建筑施工手冊系列之地基處理與樁基工程7-2-7混凝土灌筑樁文庫(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 器預(yù)留管口處，另一端接在注漿泵上，將配制好的水泥漿由下而上在提鉆同時在高壓作用下噴人孔內(nèi)。提鉆壓漿應(yīng)慢走進行，一般控制在~，過快易坍孔或縮孔。當遇有地下水時，應(yīng)注漿至無坍孔危險位置以上 ~ 處，然后提出鉆桿，使鉆孔形成水泥漿護壁孔。 （ 4）放鋼筋籠和注漿管。成孔后應(yīng)立即投放鋼筋籠。鋼筋 籠通常由主筋、加強箍筋和螺栓式箍筋組成。鋼筋籠應(yīng)加工成整體，螺旋式箍筋應(yīng)綁牢；過長可分段制作，接頭采用焊接。注漿管多固定在制作好的鋼筋籠上，下鋼筋籠時，一般使用鉆機上附設(shè)的吊裝設(shè)備起吊，對準孔位，豎直緩慢地放入孔內(nèi)，下到設(shè)計標高，并將鋼筋籠固定。 （ 5） 填放碎（卵）石。碎（卵）石系通過孔口漏斗倒入孔內(nèi)，用鋼釬搗實。 （ 6） 第二次注漿（補漿）。利用固定在鋼筋籠上的塑料管進行第二次注漿，此工序與第一次注漿間隔不得超過 45min，第二次注漿一般要多次反復(fù)進行，最后一次補漿必須在水泥漿接近終凝時完成，注漿完了后立即 拔管洗凈備用。 （ 7）為控制混凝土質(zhì)量，在同一水灰比的情況下，每班做 2 組試塊。 3．施工注意事項 （ 1） 當在軟土層成孔，樁距小于 時，宜跳打成樁，以防高壓使鄰樁斷裂，中間空出的樁須待鄰樁的混凝土達到設(shè)計強度等級的50%以后方可成樁。 （ 2）當鉆進遇到較大的漂石、孤石卡鉆時，應(yīng)作移位處理。當土質(zhì)松軟，拔鉆后塌方不能成孔時，可先灌筑泥漿，經(jīng) 2h 后再在已凝固的水泥漿上二次鉆孔。 （ 3） 配制水泥漿應(yīng)在初凝時間內(nèi)用完，不得隔日使用或摻水泥后再用。水泥漿液可根據(jù)不同的使用要求摻加不同的外加劑。漿液應(yīng)通過 14179。 14~18179。 18 目篩孔，以免混入水泥袋屑或其他雜物。 （ 4） 注漿泵的工作壓力應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件確定，第一次注漿壓力（即泵送終止壓力）一般在 1~10MPa 范圍內(nèi)變化，第二次補漿壓力一般在 2~10MPa 范圍內(nèi)變化。在淤泥質(zhì)土和流砂層中，注漿壓力要高；在粘性土層中，注漿壓力可低些；對于地下水位以上的粘性土層，為防止縮頸和斷樁也要提高注漿壓力。 （ 5） 安放補漿管時，其下端應(yīng)距孔底 1m，當樁長超過 13m時，應(yīng)安放兩根補漿管，為一長一短，長管下端距孔底 1m，短管出口安在 1/2樁長處，補漿管組數(shù)視樁徑而定。 （ 6） 在距孔口 3~4m段，應(yīng)采用專門措施使該部分混凝土密實。一般當用兩根補漿管時，宜先用長管補漿兩次后，再用短管補漿，一直到水泥漿不再滲透時方可終止補漿，取出補漿管。 （ 7） 鉆孔壓漿樁的施工順序，應(yīng)根據(jù)樁間距和地層滲透情況，按編號順序采取跳躍式進行或根據(jù)凝固時間采取間隔進行，以防止樁孔間竄漿。 7275 擠擴多分支承力盤與多支盤灌筑樁 擠擴多分支承力盤（或多支盤）灌筑樁，為一種新型變截面樁，是在普通灌筑樁基礎(chǔ)上，按承載力要求和工程地質(zhì)條件的不同，在樁身不同部位設(shè)置分支和承力盤，或僅設(shè)置承力盤而成（圖 772）。這種樁由主 樁、分支、承力盤和在它周圍被擠擴密實的固結(jié)料組成，類似樹根系，但施工工藝方法及受力性能又不同于一般樹根樁和普通直線形混凝土灌筑樁，而是一種介于摩擦樁和端承樁之間的變截面樁型。