建筑工程桩基工程施工技术及常见事故缺陷防治课件.ppt
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1、目 錄第 1 章 樁基簡介 第 2 章 鑽孔樁施工工藝流程第 3 章 樁基檢測與事故缺陷樁處理第 4 章 常見事故與缺陷的原因及防治 第 5 章 樁基工程精細化管理第 6 章 樁基安全管理措施第 7 章 工程案例 第 1 章 樁基簡介 1.1 樁基的概念及發展1.2 樁的分類1.3 鑽孔灌注樁機的簡介樁基的概念 由樁和連接樁頂的承臺組成 的深基礎,簡稱樁基。樁基具有承載力高、沉降量小而較均勻的特點,幾乎可以應用於各種工程地質條件和各種類型的工程,尤其是適用於建築在軟弱地基上的重型建築物。在沿海以及軟土地區,樁基應用比較廣泛。1.1 樁基的概念及發展 樁基是一種古老的基礎型式。樁基技術經歷了幾千
2、年的發展過程。宋代的營造法式較成熟,清代工程做法則例趨於完善。隨著科技的進步,無論是樁基材料和樁類型,還是樁工機械和施工方法都有了巨大的發展,已經形成了現代化基礎工程體系。1.1 樁基的概念及發展 1.2 樁的分類預製樁灌注樁 預製樁基礎施工現場灌注樁基礎施工現場樁按工藝分類預製樁灌注樁鑽孔灌注樁衝擊成孔灌注樁迴旋成孔灌注樁旋挖成孔灌注樁1.2 樁的分類灌注樁沉管灌注樁沉管灌注樁人工挖孔樁鑽孔灌注樁人工挖孔樁旋挖成孔沖擊成孔回旋成孔1.3 鑽孔灌注樁機的簡介1.3.1 衝擊樁機簡介1.3.2 迴旋樁機簡介1.3.3 旋挖樁機簡介1.3.4 泥漿泵簡介1.3.1 衝擊樁機簡介 衝擊式鑽機主要用於
3、卵礫石地層或堅硬的基岩地層,也適用於粘土、粉砂土、中粗砂地層。它以鑽頭自由落體的方式衝擊各類土層和卵礫石層,擠土為主,排渣為輔。在卵礫石、堅石地層中以錘的自重按一定高度自由墜落沖碎卵石和堅岩,大樁徑採用掏渣筒把碎渣掏出,小樁徑採用泥漿迴圈的方式排渣。衝擊式鑽機成孔直徑為6002500mm,深度可達80m,小直徑、長鑽頭情況下最深可達180m。無卡斯廣東沖衝擊鑽機成孔的優點:1、適用的地層和土質較為廣泛。2、衝擊錘在下沖過程中有些鑽渣被擠入孔壁內,可起到加強孔壁,並增加土層與樁身之間的側摩阻力。3、機械設備簡單,安裝、拆除、運輸較為方便。4、施工操作簡單,一般人員經過短期培訓便可上機操作。5、機
4、械設備造價低,可節約前期投資成本。6、需要的操作人員少,一般有35人左右便可完成鑽孔樁成孔。衝擊鑽機成孔的缺點:1、大部分衝擊式鑽機移動不方便,工作時噪音大。2、成孔工藝複雜,成孔週期較長。3、由於機械振動大,成樁垂直度控制難度大,需要經常檢查校正。4、充盈係數大,增加工程造價。1.3.1 衝擊樁機簡介 鑽機按照泥漿的迴圈方式:分正迴圈鑽機和反迴圈鑽機。正迴圈鑽機適用於黏土、粉土、砂性土等各類土層的橋墩的樁基施工。反迴圈鑽機適用於粘性土、砂性土、卵石土和風化岩層,但卵石粒徑少於鑽杆內徑的2/3,且含量不大於20%。成孔孔徑一般為600 1200,最大孔徑3000,成孔 深 度 可 達 1 0
