地基處理與基礎工程施工-2.3深基礎工程施工(建筑施工技術(shù))_第1頁
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文檔簡介

2.3深基礎工程施工建筑施工技術(shù)2.3深基礎工程施工2.3.1樁基礎的分類樁按傳力及作用性質(zhì)不同分為端承樁和摩擦樁兩種,如圖2-3-1所示。端承樁是穿過軟弱土層達到堅實土層的樁,上部建筑物的荷載主要由樁尖土層的阻力來承受,施工時以控制貫入度為主,樁尖進入持力層深度或樁尖標高可做參考。摩擦樁只打入軟弱土層一定深度,將軟弱土層擠壓密實,提高土層的密實度及承載力,上部建筑物的荷載主要由樁身側(cè)面與土層之間的摩擦力及樁尖的土層阻力承擔,施工時以控制樁尖設計標高為主,貫入度可根據(jù)相關資料做參考。圖2-3-1端承樁與摩擦樁樁按施工方法分為預制樁及灌注樁。預制樁是在工廠或施工現(xiàn)場制作的各種材料和形式的樁(鋼管樁、鋼筋混凝土實心方樁、離心管樁等),然后用沉樁設備將樁沉入土中。預制樁按沉樁方法不同分為錘擊沉樁(打入樁)、靜力壓樁、振動沉樁和水沖沉樁。灌注樁是在施工現(xiàn)場的樁位處成孔,然后在孔中安放鋼筋骨架,再澆筑混凝土成樁。灌注樁的成孔,按設計要求和地質(zhì)條件、設備情況,可采用鉆孔、沖孔、抓孔和挖孔等不同方式。成孔作業(yè)還分為干式作業(yè)和濕式作業(yè),分別采用不同的成孔設備和技術(shù)措施。2.3.2鋼筋混凝土預制樁施工鋼筋混凝土預制樁有實心方樁和離心管樁兩種。實心樁為便于制作大多數(shù)做成方形斷面,斷面邊長一般為250*550mm。管樁是在工廠用離心法成型的空心圓柱形預制樁,其直徑有φ400、φ500等幾種。鋼筋混凝土預制樁施工包括樁的制作、起吊、運輸、堆放和沉樁、接樁等工藝。1.樁的制作、起吊、運輸和堆放較短的樁(長度10m以下)多在預制廠制作;較長的樁一般在施工現(xiàn)場附近露天就地預制。確定單節(jié)樁制作長度應考慮樁架的有效高度、制作場地大小、運輸和裝卸能力等,同時應考慮接樁節(jié)點的豎向位置應避開硬夾層。施工現(xiàn)場預制樁多采用疊層澆筑,重疊生產(chǎn)的層數(shù)應根據(jù)施工條件和地基承載力確定,一般不宜超過4層。預制場地應平整堅實,不應產(chǎn)生浸水濕陷和不均勻沉陷。制樁時,混凝土應由樁頂向樁尖澆筑,不得中斷。樁頂及樁身表面應平整堅實。掉角深度不應超過10mm,且局部蜂窩和掉角缺損總面積不得超過全部表面積的0.5%,并不得過分集中。由于混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫深度不得大于20mm,寬度不得大于0.25mm,橫向裂縫長度不得超過邊長或直徑的一半,樁頂和樁尖處不得有蜂窩、麻面、裂縫和掉角,樁的制作允許偏差不得大于圖2-3-2的規(guī)定。鋼筋混凝土預制樁應在混凝土達到設計強度等級的70%方可起吊,達到100%才能運輸和打樁。如提前起吊,必須作強度和抗裂度驗算,并采取必要措施。起吊時,吊點位置應符合設計要求。樁的運輸應根據(jù)打樁進度和打樁順序確定,宜采用隨打隨運法,這樣可以減少二次搬運工作。2.錘擊沉樁施工錘擊沉樁也稱打入樁,是利用樁錘下落產(chǎn)生的沖擊能量將樁沉入土中。錘擊沉樁是預制鋼筋混凝土樁最常用的沉樁方法,該法施工速度快、機械化程度高、適用范圍廣、現(xiàn)場文明程度高,但施工時有噪聲、污染和振動,對于城市中心和夜間施工有所限制。(1)打樁機具及選擇。打樁機具主要有打樁機及輔助設備。打樁機主要包括樁錘、樁架和動力裝置三部分。樁錘。樁錘是對樁施加沖擊力,將樁打入土層中的主要機具。樁錘按動力源和動作方式分為落錘、單動汽錘、雙動汽錘和柴油錘。選擇樁錘參照圖2-3-3。樁架形式多種多樣,常用樁架基本為兩種形式:一種是沿軌道或滾杠行走移動的多功能樁架,另一種為裝在履帶式底盤上可自由行走的樁架。多功能樁架由立柱、斜撐、回轉(zhuǎn)工作臺、底盤及傳動機構(gòu)等組成。它的機動性和適應性較大,在水平方向可作180°回轉(zhuǎn)。圖2-3-4。履帶式樁架以履帶式起重機為底盤,利用履帶式起重機動力,增加導架、樁錘、導桿等。圖2-3-5。滾筒式樁架行走是靠兩根鋼滾筒在墊木上滾動。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制作容易,但平面轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭不夠靈活,操作人員較多,其適用于預制樁的打設和灌注樁的施工。圖2-3-6。圖2-3-5懸掛式履帶樁架構(gòu)造圖圖2-3-6滾筒式樁架(2)打樁前的準備工作。清除妨礙打樁施工的高空及地下障礙物,平整場地。材料機具準備及接通水、電源。打樁試驗。打試樁主要是檢驗打樁設備和工藝是否符合要求;了解樁的貫入深度、持力層強度及樁的承載力,以確定打樁方案和打樁技術(shù)。試樁時應做好試樁記錄,畫出各土層深度,打入各土層的錘擊次數(shù),最后精確測量貫入度。試樁數(shù)量不得少于2根。確定打樁順序。打樁時,由于樁對土體的擠密作用,先打入的樁被后打入的樁水平擠推而造成偏移和變位或被垂直擠拔造成浮樁;而后打入的樁難以達到設計標高或入土深度,造成土體隆起和擠壓,截樁過大。所以,群樁施打時,為了保證質(zhì)量和進度,防止周圍建筑物被破壞,打樁前應根據(jù)樁的密集程度、樁的規(guī)格、長短和樁架移動方便來正確選擇打樁順序。當樁較密集時(樁中心距小于等于4倍邊長或直徑),應采用由中間向兩側(cè)對稱施打[圖2-3-7(a)]或由中間向四周施打的方法[圖2-3-7(b)]。這樣,打樁時土體由中間向兩側(cè)或四周擠壓,易于保證施工質(zhì)量。當樁數(shù)較多時,也可采用分區(qū)段施打。當樁較稀疏時(樁中心距>4d),可采用由一側(cè)向單一方向進行施打的方式,如圖2-3-7(c)所示,即逐排施打。這樣,樁架單方向移動,打樁效率高。但打樁前進方向一側(cè)不宜有防側(cè)移、防振動的建筑物、構(gòu)筑物、地下管線等,以防土體擠壓破壞。當樁的規(guī)格、埋深、長度不同時,宜先大后小、先深后淺、先長后短施打。