1、學習單元5沉管灌注樁及其他樁施工 5.1 沉管灌注樁施工 5.2 長螺旋成孔灌注樁 5.3 擠擴支盤樁5.4人工挖孔樁施工學習情境二 基礎工程施工學習單元5 沉管灌注樁與人工挖孔樁施工【教學要求】 1.熟悉鋼筋混凝土灌注樁基礎施工機械； 2.掌握沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁的施工工藝與質(zhì)量檢查方法； 3.能對沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁基礎施工進行技術交底； 4.會判定沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁基礎施工質(zhì)量的好壞；能針對沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁基礎工程施工現(xiàn)場可能發(fā)生的安全事故采取應對措施?！窘虒W重點】沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁的施工工藝；鋼筋混凝土灌注樁基礎質(zhì)量檢查方法?！窘虒W難點】灌注樁常見

2、質(zhì)量問題的預防及處理方法。5.1 沉管灌注樁 又稱套管成孔灌注樁。是利用錘擊法或振動法將帶有鋼筋砼樁靴(或活辨式樁尖)的鋼制樁管沉入土中，然后邊拔管邊灌注砼而成樁。用錘擊沉樁設備沉管時稱為“錘擊沉管灌注樁”利用激振器的振動沉管時，稱為“振動沉管灌注樁”學習單元5 沉管灌注樁與人工挖孔樁施工砼預制樁靴 錘擊沉管灌注樁施工工藝沉入 邊錘擊 下鋼筋籠 套管 邊拔管 繼續(xù)澆灌樁機就位套入樁靴初灌砼 樁成型5.1.1 工藝流程 錘擊沉管 立管套入樁靴、對準樁位壓入土中檢查低錘輕擊檢查有無偏移正常施打至設計標高第一次澆灌砼邊拔管、邊錘擊、邊繼續(xù)澆灌砼安放鋼筋籠、繼續(xù)澆灌砼至樁頂設計標高。樁管樁靴點擊動畫錘

3、擊沉管鋼筋籠5.1 沉管灌注樁振動沉管灌注樁施工工藝邊振邊灌 樁頂插筋邊拔樁管 并灌滿砼振動錘上料口樁管活瓣樁尖鋼筋籠砼料斗 振動沉管 立管合攏活瓣樁尖、對準樁位壓入土中檢查初始沉管檢查有無偏移正常沉管至設計標高第一次澆灌砼邊拔管、邊振動、邊繼續(xù)澆灌砼安放鋼筋籠、繼續(xù)澆灌砼至樁頂設計標高。5.1.1 工藝流程沉管 砼上料樁機就位合攏樁尖點擊動畫振動沉管灌注樁 振動沉管的施工方法有單打法、反插法和復打法。5.1.2 沉管施工 用樁架吊起樁管，對準預設在樁位處的預制砼樁靴，套入樁靴，或關閉樁管活瓣樁尖。然后緩緩放下套管，壓進土中。 樁管上端扣上樁帽，檢查樁管與樁錘是否在同一垂直線上，樁管偏斜 0.

4、5%時，即可起錘沉管。先低錘輕擊，觀察如無偏移方可正常施打，直至符合設計要求的貫入度或標高。 沉管樁尖埋設 樁管套入樁靴 合攏樁管活瓣樁尖 樁管就位5.1 沉管灌注樁 砼澆灌 樁管沉至設計標高后，應檢查并處理樁管內(nèi)的進泥、進水和吞樁尖等情況，并立即灌注砼。第一次澆灌砼時樁管內(nèi)應盡量灌滿，拔管過程中應向樁管內(nèi)繼續(xù)澆灌砼，并使樁管內(nèi)砼保持略高于地面。 錘擊拔管 砼灌滿樁管后，拔管即可進行。一邊拔管、一邊錘擊，拔管的速度要均勻，一般土層以1m/min為宜，軟弱土層以0.30.8 m/min為宜。倒打拔管的速度，單動汽錘不少于50次/min，自由落錘小落距輕擊不少于40次/min。在管底未拔至樁頂設計

5、標高時，倒打或輕擊不得中斷。5.1.2 沉管施工樁管沉至設計標高樁管上料口近景 振動拔管 樁管內(nèi)灌滿砼后，應先振動510s，再開始拔管，應邊振邊拔，每拔出0.51.0 m，停拔，振動510s；如此反復，直至樁管全部拔出;在一般土層內(nèi)，拔管速度宜為1.21.5m/min，用活瓣樁尖時宜慢，用砼預制樁尖時可適當加快；在軟弱土層中宜控制在0.60.8m/min。5.1.2 沉管施工邊拔管、邊振動邊繼續(xù)澆灌砼 跳打法 樁的中心距小于4倍樁管外徑或小于2m時，均應跳打。中間空出的樁，須待鄰樁砼達到設計強度的50%后方可施打。 錘擊沉管的特殊施工方法有跳打法、復打法。振動沉管的特殊施工方法有反插法和復打法

