桩基和溶洞处理方案.ppt

1、目目 录：录：一、桩基桩基础组成及分类一、桩基桩基础组成及分类 二、二、混疑土灌注桩施工混疑土灌注桩施工 三、溶洞处理方案三、溶洞处理方案 四、小四、小 结结学习要求：学习要求：熟悉桩基础组成及分类；熟悉桩基础组成及分类；掌握水下砼灌注的施工方法与要点。掌握水下砼灌注的施工方法与要点。熟悉常见质量事故的预防和处理，安全施工措施；熟悉常见质量事故的预防和处理，安全施工措施；了解灌注桩质量检验标准。了解灌注桩质量检验标准。熟悉溶洞处理方案熟悉溶洞处理方案一、熟悉桩基础组成及分类一、熟悉桩基础组成及分类桩按桩按受力情况受力情况分为分为端承桩端承桩和和摩擦桩摩擦桩两种两种(图图2.1)2.1)端承桩端

2、承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制桩，结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制嵌岩深度为主，对沉渣厚度的要求严格。嵌岩深度为主，对沉渣厚度的要求严格。桥梁工程中的端承桩桥梁工程中的端承桩多数要求多数要求嵌岩嵌岩。摩擦桩摩擦桩完全设置在软弱土层中，依靠桩端阻力和桩完全设置在软弱土层中，依靠桩端阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同承受承受荷载荷载，施，施工时以控制桩端设计标高（长度）为主。工时以控制桩端设计标高（长度）为主。对于桩端为硬土层者，又有对于桩端为硬土层者，又有摩

3、擦端承桩，端承摩擦桩。摩擦端承桩，端承摩擦桩。桥梁工程中的摩擦桩，通常不计桥梁工程中的摩擦桩，通常不计挤密挤密作用。作用。桩按施工方法分为桩按施工方法分为预制桩预制桩和和灌注桩灌注桩预制桩预制桩根据沉入土中的方法，可分根据沉入土中的方法，可分打入桩打入桩、水冲水冲沉桩沉桩、振动沉桩振动沉桩和和静力压桩静力压桩等；等；v灌注桩灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，有有钻（冲）孔灌注桩钻（冲）孔灌注桩、挖孔灌注桩挖孔灌注桩、套管成孔灌套管成孔灌注桩注桩及及爆扩成孔灌注桩爆扩成

4、孔灌注桩等。等。1.1.灌注桩：灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。2.2.与预制桩相比与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等声小等特特点点。3.3.灌注桩按成孔方法分为灌注桩按成孔方法分为干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩、泥浆护泥浆护壁成孔灌注桩壁成孔灌注桩、沉管灌注桩沉管灌注桩、人工挖孔灌人工挖孔灌注桩注桩等。等。2.1 2.1 干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩

5、 1 1、干作业钻孔灌注桩、干作业钻孔灌注桩施工过程施工过程如如图图2.112.11所示。所示。2 2、干作业成孔一般采用、干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分。螺旋钻头外径分别为别为400mm400mm、500mm500mm、600mm600mm，钻孔深度相应为钻孔深度相应为1212m m、10m10m、8m8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。层和淤泥质土。3 3、钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后、钻机就位后，钻杆垂直

6、对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。偏斜或位移。4 4、钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目、钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。卸土。5 5、钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋、钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋

7、送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度50506060cmcm。2.2 2.2 泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩 1.1.泥浆护壁成孔泥浆护壁成孔是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。适用于有地下水和无地下水的土层。2.2

8、.成孔机械成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。3.3.泥浆护壁成孔灌注桩的泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程施工工艺流程：测定桩位、埋设测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻潜水钻机、冲击钻机等机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混筑水下混凝土。凝土。2.2.1 2.2.1 埋设护筒和制备泥浆埋设护筒和制备泥浆 在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.11.11.1.4 4的泥浆。的泥浆。一般一般1.21.3；易坍地

9、层可提高到；易坍地层可提高到1.4左右。左右。泥浆的作用：泥浆的作用：稳定水压稳定水压使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；筒内水压稳定；护壁护壁泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；塌孔；浮（携）渣浮（携）渣通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用的作用。2.2.2 2.2.2 成孔成孔 回旋回旋钻机成孔排渣有钻机成孔排渣有正循环排渣正循环排渣和和反循环反循环（

10、泵举）（泵举）排排渣渣两种方式，如两种方式，如图图2.13所示。所示。v正循环排渣法正循环排渣法:在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运上运动，从护筒的溢流孔排出。动，从护筒的溢流孔排出。v反循环排渣法反循环排渣法:砂石泵随主机一起潜入孔内，直接砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。将切削碎泥渣随泥

11、浆抽排出孔外。冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲击钻机就位后，校正冲锤中心对准护筒中心，在冲程冲程0.40.40.80.8m m范围内应低提密冲，并及时加入石块范围内应低提密冲，并及时加入石块与泥浆护壁，直至护筒下沉与泥浆护壁，直至护筒下沉3 34 4m m以后，冲程可以提以后，冲程可以提高到高到1.51.52 2.0.0m m，转入正常冲击，随时测定并控制泥转入正常冲击，随时测定并控制泥浆相对密度。浆相对密度。施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧施工中，应经常检查钢丝绳损坏情况，卡机松紧程程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。度和转向装置是否灵活，以免掉钻。2.2.3 2.2.