圖2-3-7打樁順序(3)打樁施工。錘吊樁。樁機就位后應平穩(wěn)垂直,導桿中心線與打樁方向一致并檢查樁位是否正確,然后將樁錘和樁帽(圖2-3-8)吊起,使錘底高度高于樁頂,以便進行吊樁。吊樁用樁架上的鋼絲繩和卷揚機將樁提升就位,吊點數(shù)量和位置與樁運輸起吊時相同。樁提離地面時,用拖拉繩穩(wěn)住樁下部,防止撞擊樁架。樁提升到垂直狀態(tài)后,送入樁架導桿內(nèi),樁尖垂直對準樁位中心,扶正樁身,將樁緩緩下放插入土中。樁的垂直度偏差不得超過0.5%。圖2-3-8樁帽樁就位后,在樁頂放上彈性襯墊(如草紙、麻袋、草繩等);扣上樁帽或樁箍,保證樁帽與樁有510mm間隙。待樁穩(wěn)定后,即可脫去吊鉤,再將樁錘緩慢落在樁帽上。樁錘底面、樁帽上下面及樁頂應保持水平;樁錘、樁帽(送樁)和樁身應在同一中心線上。此時,在錘重作用下,樁沉入土中一定深度達到穩(wěn)定位置,再次校正樁位和垂直度后,即可打樁。打樁。初打應采用小落距輕擊樁頂數(shù)錘,落距以0.50.8m為宜,隨即觀察樁身與樁錘、樁架是否在同一垂線上。待樁入土中一定深度,樁尖不易發(fā)生偏移時,再全落距施打。打樁宜采用重錘低擊方法。重錘低擊對樁頂?shù)臎_量小、動量大,樁頂不易損壞,大部分能量用于克服樁身摩擦力與樁尖阻力;另外樁身反彈小,反彈張力波產(chǎn)生的拉應力不致使樁身被拉壞;樁錘的落距小,打樁速度快,效率高。當采用落錘或單動汽錘,落距不宜大于1m,采用柴油錘應使樁錘跳動正常,落距不超過1.5m。打樁時入土速度應均勻,錘擊間歇時間不應過長,否則會使樁身與土層之間摩擦力恢復,造成固結(jié)現(xiàn)象,使施打困難。所以,在組織施工和現(xiàn)場接樁時應盡量加快速度,保證施工連續(xù)進行。打樁方向有頂打和退打兩種。當樁頂實際標高在地面以下(如摩擦樁及采用送樁的端承樁),施打時可采用向前頂打方式,這樣樁可預先布置,避免場地內(nèi)二次搬運。但需將施打后的樁頂孔鋪平。當樁的頂部高于自然地面,只能采用向后退打方式,這種情況下,樁只能隨打隨運。打樁工程屬于隱蔽工程,為確保工程質(zhì)量,應對每根樁的施工過程進行觀測,并做好記錄,作為驗收時鑒定質(zhì)量的依據(jù),見圖2-3-9。打樁完畢位置允許偏差見圖2-3-10。圖2-3-10預制樁(鋼管樁、木樁)位置的允許偏差3.接樁及樁頭處理預制樁按設計要求可達3040m,但受樁架有效高度、現(xiàn)場情況、運輸、吊裝能力等限制,樁只能分節(jié)制作、逐節(jié)打入、現(xiàn)場接樁。接樁方法有焊接接樁、法蘭接樁和硫磺膠泥錨接樁三種。(1)焊接接樁。焊接接樁是在上下兩節(jié)樁端部四角側(cè)面及端面預埋低碳鋼鋼板,其表面應保持清潔。當下節(jié)樁打至便于焊接操作高度(距地面1m左右),同時應使樁尖避開硬土夾層時,將上節(jié)樁用樁架吊起,對準下節(jié)樁頭。用儀器在兩個互成90°方向校正垂直度,接頭間隙不平處用鐵片填實并與樁端面預埋鐵板焊牢。檢查無誤后,用點焊將四角連接角鋼與預埋鋼板臨時焊接,再次檢查位置及垂直度后,隨即呈對角對稱施焊,焊接中應防止節(jié)點由于溫度應力產(chǎn)生焊接變形而引起樁身歪斜。焊縫應連續(xù)飽滿,焊接時間盡量縮短,以防止固結(jié)現(xiàn)象。焊接接樁適用各類土層。其焊接節(jié)點圖2-3-11。(2)法蘭接樁。法蘭接樁主要用于離心法成型的鋼筋混凝土管柱。制樁時,用低碳鋼制成的法蘭盤與混凝土整澆在一起,接樁時,上下節(jié)樁之間用石棉或紙板襯墊,垂直度檢查無誤后,在法蘭盤的鋼板孔中穿入螺栓,用扳手擰緊螺帽,錘擊數(shù)次后,再擰緊一次,并焊死螺帽。法蘭盤接樁速度快、質(zhì)量好,但耗鋼量大、造價高。該法適用于各種土層的離心管樁接樁,圖2-3-12。3)硫磺膠泥錨接樁。硫磺膠泥錨接法又稱漿錨法。制樁時,在上節(jié)樁下端伸出4根錨筋,長度為15d;下節(jié)樁上端預留4個錨筋孔,孔徑為2.5d,孔深為15d+30mm。接樁時,將上節(jié)樁的錨筋插入下節(jié)樁的錨筋孔,上下樁間隙20mm左右。然后在四周安設施工夾箍,將熔化的硫磺膠泥注滿錨筋孔內(nèi),并使之溢出樁面,然后將上節(jié)樁下落,當硫磺膠泥冷卻后,拆除施工夾箍,則可繼續(xù)壓樁和打樁。硫磺膠泥摻入增、抗塑劑后,可以改善其韌性,并顯著提高其強度。其抗拉強度可達4MPa,抗壓強度可達40MPa,與鋼筋握裹強度可達11MPa。硫磺膠泥錨接樁適用于軟弱土層中打樁和壓樁,該法節(jié)約鋼材、操作簡單、施工速度快、質(zhì)量好,圖2-3-13。預制樁施打完畢后,按設計樁頂標高,將樁頭多余部分鑿除,鑿樁頭可用人工、風鎬或小爆破方法。采用爆破方法時,制樁時應在樁頂和樁側(cè)用砂袋預留藥孔,否則制樁后會鑿孔困難。截樁用微量控制爆破法引爆,使樁頭混凝土震裂震碎。4.打樁常見問題分析及處理打樁施工中,常會發(fā)生樁被打壞、打歪、打不下去等問題。產(chǎn)生這些問題的原因是隨機的、復雜的,主要有制樁質(zhì)量、土質(zhì)變化和工藝技術(shù)等方面的原因。因此,應具體分析原因并及時處理。(1)樁頂、樁身被打壞。這種現(xiàn)象一般是樁頂四角或周邊被打壞、打禿、打碎,鋼筋網(wǎng)片外露;或是樁身混凝土崩裂剝落,甚至樁身折斷。產(chǎn)生的原因及處理如下:打樁時,樁頂由于受沖擊產(chǎn)生很高的局部應力,若樁頂混凝土不密實、配筋下料不合理,遭受錘擊后,則樁頂被打碎、打禿;主筋過長,則會旁彎、顫動,引起混凝土剝落。所以樁頂混凝土應認真搗實,主筋不能過長,一旦樁角打禿,則應鑿平再打。樁身混凝土保護層太厚、主筋安放不正,直接受沖擊的是素混凝土,因此保護層容易剝落。樁頂不平、樁帽不正或不平,使樁偏心受錘擊,局部應力增大,極易受損。所以制樁時,樁頂面與樁軸線應嚴格保持垂直;施打前,樁帽要安放平整;打樁時,要避免打歪后再繼續(xù)施打,發(fā)現(xiàn)后應及時糾正。樁的下沉速度慢、施打時間長、錘擊次數(shù)多或沖擊能量大稱為過打。過打多發(fā)生在下列情況:一是樁尖通過硬層;二是最后貫入度定得過小;三是樁錘落距過大。由于混凝土抗沖擊強度僅為抗壓強度的50%,若樁身混凝土反復受到過度沖擊,就容易破壞。