6、。5.1.3 沉管灌注樁的特殊施工方法 在樁管灌滿砼后，先振動再拔管，每次拔管高度0.51.0m，向下反插深度0.30.5m。拔管過程中應分段添加砼，保持管內(nèi)砼面始終不低于地表面或高于地下水位1.01.5m，拔管速度應小于0.5m/min; 距樁尖處1. 5m范圍宜多次反插以擴大樁端部斷面；在流動性淤泥中不宜使用反插法。 反插法5.1 沉管灌注樁點擊動畫反插法沉樁單打 第2次 第2次 復打 砼澆筑 反插 繼續(xù) 反插 單打 局部 復打 成樁 沉管 澆筑砼 成樁 預加1m 沉管 拔管 成樁 成樁 沉管 成樁全部復打 下部反插 上部局部復打 復打法 在第一次砼澆筑完畢、拔出樁管，立即在原樁位再設預制

7、樁靴或合好活瓣樁尖，第二次復打沉入樁管，使未凝固的砼向四周擠壓擴大樁徑，再澆筑第二次砼。復打法可擴大樁徑并提高單樁承載能力。點擊動畫復打法沉樁不反插5.1.3 沉管灌注樁的特殊施工方法5.1.4 沉管灌注樁常見問題的處置 檢查：露出地面的樁體可目測觀察；地下23m范圍內(nèi)的樁體斷裂,用手或腳輕搖會有浮振的感覺；深部的斷樁須用動測法檢測。 斷樁5.1 沉管灌注樁 預防措施：控制樁的中心距4倍樁徑，合理安排沉樁順序和樁架行走路線，采用跳打法和控制時間法使樁身砼終凝前避免振動和擾動，認真控制拔管速度。 斷樁處理：斷樁一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，應將斷樁拔去，清理樁孔及接樁面，略增大樁身截面積再重新澆筑樁身砼。挖出來的斷

8、樁斷樁的處理 樁靴進水 檢查：用浮標可測得樁底是否進水或進泥。 預防措施：樁尖活瓣間隙或預制樁靴與樁管接觸處要嚴密，對縫隙較大的樁尖或樁靴應及時修理或更換。 處理措施：先在樁管內(nèi)灌入0.5m高水泥砂漿，再灌入1m高砼，然后反插打下。 吊腳樁5.1.4 沉管灌注樁常見問題的處置 監(jiān)測：拔管前觀測管內(nèi)浮標，監(jiān)測樁管活瓣樁尖或砼預制樁靴是否打開或脫開。 預防措施：拔管采取“密振慢抽”，開始拔管50cm，將樁管反插幾下，再正常拔管；保持砼的和易性，防止卡管或堵管；嚴格控制砼預制樁靴的強度和規(guī)格，防止樁靴打碎或壓入管內(nèi)。 處理措施：將樁管拔出后填砂重打。點擊動畫吊腳樁 縮頸 監(jiān)測：流塑狀態(tài)土質(zhì)沉樁，拔管

9、時須設置浮標記錄每0.51m高度砼的灌入量，砼的充盈系數(shù)(砼灌入量與樁身體積之比)1.0。 5.1.4 沉管灌注樁常見問題的處置 預防措施：嚴格控制拔管速度在0.60.8m/min以內(nèi)，樁管內(nèi)盡量多裝砼，使管內(nèi)砼高于地面或地下水位11.5m以上。 處理措施：采取復打法進行處理。開挖驗證的縮頸樁樁體 點擊動畫 縮頸樁5.1.5 內(nèi)夯沉管灌注樁 又稱夯擴樁，其打樁設備在沉管灌注樁設備基礎上增加內(nèi)夯管。分為帶砼預制樁尖夯擴樁和無樁尖夯擴樁。內(nèi)夯沉管灌注樁由于夯擴成型，在樁端處形成擴大頭，樁端面積增大、樁端持力層被夯實擠密,單樁承載力較高。外管直徑325 450mm，樁長一般15m左右，單樁承載特征值

