混凝土灌注桩施工

发布时间:2024-02-03 19:02:24浏览次数:17
混凝土灌注桩施工一、钻孔灌注桩施工 (一)钻孔机械设备目前常见的钻孔机械有:全叶螺旋钻孔机、回转钻孔机、潜水钻机、钻扩机、全套管钻机 (即贝诺特钻机)。1.全叶螺旋钻孔机全叶螺旋钻孔机(图 1)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 300mm~800mm,钻孔深度8—12m。配有多种钻头,以适应不同的土层。图 1 全叶螺旋钻孔机1 一电动机;2 一变速器;3 一钻杆;4 一托架;5 一钻头;6 一立柱;7 一斜撑;8 一钢管;9 一钻头接头;10 一刀板;11 一定心尖2.回转钻孔机 回转钻孔机由机械动力传动,配以笼头式钻头,可以多档调速或液压无级调速,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 2.5 m,钻进深度可达 50—100 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。3.潜水钻机 潜水钻机(图 2、3)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。这种钻机以潜水电动机作动力,工作时动力装置潜在孔底,耗用动力小,钻孔效率高,电动机防水性能好,运转时温升较低,过载能力强,钻架对场地承载力要求低,可采用正循环、反循环两种方式排渣。缺点是:钻孔时采用泥浆护壁,易造成现场泥泞;采川反循环钻孔时,如土体中有较大石块,则容易卡管;容易产生桩侧周围土层和桩尖土层松散,使桩径扩大、灌注混凝土超量。 图 8 活瓣桩尖 1—桩管;2—锁轴; 3—活瓣。振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。单打法是一般正常的沉管方法,它是将桩管沉人到设计要求的深度后,边灌混凝土边拔管,最后成桩。适用于含水量较小的土层,且宜采用预制桩尖。桩内灌满混凝土后,应先振动 5—10 s,再开始拔管,边振边拔,每拔 0.5~1.0m 停拔振动 5—10s,如此反复进行,直至桩管全部拔出。拔管速度在一般土层内宜为 1.2~1.5m/min,用活瓣桩尖时宜慢,预制桩尖可适当加快,在软弱土层中拔管速度宜为 0.6~0.8m/min。反插法是在拔管过程中边振边拔,每次拔管 0.5~1.0 m,再向下反插 0.3~0.5 m,如此反复并保持振动,直至桩管全部拔出。在桩尖处 1.5 m 范围内,宜多次反插以扩大桩的局部断面。穿过淤泥夹层时,应放慢拔管速度,并减少拔管高度和反插深度。在流 动性淤泥中不宜使用反插法。复打法是在单打法施工完拔出桩管后,立即在原桩位再放置第二个桩尖,再第二次下沉桩管,将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压,扩大桩径,然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全长复打的目的是提高桩的承载力。局部复打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷, 如发现或怀疑出现缩颈、断桩等缺陷,局部复打深度应超过断桩或缩颈区 1m 以上。复打必须在 第一次灌注的混凝土初凝之前完成。(三)沉管桩施工中常见问题的分析与处理沉管灌注桩施工时易发生断桩、缩颈、桩靴进水或进泥、吊脚桩等问题,施工中应加强检查并及时处理 。  1.断桩断桩的裂缝为水平或略带倾斜,一般都贯通整个截面,常常出现于地面以下 1~3 m 软硬土层交接处。断桩原因主要有:桩距过小,邻桩施打时土的挤压产生的水平推力和隆起上拔力的影响;软硬土层传递水平力不同,对桩产生剪应力;桩身混凝土终凝不久;强度弱,承受不了外力的影响。避免断桩的措施如下:(1)布桩应坚持少桩疏排的原则,桩与桩之间中心距不宜小于 3.5 倍桩径;(2)桩身混凝土强度较低时,尽量避免振动和外力的干扰,因此要合理确定打桩顺序和桩架行走路线; (3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。控制时间法指在邻桩混凝土初凝以前,必须把影响范围内的桩施工完毕。断桩的检查与处理:在浅层(2~3m)发生断桩,可用重锤敲击桩头侧面,同时用脚踏在桩头上,如桩已断,会感到浮振;深处断桩目前常用动测或开挖的办法检查。断桩一经发现,应将断桩段拔出,将孔清理后,略增大面积或加上铁箍连接,再重新浇混凝土补做桩身。2.缩颈桩缩颈桩又称瓶颈桩,是指部分桩径缩小、桩截面积不符合设计要求。缩颈桩产生的原因是:拔管过快,管内混凝土存量过少,混凝土本身和易性差,出管扩散困难造成缩颈 ;在含水量大的粘性土中沉管时,土体受到强烈扰动和挤压,产生很高的孔隙水压力,拔管后,这种水压力便作用到新浇筑的混凝土桩上,使桩身发生不同程度的缩颈现象。防治措施:在容易产生缩颈的土层中施工时,要严格控制拔管速度,采用“慢拔密击”;混凝土坍落度要符合要求且管内混凝土必须略高于地面,以保持足够的压力,使混凝土出管扩散正常。施工时可设专人随时测定混凝土的下落情况,遇有缩颈现象,可采取复打处理。3.桩尖进水、进泥砂桩尖进水、进泥砂常见于地下水位高、含水量大的淤泥和粉砂土层,是由于桩管与桩尖接合处的垫层不紧密或桩尖被打破所致。处理办法:可将桩管拔出,修复改正桩靴缝隙或将桩管与预制桩尖接合处用草绳 、麻袋垫紧后,用砂回填桩孔后重打;如果只受地下水的影响,则当桩管沉至接近地下水位时,用水泥砂浆灌人管内约 0.5m 作封底,并再灌 1m 高的混凝土,然后继续沉桩。若管内进水不多(小于 200mm)时,可不作处理,只在灌第一槽混凝土时酌情减少用水量即可。4、吊脚桩 吊脚桩即桩底部的混凝土隔空,或混凝土中混进了泥砂而形成松软层。形成吊脚桩的原因是由于混凝土桩尖质量差,强度不足,沉管时被打坏而挤人桩管内,且拔管时冲击振动不够,桩尖未及时被混凝土压出或活瓣未及时张开。为了防止出现吊脚桩,要严格检查混凝土桩尖的强度(应不小于 C30),以免桩尖被打坏而挤入管内。沉管时,用吊砣检查桩尖是否有缩人管内的现象。如果有,应及时拔出纠正并将桩孔填砂后重打。三、挖孔灌注桩施工人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔,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。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。可用于高层建筑、公用建筑、水工结构(如泵站、桥墩)作桩基,起支承、抗滑、挡土之用。对软土、流砂及地下水位较高,涌水量大的土层不宜采用。 (一)人工挖孔桩的施工机具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。 (二)一般构造要求 桩直径—般为 800~2000mm,最大直径可达 3 500mm。桩埋置深度一般在 20m 左右,最大可达40m。底部采取不扩底和扩底两种方式,扩底直径 1.3d~3.0d,最大扩底直径可达 4 500mm。一般采用一柱一桩,如采用一柱两桩时,两桩中心距不应小于 3d,两桩扩大头净距不小于 1m(图 9),上下设置不小于 0.5m,桩底宜挖成锅底形,锅底中心比四周低 200mm,根据试验,它比平底桩可提高承载力 20%以上。桩底应支承在可靠的持力层上。支承桩大多采用构造配筋