如遇過打,則應分析地質(zhì)資料,判斷土層情況,改善操作方法,采取有效措施解決。樁身混凝土強度等級不高,有材料質(zhì)量問題、施工方法問題、養(yǎng)護齡期問題等。若樁身被打壞,可加鋼夾箍用螺栓拉緊焊牢。(2)樁打歪。樁頂不平、樁身凸肚、樁尖偏心、樁帽及接樁不正、土中障礙及操作不當,均能使樁打歪。防止樁打歪可采取以下措施:樁機導架必須校正兩個方向垂直度。樁身垂直,樁尖對準樁位,樁頂正確套入樁帽內(nèi),并保證在同一垂直線上。初打時采用小落距,待樁入土一定深度后,再增大落距連續(xù)錘擊。注意制樁質(zhì)量和驗收檢查。地下障礙物應設法排除。(3)滯樁。滯樁即打不下去,指貫入度突然變小,樁錘嚴重回彈。主要原因有:淺層滯樁可能為舊灰土或混凝土基礎等障礙,必要時徹底清除或鉆透后再打。樁頂、樁身已被打壞。土層中有較厚的砂夾層或硬土層、孤石等障礙,遇到這種情況,應查明原因,會同設計勘測部門共同研究解決。打樁過程中停歇時間過長,樁身與周圍土層形成固結(jié)。(4)浮樁。浮樁即一樁打下,鄰樁上升,這種現(xiàn)象多發(fā)生在軟土中。當樁沉入土中時,樁身周圍土體受到急劇擠壓和擾動,將使土層水平位移和垂直隆起。當樁較密集,打樁順序又欠合理時,土體隆起產(chǎn)生的摩擦力使已打入的樁上浮。浮樁將影響樁的承載力和沉降量,故軟土中施打密樁時應合理確定打樁順序。5.靜力壓樁施工靜力壓樁是利用壓樁機樁架自重和配重的靜壓力將預制樁逐節(jié)壓入土中的沉樁方法。這種方法節(jié)約鋼筋和混凝土,降低工程造價,而且施工時無噪聲、無振動,對周圍環(huán)境的干擾影響小,適用于軟土地區(qū)城市中心或建筑物密集處以及精密工廠擴建工程等工程施工。靜力壓樁機的構(gòu)造,圖2-3-14。壓樁機的主要部件有樁架底盤、壓梁、卷揚機、滑輪組、配重和動力設備等。壓樁時,先將樁起吊,對準樁位,將樁頂置于壓梁下,然后開動卷揚機牽引鋼絲繩,逐漸將鋼絲繩收緊,使活動壓梁向下,將整個樁機的自重和配重荷載通過壓梁壓在樁頂,當靜壓力大于樁尖阻力和樁身與土層之間摩擦力時,樁被逐漸壓入土中。常用壓樁機有80t、120t、150t幾種。壓樁施工前,應了解施工現(xiàn)場土層土質(zhì)情況,檢查樁機設備,以免壓樁時中途中斷,造成土層固結(jié),使壓樁困難。如果壓樁過程原定需要停歇,則應考慮樁尖應停歇在軟弱土層中,以使壓樁啟動阻力不致過大。壓樁機自重大,行駛路基必須有足夠承載力,必要時應加固處理。壓樁時,應始終保持樁軸心受壓,若有偏移應立即糾正。接樁應保證上下節(jié)樁軸線一致,并應盡量減少每根樁的接頭個數(shù),一般不宜超過4個接頭。施工中,若壓阻力超過壓樁能力使樁架上抬或傾斜時,應立即停壓,查明原因,有可能樁尖遇到厚砂層等使阻力增大。這時可以用最大壓樁力作用于樁頂,采用忽停忽開的辦法,使樁有可能緩慢下沉,穿過砂層。當樁壓至接近設計標高時,不可過早停壓,應使壓樁一次成功,以免發(fā)生壓不下或超壓現(xiàn)象。若工程中有少數(shù)樁不能壓至設計標高,可采取截去樁頂?shù)姆椒?。?振動沉樁施工振動沉樁是利用固定在樁頂部的振動器所產(chǎn)生的激振力,通過樁身使土顆粒受迫振動,改變排列組織,產(chǎn)生收縮和位移,使樁表面與土層間摩擦力減小,樁在自重和振動力共同作用下沉入土中。振動沉樁設備簡單,不需要其他輔助設備,重量輕、體積小、搬運方便、費用低、工效高,適用于在黏土、松散砂土及黃土和軟土中沉樁,更適合于打鋼板樁,同時借助起重設備可以拔樁。振動沉樁機構(gòu)造示意圖2-3-15。振動箱安裝在樁頭,用夾樁器將樁與振動箱固定。振動箱內(nèi)裝有兩組偏心振動塊,在電動機帶動下,偏心塊反向同步旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力,離心力的水平分力大小相等、方向相反、相互抵消。而垂直分力大小相等、方向相同、相互疊加,使振動箱產(chǎn)生垂直方向的振動,使樁與土層摩擦力減少,逐漸沉入土中。2.3.3鋼筋混凝土灌注樁施工鋼筋混凝土灌注樁是直接在施工現(xiàn)場樁位上利用機械或人工等方法成孔,然后在孔內(nèi)安放鋼筋籠,澆筑混凝土成樁。按成孔的方法有泥漿護壁成孔灌注樁、干作業(yè)成孔灌注樁、套管成孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴成孔灌注樁等。泥漿護壁成孔灌注樁適用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂填土、碎(礫)石土及風化巖層,以及地質(zhì)情況復雜、夾層多、風化不均、軟硬變化較大的巖層;沖孔灌注樁除適用于以上地質(zhì)情況外,還能穿透舊基礎、大孤石等障礙物,但在巖溶發(fā)育地區(qū)應慎重使用。干作業(yè)成孔灌注樁適用于地下水位以上的黏性土、粉土、填土、中等密實以上的砂土、風化巖層。套管成孔灌注樁適用于黏性土、粉土、淤泥質(zhì)土、砂土及填土;在厚度較大、靈敏度較高的淤泥和流塑狀態(tài)的黏性土等軟弱土層中采用時,應制定質(zhì)量保證措施,并經(jīng)工藝試驗成功后方可實施。人工挖孔灌注樁在地下水位較高,特別是有承壓水的砂土層、滯水層、厚度較大的高壓縮性淤泥層和流塑淤泥質(zhì)土層中施工時,必須有可靠的技術(shù)措施和安全措施。鋼筋籠的制作除符合設計要求外,還應符合下列規(guī)定。(1)鋼筋的制作允許偏差見圖2-3-16。圖2-3-16鋼筋的制作允許偏差(2)分段制作的鋼筋籠,其接頭宜采用焊接,主筋間距必須大于混凝土粗骨料粒徑3倍以上;加勁箍宜設在主筋外側(cè),主筋一般不設彎鉤,根據(jù)施工工藝要求所設彎鉤不得向內(nèi)圓伸露,以免妨礙導管工作;鋼筋籠的內(nèi)徑應比導管接頭處外徑大10000以上。鋼筋籠搬運和吊裝時,應防止變形,安放要對準孔位,避免碰撞孔壁,就位后應立即固定。(3)灌注樁所用混凝土應按試驗確定的配合比進行配制。粗骨料可選用卵石或碎石,其最大粒徑對于沉管灌注樁不宜大于50mm,并不得大于鋼筋間最小凈距的1/3;對于素混凝土樁,不得大于樁徑的1/4,并不宜大于70mm。