10、2000kN以內(nèi)。5.1 沉管灌注樁 使用范圍基本與沉管灌注樁相同，距地面420m范圍內(nèi)有較硬的土層作樁端持力層時較為適用。液壓步履式夯擴樁機 當采用外管與內(nèi)夯管結(jié)合錘擊沉管進行夯壓、擴底、擴徑時，內(nèi)夯管應比外管短100mm ，內(nèi)夯管底端可采用閉口平底或閉口錐底。內(nèi)外管及管塞 擴底端斷樁的處理5.1.5 內(nèi)夯沉管灌注樁HKJ-400型液壓步履式夯擴機 內(nèi)夯沉管灌注樁施工全景 外管封底可采用干硬性砼、無水砼配料，經(jīng)夯擊形成阻水阻泥管塞，其高度可為100mm。當內(nèi)外管間不會發(fā)生間隙涌水、涌泥時亦可不封底。5.1.5 內(nèi)夯沉管灌注樁 樁身砼宜分段灌注，拔管時內(nèi)夯管和樁錘應施壓于外管中的砼頂面，邊壓邊

11、拔。內(nèi)夯沉管灌注樁施工中外管封底加入干硬性砼錘擊內(nèi)夯管！5.2 長螺旋成孔灌注樁 其成孔工藝分為長螺旋鉆孔灌注樁和長螺旋鉆孔壓灌樁，前者是一種早期的干作業(yè)成孔工藝，后者是在早期工藝的基礎上演進而成。后者較前者的適應范圍更廣、成樁效果更好。 長螺旋鉆孔灌注樁施工工藝長螺旋鉆孔壓灌樁施工工藝長螺旋鉆機成孔空鉆清孔提 鉆提鉆200mm下鋼筋籠灌注砼邊提鉆邊壓入砼振搗成樁下鋼筋籠學習單元5 沉管灌注樁與人工挖孔樁施工5.2.1 長螺旋鉆孔灌注樁 適用于成孔深度內(nèi)無地下水的一般粘性、砂土及人工填土，勿需護壁，成孔深度820m、成孔直徑300600mm，不宜用于地下水位以下的各類土及淤泥質(zhì)土。常用螺旋鉆機

12、成孔，亦可用洛陽鏟成孔。 成孔原理：電動機帶動鉆桿轉(zhuǎn)動，使螺旋葉片旋轉(zhuǎn)削土，土隨螺旋葉片上升排出孔外。5.2 長螺旋成孔灌注樁點擊動畫螺旋鉆成孔5.2.1 長螺旋鉆孔灌注樁長螺旋鉆機鉆頭近景長螺旋鉆機成孔施工只鉆不進 空轉(zhuǎn)清土 提鉆卸土5.2.1 長螺旋鉆孔灌注樁 鉆孔時鉆桿應保持垂直穩(wěn)固，位置準確，防止因鉆桿晃動引起擴大孔徑 鉆進過程中，應隨時清理孔口積土，遇到地下水、塌孔、縮孔等異常情況時，應及時處理。5.2.1 長螺旋鉆孔灌注樁5.2.2 長螺旋鉆孔壓灌樁 長螺旋鉆孔壓灌樁的工藝改進在提鉆與樁身砼灌注兩環(huán)節(jié)。第一次提鉆200mm、然后通過鉆桿內(nèi)腔壓灌砼，邊提升鉆桿邊壓灌砼，吊放鋼筋籠時內(nèi)

13、套振動棒，將鋼筋籠范圍內(nèi)砼振搗密實。該樁型插鋼筋籠后宜用于黏性土、粉土、砂土、填土、非密實的碎石類土、強風化巖。5.2 長螺旋成孔灌注樁鉆機鉆至 砼通過鉆桿 將鋼筋籠預定深度 內(nèi)腔壓灌至孔底 振入或壓 振搗成樁 清孔 邊灌邊提升鉆桿 入砼內(nèi)長螺旋鉆孔壓灌樁工藝流程長螺旋鉆孔壓灌樁施工全景邊提升鉆桿邊壓灌砼吊起鋼筋籠與導入管鋼筋籠就位5.2.2 長螺旋鉆孔壓灌樁鋼筋籠正振入樁中5.2.2 長螺旋鉆孔壓灌樁鋼筋籠振沉樁中近景5.3 擠擴支盤樁 鉆孔結(jié)束后，在樁孔內(nèi)下入專用液壓擠擴機，在適當位置對鉆孔周圍土體施以三維靜壓，擠擴成型設置承力盤或分支，形成由主樁、承力盤及分支組成的擠擴支盤樁。擠擴支盤樁