5、0 m。常 用 樁 機 主 機 功 率 為4575KW,配備泥漿泵的功率一般為11KW、22KW 兩臺。根據經驗每臺樁機實際消耗功率可按總功率的80%來估算。根據作業時間的長短每臺樁機可配置35名工人。1.3.2 迴旋鑽機簡介正迴圈鑽結構示意圖反迴圈鑽結構示意圖迴旋鑽機成孔的優點:1、適用的地層和土質較為廣泛。2、充盈係數小,成孔形狀規則。3、機械設備簡單,安裝、拆除、運輸較為方便。4、施工操作簡單,一般人員經過短期培訓便可上機操作。5、機械設備造價低,可節約前期投資成本。6、需要的操作人員少,一般有35人左右便可完成鑽孔樁成孔。迴旋鑽機成孔的缺點:1、大部分迴旋式鑽機移動不方便。2、岩石地質
6、鑽進速度慢。1.3.2 迴旋鑽機簡介 旋挖式鑽機主要適於砂土、粘性土、粉質土、卵石層、碎石黏土層等土層施工,在灌注樁、連續牆、基礎加固等多種地基基礎施工中得到廣泛應用。旋挖樁採用泥漿迴圈方式排渣。最大孔徑可達3.5米,孔深達120米,旋挖鑽機的額定功率一般為125450kW,輸出扭矩為120400kNm,旋挖樁機採用自身柴油發動機提供動力,對施工現場臨時用電需求量極小。1.3.3 旋挖鑽機的簡介岩芯鑽頭1.3.3 旋挖鑽機的簡介回轉鬥短螺旋旋挖鑽機的優點1、施工速度快:直接將碎渣裝入鑽鬥內提升 運至地面。2、施工精度比較高:施工過程通過電腦控 制,自控性較強。3、環境污染小:雜訊污染較小;泥漿
7、用量。4、移動方便:旋挖樁機自帶履帶式底盤,可 在場地內自行移動。1.3.3 旋挖鑽機的簡介旋挖鑽機的優點5、機械化程度比較高:不需進行鑽杆的拆除和組 裝、泥漿清渣處理等。6、無需提供動力電源:旋挖樁機採用自身柴油發 動機提供動力。7、承載力高:孔壁比較粗糙,樁體與土體的結合 程度比較高。8、適用性好:旋挖樁機可配置鑽頭的多樣性,旋 挖樁機可適用各種底層。1.3.3 旋挖鑽機的簡介旋挖鑽機的缺點1、前期投入比較大。2、自重大,對場地要求比較嚴格。3、孔壁護壁差。4、需要機械配合作業。5、軟土中孔內容易產生負壓。旋6、施工過程短期投入增加。1.3.3 旋挖鑽機的簡介1.防護罩 2.泵體 3.葉輪
8、 4.泵蓋 5.密封體 6.導管 7.泵軸 8.托架 9.聯軸器 10.電動機 泥漿泵是鑽機的重要配套產品,用於鑽孔作業中迴圈泥漿。泥漿泵是在鑽孔過程中,將泥漿加壓後攜帶出井底的岩屑和供給孔底動力鑽具的動力,向孔底輸送和迴圈鑽孔液的往復泵。3PNL-12型泵結構圖1.3.4 泥漿泵 第 2 章 鑽孔樁的施工工藝流程 2.1 施工準備2.2 測量定位2.3 埋設護筒2.4 鑽機就位2.5 鑽 孔2.6 第一次清孔2.7 鋼筋工程2.8 安放導管2.9 第二次清孔2.10 灌注混凝土2.11 注漿2.12 鑿樁頭2.13 樁與承臺連接構造2.14 成品保護施工工藝流程施工工藝流程施工準備施工準備測
