灌注桩其他施工方法3.ppt

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1,1、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,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,3,4）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；,D2d，加宽部分b与高度h之比取决于地质条件，岩层b/h不宜大于1/2；土层b/h不宜大于1/4,b.护壁形式,砖护壁；混凝土护壁；钢套管护壁；波纹钢模板护壁。

只有极少数地层条件特别好，孔深又不大的孔可不采取护壁措施外，一般都应采取护壁措施。

4,混凝土护壁起着护壁与防水双重作用，上下护壁间搭接5070mm，护壁通常为素混凝土。

当桩径、长较大或土质较差，有渗水时应在护壁中配筋。

混凝土护壁厚度，一般由地下最深段护壁所承受的土压力及地下水侧压力确定，地面堆载影响不计。

抗塌孔作用更好，并可增大桩摩阻力。

t-护壁厚度k-安全系数N-作用在护壁上的压力p-作用在护壁上最大的压力d-桩孔直径fc-混凝土抗压强度,护壁厚度计算：

护壁的混凝土强度采用C25或C30，厚度一般为1015cm，加配钢筋可采用69mm光圆钢筋。

第一节混凝土护壁宜高出地面20cm，用于挡水和定位,混凝土护壁,5,钢套管护壁，可用于流砂层、地下水丰富的强透水层或承压水地层,桩位测量定位并构筑井圈后，用打桩机将钢管强行打入土层，一直打入不透水层，在钢套管的保护下，进行人工挖孔和底部扩大孔。

桩孔挖掘结束，吊下钢筋笼，浇筑混凝土结束后，立即拔出钢管。

钢套管护壁,c.桩间距及混凝土强度等级,人工挖孔桩的最小桩间距不小于2.5d，且不小于4.5m；当采用跳挖办法进行施工时，桩距可小于2.5d，但桩净距（含护壁）应不小于1m。

人工挖孔桩护壁的混凝土强度等级不宜小于C25。

安全有保证时，桩间距可不按上述参数选用,用这种方法挖孔，直径为1.6m的桩每天可挖深10m以上，直径1.3m的桩每天可挖深15米。

6,5）人工挖孔桩的施工,a.施工机具,电动（或手动）葫芦和提土桶护壁钢模板潜水泵鼓风机和送风管镐、锹等应急软爬梯混凝土浇筑机具照明器材,b.施工工艺,放线定桩位,开挖土方：

分段开挖，分段高度一般为0.81.0m，以土体自稳能力定,7,测量控制桩位轴线采用在地面设十字线控制网，基准点。

安装提升设备时，使吊桶的钢丝绳中心与桩孔中心线一致，以作挖孔时粗略控制中心线用。

支设护壁模板模板高度取决于分段开挖深度，一般为1.0m，由48块活动模板组成。

护壁支模中心线控制：

将桩控制轴线、高程引至第一节混凝土护壁上，每节以十字线对中，吊大线锤控制中心点位置，用尺杆找圆周，然后由基准点量测孔深。

设置操作平台在模板顶设置平台，平台可由角钢或钢板制成半圆形，用来搅拌和灌注混凝土。

灌注护壁混凝土,拆除模板继续下一段的施工护壁混凝土达到一定强度后便可拆除模板，一般常温下为24小时，再开挖下一段土方，然后继续支模灌注混凝土，如此循环，直到挖至设计深度。

8,钢筋笼沉放可用小型吊运机具或汽车吊进行吊放。

混凝土灌注灌注前再次测量孔内虑土，超过要求应进行清理，大直径桩混凝土应分层灌注分层捣实，每层高度不超过1.5m。

直径较小的桩距地面6m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;,9,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；,10,2、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,11,3）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,12,振动桩锤构造,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Q1和Q2可按下式计算：

式中：

Q1、Q2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,13,当偏心轮转至900和2700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,14,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,15,5）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；,16,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。

17,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,18,3、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。

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,19,2）夯扩桩施工,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。

20,4、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。

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,21,2）夯扩桩施工,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。

22,5、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,d-桩身直径D-扩大头直径H-桩的埋置深度,23,烟囱、水塔,挡土墙基础,24,25,扩大头施工,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。

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%,26,扩大头施工注意事项,TheEnd,