卷扬机，利用轨道、滚管、行走底盘进行横向和纵向移动，使桩机就位。 n(3)(3)吊桩、插桩吊桩、插桩 吊桩时先栓好吊装用的钢丝绳及索具，然后应用索具捆绑住桩上部，起吊预制管桩，使桩端垂直对准桩位中心，并在桩顶扣好桩帽，桩帽与桩顶之间应有相应的衬垫.(4)(4)压桩压桩 当桩入土到达50cm左右时，暂停下压，从桩的两个正交侧面校正桩身垂直度，保证桩的两个方向垂直度偏差不超过0.5%。启动压桩油缸，把桩徐徐压下，并且应控制施压速度，不宜超过2m/min；同时注意观察压力表读数变化，并填写在表格上。 n(5)(5)接桩接桩 同前。n(6)再静压沉桩再静压沉桩 焊接结束后，清除焊渣，自然冷却510分钟，对外露铁年刷防腐漆后，再继续静压沉桩，边压桩边做好压力表读数记录，压桩应压到满足终止条件要求为止。（影片） (7)终止压桩终止压桩 当压桩压到满足设计要求的终压力时，持荷5分钟，即可终止压桩。 1）对于摩擦桩摩擦桩，按照设计桩长（标高）进行控制，但在施工前应先按设计桩长试压几根桩，待停置24h后，用与桩的设计极限承载力相等的终压力进行复压，如果桩在复压时几乎不动，即可以此进行控制。按设计桩长或终压力值控制按设计桩长或终压力值控制n2）对于端承摩擦桩或摩擦端承桩，按终压力值终压力值进行控制：n对于桩长大于桩长大于21m的端承摩擦桩，终压力值一般取桩的设计极限承载力。当桩周土为粘性土且灵敏度较高时，终压力可按设计极限承载力的0.80.9倍取值；n当桩长小于桩长小于21m，而大于，而大于14m时，终压力按设计极限承载力的1.11.4倍取值；或桩的设计极限承载力取终压力值的0.70.9倍；n当桩长小于桩长小于14m时，终压力按设计极限承载力的1.41.6倍取值；或设计极限承载力取终压力值0.60.7倍，其中对于小于8m的超短桩，按0.6倍取值。n3）超载压桩时，一般不宜采用满载连续复压法，但在必要时可以进行复压，复压的次数不宜超过2次，且每次稳压时间不宜超过10s。桩桩桩桩顶顶与与承承台台连连接接 2.3.1人工挖孔桩人工挖孔桩2.3.2泥浆护壁钻孔灌注桩泥浆护壁钻孔灌注桩3：472.3.2.3.1 1 人工挖孔灌注桩施工人工挖孔灌注桩施工 n一、概念、特点与适用范围一、概念、特点与适用范围n1.1.概念概念 人工挖孔灌注桩系用人工挖孔成孔，浇筑混凝土成桩，挖孔扩底灌注桩，系在挖孔灌注桩的基础上，扩大桩底尺寸而成。这类桩由于其受力性能可靠，不需大型机具设备，施工操作工艺简单，在各地应用较为普遍，已成为大直径（800）灌注桩施工的一种主要工艺方式。 0:16u2.2.特点特点 单桩承载力高，结构传力明确，沉降量小，可一柱一桩，不需凿桩头；u可直接检查桩直径、垂直度和持力层情况，桩质量可靠；u施工机具设备较简单，都为工地常规机具，施工工艺操作简便，占场地小；u施工无振动、无噪声、无环境污染，对周围建筑物无影响；可多桩同时进行，施工速度快，节省设备费用，降低工程造价；u但桩成孔工艺存在劳动强度较大，单桩施工速度较慢，安全但桩成孔工艺存在劳动强度较大，单桩施工速度较慢，安全性较差等问题。性较差等问题。n3 3适用范围适用范围 n桩直径800mmn无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土，含少量的砂、砂卵石、姜结石的粘土层采用n特别适用于黄土层黄土层使用，深度一般20m左右。n对有流砂、地下水位较高、涌水量大流砂、地下水位较高、涌水量大的冲积地带及近代沉积的含水量高的淤泥、淤泥质土层淤泥、淤泥质土层，不宜采用。 