12、3 清孔清孔 1.1.验孔验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；清孔清孔即清除孔底沉渣、淤即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。量，提高承载能力。2.2.泥浆护壁成孔清孔泥浆护壁成孔清孔时，对于土质较好不易坍塌的桩孔，时，对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，气压为可用空气吸泥机清孔，气压为0.50.5MPaMPa，使管内形成强使管内形成强大高压气流向上涌，同时大高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。泥渣随气流上涌从

13、喷口排出，直至喷出清水为止。3.3.对于稳定性较差的孔壁对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在1.151.151.251.25。含砂率含砂率=4%(=4%(大直径桩大直径桩2%)2%)2.2.4 2.2.4 浇筑水下混疑土浇筑水下混疑土 1.1.泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为进行的，故称为浇筑水下混凝土浇筑水下混凝土。2.2.水下混水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的

14、和易性，配合比应通过试验确定。具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。3.3.水下混凝土浇筑常用水下混凝土浇筑常用导管法导管法(图图2.17)。4.4.浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下导管下端一次埋入混凝土面以下1.0m1.0m以以上，然后上，然后剪剪断（或迅速拔出）断（或迅速拔出）悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。导管埋深应保持在导管埋深应保持在26m之间之间过小易发生导管进水，过大易导致过小易发生导管进水，过大易导

15、致“埋管埋管”。1、导管口到孔底的距离不宜太大或太小，一般、导管口到孔底的距离不宜太大或太小，一般2040cm.太大太大不利于将沉渣带起，底部砼质量难以保证；不利于将沉渣带起，底部砼质量难以保证；太小太小容易堵管。容易堵管。2、为防止导管进水，首盘、为防止导管进水，首盘3、砼应使导管埋深不少于、砼应使导管埋深不少于1m。2.5 2.5 灌注桩施工质量要求及完全技术灌注桩施工质量要求及完全技术 1.1.灌注桩施工质量检查包括灌注桩施工质量检查包括成孔及清孔成孔及清孔、钢筋骨架制钢筋骨架制作及安放作及安放、混凝土搅拌及灌注混凝土搅拌及灌注等三个施工过程的质等三个施工过程的质量检查。量检查。2.2.

16、施工前应对水泥、砂、石子、钢材等原材料进行检施工前应对水泥、砂、石子、钢材等原材料进行检查，对施工组织设计中制定的施工顺序、查，对施工组织设计中制定的施工顺序、监测手段监测手段也应进行检查。也应进行检查。2.5.1 2.5.1 成孔质量检查及要求成孔质量检查及要求表表6 灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差 2.5.2 2.5.2 钢筋笼制作及安放要求钢筋笼制作及安放要求2.5.3 2.5.3 混凝土搅拌与灌注混凝土搅拌与灌注表表7 混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准 表2.8 混凝土灌注桩质量检验标准 2.5.4 2.5.4 施工验收

17、资料施工验收资料2.5.5 2.5.5 桩基础工程安全技术桩基础工程安全技术(3)(3)对施工危险区域和机具对施工危险区域和机具(冲击、锤击桩机，人工挖掘成冲击、锤击桩机，人工挖掘成孔的周围，桩架下孔的周围，桩架下)，要加强巡视检查，对于有险情或，要加强巡视检查，对于有险情或异常情况时，应立即停止施工并及时报告，待有关人异常情况时，应立即停止施工并及时报告，待有关人员查明原因，排除险情或加固处理后，方能继续施工。员查明原因，排除险情或加固处理后，方能继续施工。(4)(4)打桩过程中可能引起停机面土体挤压隆起或沉陷，打打桩过程中可能引起停机面土体挤压隆起或沉陷，打桩机械及桩架应随时调整，保持稳定

18、，防止意外事故桩机械及桩架应随时调整，保持稳定，防止意外事故发生。发生。(5)加强机械设备的维护管理，机电设备应有防漏电装置。加强机械设备的维护管理，机电设备应有防漏电装置。(1)(1)桩基础是一种常用的深基础形式，当天然地基上的浅基础沉桩基础是一种常用的深基础形式，当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基承载力不能满足设计要求时，宜采用桩基础降量过大或地基承载力不能满足设计要求时，宜采用桩基础。明确工程地质勘察是桩基础设计与施工的重要依据。明确工程地质勘察是桩基础设计与施工的重要依据。(2)灌注桩施工中包括有成孔、钢筋笼制作安装、清孔和灌注混灌注桩施工中包括有成孔、钢筋笼制作安装、清孔和灌注混凝土等施工过程，成桩工艺较复杂，湿作业成孔时成桩速度凝土等施工过程，成桩工艺较复杂，湿作业成孔时成桩速度慢，其成桩质量与施工好坏密切相关，成桩质量难以直观的慢，其成桩质量与施工好坏密切相关，成桩质量难以直观的进行检查。在灌注桩施工方案中要对质量事故认真分析，并进行检查。在灌注桩施工方案中要对质量事故认真分析，并采取相应的预防措施。采取相应的预防措施。