桩基及溶洞处理方案

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2.1 干作业钻孔灌注桩
1、干作业钻孔灌注桩施工过程如图2.11所示。 2、干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分
别为Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm,钻孔深度相应为 12m、10m、8m。适用于成孔深度内没有地下水的一般 粘土层、砂土及人工填土地基,不适于有地下水的土 层和淤泥质土。 3、钻机就位后,钻杆垂直对准桩位中心,开钻时先慢后 快,减少钻杆的摇晃,及时纠正钻孔的偏斜或位移。
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▪ 冲击钻机就位后,校正冲锤中心对准护筒中心,在
冲程0.4~0.8m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3~4m以后,冲程可以提 高到1.5~2.0m,转入正常冲击,随时测定并控制泥 浆相对密度。
▪ 施工中,应经常检查钢丝绳损坏情况,卡机松紧程
▪ 回旋钻机成孔排渣有正循环排渣和反循环(泵举)排
渣两种方式,如图2.13所示。 ❖ 正循环排渣法: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 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 上运动,从护筒的溢流孔排出。
❖ 反循环排渣法: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。
度和转向装置是否灵活,以免掉钻。
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(3) 冲抓锥成孔 ①冲抓锥(图2.16)锥头上有一重铁块和活动抓片,通过机架
和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度,下落时松开卷筒刹车, 抓片张开,锥头便自由下落冲入土中,然后开动卷扬机提 升锥头,这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸 去土渣,依次循环成孔。 ②冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与 冲击成孔施工相同。 ③适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔,但遇到坚硬土层时 宜换用冲击钻施工。
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——对于桩端为硬土层者,又有摩擦端承桩,端承摩擦桩。 ——桥梁工程中的摩擦桩,通常不计挤密作用。
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⑵ 桩按施工方法分为预制桩和灌注桩 ①预制桩根据沉入土中的方法,可分打入桩、水冲 沉桩、振动沉桩和静力压桩等; ❖ 灌注桩是在桩位处成孔,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, 有钻(冲)孔灌注桩、挖孔灌注桩、套管成孔灌 注桩及爆扩成孔灌注桩等。
灌注事故处理~二次剪球法
• 如发现导管漏水,且事故发生的位置能够确 定时,可用此法补救。
• 对工艺、经验的要求较高
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导管水密承压及接头抗拉试验
导管水密承压及接头抗拉试验,管内水压不小于孔内水深1.3倍 的压力,也不应小于导管壁和焊缝所能承受灌注砼时最大内压 力的1.3P。
– ◎P按以下公式计算:
3. 对于稳定性较差的孔壁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1.15~1.25。 含砂率<=4%(大直径桩2%)
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检孔器
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钻孔偏斜纠正
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清孔作业
1. 钻孔达到要求深度后,采用泥浆泵及时进行清孔,避免 延时过长,泥浆钻渣沉淀而造成清孔困难或坍孔。
不符合要求,应进行二次拌合,二次拌合仍达不到要求,不得使用,然后 重新按配合比进行称量下料,直到满足要求。
◎浇注首批砼时应注意:
a.导管下口至孔底的距离一般为20~40cm。 b.第一批砼储备量应确保导管一次埋入混凝土面≥1.0m; ○○所需混数量按公式计算:
V≥∏D²/4· (H1+H2)+ (Πd²/4)h1
桩基及溶洞处理方案
▪ 目 录:
一、桩基桩基础组成及分类 二、 混疑土灌注桩施工 三、溶洞处理方案 四、小 结
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中交二航局武汉市三环线北段C标项目经理部
桩基及溶洞处理方案
▪ 学习要求:
• 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。 • 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。 • 熟悉溶洞处理方案
◎为确保桩顶质量,砼浇筑比桩顶设计标高高0.5(0.6)~1.0m。 ◎在浇注将近结束时,导管内砼柱高度相对减少,导管内砼压力降低,
而导管外井孔的泥浆稠度增加、比重增大。若出现砼顶升困难,可在 孔内加水稀释泥浆,并掏出部分沉淀土,使浇注工作顺利进行。
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沉渣厚度、砼灌注高度确定
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护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻 机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇 筑水下混凝土。
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2.2.1 埋设护筒和制备泥浆
钻孔前,在现场放线定位,按桩位挖去桩孔表层土, 并埋设护筒。护筒上部设1~2个溢浆孔,是用厚4~8mm 钢板制成的圆筒,其内径应大于钻头直径200mm。护筒 的作用是固定桩孔位置,保护孔口,防止地面水流入, 增加孔内水压力,防止塌孔,成孔时引导钻头的方向。 ◎护筒顶高出施工水位1.5m,并高出地面0.3m, ◎保证护筒内泥浆顶标高始终高于外部水位至少1m。
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2.2.4 浇筑水下混疑土 1. 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,故称为浇筑水下混凝土。
2. 水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级,必须
具备良好的和易性,配合比应通过试验确定。
3. 水下混凝土浇筑常用导管法(图2.17)。 4. 浇筑时,先将导管内及漏斗灌满混凝土,其量保证
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2.2 泥浆护壁成孔灌注桩
1. 泥浆护壁成孔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, 适用于有地下水和无地下水的土层。
2. 成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。 3. 泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程:测定桩位、埋设
1、导管口到孔底的距离不宜太大或太小,一般20~40cm. 太大——不利于将沉渣带起,底部砼质量难以保证; 太小——容易堵管。
2、为防止导管进水,首盘 3、砼应使导管埋深不少于1m。
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◎在浇注前,探测孔底泥浆沉淀厚度,如大于设计厚度,再次清孔,直到满