放线、定桩位放线、定桩位挖第一节桩孔土方挖第一节桩孔土方做第一节附做第一节附壁壁在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线，校核桩在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线，校核桩孔垂直度和直径孔垂直度和直径重复重复循环作业直到设计深度循环作业直到设计深度检查持力层后进行扩底（当不扩底时无此道工序）检查持力层后进行扩底（当不扩底时无此道工序）清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层清理虚土、排除积水、检查尺寸和持力层封底封底吊放钢筋笼就位吊放钢筋笼就位浇筑桩身混凝土。浇筑桩身混凝土。 每节每节1 1米左右米左右n(1)(1)场地整平场地整平n(2)(2)放线、定桩位放线、定桩位n(3)(3)挖孔挖孔 1 1）挖第一节桩孔土方）挖第一节桩孔土方：由人工自上而下逐层用锄头、镐、锹进行，遇到坚硬土层用锤、锹破碎。同一段内挖土次序先挖中间后挖周边，允许尺寸误差3cm。n2 2）做第一节护壁）做第一节护壁n为防止塌孔和保证操作安全，桩孔壁应根据土质情况设红砖红砖（120或240厚）或砼砼附壁附壁进行支护，每节每90100cm，厚815cm。n3 3）浇筑第一节护壁砼：）浇筑第一节护壁砼：安装第一节模板后即可浇筑护壁砼，边浇筑边敲击模板及用竹或木棒捣实。第一节护壁要高出地面20cm 30cm，且高出部分厚度不小于30cm。n4 4）拆第一节模板：）拆第一节模板：砼浇筑完毕24小时后，当砼强度达1MPa即可拆除模板。 5 5）在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线：）在护壁上二次投测标高及桩位十字轴线：用红漆画一个三角形作为标高标记，桩位十字轴线也是用红漆在护壁上点四个点作标记。 n6 6）安装垂直运输架、通风、照明设施）安装垂直运输架、通风、照明设施：垂直运输，在孔口搭三木搭，用12吨慢速卷扬机提升；通风，用空压机送风，但深度很深时，在人下孔之前，应送风换气；照明电压应低压（36V）。 n重复第一节挖土、支模、浇筑砼、拆模循环作业直到设计深度。 n(4)(4)扩底扩底 采取先挖桩身圆柱体，再按扩底尺寸从上到下削土，修成扩底形状，在浇筑砼之前，应先清理孔底虚土、排除积水，经甲方及监理人员再次检查后，迅速进行封底。 (5)(5)吊放钢筋笼吊放钢筋笼 钢筋笼主筋砼保护层厚度不宜小于70mm（4侧主筋上每隔5m设置耳环或直接制作混凝土保护层垫块来控制 ），吊放钢筋笼入孔时，不得碰撞孔壁。注意控制上部第一个箍筋的设计标高（与承台底标高平）并保证主筋锚固长度（LaE且大于35d）。n(6)浇筑桩身砼 避免离析，下料采用串筒、溜管等措施；n如地下水大（孔中水位上升速度大于6mm/min），应采用混凝土导管水中浇筑混凝土工艺。n应连续分层浇筑，每层厚不超过1.5m。n小直径桩孔，6m以下利用混凝土的大坍落度和下冲力使密实；6m以内分层捣实。大直径桩应分层捣实。n可在混凝土中掺水泥用量0.25%木钙减水剂，使混凝土坍落度增至1318cm，利用混凝土大坍落度下沉力使之密实，但桩上部钢筋部位仍应用振捣器振捣密实。n灌注桩每灌注50m3应有一组试块，小于50m3的桩应每根桩有一组试块。16：24（7）挖孔桩的特殊安全措施）挖孔桩的特殊安全措施n1） 桩孔内必须设置应急软爬梯供人员上下井，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下。n2） 每日开工前必须检测井下有毒有害气体，并应有足够的安全防护措施，桩孔开挖深度超过10m时，应有专门向井下送风设备，风量不宜少于25L/s。n3） 孔口四周必须设置不小于0.8m高的围护护栏；n4） 挖出的土石方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周1m范围内，机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。