細骨料應選用級配合理、質(zhì)地堅硬、潔凈的中、粗砂。所用水泥的強度等級不宜低于32.5,每立方米混凝土的水泥用量不少于350kg,為改善混凝土的性能,混凝土中應摻入外加劑。2.3.4干作業(yè)成孔灌注樁干作業(yè)成孔灌注樁是先用螺旋鉆機在樁位處鉆孔,然后在孔中放入鋼筋籠,再澆筑混凝土成樁。干作業(yè)成孔灌注樁適用于地下水位以上的各種軟硬土中成孔。干作業(yè)成孔機械有螺旋鉆機、鉆擴機、洛陽鏟等。現(xiàn)以螺旋鉆機為例說明干作業(yè)成孔灌注樁的施工方法。螺旋鉆機利用動力旋轉(zhuǎn)鉆桿,鉆桿帶動鉆頭上的螺旋葉片旋轉(zhuǎn)來切削土層,削下的土屑靠與土壁的摩擦力沿葉片上升排出孔外。螺旋鉆機有長桿螺旋式(鉆桿長度10m以上)及短桿螺旋式(鉆桿長度38m),前者廣泛用于工業(yè)與民用建筑的樁基礎施工,后者主要用于爆擴樁樁身成孔。長桿螺旋鉆鉆頭外徑分別為φ400、φ500、φ600,鉆孔深度分別為12m、10m和8m三種。鉆桿根據(jù)葉片螺距不同,分為密紋葉片和疏紋葉片。在軟塑土層中施工時,土的含水量大,應采用疏紋葉片,以便較快地鉆進;在可塑或硬塑的黏土中或在含水量較小的砂土中成孔時,應采用密紋葉片,緩慢而均勻地鉆進。鉆孔達到設計深度后,應在原位空轉(zhuǎn)清土,停鉆后提出鉆桿棄土。鉆出的土及時運走,不要在孔口處堆放。孔底所余松土用夯錘夯實。鋼筋籠宜一次整體吊放,如過長也可分段接長,吊放鋼筋籠時應緩慢沉入,嚴防碰撞孔壁。經(jīng)檢查合格后,應及時灌注混凝土,深度大于6m時由混凝土下沖力自身密實,小于6m時用加長的振搗器振搗,澆筑振搗應分層進行,每層高度不大于1.5m,混凝土坍落度在一般黏性土中為5070mm,砂類土中為7090mm,干作業(yè)成孔灌注樁常用機擴法擴底,以增大樁的承載能力。雙管雙螺旋鉆孔機,可用同一鉆頭,既能鉆孔又能擴孔,一面切土,一面輸土。這種鉆機鉆孔直徑為350mm,擴孔最大直徑為10001200mm,最大鉆孔深度45m。鉆擴機鉆孔時,要注意對準樁位,保證鉆孔垂直,孔位準確。當鉆孔時,土屑進入管內(nèi),摩阻力增大,出現(xiàn)悶車轉(zhuǎn)不動時,可往螺旋葉片內(nèi)澆水潤滑,同時鉆桿下鉆速度不宜過快,一般每分鐘鉆進0.5m左右,鉆擴大頭時,擴刀張開速度為:擴至直徑0.8m為2min,擴至直徑0.9m為3min,擴至直徑1m時為1.5min。擴孔完畢,擴孔刀應繼續(xù)轉(zhuǎn)動約10s,使擴孔刀抹光擴孔部分周圍土壁,同時使螺旋內(nèi)的土盡量輸送至地面甩盡。然后收攏擴刀,提起鉆頭。提鉆時應盡量不使松土落入孔內(nèi),然后安放鋼筋籠,澆筑混凝土成樁。2.3.5泥漿護壁成孔灌注樁干作業(yè)鉆孔的灌注樁,一般應用于地下水位以上地質(zhì)條件較好的情況,當?shù)叵滤惠^高或土質(zhì)較差(如淤泥、淤泥質(zhì)土、砂土等)容易坍孔時,應采用泥漿護壁成孔的方法進行施工。這種樁也稱為濕作業(yè)成孔灌注樁。泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝流程:(1)埋設護筒。護筒是用35mm厚鋼板制成的圓筒,護筒內(nèi)徑應大于鉆頭直徑,采用回轉(zhuǎn)鉆時宜大于100mm,采用沖擊鉆時宜大于200mm。埋設護筒時,先挖去樁孔處表土,將護筒埋入土中,其埋設深度在黏性土中不宜小于1m,在砂土中不宜小于1.5m,護筒中心線應與樁位中心線重合,偏差不得大于50mm,護筒與坑壁之間用黏土填實,以防漏水;護筒頂面應高于地面0.40.6m,并應保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位1m以上,護筒的作用是固定樁孔位置,防止地面水流入;保護孔口,增高樁孔內(nèi)水壓力,防止塌孔,成孔時引導鉆頭方向。(2)制備泥漿。泥漿在樁孔內(nèi)孔壁上形成泥皮,將土壁上孔隙填滲密實,避免孔內(nèi)壁漏水,保持護筒內(nèi)水壓穩(wěn)定;泥漿比重大,加大孔內(nèi)水壓力,可以穩(wěn)固土壁,防止塌孔。泥漿有一定黏度,通過循環(huán)泥漿可將切削碎的泥石碴屑懸浮后排出,起到攜砂、排土的作用。同時,泥漿還對鉆頭有冷卻和潤滑作用。制備泥漿方法應根據(jù)土質(zhì)條件確定:在黏性土中成孔時,可在孔中注入清水,鉆機旋轉(zhuǎn)時,切削土屑與水旋拌,用原土造漿,泥漿比重應控制在1.11.2;在其他土中成孔時,泥漿可就地選擇塑性指數(shù)I≥17的黏土在泥漿池中配制;在砂土和較厚的夾砂層中成孔時,泥漿比重應控制在1.11.3;在穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層中成孔時,泥漿比重控制在1.31.5。施工中應經(jīng)常測定泥漿比重,并定期測定黏度、含砂率和膠體率。其控制指標為:黏度1822s,含砂率不大于4%8%,膠體率不小于90%。(3)成孔方法。回轉(zhuǎn)鉆成孔。回轉(zhuǎn)鉆成孔是采用常規(guī)的地質(zhì)鉆機,在泥漿護壁條件下,慢速鉆進排渣成孔,是最為常用和應用范圍較廣的成孔方法之一。按排碴方式有正循環(huán)鉆孔和反循環(huán)鉆孔兩種。正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔如圖2-3-17,是鉆機回轉(zhuǎn)裝置帶動鉆桿和鉆頭回轉(zhuǎn)削破碎巖土,由泥漿泵使泥漿通過鉆桿、鉆頭而壓入孔底,攜帶鉆碴,再從孔底經(jīng)過鉆桿與孔壁之間的環(huán)形空間上升,從孔口溢漿孔溢出流入泥漿池,經(jīng)沉淀處理返回循環(huán)池。正循環(huán)鉆孔泥漿上返速度較低,排碴能力較差,適用于填土、淤泥、黏土、粉土和砂土等地層成孔,樁孔直徑不宜大于1000mm,鉆孔深度不宜超過40m。反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔如圖2-3-18。