9、量定位測量定位樁位複測樁位複測埋設護筒埋設護筒位置垂直度檢查位置垂直度檢查鑽機就位鑽機就位水準、對中檢查水準、對中檢查衝擊成孔衝擊成孔孔位、孔徑、孔深、垂直度檢查孔位、孔徑、孔深、垂直度檢查第一次清孔第一次清孔沉渣、泥漿性能檢查沉渣、泥漿性能檢查吊裝鋼筋籠吊裝鋼筋籠鋼筋籠製作鋼筋籠製作安放導管安放導管第二次清孔第二次清孔沉渣厚度測量沉渣厚度測量水下灌注混凝土水下灌注混凝土提導管提導管起拔護筒起拔護筒施 工 工 藝 流 程 圖2.1 施工準備 開工前場地完成三通一平。地上、地下的電纜管線、設備基礎等障礙物均要清除處理完畢。各項臨時設施如臨時電、臨時水、安全設施準備就緒。施工准備1.三通一平3.施
10、工前檢查2.熟悉資料5.砌泥漿池4.清除障礙物2.1 施工準備施工准備1.三通一平3.施工前檢查2.熟悉資料 5.砌泥漿池4.清除障礙物 熟悉施工圖紙及場地的地下土質、水文地質資料、建築樁基技術規範等資料,編制樁號圖。施工准備1.三通一平3.施工前檢查2.熟悉資料5.砌泥漿池4.清除障礙物 操作前應對樁機的捲揚機、配電箱、鋼絲繩、刹車等進行安全可靠的檢查和試驗,確保施工安全;對樁錘的直徑、砼料斗的體積進行檢查,確保施工品質。2.1 施工準備施工准備1.三通一平3.施工前檢查2.熟悉資料5.砌泥漿池4.清除障礙物 場地應先按設計圖紙要求的標高進行平整,清除樁位處地上、地下一切障礙物(包括大塊石、
11、樹根、垃圾、管線等),場地低窪處須回填夯實。2.1 施工準備施工准備1.三通一平3.施工前檢查2.熟悉資料5.砌泥漿池4.清除障礙物2.1 施工準備 2.2.1 規劃定位 2.2.2 建立控制網 2.2.3 施工定位2.2 測量定位 邀請規劃部門的測繪單位來工地,對每一個建築物進行定位。測繪單位技術人員定位時,施工單位要派出相關人員協助測繪單位對定位點進行保護,每個定位點用混凝土澆築,並安設防護標誌,防止碰撞而發生位移。2.2.1 規劃定位 先根據規劃部門測設的建築物定位座標點和高程點,在場區內用水准儀、全站儀引測現場控制網點,經甲方及監理核驗後,作為現場施工放樣的依據。然後根據該點進行軸線、
12、樁位放樣和標高控制。現場控制點採取保護措施,並安設防護標誌,防止施工中碰撞而發生位移。建立控制點建立控制點2.2.2 建立控制網 樁位測定分初測、複測,分別為挖埋護筒前和埋設護筒後,複測合格後,打入12定位鋼筋一根,作為鑽孔機定位標點,然後用水准儀測定其護筒和地坪標高,經甲方、監理工程師驗收合格後方可就位施工。2.2.3 定樁位 2.3.1 埋設要求2.3.2 護筒作用 2.3.3 埋設十字樁2.3 埋設護筒 1、護筒埋設應準確、穩定,護筒中心與樁中心的偏差不得大於20mm,護筒的傾斜度不大於1%。2、護筒常用48mm鋼板製作,其內徑應大於設計樁徑200mm,其上部開設12個溢漿孔。3、護筒的
13、埋設深度:在粘性土中不宜小於1.5m;砂土中不小於2.0m;護筒頂端高出地面30cm。2.3.1 埋設要求 1、保護孔口2、定位導向3、隔離地表水4、保持水頭5、防止塌方6、固定鋼筋籠2.3.2 護筒作用 為了校正護筒及樁孔中心,在挖護筒之前採用“+”字交叉法在護筒以外較穩定的部位設4個定位樁,定位樁採用20鋼筋,在位於護筒邊12m位置進行埋設,定位樁頂高於護筒頂20cm,且埋入地面不小於30cm,並澆築20cm厚,半徑20cm圓型混凝土進行固定,並用紅油漆標識,施工中做好定位樁的保護工作。2.3.3 埋設十字樁2.4 鑽機就位2.4.1 衝擊鑽樁機就位2.4.2 迴旋鑽樁機就位2.4.3 旋