n5） 孔内使用的电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等措施，照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯，并遵守各项安全用电的规范和规章制度。（8）人工挖孔桩常见质量问题n孔底虚土多n成孔困难，塌孔n桩孔倾斜及桩顶位移偏差大n吊放钢筋笼与浇筑混凝土不当2.3.2泥浆护壁钻孔灌注桩施工泥浆护壁钻孔灌注桩施工 n一、概念、特点与适用范围一、概念、特点与适用范围 n1.1.概念概念 泥浆护壁钻孔灌注桩是通过桩机在泥浆护壁条件下慢速钻进，并利用泥浆泵使泥浆进行正循环或反循环的方式对孔底排渣，成孔后利用水下法灌注混凝土而成的桩。n2.2.特点特点 n护壁效果好，成孔质量高，施工无噪声、无振动、无挤压；机具设备简单，操作简单，费用较低。可生成不同大小孔径和深度的桩。但成孔速度慢、效率低，用水量大，泥浆排放量大，污染环境，扩孔率较难控制。 3 3适用范围适用范围 适用于地下水位较高的软、硬土层，如淤泥、粘性土、砂土、砂砾、软质岩层等等。 常用设备主要包括：正循环或反循环钻机、泵组、液压系统及空压机等。 n（1）泥浆制备n泥浆具有排渣排渣和护壁护壁作用，分为正循环和反循环两种。n正循环：正循环：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。正循环具有设备简单，操作方便，费用较低等优点；适用于小直径孔（不宜大于1000），钻孔深度一般以40m为限。但排渣能力较弱。n反循环：通过泵吸泵吸或射流抽吸射流抽吸，或送入压缩空气，使钻杆内腔形成负压或形成充气液柱产生压差，使经过钻杆与孔壁间的环空间隙流向孔底的泥浆携带钻头切削下来的钻屑，由钻杆内腔高速回流地面泥浆池。反循环工艺泥浆上流的速度较高，能携带大量的土渣。反循环成孔是目前大直径桩成孔的有效的一种施工方法。适用于大直径孔和孔深大于30m的端承桩。（2 2）施工工艺流程）施工工艺流程（动画动画） 放样定位埋设护筒钻机就位，对中孔位钻孔钢筋笼制作及吊装下导管清孔灌注砼、拔出导管。3：36n1)1)埋设护筒埋设护筒 作用：保证钻机沿着垂直方向顺利工作，它还起着存储泥浆，使其高出地下水位和保护桩顶部土层不致因钻杆反复上下升降、机身振动而导致坍孔。n护筒一般由钢板卷制而成，钢板厚度视孔径大小采用48mm，护筒内径宜比设计桩径大200 mm。护筒埋置深度一般要大于不稳定地层的深度（在粘性土中不宜小于lm；砂土中不宜小于1.5m）；上口高出地面3040cm或高出地下水位1.5m以上，使保持孔内泥浆面高出地下水位1.0m以上。护筒中心与桩位中心线偏差不得大于50mm，筒身竖直，四周用粘土回填，分层夯实，防止渗漏。 n2）钻机就位：就位前，先平整场地，铺好枕木并用水平尺校正，保证钻机平稳、牢固。移机就位后应认真检查磨盘的平整度及及主钻杆的垂直度，控制垂直偏差在0.2%以内，钻头中心与护筒中心偏差宜控制在15以内，并在钻进过程中要经常复检、校正。桩径允许偏差为50mm，垂直度允许偏差1。n3）钻孔n泥浆制备：泥浆密度在砂土和较厚的夹砂层中应控制在1.11.3t/m3；在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中应控制在1.31.5t/m3；在粘土和粉质粘土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁，排渣时泥浆密度控制在1.11.2t/m3。泥浆可就地选择塑性指数IP17的粘土调制，质量指标为粘结度1822s，含砂率不大于4%8%，胶体率不小于90%，施工过程中应经常测定泥浆密度，并定期测定粘度、含砂率和胶体率。n钻孔作业应分班连续进行，认真填写钻孔施工记录，交接班时应交待钻进情况及下一班注意事项。应经常对钻孔泥浆进行检测和试验，应经常注意土层变化，在土层变化处均应捞取渣样，判明后记入记录表中并与地质剖面图核对。