其特點是：單樁承載力高，其每 m3 混凝土承載力， Pk＞ 350kN，為普通混凝土灌筑樁的 2~3倍；節(jié)約原材料，在同等承載力情況下樁長僅為普通灌筑樁的 1/2~1/3，可省 30%左右材料；施工快速，成本低，可縮短工期 30%，節(jié)省資金 25%；提高地基強度，適應(yīng)性強，可在多種土層成樁，不受地下水限制；施工機械化程度高，低噪聲，低振動，勞動強度低，工 效高，操作維修方便。但施工需多一套專用分支成型機具設(shè)備，多一道擠擴工序。適用于一般多層和高層建筑物作樁基，可在粘性土、粉土、細砂土、含少量姜結(jié)石的砂土及軟土等多種土層應(yīng)用；但不適合于在淤泥質(zhì)土、中粗砂層、礫石層以及液化土層中擠擴分支和成盤。 圖 772 擠擴多分支承力盤和多承力盤樁 （ a）擠擴多分支撐力盤樁；（ b） 擠擴多承力盤樁 1主樁； 2分支； 3承力盤； 4壓實（擠密）土料 1．樁構(gòu)造與布置 多分支承力盤灌筑樁的造型、尺寸、承力盤與分支數(shù)量根據(jù)上部建筑物的荷載量，結(jié)構(gòu)形式、地質(zhì)情況及使用的分支器 尺寸而定，其分支、成盤形態(tài)和基本尺寸如圖 773 所示。樁的分支、盤的間距按表 784 采用。一般在樁柱周圍每隔 1400mm 左右設(shè)一組對稱分支，呈十字方向分布，在下部設(shè) 1~3道承力盤。多分支撐力盤灌筑樁的最小中心距一般取 （ ~） D 或＋ 1m（ D 為多分支撐力盤灌筑樁的直徑）。樁端持力層應(yīng)選在較硬的土層上，厚度應(yīng)大于 3m，下臥層不可有軟弱土層。 圖 773 擠擴多分支撐力盤灌筑樁構(gòu)造和尺寸 （ a）分支盤示意；（ b） φ600mm直徑樁分支形態(tài)； （ c） φ42 φ600、 φ800mm直徑樁分支形態(tài)； （ d）、（ e）、（ f）分別為 φ42 φ600、 φ800mm分支尺寸 1橫向分支； 2縱向分支； 3承力盤 分支與承力盤的間距 （ mm） 表 784 項次 樁徑 分支與承力盤間距（中距） 1 φ426 ~ 2 φ600 ~ 3 φ800 ~ 注：當工程地質(zhì)條件好時，間距亦可適當減小。 多分支撐力盤樁混凝土采用 C20 或 C25，配筋主筋用φ12~16mm，長度一般要求在 L/2~2L/3（ L—— 樁長），不小于 L/2，其配筋率 P＝ %~%，箍筋用φ 8~10mm，間距 100~200mm，另設(shè)加強筋。 2．單樁承載力計算 計算前應(yīng)根據(jù)建筑物場地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、上部建筑物的層數(shù)、高度、荷載及結(jié)構(gòu)類型等要求條件設(shè)計并繪制出多分支樁的樁徑、分支和設(shè)盤的部位尺寸，據(jù)以計算單樁豎向承載力。 多分支撐力盤灌筑樁單樁豎向承載力的計算，應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)報告提供的地質(zhì)鉆孔剖面及柱狀圖（土層以平均厚度計）及相應(yīng)的物理力學性能指標的數(shù)值按相應(yīng)深度的數(shù)據(jù)計算。 單樁的極限承載力 Pk由主樁豎向極限承載力 Pm和樁分支、盤的豎向極限承載力 Pb組成，單樁的極限承載力 Pk可按下式計算 ： Pk＝ Pm＋ Pb （ 716） 其中 Pm＝ qPk178。 Am＋Σ qsik178。 Fm （ 717） Pb＝Σ Rpk178。 Abcosθ＋Σ fsik178。 