14、挖樁機就位 鑽機安放在枕木上,必須平整、穩固,確保施工中不移位、不傾斜;鑽頭中心與護筒中心誤差不得大於20mm,鑽孔時,護筒內泥漿面高出地下水位1m以上,當受地下水位漲落影響時應高出地下水位1.5m以上,或不低於自然地面。2.4.1 衝擊鑽樁機就位 鑽機安放在枕木上,必須平整、穩固,確保施工中不移位、不傾斜;鑽頭中心與護筒中心誤差不得大於20mm,鑽孔時,護筒內泥漿面高出地下水位1m以上,當受地下水位漲落影響時應高出地下水位1.5m以上,或不低於自然地面。2.4.2 迴旋鑽樁機就位 確定鑽機位置,在鑽機位置四周灑白灰線標記,標記位置,定位。將旋挖鑽機開至白灰線標記位置,不再挪動,連接護樁、拉十
15、字線調整鑽頭中心對準樁位中心。通過鑽機自身的儀器設備調整好鑽杆、桅杆的豎直度並鎖定。2.4.3 旋挖樁機就位2.5 鑽 孔2.5.1 衝擊成孔2.5.2 旋轉成孔2.5.3 旋挖成孔2.5.1 衝擊成孔1、加水造漿2、造漿比例3、衝擊成孔4、檢查糾偏5、判定介面6、終孔驗收1、加水造漿 開錘前,護筒內必須加入足夠的粘土和水,然後邊衝擊邊加粘土造漿,以保證粘土造漿護壁的可行性。採用粘土造漿,成孔過程中要及時加水調整好泥漿比重,根據成樁進入的土層不同,泥漿的比例要作相應的調整。2、造漿比例2.5.1 衝擊成孔3、衝擊成孔 衝擊鑽樁錘對準護筒中心,要求偏差不大於20mm,開始低錘密擊,錘高0.40.
16、6m,並及時加粘土泥漿護壁,使孔壁擠壓密實,直至孔深達護筒下34m後,才加快速度,加大衝程,將錘提高至1.52.0m以上,轉入正常連續衝擊。2.5.1 衝擊成孔4、檢查糾偏在鑽進過程中每12m要檢查一次成孔的垂直度。如發現偏斜應立即停止鑽進,採取措施進行糾正。對於變層處和易於發生偏斜的部位,應採用低錘輕擊、間斷衝擊的辦法穿過,以保持孔形良好。2.5.1 衝擊成孔5、判定介面(1)在整個樁基施工前,甲方組織設計單位、勘察單位、施工單位來現場,結合地質勘查報告、施工圖、相關規範以及現場試樁情況,一起確定樁基持力層入岩判定原則,制定相關判斷標準,並把勘察單位確定的試樁岩樣封存,作為以後入岩判斷的參考
17、。2.5.1 衝擊成孔5、判定介面(2)仔細閱讀地質勘探資料,繪製出每個樁體持力層頂端標高等高線,看基岩面的起伏情況並與最近的鑽孔對比,待施工中鑽孔深度達到等高線附近時可進行判別。2.5.1 衝擊成孔5、判定介面(3)認真做好鑽孔記錄,詳細瞭解鑽進的情況。樁基一般入岩時鑽速會明顯降低,鑽進時設備晃動也比較厲害。主要依賴施工經驗來判斷,但同時也要注意,樁機沒有調試好,或者樁機處地基軟硬程度相查較大,也會出現設備搖晃比較厲害的現象。2.5.1 衝擊成孔10/23/20225、判定介面(4)仔細檢查岩樣。然後根據地質勘察報告進行預先判斷,等鑽到差不多深度,結合沉渣顏色、硬度進行判斷。強風化層岩樣一般
