,鉆孔灌注樁施工與檢測技術,內容： 1、鋼筋混凝土鉆孔灌注樁施工方法和質量檢驗標準 2、基樁檢測的方法與注意點,樁基礎是深基礎應用最多的一種基礎形式，它由沉入土中的樁和連接樁頂的承臺或承臺梁組成。 樁的作用是將上部建筑物的荷載傳遞到深處承載力較強的土層上，或將軟弱土層擠密實以提高地基土的承載能力和密實度。（承載、加固）,樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種(圖2.1) 端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或巖層上的樁，上部結構荷載主要由巖層阻力承受；施工時以進入持力層深度或控制貫入度為主，樁底標高可作參考。 摩擦樁完全設置在軟弱土層中，將軟弱土層擠密實，以提高土的密實度和承載能力，上部結構的荷載由樁端阻力和樁側阻力共同承受，施工時以樁底設計標高為主。,樁按施工方法分為預制樁和灌注樁 預制樁根據沉入土中的方法，可分打入樁（錘擊樁）、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等； 灌注樁是在樁位處成孔，然后放入鋼筋骨架，再澆筑混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁、沖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁等。,泥漿護壁的混疑土鉆孔灌注樁,灌注樁與預制樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節約鋼材、振動小、噪聲小等特點。 灌注樁按成孔方法分為泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、干作業鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁等。,1 泥漿護壁成孔灌注樁,成孔機械有潛水鉆機、沖擊鉆機、沖抓錐等。 泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程： 測定樁位、埋設護筒、樁機就位、制備泥漿、機械(潛水鉆機、沖擊鉆機等)成孔、泥漿循環出渣、一次清孔、安放鋼筋骨架、下導管、二次清孔、澆筑水下混凝土。,1.1 埋設護筒和制備泥漿,鉆孔前，在現場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，并埋設護筒。護筒高12m，上部設12個溢漿孔，是用厚48mm鋼板制成的圓筒，其內徑應大于鉆頭直徑200mm。護筒的作用：固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內水壓力，防止塌孔，成孔時引導鉆頭的方向。,在鉆孔過程中，向孔中注入相對密度為1.11.5的泥漿，使樁孔內孔壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內漏水，保持護筒內水壓穩定；泥漿相對密度大，加大了孔內的水壓力，可以穩固孔壁，防止塌孔；通過循環泥漿可將切削的泥石渣懸浮后排出，起到攜砂、排土的作用。,1.2 成孔,(1) 潛水鉆機成孔 潛水鉆機成孔示意圖如右圖所示。,GPS-10型,GPS-15型,潛水鉆機是一種旋轉式鉆孔機，防水電機的變速機和鉆頭密封在一起，由鉆桿定位后潛入水、泥漿中進行鉆孔。注入泥漿后通過正循環或反循環排渣法將孔內切削土粒、石渣排至孔外。,潛水鉆機成孔排渣有正循環排渣和泵舉反循環排渣兩種。 正循環排渣法: 正循環旋轉鉆孔：泥漿由泥漿泵以高壓從泥漿池輸進鉆桿內腔，經鉆頭的出漿口射出。