n开钻时，在护筒下一定范围内应慢速钻进，待导向部位或钻头全部进入土层后，方可加速钻进，钻进速度应根据土质情况、孔径、孔深和供水、供浆量的大小确定，一般控制在5m/min左右，在淤泥和淤泥质粘土中不宜大于1m/min，在较硬的土层中以钻机无跳动、电机不超荷为准。在钻孔、排渣或因故障停钻时，应始终保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和黏度。n钻头到达持力层时，钻速会突然减慢；这时应对浮渣取样与地质报告作比较予以判定，原则上应由地勘单位派出有经验的技术人员进行鉴定，判定钻头是否到达设计持力层深度；用测绳测定孔深做进一步判断。经判定满足设计规范要求后，可同意施工收桩提升钻头。n4）清孔：分两次进行。n第一次清孔：在钻孔深度达到设计要求时，对孔深、孔径、孔的垂直度等进行检查，符合要求后进行第一次清孔；清孔根据设计要求和施工机械采用换浆、抽浆、掏渣等方法进行。以原土造浆的钻孔，清孔可用射水法，同时钻机只钻不进，待泥浆相对密度降到1.1左右即认为清孔合格；如注入制备的泥浆，采用换浆法清孔，置换出的泥浆密度小于1.151.20时方为合格。n第二次清孔：钢筋笼、导管安放完毕，混凝土浇筑之前，进行第二次清孔。第二次清孔根据孔径、孔深、设计要求采用正循环、泵吸反循环、气举反循环等方法进行。n沉渣厚度：摩擦桩150mm，端承桩50mm。沉渣厚度的测定可直接用沉砂测定仪，但在施工现场多使用测绳。将测绳徐徐下入孔中，一旦感觉锤质变轻，在这一深度范围，上下试触几次，确定沉渣面位置，继续放入测绳，一旦锤质量发生较大减轻或测绳完全松驰，说明深度已到孔底，这样重复测试3次以上，孔深取其中较小值，孔深与沉渣面之差即为沉渣厚度。n泥浆性能指标：在浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆密度控制在1.151.20。 5）灌注混凝土：清孔合格后应及时浇注混凝土，浇注方法采用导管进行水下浇注，对泥浆进行置换。导管直径宜为200250mm，壁厚不小于3mm，分节长度视工艺要求而定，一般由2.02.5m。水下混凝土的砂率宜为40%45%；用中粗砂，粗骨料最大粒径40mm；水泥用量不少于360kg/m3；坍落度宜为180220mm，配合比通过试验确定。 安设导管安设导管设隔水栓使其与导管内水面贴紧并用铁丝悬吊设隔水栓使其与导管内水面贴紧并用铁丝悬吊在导管下口在导管下口灌注首批混凝土灌注首批混凝土剪断铁丝使隔水栓下落剪断铁丝使隔水栓下落连续灌注混凝土，提升导管连续灌注混凝土，提升导管拔出护筒。拔出护筒。埋管达0.81.0m以上超灌600700mm26m导管插入深度不同时混凝土拌合物的扩散情况导管插入深度不同时混凝土拌合物的扩散情况(a)插入深度不够时；插入深度不够时； (b)正常深度时正常深度时施工要点：n开始浇筑水下混凝土时，管底至孔底的距离宜为300500mm，初灌量埋管深度 1m，在以后的浇筑中，导管埋深宜为26m。导管应不漏气、漏水，接头紧密；导管的上部吊装松紧适度，不会使导管在孔内发生较大的平移。n拔管频率不要过于频繁，导管振捣时，不要用力过猛。n桩顶混凝土宜超灌500以上，保证在凿除泛浆层后，桩顶要达到设计标高。 n（3）钻孔灌注桩施工记录n测量定位（桩位、钢筋笼、护筒安置）记录、钻孔记录、成孔测定记录、泥浆相对密度测定记录、坍落度测定记录、沉渣厚度测定记录、钢筋笼制定安装检查表、混凝土浇捣记录、导管长度验算记录等。3.桩基础工程质量要求及验收桩基础工程质量要求及验收n（1）桩位偏差序号成孔方法桩径允许偏差（mm）垂直度允许偏差（%）桩位允许偏差（mm）13根、单排桩基垂直于中心线方向和群桩基础的边桩条形桩基沿中心线方向和群基础的中间桩1泥浆护壁钻孔桩D1000mm501D/6且不大于100D/4且不大于150D1000mm501000.01H1500.01H4人工挖孔桩混凝土护壁500.550150钢套管护壁501100200H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离，D为设计桩径。 