18、棱角不明顯,一般為次棱及次圓形;中風化層岩樣多為棱角形片狀。(5)如果樁深變化很大或對持力層入岩有懷疑時,可以採用鑽芯取樣的方法鑒定。2.5.1 衝擊成孔6、終孔驗收 (1)在鑽進過程中施工單位技術員要對照岩土工程勘察報告,進入中風化凝灰岩時要查看岩樣,自查符合要求後再上報監理、甲方驗收。驗收時從撈取的鑽渣中取出樣品,岩樣符合要求後填寫岩層深度、取樣時間等標籤,標籤填寫好後裝袋保留。2.5.1 衝擊成孔6、終孔驗收 (2)根據建築樁基技術規範(JGJ94-94)及設計要求,執行如下品質標準:1)樁位中心允許偏差不大於50mm。2)孔徑不小於設計樁徑。3)孔深不小於設計孔深。4)樁孔垂直度偏差應
19、小於1。檢查孔徑測孔深度2.5.1 衝擊成孔2.5.2 旋轉成孔 (1)鑽進時,在護筒記憶體放一定數量的泥漿或粘土球並開泵注漿迴圈,鑽具下入孔內後要低檔慢速輕壓,鑽頭全部進入土層後逐漸增加速度和加大壓力鑽進。(2)正常鑽進時,應根據地層岩性合理調整和掌握鑽壓、鑽速、泵量等鑽進參數,在粘性土中宜用中等速度、中等壓力、大泵量鑽進,在砂土中宜採用低速、輕壓、大泵量鑽進,在碎石土中宜用低檔慢速,控制進尺、加大泥漿比重和增加泵量的方法鑽進。(3)加鑽杆時,應先將鑽具稍提離孔底,待沖洗液迴圈35min後再擰卸加接鑽杆。(4)鑽進過程中若發生孔斜、縮徑、塌孔或護筒周圍冒漿等情況時,應停止鑽進,經採取有效措施
20、後方可施工。2.5.2 旋轉成孔迴旋鑽入岩判定方法:1、要求施工班組在剛進入岩層時立即通知監理、甲方到現場判定是否入岩,看鑽杆是否在異常振動,聲音也和平常的不一樣,看看沖出來的石粒是否是持力層的岩樣,這樣可判斷是否開始進入岩層。然後記錄時間和鑽杆的位置。2、每隔一段時間比如半個小時、一個小時,看鑽杆進入的深度,判斷鑽速,根據鑽速作出預判,然後在查看岩樣是否與地質勘查資料相符合。3、入岩判定時需要注意幾點:判斷是否開始進入岩層;判斷鑽機是否有下鑽,有時候班組為了省事,往往把鑽速降低,然後就在原位空鑽,所以要讓鑽杆下鑽很關鍵。岩樣確認2.5.2 旋轉成孔岩樣封存2.5.2 旋轉成孔(1)做好鑽孔記
21、錄:在鑽孔過程中應時刻關注地層變化情況,並核對地資料,如發現地層情況與地質資料不符,並對成孔造成影響,應及時通知設計,以便及時做出相應措施,進入持力層後,應留置持力層地質樣本,並封存。(2)鑽孔過程控制:1)在鑽孔過程中隨時注意樁機位置,並檢查鑽杆垂直度,防止樁位偏斜,鑽頭碰孔壁。2)注意孔中泥漿高度,隨時補漿,防止孔壁坍塌,並隨時注意泥漿指標變化,根據情況及時調整。3)鑽孔作業應保持連續性,如因故需暫停的,應保持孔內泥漿比重,並隨時注意鑽孔情況,及時處理異常原因。2.5.3 旋挖成孔樁機鑽進2.5.3 旋挖成孔旋挖樁入持力層介面判定方法:1、旋挖機抓鬥挖出土方中卵石含量達到50%以上,結合地