它是由鉆機回轉(zhuǎn)裝置帶動鉆桿和鉆頭回轉(zhuǎn)切削破碎巖土,孔內(nèi)泥漿自孔口流入,利用泵吸等措施經(jīng)由鉆桿內(nèi)腔抽吸出孔外至泥漿池,泵吸反循環(huán)是利用圖2-3-18反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆孔砂石泵的抽吸作用使鉆桿內(nèi)水流上升,鉆桿內(nèi)徑相對小,上返流速大,故攜帶巖粉能力強。反循環(huán)鉆進成孔適用于填土、淤泥、黏土、粉土、砂土、砂礫等地層成孔。當采用圓錐式鉆頭時,可進入軟巖層;當采用牙輪式鉆頭時,可進入硬巖層。潛水鉆成孔。潛水鉆成孔是利用潛水電鉆機構(gòu)中密封的電動機、變速機構(gòu),直接帶動鉆頭在泥漿中旋轉(zhuǎn)削土,同時用泥漿泵壓送高壓泥漿(或用水泵壓送清水)使其從鉆頭底端射出,與切碎的土顆粒混合,以正循環(huán)方式不斷由孔底向孔口溢出,將泥碴排出,或用砂石泵或空氣吸泥機用反循環(huán)方式排除泥碴。如此連續(xù)鉆進,排泥碴,直至形成所需深度的樁孔。潛水鉆機及潛水鉆主機構(gòu)造如圖2-3-19和圖2-3-20。潛水電鉆設備定型、體積較小、重量輕、移動靈活、維修方便,可鉆深孔,成孔精度和效率高,適用于地下水位較高的軟硬土層,如淤泥、淤泥質(zhì)土、黏土、粉質(zhì)黏土、砂土、砂夾卵石及風化頁巖中成孔。鉆孔直徑為5001500mm,鉆孔深度為2030m,最深可達50m。沖擊鉆成孔。沖擊鉆成孔是利用沖擊式鉆機或卷揚機懸吊沖擊鉆頭(又稱沖錘)上下往復沖擊,將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔,部分碎碴和泥漿擠入孔壁中,大部分成為泥碴,用掏碴筒掏出成孔。沖孔設備有定型沖擊鉆機和簡易沖擊鉆機(圖2-3-21)。所用鉆頭按形狀區(qū)分,有十字鉆頭和三翼鉆頭(圖2-3-22)。適用于黃土、黏性土或粉質(zhì)黏土和人工雜填土層,特別適用于有孤石的砂礫石層、漂石層、堅硬土層、巖層中成孔。對流沙層也可克服,但對淤泥及淤泥質(zhì)土,則要慎重采用;對地下水量大的土層,會使樁端承載力和摩阻力大幅度降低,故不宜采用。沖孔時應隨時測定和控制泥漿密度,如遇較好的黏土層,也要采取自成泥漿護壁,方法是在孔內(nèi)注滿清水,通過沖擊使其成泥漿護壁。每沖擊12m應排碴一次,并定時補漿直至設計深度,排碴方法有泥漿循環(huán)法和掏碴筒(圖2-3-23)法兩種,前者是將輸漿管插入孔底,泥漿在孔內(nèi)向上流動,將殘碴排出孔外,此法造孔工效高,護壁效果好,泥漿較易處理,但對深孔時,循環(huán)泥漿的壓力和流量要求高,較難實施,故只適于在淺孔應用。掏碴筒法是用一個下部帶活門的鋼筒,將其放到孔底,做上下來回活動,提升高度在2m左右。當掏碴筒向下活動時,活門打開,殘碴進入筒內(nèi);向上運動時,活門關閉,可將孔內(nèi)殘碴抽出孔外。排碴時必須及時向孔內(nèi)補充泥漿,以防虧漿造成孔內(nèi)坍塌。在鉆進過程中每12m要檢查一次成孔的垂直度情況,如發(fā)現(xiàn)偏斜應立即停止鉆進,采取措施進行糾偏。對于變層處和易于發(fā)生偏斜的部位,應采取低錘輕擊、間斷沖擊的辦法穿過,以保持孔形良好。沖抓錐成孔。沖抓錐成孔是利用卷揚機懸吊沖抓錐,鉆頭內(nèi)有壓重鐵塊和活動抓片。下落時,葉瓣抓片張開,鉆頭下落沖入土中,然后提升鉆頭,抓片閉合抓土,提升至地面將土卸去,依次循環(huán)作業(yè)直至形成要求的樁孔。沖抓錐斗如圖2-3-24,其成孔直徑一般為450600mm,成孔深度為520m。該設備簡單,所成孔壁完整,施工操作簡便,生產(chǎn)效率高,無噪聲和振動影響。但也存在現(xiàn)場泥濘、污染環(huán)境等問題。適用于一般較松軟黏土、粉質(zhì)黏土、砂土、砂礫土以及軟質(zhì)巖層成孔。(4)安放鋼筋籠。鉆孔達設計深度后(一般要求達到較堅實的持力層),即可安裝鋼筋籠,鋼筋骨架預先在施工現(xiàn)場制作,用起重機械懸吊,在護筒上口分段焊接或綁扎后下放到孔內(nèi)。吊放入孔時,不得碰撞孔壁,并應設置保護層墊塊。(5)清孔。安放鋼筋籠后,則應立即清孔,即清除孔底沉碴、淤泥,以減少樁基礎的沉降量。清孔宜在鋼筋籠下放后進行,否則下放鋼筋籠時會將孔壁土層刮落,影響清孔效果。清孔方法有射水法、置換法和空氣吸泥機法等。清孔是否徹底對泥漿護壁成孔灌注樁的承載力和沉降量影響較大,施工時應嚴格控制。以摩擦力為主的灌注樁,沉碴允許厚度不得大于300mm,以端承力為主的灌注樁沉碴允許厚度得大于100mm。(6)澆筑水下混凝土。泥漿護壁成孔灌注樁混凝土的澆筑是在泥漿中進行的,故為水下混凝土澆筑。水下混凝土的施工配合比應較設計強度等級提高一級,且不得低于C15,骨料粒徑不宜大于30mm,且不宜大于鋼筋最小凈距的1/3。采用水泥強度不低于32.5,水泥用量350400kg/m3,混凝土要有良好的流動性,坍落度宜為1622cm。混凝土澆筑應在鋼筋籠放置在樁孔中4h之內(nèi)進行,以防止在鋼筋表面形成過厚的泥漿,影響鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)強度。水下澆筑混凝土通常采用導管法。導管直徑φ250φ300,每節(jié)長3m,但第一節(jié)底管長度應≥4m,節(jié)間用法蘭連接,要求接頭嚴密,不漏漿、不進水。導管頂部設有漏斗,整個導管安置在起重設備上,可以升降和拔管后水平移動。采用導管可以防止混凝土中水泥漿被水帶走,又可防止泥漿進入混凝土內(nèi)形成軟弱夾層,保證混凝土的密實性和強度,又可以減輕混凝土自由下落所造成的離析現(xiàn)象。水下澆筑混凝土圖2-3-25。(7)常見工程質(zhì)量問題及處理。泥漿護壁成孔灌注樁施工時常易發(fā)生孔壁坍塌、斜孔、孔底隔層、夾泥、流沙等工程問題,因水下混凝土澆筑屬隱蔽工程,一旦發(fā)生質(zhì)量事故難以觀察和補救,所以嚴格遵守施工操作規(guī)程,在有經(jīng)驗的施工技術(shù)人員指導下認真施工,并作好隱蔽工程記錄,以確保工程質(zhì)量。孔壁坍塌。指成孔過程中孔壁土層不同程度坍落。主要原因是提升下落沖擊錘、掏碴筒或鋼筋骨架時碰撞護筒及孔壁;護筒周圍未用黏土緊密填實,孔內(nèi)泥漿液面下降,孔內(nèi)水壓降低等造成塌孔。塌孔處理方法:在孔壁坍塌段用石子黏土投入,重新開鉆,并調(diào)整泥漿比重和液面高度;使用沖孔機時,填入混合料后低錘密擊,造成堅固孔壁后,再正常沖擊。