14、變普通摩擦樁為變截面多支點的摩擦端承樁，改變了樁的受力機理，具有抗震性好、沉降變形小的優(yōu)點。適用于非飽和粘性土，砂性較大的粘土、粉土、砂土、礫卵石、風化巖層等。樹根構(gòu)造示意圖 擠擴支盤樁體 開挖驗證的擠擴支盤樁樁體 十字分支承力盤承力盤共75頁 第62頁學習單元5 沉管灌注樁與人工挖孔樁施工 泥漿護壁成孔時，應根據(jù)地質(zhì)情況選擇持力層設置分支及承力盤，按支盤設計深度，下放全液壓擠擴支盤成型機，操作液壓工作站將弓壓臂(承力板)擠出、收回、反復 轉(zhuǎn)角、經(jīng)多次擠壓成盤，再由上至下或由下 至上完成擠擴多個支盤的作業(yè)，然后安放鋼 筋籠、清孔、灌注砼成樁。泥漿護壁成孔的擠擴支盤樁施工支盤操作臺 支盤擠擴機5

15、.3 擠擴支盤樁5.4 人工挖孔灌注樁 人工挖孔灌注樁單樁承載力大、受力性能好、質(zhì)量可靠、沉降量小、無振動無噪音、無環(huán)境污染,無需大型機械設備，一柱一樁時無需截樁、節(jié)省承臺。可多樁同時施工，施工進度快。國內(nèi)人工挖孔樁直徑最大已達4m，最深為98m。人工挖孔灌注樁施工現(xiàn)場直徑達2.5m的人工挖孔樁學習單元5 沉管灌注樁與人工挖孔樁施工5.4.1 構(gòu)造要求 樁徑：最小0.8m，最大不宜2.5m; 樁長：一般20m左右，不宜超過30m； 擴底：分為擴底和不擴底。擴底時擴底直徑與樁身直徑之比(D1/D)不宜3。樁底宜挖成鍋底形，矢高h0可取(0.150.2)D1。 5.4 人工挖孔灌注樁直徑達2.5m

16、的人工挖孔樁首節(jié)井圈的中心線偏差20mm井圈頂面高出地面100150mm5.4.2 樁孔護壁 人工挖孔樁護壁有磚護壁和砼護壁（直徑1.2m以上）兩種，施工方法是分段開挖（每段0.81m左右）、分段砌筑或澆筑砼拱圈護壁，直至設計標高。 砼護壁的厚度100mm，砼強度等級不低于樁身砼強度等級，并應振搗密實；護壁應配置直徑8mm的構(gòu)造鋼筋，豎向筋應上下搭接或拉接。砼護壁的模板安裝上下節(jié)護壁搭接長度50mm井圈任意直徑的誤差50mm磚砌孔壁支護5.4 人工挖孔灌注樁5.4.3 施工程序及方法 放線、定樁位挖第一節(jié)樁孔土方支模澆筑第一節(jié)護壁砼循環(huán)作業(yè)直至設計深度檢查持力層后進行擴底清理虛土、排除積水、檢

17、查尺寸和持力層吊放鋼筋籠就位澆筑樁身砼。切線開挖第一節(jié)土方 支第一節(jié)護壁模板 繼續(xù)挖樁孔土方 井圈頂面高出地面100150mm模板在砼灌注24h后方可拆除土方吊出樁孔首節(jié)井圈壁宜增厚100-150mm5.4 人工挖孔灌注樁5.4.3 施工程序及方法深孔挖土的安全設施 完工的樁孔 監(jiān)理工程師下井驗孔下鋼筋籠 鋼筋籠及砼下料串筒就位 分層澆灌樁身砼應急爬梯井蓋砼下料串筒預埋聲測管送風管低壓照明救生繩半月板(防墜) 當樁凈距小于2.5m 時，應采用間隔開挖。相鄰排樁跳挖的最小施工凈距4.5m。已完樁孔的井口安全防護土石方不得堆放在孔口周邊1m范圍內(nèi)5.4.3 施工程序及方法5.4.4 安全措施 孔內(nèi)須設置應急軟爬梯供人員上下；使用的電葫蘆、吊籠等應安全可靠，并配有自動卡緊保險裝置； 每日開工前須檢測井下的有毒、有害氣體；深度超過10m的樁孔要有可靠的排水、通風和照明設施；井下送風的風量不宜少于25L/s； 孔口須設置高度0.8m護欄。 5.4 人工挖孔灌注樁 防治孔壁坍塌和涌土、涌砂的處置預案： 減小護壁高度，隨挖、隨驗、隨灌注砼，強行穿越； 鋼護筒或砼沉井穿越； 采取降水措施。直徑8.4m的人工挖孔樁電動提升設備挖孔樁操作說明后部配重及卷揚機樁孔水平防護欄5.4.4 安全措施 值得指出的是：人工挖孔樁有被濫用的趨勢，樁越挖越深、直徑越挖越大，安全措施不到位等。新規(guī)范要求樁