22、勘數據,可判定入卵石層。2、旋挖機抓鬥挖出土方中含有卵石含量少於50%,應繼續挖一鬥,如下一鬥卵石含量明顯增加,且卵石含量明顯大於50%,結合地勘數據,以上一鬥的最後挖入深度為持力層介面。3、旋挖機在土層中鑽進和在卵石層中鑽進聲音有明顯區別,在土層中鑽進時基本只有旋挖機本身的聲音,進入卵石層後,會發出金屬磨擦石頭較為尖銳的聲音,且機器會產生一定振動,如旋挖機表現滿足上述情況,且鑽入深度與該處地勘相符,可判定入持力層。2.5.3 旋挖成孔岩樣確認2.5.3 旋挖成孔岩樣封存2.5.3 旋挖成孔(3)孔深、孔徑、傾斜度的檢測 1)鑽至設計標高時,甲方、監理、施工單位對孔深進行準確測定,並以此作為終
23、孔標高依據記錄。2)孔徑和孔深須達到設計要求(檢查工具可選擇卷尺、測繩等),傾斜度不得大於1%。3)在測量孔深前應對測量所用工具(測繩等)進行檢驗,檢驗合格後方可作為孔深測量工具。測繩檢驗測繩檢驗測量孔深測量孔深2.5.3 旋挖成孔 第一次清孔也是至關重要的,其操作方法是:正迴圈沖進終孔後,將泥漿管捆在錘頭的鋼絲繩上,並緩慢放入孔底,進行泥漿正常迴圈清孔,採用大泵量泵入性能指標符合要求的新泥漿;返出泥漿的含砂量8%;泥漿比重1.25;孔底沉渣厚度50。經第一次測量孔深,達到相應鑽孔深度後,第一次清孔完畢2.6 第一次清孔 2.7.1 鋼筋原材 2.7.2 鋼筋籠製作 2.7.3 鋼筋籠的檢查
24、2.7.4 鋼筋籠的吊裝 2.7.5 鋼筋籠的焊接 2.7 鋼筋工程 1、檢查鋼筋生產廠家營業執照、生產許可證、出廠合格證、廠家檢測報告。2、鋼筋進場時應檢查鋼筋的品種、規格、型號、批量、爐號、每個爐號的生產數量、供應數量等,並按規定抽取試件作力學性能試驗,其品質必須符合有關標準的規定。2.7.1 鋼筋原材 3、有抗震要求的框架結構,縱向受力鋼筋的強度應滿足設計要求;對一、二級抗震等級,檢驗所得的強度實測值應符合下列規定:(1)鋼筋的抗拉強度實測值與屈服強度實測值的比值不應小於1.25。(2)鋼筋的屈服強度實測值與強度標準值的比值不應大於1.3。4、當發現鋼筋脆斷、焊接性能不良或力學性能顯著不
25、正常等現象時,應對該批鋼筋進行化學成分檢驗或其他專項檢驗。5、鋼筋的表觀品質:鋼筋應平直、無損傷,表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀老鏽。2.7.1 鋼筋原材 鋼筋籠的分節長度應按照下料單要求下料,鋼,筋籠的加勁箍筋設置間距2m一道設置,主筋與加勁箍筋採用點焊連接。每根樁的鋼筋籠分節編號,同一截面內接頭數量不超過鋼筋總數量的50%;主筋的接頭採用單面焊接,焊接長度為10d(d為主筋直徑),箍筋與主筋採用交錯點焊和綁紮方式進行固定,下料時主筋接頭位置的錯位搭接長度要符合設計要求。2.7.2 鋼筋製作1、鋼筋主筋長度100mm,尺量檢查。2、鋼筋籠直徑10mm,尺量檢查。3、主筋間距10mm,尺量
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