偏孔。指成孔過程中出現(xiàn)孔位偏移或孔身傾斜。主要原因是樁架不穩(wěn)固、導桿不垂直或土層軟硬不均;用沖孔成孔時可能為導向不嚴格或遇到探頭石及基巖傾斜。處理方法為:將樁架重新安裝牢固,平穩(wěn)垂直;如偏移過大,應填入石子黏土,重新成孔;如有探頭石,可用取巖鉆除去或低錘密擊將石擊碎;遇基巖傾斜,可投入毛石于低處,再開鉆或密打。2.3.6套管成孔灌注樁套管成孔灌注樁是利用錘擊沉樁或振動沉樁方法,將帶有樁尖的鋼制樁管沉入土中,然后在鋼管內(nèi)放入鋼筋骨架,邊澆筑混凝土,邊錘擊、震動套管,邊上拔套管,最后成樁。前者利用錘擊沉管成孔,則稱為錘擊沉管灌柱樁;后者利用振動沉管成孔,稱為振動沉管灌注樁。套管成孔灌注樁整個施工過程在套管護壁條件下進行,不受地下水位高低和土質(zhì)條件好壞的限制,適合于地下水位高,地質(zhì)條件差的可塑、軟塑、流塑以上黏土、淤泥及淤泥質(zhì)土、稍密和松散的砂土中施工。圖2-3-26為沉管灌注樁施工過程。(1)錘擊沉管灌注樁施工。錘擊沉管灌注樁又稱為打拔管式灌注樁,是用錘擊沉樁設備(落錘、汽錘、柴油錘)將樁管打入土中成孔。其施工設備如圖2-3-27,其施工工藝流程如下:樁機就位→安放樁尖→吊放樁管→扣上樁帽→錘擊沉管至要求貫入度或標高,用吊鉈檢查管內(nèi)有無泥漿并測孔深→提起樁錘→安放鋼筋籠→澆筑混凝土→拔管成樁。錘擊沉管灌注樁施工時,首先將打樁機就位,吊起樁管,對準預先在樁位埋好的預制混凝土樁尖,放置麻、草繩墊于樁管和樁尖連接處,以作緩沖和防止泥水進入樁管,其次緩慢放下樁管,套入樁尖,將樁管壓入土中。然后樁管上部扣上樁帽,檢查樁管與樁錘、樁尖是否在一條垂直線上,其垂度偏差應小于0.5%樁管高度。錘擊沉管灌注樁適用于一般黏土、淤泥質(zhì)土、砂土、人工填土等。(2)錘擊沉管擴大灌注樁施工。上述介紹的錘擊沉管灌注樁的施工方法,一般稱為“單打法”。而錘擊沉管擴大灌注樁的施工方法則稱為“復打法”。復打一般在下列情況下應用:一是設計要求擴大樁的直徑,增加樁的承載力,減少樁的數(shù)量,減少承臺面積等;二是施工中處理工程問題和質(zhì)量事故,例如懷疑或發(fā)現(xiàn)有縮徑、吊腳、夾泥等缺陷或持力層起伏不平,個別樁由于樁管長度所限達不到設計規(guī)定的進入持力層深度,以致使貫入度不符合要求,作為補救措施而采用。復打法示意圖如圖2-3-28。復打是在第一次單打?qū)⒒炷翝仓綐俄斣O計標高后,清除樁管外壁上的污泥和孔周圍地面上的浮土,立即在原樁位上再次安放樁尖,進行第二次沉管,使第一次未凝固的混凝土向四周擠壓密實,使樁徑擴大。然后第二次澆筑混凝土成樁。圖2-3-28復打法示意圖復打施工時,樁管中心線應與初打(單打)中心線重合;第一次灌注的混凝土應接近自然地面標高;復打前應清除樁管外壁污泥;必須在第一次(單打)灌注混凝土初凝前,完成復打工作;復打以一次復打為宜。鋼筋籠在第二次沉管后吊放。復打法分全復打、半復打或局部復打。如果缺陷在下半段,則第一次混凝土澆筑到半個樁長,另加1m以防復打時上段塌落影響質(zhì)量。如果缺陷在上半段,則第一次澆筑混凝土到頂后,將樁管打入1/2樁長,再第二次灌注混凝土。對于飽和淤泥或淤泥質(zhì)軟土則宜將樁管打入采用全樁長復打法。(3)振動沉管灌注樁。振動沉管灌注樁是采用振動沖擊錘(激振器)沉入套管,它與錘擊沉管灌注樁的區(qū)別是用振動箱代替樁錘。振動箱與樁管剛性連接,樁管下安設活瓣樁尖,活瓣樁尖應有足夠的強度和剛度,活瓣間縫隙應緊密。圖2-3-29為振動沉管灌注樁樁機,其活瓣樁尖圖2-3-30。振動沉管灌注樁可采用單振法、反插法和復振法。單振法施工時,樁管內(nèi)灌滿混凝土,開動振動樁機,振動510s后開始拔管,此時應用吊鉈檢查探測活瓣是否已經(jīng)張開,混凝土是否已從樁管中流出。然后邊振邊拔,每拔0.51.0m,停拔振動510s,如此反復,直到樁管全部拔出為止。拔管時應控制拔管速度,在一般土層中為1.21.5m/min,在較軟弱土層中為0.81.0m/min,不宜大于2.5m/min。圖2-3-30活瓣樁尖(4)套管成孔灌注樁常見問題及處理方法。套管成孔灌注樁施工時常發(fā)生斷樁、縮徑樁、吊腳樁、夾泥樁、樁尖進水進泥等問題。出現(xiàn)這些問題應認真分析原因并及時處理。斷樁。指裂縫貫通全截面,呈水平或略傾斜狀,多出現(xiàn)在地面以下13m深的軟硬土層交界處。斷樁產(chǎn)生的主要原因是樁距過小,鄰樁施打時土體水平擠壓產(chǎn)生的橫向水平力和土體反彈、隆起的豎向上拔力共同作用,使剛終凝不久的樁身混凝土受彎、受剪而造成斷樁。避免斷樁的措施為布樁不宜過密。過密時可采用跳打法或控制時間法以減少振動的影響;合理制訂打樁順序和樁架行走路線;當樁身混凝土強度較低時,應避免振動、擠壓的影響。斷樁檢查,可用錘敲擊樁頭側(cè)面,同時用腳踏在樁頭上,如樁已斷,會感到浮振。一旦發(fā)現(xiàn)斷樁,應將斷樁段拔去,略增大面積或加鐵箍連接,再重新澆筑混凝土補做樁身??s頸樁。也稱縮孔、瓶頸樁,指樁身某部分樁徑縮小??s徑常出現(xiàn)在飽和淤泥質(zhì)土中,產(chǎn)生的主要原因是:在含水量高的黏性土中成孔時,土體受到強烈擾動和擠壓,產(chǎn)生很高的孔隙水壓力,樁管拔出后,這種水壓力作用在新澆筑的塑性混凝土樁身上,使樁身產(chǎn)生不同程度的縮徑;若拔管速度過快,管內(nèi)混凝土量少或和易性差,使混凝土擴散性差或者樁距過小,樁身受擠壓造成徑縮。施工時應經(jīng)常觀測管內(nèi)混凝土的下落情況,比較充盈系數(shù)。出現(xiàn)縮徑可用復打法處理。吊腳樁。指樁底部混凝土隔空或混凝土混入泥沙而形成軟弱夾層。造成吊腳樁的原因是:預制樁尖質(zhì)量差,被打碎后泥沙擠入樁管,或樁尖擠進樁管內(nèi),而拔管時,管內(nèi)混凝土高度不足,振動不足,待樁管拔到一定高度時,樁尖才下落,卡在硬土層或懸在半空中,造成吊腳樁;振動沉管時,活瓣樁尖抽管時不張開,至一定高度才張開,混凝土下落,但有空隙,不密實。防止出現(xiàn)吊腳樁的措施有:施工前嚴格檢查預制樁尖的規(guī)格、強度和質(zhì)量;沉管時用吊鉈檢查樁尖是否縮入樁管或活瓣樁尖是否張開,發(fā)現(xiàn)吊腳現(xiàn)象后應立即將樁管拔出,回填砂后再沉管,也可用復打或反插法處理。2.3.7挖孔灌注樁采用人工挖孔灌注樁,具有機具設備簡單、施工操作方便、占用施工場地小、對周圍建筑物影響小、施工質(zhì)量可靠、可全面展開施工、縮短工期、造價低等優(yōu)點,得到廣泛應用。(1)適用范圍。人工挖孔灌注樁適用于土質(zhì)較好,地下水位較低的黏土、粉質(zhì)黏土、含少量砂卵石的黏土層等地質(zhì)條件??捎糜诟邔咏ㄖ?、公用建筑、水工結(jié)構(gòu)(如泵站、橋墩)作樁基,作支承、抗滑、擋土之用。對軟土、流沙、地下水位較高、涌水量大的土層不宜采用。(2)一般構(gòu)造要求。人工挖孔樁構(gòu)造圖如圖2-3-31