n（2 2）进行承载力检验。）进行承载力检验。n甲级或地质条件复杂，成桩质量可靠性低的灌注桩，应采用静载荷试验的方法进行检验，检验桩数不应少于总数的1，且不应少于3根，当总桩数不少于50根时，不应少于2根。 n（3 3）桩身质量应进行检验）桩身质量应进行检验。对设计等级为甲级或地质条件复杂，成桩质量可靠性低的灌注桩，抽检数量不应少于总数的30，且不应少于20根；其他桩基工程的抽检数量不应少于总数的20，且不应少于10根；对混凝土预制桩及地下水位以上且终孔后经过核验的灌注桩，检验数量不应少于总桩数的10，且不得少于10根。每个柱子承台下不得少于1根。 n4施工过程检查n（1）预制桩n1）锤击沉桩：应对桩体垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、接桩质量等进行检查，对电焊接桩，重要工程应做10的焊缝探伤检查。n2）静力压桩：压桩过程中应检查压力、桩垂直度、接桩间歇时间、桩的连接质量及压入深度。重要工程应对电焊接桩的接头做10的探伤检查。对承受反力的结构应加强观测。n（2 2）灌注桩）灌注桩n施工中应对成孔、清渣、放置钢筋笼，灌注混凝土等全过程检查；人工挖孔桩尚应复验孔底持力层土（岩）性。嵌岩桩必须有桩端持力层的岩性报造。n5.5.质量验收项目质量验收项目n（1）锤击沉桩n主控项目：桩体质量检验；桩位偏差；承载力。n一般项目：砂、石、水泥、钢材等原材料，混凝土配合比及强度（现场预制时）；成品桩外形；成品桩裂缝（收缩裂缝或起吊、装运、堆放引起的裂缝）；成品桩尺寸（横截面边长 、桩顶对角线差、桩尖中心线、桩身弯曲矢高、桩顶平整度）；电焊接桩（电焊接桩：焊缝质量、电焊结束后停歇时间、上下节平面偏差、节点弯曲矢高）；桩顶标高；停锤标准。n（2）静力压桩n主控项目：桩体质量检验；桩位偏差；承载力。n一般项目：成品桩质量（外观、外形尺寸、强度）；硫磺胶泥质量（半成品）；接桩（电焊接桩：焊缝质量、电焊结束后停歇时间）；电焊条质量；压桩压力；接桩时上下节平面偏差接桩时节点弯曲矢高； 桩顶标高。n（3）灌注桩n主控项目：桩位、孔深、桩体质量检验；混凝土强度；承载力。n一般项目：垂直度；桩径；泥浆比重（粘土或砂性土中）；泥浆面标高（高于地下水位）；沉渣厚度；混凝土坍落度；钢筋笼安装深度；混凝土充盈系数；桩顶标高。附表：混凝土灌注桩质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩位按基桩检测技术规范基坑开挖前量护筒，开挖后量桩中心2孔深mm300只深不浅，用重锤测，或测钻杆、套管长度，嵌岩桩应确保进入设计要求的嵌岩深度3桩体质量检验按基桩检测技术规范。如岩芯取样，大直径嵌岩桩应钻至桩尖下50cm按基桩检测技术规范4混凝土强度设计要求试块报告或钻芯取样送检5承载力按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范一般项目1垂直度按基桩检测技术规范测套管或钻杆，或用超声波探测。干施工时吊垂球2桩径按基桩检测技术规范井径仪或超声波检测，干施工时用尺量，人工挖孔桩不包括内衬厚度3泥浆比重（粘土或砂性土中）1.151.20用比重计测，清孔后在距孔底50cm处取样4泥浆面标高（高于地下水位）m0.51.0目测5混凝土坍落度（水下灌筑）mm160220坍落度仪（干施工）mm701006钢筋笼安装深度mm100尺量7混凝土充盈系数1检查每根桩的实际灌筑量8桩顶标高mm3050水准仪，需扣除桩顶浮浆层及劣质桩体9沉渣厚度： 端承桩 摩擦桩mm50150用沉渣仪或重锤测量4、 桩基础检测桩基础检测n建筑基桩检测技术规范 （JGJ 1062003 ）