Fb （ 718） 式中 qPk—— 主樁端土（或承力盤上）的極限端阻力特征值（ kPa）； Am—— 主樁端承力盤面積（ m2）； qsik—— 主樁周圍土的極限側(cè)阻力特征值（ kPa）； Fm—— 主樁土層分段的樁周表面積 （ m2） ； Rpk—— 樁分支端土的極限阻力特征值 （ kPa）； Ab—— 樁分支底面積（ m2）； fsik—— 樁分支周圍土的極限側(cè)阻力 （ kN/m2） ； Fb—— 樁分支的樁周表面積 （ m2） ； θ—— 樁分支與水平面的夾角（ 176。）。 計算公式的參數(shù)選擇，除了樁端承載力計算值采用端承極限特征值外，土分層的承載力和側(cè)摩阻力均采用工程地質(zhì)報告中給出的側(cè)摩阻力和承載力特征值。 以上式計算的單樁豎向極限承載力 Pk 值必須與單樁豎向靜載試驗值相對照、相校核，并以靜載荷試驗值為依據(jù)。 3．擠擴原理與機具設(shè)備 擠擴多分支撐力盤灌筑樁或擠擴多承力盤樁（以下簡稱多支盤樁）是利用支盤成型器（圖 774） 在樁孔的某一位置進行擠壓，使周圍的土壤變得密實，灌筑混凝土后形成承力分支或盤，增 大支撐面積，從而提高樁的豎向承載力和抗拔力。 圖 774 液壓擠擴支盤成型器結(jié)構(gòu)構(gòu)造 1液壓缸； 2活塞桿； 3壓頭； 4上弓壁； 5下弓臂； 6機身； 7導(dǎo)向塊 支盤成型裝置由接長管、液壓缸、支盤成型器（機）（圖 774），液壓膠管和液壓站 5個部分組成，由液壓站提供動力，由支盤成型器實施支盤的成型。 支盤器工作原理是：當給定工作壓力 P 時，液壓缸活塞 2向下伸出，帶壓頭 3壓迫上弓壁 4和下弓臂 5擠擴孔壁，直至達到設(shè)計要的最大行程。當液壓缸反向供油時，活塞桿 2回縮，拖動上弓壁 4和下弓臂 5恢復(fù)到原位，這樣，即 完成一個分支的擠擴過程。通過旋轉(zhuǎn)接長管將主機旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，多次重復(fù)上述擠擴過程，可在設(shè)定的位置上擠擴出分支或分承力盤勝體。常用 YZJ 型系列液壓擴支盤成型機技術(shù)性能如表 785。 支盤樁施工需用機具設(shè)備見表 786。 YZJ 型系列液壓擠擴支盤成型器主要技術(shù)性能 表 785 組件 項目 YZJ400/1100 YZJ600/1500 主機 弓臂支出最大外徑（ mm） 1100 1500 弓臂寬度（ mm） 200 280 外形尺寸（外徑179。長度）（ mm） 4001660 5802370 重量 （ kg） 940 3200 接長管 最大管徑（ mm） 273 377 最小管徑（ mm） 168 168 伸出最大長度（ mm） 24000 39000 縮回最小長度（ mm） 8530 9030 重量（ kg） 1320 2680 液壓缸 油缸內(nèi)徑（ mm） 280 360 活塞桿直徑（ mm） 200 250 最大行程（ mm） 478 587 外形尺寸（外徑179。長度）（ mm） 3401170 4401470 液壓站 電機功率（ kW） 22 37 液壓泵排量（ L/min） 25 63 額定工作壓力（ N/mm2） 25 25 多分支撐力盤灌筑樁需用機具設(shè)備 表 786 名稱 規(guī)格性能 數(shù)量 備注 KQ 型潛水鉆機 1250A 型，帶鉆架 1臺 鉆孔用 鉆井機 SY120 型 1臺 鉆孔用 支盤成型器 φ 570mm，每節(jié)長 2m， l＝ 14m 1套 壓分支盤用 油壓箱 A、 YHA20B 型，壓力 1臺 分支盤加壓用 離心泵 流量 ，揚程 21m 2臺 泥漿輸送 輪胎吊 12kN 1臺 吊分支器 三木搭澆灌架 φ 100 鋼管制，高 5m 1套 吊掛料 斗導(dǎo)管 卷揚機 1臺 起落料斗導(dǎo)管 混凝土受料斗 鋼制 1個 卸混凝土 混凝土導(dǎo)管 φ 200~300mm，每節(jié)長 1套 下混凝土 機動翻斗車 1t 2臺 運送混凝土 混凝土攪拌機 J1400 型 1臺 拌制混凝土 4．