桩基础的几种类型及施工方法

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灌注桩

泥浆护壁施工法

平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位(钻机位置的偏差不大于2cm)→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。

泥浆:钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,

增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。

清孔:在钻孔达到设计要求深度后,应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检

查完全符合设计要求时,应立即进行孔底清理,避免隔时过长以致泥浆沉淀,引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时,要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm;当孔壁不易坍塌时,不大于20cm。对于柱桩,要求在射水或射风前,沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔,所需设备不多,操作方便,清孔也较彻底,但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。

(1)塌孔

预防措施:根据不同地层,控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时,严格控制速度。地下水位过高,应升高护筒,加大水头。地下障碍物处理时,一定要将残留的砼块处理清除。孔壁坍塌严重时,应探明坍塌位置,用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处,捣实后重新钻进。

(2)缩径

预防措施:选用带保径装置钻头,钻头直径应满足成孔直径要求,并应经常检查,及时修复。易缩径孔段钻进时,可适当提高泥浆的粘度。对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。

(3)桩孔偏斜

预防措施:对已偏斜的钻孔,控制钻速,慢速提升,下降往复扫孔纠偏。

钢筋笼的上浮

钢筋笼上浮的预防措施:严格控制砼质量,坍落度控制在20±2cm,砼和易性要好。导管在砼内埋深规范控制在2-6m之间。

二、沉管灌注桩

采用与桩的设计尺寸相适应的钢管(即套管),在端部套上桩尖后沉入土中后,在套管内吊放钢筋骨架,然后边浇筑混凝土边振动或锤击拔管,利用拔管时的振动捣实混凝土而形成所需要的灌注桩。这种施工方法适用于在有地下水、流砂、淤泥的情况。

利用锤击沉桩设备沉管、拔管成桩,称为锤击沉管灌注桩。

利用振动器振动沉管、拔管成桩,称为振动沉管灌注桩。

为了提高桩的质量和承载能力,沉管灌注桩常采用单打法、复打法、反插法等施工工艺。单打法(又称一次拔管法):拔管时,每提升0.5~1.0m,振动5~10s,然后再拔管0.5~1.0m,这样反复进行,直至全部拔出;复打法:在同一桩孔内连续进行两次单打,或根据需要进行局部复打。施工时,应保证前后两次沉管轴线重合,并在混凝土初凝之前进行;反插法:钢管每提升0.5m,再下插0.3m,这样反复进行,直至拔出。

锤击沉管灌注桩宜按流水顺序,依次向后退打。对群桩基础及中心距小于 3.5 倍桩径的桩,应采用不影响邻桩质量的技术措施。

桩机就位时,桩管在垂直状态下应对准并垂直套入已定位预埋的桩尖,桩架底座应呈水平状态及稳固定位,桩架垂直度允许偏差不大于0.5%。桩尖埋设后应重新复核桩位轴线。桩尖顶面应清扫干净,桩管与桩尖肩部的接触处应加垫草绳。沉管深度应以设计要求及经试桩确定的桩端持力层和最后三阵,每阵十锤的贯入度来控制,并以桩管入土深度作参考。测量沉管的贯入度应在桩尖无损坏、锤击无偏心、落锤高度符合要求、桩帽及弹性垫层正常的条件下进行。一般最后三阵每阵十锤的贯入度不大于30mm,且每阵十锤贯入度值不应递增。对于短桩的最后贯入度应严格控制,并应通知设计部门确认。

8. 沉管结束经检查管内无入泥进水后,应及时灌注砼。每立方砼的水泥用量应不少于300Kg。当桩身配有钢筋时,设计无规定时砼塌落度宜采用80-100mm;素砼的塌落度宜采用60-80mm。第一次灌入桩管内的砼应尽量多灌,第一次拔管高度一般只要能满足第二次所需要灌入的砼量时即可,桩管不宜拔地太高。

9. 拔管时采用倒打拔管的方法,用自由落锤小落距轻击不少于40 次/min,拔管速度应均匀,对一般土层以不大于1m/min 为宜。在软硬土层交界处及接近地面时,应控制在0.6-0.8m/min 以内。在拔管过程中,应用测锤随时检查管内砼的下降情况,砼灌注完成面应比桩顶设计标高高出0.5m,以留作打凿浮浆。

水泥搅拌桩

水泥搅拌桩按主要使用的施工做法分为单轴、双轴和三轴搅拌桩。

1)水泥在软土中的水解与水化反应

2)粘土颗粒与水泥水化物的作用

1.水泥土搅拌桩的施工工艺分为浆液搅拌法(以下简称湿法)和粉体搅拌法(以下简称干法)。适用于处理淤泥、淤泥质土、素填土、软—可塑粘性土、松散—中密粉细砂、稍密—中密粉土、松散—稍密中粗砂和砾砂、黄土等土层。不适用于含大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土,硬塑及坚硬的粘性土、密实的砂类土以及地下水渗流影响成桩质量的土层。当地基土的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%时不应采用干法。

2.水泥土搅拌法可采用单头、双头、多头搅拌或连续成槽搅拌形成水泥土加固体;湿法搅拌可插入型钢形成排桩(墙)。加固体形状可分为柱状、壁状、格栅状或块状等。

施工流程

桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆至地表→成桩结束→施工下一根桩。

桩位放样:根据桩位设计平面图进行测量放线,定出每一个桩位,误差要求小于钻机定位:依据放样点使钻机定位,钻头正对桩位中心。用经纬仪确定层向轨与搅拌轴垂直,调平底盘,保证桩机主轴倾斜度不大于1%。

对每根成型的搅拌桩质量检查重点:是水泥用量、水泥浆拌制的罐数、压浆过程中是否有断浆现象、喷浆搅拌提升时间以及复搅次数。

水泥搅拌配合比:水灰比0.45~0.55、水泥掺量12%、每米掺灰量46.25kg、高效减水剂0.5%。

水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻,喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻。第一次下钻和提钻时一律采用低档操作,复搅时可提高一个档位。每根桩的正常成桩时间应不少于40分钟,喷浆压力不小于0.4MPa。

为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量,第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒,进行磨桩端,余浆上提过程中全部喷入桩体,且在桩顶部位进行磨桩头,停留时间为30秒。施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业,不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。

现场施工人员认真填写施工原始记录,记录内容应包括:a施工桩号、施工日期、天气情况;b喷浆深度、停浆标高;c灰浆泵压力、管道压力;d钻机转速;e钻进速度、提升速度;f浆液流量;g每米喷浆量和外掺剂用量;h复搅深度。

钻芯取样法:

水泥生产工艺流程成桩完成,对竖向承载的水泥土在90天后、横向承载的水泥土在28天后,用钻芯取样的方法检查桩体完整性,搅拌均匀程度,桩体强度、桩体垂直度。钻芯取样频率为1%~1.5%。水泥搅拌桩桩径(单轴)一般为500MM~550MM,最大为600MM,固化剂常用等级强度为32.5/42.5。