。樁直徑一般為φ800φ2000,最大直徑可達3500mm。底部采取不擴底和擴底兩種方式,擴底直徑1.33.0d,最大擴底直徑可達4500mm,樁底應支承在可靠的持力層上。(3)施工工藝。施工程序。場地整平、放線、定位樁→挖第一節(jié)樁孔土方→支模澆灌第一節(jié)混凝土護壁土方→在護壁上二次投測標高及樁位十字軸線→安裝活動井蓋、設置垂直運輸架、安裝卷揚機(或電動葫蘆、吊土桶、潛水泵、鼓風機及照明設施等)→挖第二節(jié)樁孔土方→清理樁孔四壁、校核樁孔垂度及直徑→拆上節(jié)模板、支第二節(jié)模板、澆筑第二節(jié)混凝土護壁→重復上述施工過程直至設計深度→檢查持力層后擴底,對樁孔直徑、深度、擴底尺寸、持力層進行全面檢查驗收,清虛土、排除孔底積水→吊放鋼筋籠→澆筑樁身混凝土。圖2-3-31人工挖孔樁構(gòu)造圖護壁設計和施工。為防止樁孔土體坍滑,確保施工操作安全,大直徑樁孔在施工中一般需設置護壁。護壁可采用現(xiàn)澆混凝土(或配少量鋼筋)、噴射混凝土或型鋼木板工具式護壁、沉井等。由于現(xiàn)澆混凝土護壁整體性好,能緊靠土壁,受力均勻,應用較為廣泛。對于樁徑較小、深度不大、土質(zhì)較好、地下水量少的樁孔也可采用型鋼-木板組合工具式護壁或不設護壁。混凝土護壁分段高度根據(jù)土質(zhì)情況和施工方便而定,一般為0.91.0m。護壁混凝土強度采用C25或C30,厚度由計算確定,一般?。保埃埃保担埃恚砘蚣优溥m量直徑68mm的鋼筋。相鄰兩節(jié)護壁間用鋼筋拉接。護壁施工采取一節(jié)組合鋼模板(或48塊弧形工具式鋼模)拼裝而成,拆上節(jié)、支下節(jié),循環(huán)周轉(zhuǎn)使用。模板間用U形卡連接,上下設兩道槽鋼護圈箍緊,鋼圈由23塊弧形槽鋼組成,中間用螺栓連接,不另設支撐。第一節(jié)混凝土護壁宜高出地面200mm,便于擋水和定位,也可防止地面雜物滾落樁孔中。挖孔方法。挖土由人工從上到下逐層用鍬、鎬進行,遇堅硬土用大錘、鋼釬破碎。挖土次序為先挖中間部分,后挖周邊。按設計樁直徑加2倍護壁厚度控制截面,允許尺寸誤差30mm。擴底部分采取先挖樁身圓柱體,再按擴底尺寸從上到下削土修成擴底形。棄土裝入活底吊桶或籮筐內(nèi)。垂直運輸,在孔口上安支架、軌道,用電動葫蘆或慢速卷揚機提升。如有少量地下水,可隨挖土隨用吊桶將泥水一起吊出。如遇大量滲水,可在一側(cè)挖集水坑,用潛水泵排除。安全技術(shù)措施。挖孔樁施工應對施工安全予以特別重視,應制定周密可靠的安全技術(shù)措施、安全操作規(guī)定,并嚴格認真執(zhí)行,經(jīng)常檢查。a.在孔口設水平移動式活動安全蓋板,當土吊桶提升到離地面一定高度后,推活動蓋板關閉孔口,手推車推至蓋板上卸土后,再開蓋板,下吊桶裝土,以防土塊、其他雜物掉入孔內(nèi)傷人。采用電動葫蘆提升吊桶,樁孔四周應設安全護欄。b.多樁孔同時成孔,應采取間隔挖孔方法,以減少水的滲透和防止土體滑動。c.孔內(nèi)嚴禁爆破,以防振動土壁,造成事故。d.樁孔內(nèi)設36V低壓安全照明。用鼓風機向孔下送新鮮空氣,防止有害氣體中毒。e.人員上下可利用吊桶,但要配備滑車、粗繩或繩梯,供停電時應急使用。f.井口作業(yè)人員掛安全帶,井下作業(yè)戴安全帽。g.加強對孔壁土層涌水情況的觀察,發(fā)現(xiàn)異常情況,及時處理。2.3.8爆擴成孔灌注樁爆擴灌注樁是用鉆孔或爆擴法成孔,孔底放入炸藥,再灌入適量的混凝土,然后引爆,使孔底形成擴大頭,此時,孔內(nèi)混凝土落入孔底空腔內(nèi),再放置鋼筋骨架,澆筑樁身混凝土而制成的灌注樁,圖2-3-32。圖2-3-32爆擴灌注樁示意圖爆擴灌注樁在地下水位以上或很少地下水的黏性土層中使用效果較好,但在軟土及砂土中不易成型,樁長(H)一般為36m,最大不超過10m,擴大頭直徑犇為2.53.5d,這種樁具有成孔簡單、節(jié)省勞力和成本低等優(yōu)點,但質(zhì)量不便檢查,施工要求較嚴格。施工前,應現(xiàn)場做爆擴試驗,在每一種土層中試驗的孔數(shù)不少于2個。其用炸藥量可按圖2-3-33選用,并在施工時,按試驗孔取得的資料進行調(diào)整。爆擴樁的施工一般可采取樁孔和擴大頭分兩次爆擴形成,其施工過程如圖2-3-34。(1)成孔。爆擴灌注樁成孔的方法可根據(jù)土質(zhì)情況確定,一般有人工成孔(洛陽鏟或手搖鉆)、機鉆成孔、套管成孔和爆擴成孔等多種。孔的直徑一般為4070mm,當土質(zhì)差且地下水位較高時,孔的直徑約為100mm,然后在直孔內(nèi)吊入玻璃管裝的炸藥條,管內(nèi)放置兩個串聯(lián)的雷管,經(jīng)引爆并清除積土后即形成樁孔。圖2-3-33爆擴用炸藥量圖2-3-34爆擴灌注樁施工過程(2)爆擴大頭。擴大頭的爆擴,宜采用硝銨炸藥和電雷管進行,且同一工程中宜采用同一種類的炸藥和雷管。藥包必須用塑料薄膜等防水材料緊密包扎,并用防水材料封閉以防浸水受潮。藥包宜包扎成扁圓球形,以使炸出的擴大頭面積較大。藥包中心最好并聯(lián)放置兩個雷管,以保證順利引爆。藥包用繩吊下安放于孔底正中,如孔中有水,可加壓重物以免浮起,藥包放正后上面填蓋150200mm厚的砂子,保證藥包不被混凝土沖破。在引爆線路裝好,再澆灌一定量的混凝土后,即可進行擴大頭的引爆。從澆灌混凝土開始至引爆的時間不宜超過30min。