施工工藝方法要點 （ 1） 多支盤樁施工工藝程序為：樁定位放線→挖樁坑、設(shè)鋼板護套→鉆孔機就位→鉆孔至設(shè)計深度→鉆機移位至下一樁位鉆孔→第一次清孔→將支盤成型器吊入已鉆孔內(nèi)→在設(shè)計位置壓分支、承力盤→下鋼筋籠→下導(dǎo)管→二次清孔→水下灌筑混凝土→清理樁頭→拆除導(dǎo)管、護 筒。 （ 2） 成孔可采用干作業(yè)或泥漿護壁，一般多采用后者成孔，采用 GZQ 型潛水鉆機或 SY120 型鉆井機。對軟粘土地基可采用自成泥漿護壁；對砂土地基宜采用紅粘土泥漿護壁，泥漿密度為 。施工期間護筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位 以上，在受水位漲落影響時，泥漿面應(yīng)高出最高水位 以上，成孔工藝方法同一般潛水電鉆和回轉(zhuǎn)鉆。 （ 3） 當成孔達到要求深度后，將鉆機移至下一樁位繼續(xù)鉆進。清孔后用吊車將支盤成型器吊起對準樁孔中心徐徐放入孔內(nèi)，由上而下，按多支盤樁設(shè)計要求深度在分支或成盤位置（圖 775），通 過高壓油泵加壓使支盤成型器下端弓壓或擠擴臂向外舒張成傘狀，對局部孔壁的土體實施擠壓形成分支（圖 776） ，擠擴完畢后，收回擠擴臂，再轉(zhuǎn)動一個角度重復(fù)前面的動作，在同一個分支標高處，擠擴兩次（轉(zhuǎn)動 90176。）即形成十字分支，擠擴 3次（每次轉(zhuǎn)動 60176。）即形成貧分支，擠擴 8次（每次轉(zhuǎn)動 176。）即形成一個類似竹節(jié)狀的承力支盤，每完成一組對稱分支，或一個承力盤，即可將支盤成型器自上而下地下落至下一組分支或成盤部位繼續(xù)壓分支或承力盤，一般每壓一根三盤 18 分支樁約需 30~40min。 圖 775 起重機吊分支器壓分支 情形 1120kN 輪胎式起重機； 2電動液壓泵； 3支盤成型器； 4插孔； 5樁孔； 6已壓分支； 7壓分支 圖 776 擠擴多分支撐力盤灌筑樁成樁工藝 （ a）鉆孔；（ b） 分支；（ c）成盤；（ d）放鋼筋籠；（ e）澆筑混凝土；（ f）成樁 （ 4） 壓分支成盤時要控制油壓，對一般粘性土應(yīng)控制在 6~7MPa，對密實粉土、砂土為 15~17MPa，對堅硬密實砂土為 20~25MPa。 （ 5） 每一承力盤擠擴完后，在不收回擠擴臂情況下，應(yīng)將成型器轉(zhuǎn)動 2周掃平渣土，以使擴盤均勻、對稱。 （ 6） 分支、成盤完成后，將支盤成型 器吊出，即可將稀泥漿注入孔內(nèi)置換濃泥漿至密度為 ~。澆筑混凝土前孔底500mm以內(nèi)的泥漿密度應(yīng)小于 ，含砂率≤ 8%，粘度 28s；沉渣厚度小于 100mm。 （ 7） 清孔后應(yīng)在 ，吊入鋼筋籠，藉短鋼管吊掛在孔口上，下導(dǎo)管，安澆灌架，用起重機吊混凝土料斗進行水下混凝土澆筑，采用坍落度為 16~18cm的 C20（或 C25） 混凝土，設(shè)鋼管三木搭，利用卷揚機吊導(dǎo)管不斷上下翻插竄動使達到密實，特別是在澆筑至擴盤部位時，應(yīng)集中多次沖搗上下竄動反插，使擴盤處混凝土密實。灌 筑方法與普通混凝土灌筑樁導(dǎo)管法水中灌筑混凝土相同。 5．施工