足要求为止。
◎砼由拌合站负责生产,用斗车运至现场,检查和易性、坍落度等指标。如
导管下端一次埋入混凝土面以下1.0m以上,然后剪 断(或迅速拔出)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。
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水下砼灌注过程示意图
导管埋深应保持在2~6m之间 ——过小易发生导管进水,过大易导致“埋管”。
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导管口初始位置,首盘砼用量
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2.2.2 成孔
(1) 回旋(潜水)钻机成孔 ①回旋钻机成孔示意图如图2.12所示。 ②回旋钻机是一种旋转式钻孔机,其防水电机变速机
构和钻头密封在一起,由桩架及钻杆定位后可潜入 水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通过正循环或反循环 排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。
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◎由专人测量导管埋深及管内外砼面的高差,填写砼浇注记录 ◎封底砼灌入后,应仔细检查封底情况,确认封底成功后,进行正常浇
注。 ◎浇注开始时,要连续有节奏地进行,尽可能缩短拆除导管的时间;
– 当导管内砼不满时,徐徐地浇注,防止在导管内造成高压气囊, 压漏导管。
◎当井孔砼面接近钢筋架时,使导管保持稍大的埋深,并放慢浇注速度 ;当井孔砼面进入钢筋骨架一定深度后,适当提升导管,使钢筋骨架 在砼中有一定的埋深,稳定钢筋并注意控制钢筋笼中心位置。
– V—灌注首批砼所需数量(m³);
– D—桩孔直径(m);
– H1—桩孔底至导管底端间距,一般为0.2~0.4m;
– H2—导管初次埋置深度(m);
– d—导管内径(m);
– h1—桩孔内砼达到埋置深度H2时,导管内砼柱平衡导管外(或泥浆)压力所
需的高度(m),即
– h1
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=
rwHw/rc;
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在钻孔过程中,向孔中注入相对密度为1.1~1.4的泥浆。 一般1.2~1.3;易坍地层可提高到1.4左右。
◎泥浆的作用: 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 筒内水压稳定; 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 塌孔; 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 的作用。
(2) 灌注桩成孔深度的控制要求 ❖ 泥浆护壁成孔、干作业成孔,应达到设计规定的深度。 ❖ 灌注桩的沉渣厚度:当以摩擦力为主时,不得大于 150mm;当以端承力为主时不得大于50mm。
– P=rchc-rwHw – p—导管可能承受的最大内压力(Kpa);
– rc—砼拌和物的比重(取24KN/m³); – hc—导管内砼桩最大高度(m),以导管全长或
预计的最大高度计;
– rw—井孔内水或泥浆的容重(KN/m³);

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Hw—井孔内水或泥浆的深度(m)。
2.5 灌注桩施工质量要求及完全技术
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二、 混疑土灌注桩施工
1. 灌注桩: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。
2. 与预制桩相比,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、噪声小等特 点。
3. 灌注桩按成孔方法分为干作业钻孔灌注桩、泥浆护
壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩等。
2. 钻孔达设计深度终孔后,将输浆管下到孔底50~80cm ,换用比重1.05~1.25的新鲜泥浆进行清孔,直到钢筋 与导管下入孔内,重新测孔底沉渣厚度。直到沉渣厚度 满足要求后,方可进行下道工序施工。
3. 注意保持孔内水头,防止坍孔; 4. 清孔后,检查孔口、孔中和孔底提取的泥浆比重的平均
值,应符合质量标准要求。 5. 采取一切措施缩短清孔后至灌注水下砼的时间。 6. 不得用加深孔深来代替清孔。
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4、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,减少桩的沉降。方 法是钻机在原深处空转清土,然后停止旋转,提钻 卸土。
5、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。 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。 灌注时,应分层浇筑、分层捣实,每层厚度50~ 60cm。
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2.2.3 清孔 1. 验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况;
清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土,以减少桩基的沉降 量,提高承载能力。
2. 泥浆护壁成孔清孔时,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0.5MPa,使管内形成强 大高压气流向上涌,同时不断地补足清水,被搅动的 泥渣随气流上涌从喷口排出,直至喷出清水为止。
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中交二航局武汉市三环线北段C标项目经理部
一、熟悉桩基础组成及分类 1. 桩基础是深基础应用最多的一种基础形式,它 由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或盖 梁组成。 2. 桩的作用是将上部建筑物的荷载传递到深处承 载力较强的土(岩)层上,或将软弱土层挤密 实以提高地基土的承载能力和密实度。
1. 灌注桩施工质量检查包括成孔及清孔、钢筋骨架制
作及安放、混凝土搅拌及பைடு நூலகம்注等三个施工过程的质 量检查。
2. 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、监测手段 也应进行检查。
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2.5.1 成孔质量检查及要求
(1)桩的桩位偏差必须符合表2.6的规定,桩顶标高至少要比 设计标高高出0.5m。
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⑴桩按受力情况分为端承桩和摩擦桩两种(图2.1) ①端承桩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 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多数要求嵌岩。 ②摩擦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承受荷载,施 工时以控制桩端设计标高(长度)为主。
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(2) 冲击钻成孔 ①冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)
提高到一定高度,靠自由下落的冲击力切削破碎岩层 或冲击土层成孔(图2.14)。 ②冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等,一般常 用十字形冲击钻头(图2.15)。 ③冲孔前应埋设钢护筒,并准备好护壁材料。
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