爆擴后,應對灌入擴大頭的混凝土采用沉管進行數(shù)次反插,排除爆炸產(chǎn)生的殘流氣體。(3)放置鋼筋籠,澆灌樁身混凝土。2.3.9水泥粉煤灰碎石樁法(犆犉犌樁)CFG樁是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高黏結(jié)強度樁,并由樁、樁間土和褥墊層一起組成復合地基。CFG樁的主要材料為碎石、粗骨料。石屑用以改善樁體骨料級配,增強樁體強度;粉煤灰屬細骨料,利于樁體后期強度的提高。CFG樁基礎施工吸取振沖碎石樁和水泥攪拌樁的優(yōu)點,工藝簡單,無污染,振動小,節(jié)約材料,成本低,施工周期短,高層建筑基礎廣泛采用。CFG樁適用范圍廣泛,在砂土、粉土、黏土、淤泥質(zhì)土、雜填土等土質(zhì)狀況均可使用。(1)CFG樁施工工藝。應根據(jù)現(xiàn)場條件選用不同施工工藝:長螺旋鉆孔灌注成樁,適用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密實以上的樁土。振動沉管灌注成樁,適用于粉土、黏性土及素填土地基。長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁,適用于黏性土、粉土、砂土,以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的施工環(huán)境。成樁工藝:鉆機就位→鉆至設計深度→送料提鉆→移位→封樁頂。(2)技術(shù)要求。混凝土、混凝土外加劑和摻和料、緩凝劑、粉煤灰,均應符合相應標準要求,其摻量應根據(jù)施工要求通過試驗確定。長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料灌注成樁施工的坍落度宜為160200mm,振動沉管灌注樁成樁施工的坍落度宜為3050mm,振動沉管灌注成樁后樁頂浮漿厚度不宜超過200mm。長螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆至設計深度后,應準確掌握提拔鉆桿時間,混合料泵送量應與拔管速度相配合,遇到飽和砂土或飽和粉土層,不得停泵待料;沉管灌注成樁施工拔管速度應按勻速控制,拔管速度應控制在1.21.5m/min,如遇淤泥或淤泥質(zhì)土,拔管速度應適當放慢。地基承載力及樁長以設計為準,樁端持力層應選擇承載力相對較高的土層。樁徑宜?。常担埃叮埃埃恚?,樁間距宜取35倍樁徑d,褥墊層宜用中砂、粗砂、碎石或級配砂石等,不宜選用卵石,最大粒徑不宜大于30mm,厚度為150300mm,夯填度≤0.9。2.3.10樁基的檢測灌注樁的成樁質(zhì)量檢查包括成孔及清孔、鋼筋籠制作及安放、混凝土攪拌及灌注三個工序過程的質(zhì)量檢查。成孔及清孔時,主要檢查已成孔的中心位置、孔深、孔徑、垂直度、孔底沉碴厚度;制作安放鋼筋籠時,主要檢查鋼規(guī)格、焊條規(guī)格與品種、焊口規(guī)格、焊縫長度、焊縫外觀和質(zhì)量、主筋和箍筋的制作偏差及鋼筋籠安放的實際位置等;攪拌和灌注混凝土時,主要檢查原材料質(zhì)量與計量、混凝土配合比、坍落度、混凝土強度等。對于沉管灌注樁,還要檢查打入深度、停錘標準、樁位及垂直度等。對于重要的建筑物樁基和地質(zhì)條件復雜或成樁質(zhì)量可靠性較低的樁基工程,應采用靜載試驗法(或稱破損試驗)或動測法(或稱無破損試驗)檢查成樁質(zhì)量和單樁承載力,對于大直徑樁還可采取鉆孔取芯、預埋管超聲檢測法、振動探頭測定儀檢查。具體檢測方法和檢測樁數(shù)由設計確定。1.靜載試驗法(單樁豎向靜載試驗)靜載試驗是根據(jù)模擬實際荷載情況,通過靜載加壓,得出一系列關系曲線,綜合評定其容許承載力的一種試驗方法。它能較好地反映單樁的實際承載力。荷載試驗有多種,通常采用的是單樁豎向抗壓靜載試驗、單樁豎向抗拔靜載試驗和單樁水平靜載試驗。從成樁到開始試驗的間隔時間要求:預制樁在樁身強度達到設計要求的前提下,對于砂土,不應少于10d;對于粉土和黏性土,不應少于15d;對于淤泥或淤泥質(zhì)土,不應少于25d。待樁身與土體的結(jié)合基本趨于穩(wěn)定,才能進行試驗。灌注樁應在樁身混凝土強度達到設計強度后,對砂類土不少于10d;對一般黏性土不少于20d;對淤泥或淤泥質(zhì)土不少于30d,方可進行試驗。在同一條件下的試樁數(shù)量不宜小于總樁數(shù)的1%,且不應小于3根,工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時不應少于2根。單樁承載力檢測最常用的方法是單樁豎向靜載試驗,這是國際上公認的并在規(guī)范中明確規(guī)定的樁基檢測方法。(1)試驗裝置。油壓千斤頂:一般采用油壓千斤頂加載,千斤頂加載反力裝置,根據(jù)現(xiàn)場實際條件有三種形式:錨樁反力裝置(圖2-3-35)、壓重平臺反力裝置和錨樁壓重聯(lián)合反力裝置。千斤頂平放于試樁中心,當采用兩個以上千斤頂加載時,應將千斤頂并聯(lián)同步工作,并使千斤頂?shù)暮狭νㄟ^試樁中心。荷載與沉降的量測儀表:荷載可用放置于千斤頂上的應力環(huán)、應變式壓力傳感器直接測定,或采用連于千斤頂?shù)膲毫Ρ頊y定油壓,根據(jù)千斤頂率定曲線換算荷載。試樁沉降一般采用百分表或電子位移計測量。圖2-3-35錨樁反力裝置(2)加卸載方式和沉降觀測。試驗加載方式:采用慢速維持荷載法,即逐級加載,每級荷載達到相對穩(wěn)定后加下一級荷載直到破壞,然后分組卸載到零。當考慮結(jié)合實際工程樁的荷載特征時,可采用多循環(huán)加卸載法(每級荷載達到相對穩(wěn)定后卸載到零)。當考慮縮短試驗時間時,對于工程樁檢驗性試驗,可采用快速維持荷載法,即一般每隔一小時加一級荷載。加載分級:每級加載為預估極限荷載的1/151/10,第一級可按2倍分級荷載加荷。沉降觀測:每級加載后間隔5min、10min、15min各測讀一次,以后每隔15min測讀一次,累計1h后每隔30min測讀一次。每次測讀值記入試驗記錄表。終止加載條件:某級荷載作用下,樁的

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