底部的鉆頭在旋轉時將土層攪成為鉆渣，被泥漿懸浮，隨泥漿上升而溢出，經過沉漿池沉淀凈化，泥漿再循環使用。孔壁靠泥漿壓力保護。,反循環旋轉鉆孔：反循環的沖洗液剛好與正循環的路由相反。 在真空泵的作用下，混合物通過鉆頭進入鉆桿內腔，最后排泄到沉淀池中凈化，再供使用。由于鉆桿內徑較井孔直徑小得多，故鉆桿內泥水上升比正循環快45倍，在橋梁鉆孔樁成孔中處于主導地位。,正反循環特點 反循環相對比正循環要好，首先反循環成孔快，縮短了成孔時間，不易發生坍孔、縮頸等事故；其次反循環幾乎不用單獨花時間清孔，成樁質量要比正循環好。 但是反循環技術相對復雜、對操作工人的技術要求相對比較高,操作不當容易引起塌孔,而且反循環鉆機的價格比較高。正循環鉆機只要用一臺泥漿泵,而反循環鉆機則需要兩臺泥漿泵,或一臺泥漿泵和一臺空氣壓縮機. 因此，經常采用正循環鉆孔，反循環清孔，在大型橋梁工程樁中大多采用反循環施工。 一次清孔就是終孔后把鉆桿提起一點利用鉆頭的攪動將鉆渣通過正循環排出，二次清孔是把鉆頭鉆桿取出后、鋼筋籠和導管下好后用導管清的，是泵吸反循環清孔。,回鉆刮刀鉆頭,牙輪鉆頭,開鉆前一定要檢測鉆頭的直徑是否符合規范要求。,(2) 沖擊鉆成孔 沖擊鉆機通過機架、卷揚機把帶刃的重鉆頭(沖擊錘)提高到一定高度，靠自由下落的沖擊力切削破碎巖層或沖擊土層成孔。 沖擊鉆頭形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形沖擊鉆頭。 沖孔前應埋設鋼護筒，并準備好護壁材料。,沖擊鉆機就位后，校正沖錘中心對準護筒中心，在沖程0.40.8m范圍內應低提密沖，并及時加入石塊與泥漿護壁，直至護筒下沉34m以后，沖程可以提高到1.52.0m，轉入正常沖擊，隨時測定并控制泥漿相對密度。 施工中，應經常檢查鋼絲繩損壞情況、卡機松緊程度、轉向裝置是否靈活，以免掉鉆。,(3) 沖抓錐成孔 沖抓錐(圖2.16)錐頭上有一重鐵塊和活動抓片，通過機架和卷揚機將沖抓錐提升到一定高度，下落時松開卷筒剎車，抓片張開，錐頭便自由下落沖入土中，然后開動卷揚機提升錐頭，這時抓片閉合抓土。沖抓錐整體提升至地面上卸去土渣，依次循環成孔。,沖抓錐成孔施工過程、護筒安裝要求、泥漿護壁循環等與沖擊成孔施工相同。 適用于松軟土層(砂土、粘土)中沖抓，但遇到堅硬土層時宜換用沖擊鉆施工。,旋挖鉆機,先進的監控儀表（如發動機和液壓系統自動監測和報警系統、鉆孔深度顯示、鉆桅自動測斜糾偏裝置）。主要適于砂土、粘性土、粉質土等土層施工。,1.3驗孔、清孔,驗孔是檢查樁位、直徑、深度和孔道情況； 清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，減少樁基的沉降量，提高承載力。 反循環清孔： 泥漿護壁成孔清孔時，對于土質較好不易坍塌的樁孔，可用空氣吸泥機清孔，氣壓為0.5MPa，使管內形成強大高壓氣流向上涌，同時不斷地補足清水，被攪動的泥渣隨氣流上涌從噴口排出，直至噴出清水為止。 對于穩定性較差的孔壁應采用泥漿循環法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥漿相對密度應控制在1.151.25。,泥漿的選擇：泥漿的選擇要根據土質來確定。一般原土造漿比人工漿要便宜。如果土層是粘性土層，就可以原土造漿。如果土層中砂比較多的話，不適合原土造漿，用人工漿。（膨潤土）,1.4 澆筑水下混疑土,泥漿護壁成孔灌注混凝土的澆筑是在水中或泥漿中進行的，故稱為澆筑水下混凝土。 水下混凝土澆筑常用導管法(圖2.17)。,清孔以后灌注以前，在孔底會有一定量的泥漿沉淀，混凝土初灌量就是為了保證灌入的混凝土能將導管埋置一定的深度（ 1.0m以上），將浮漿往上趕，從而保證整根樁混凝土的連續性，這樣在整根樁之間就不會出現泥漿夾層。,混凝土初灌量V，應能滿足澆筑導管初次埋量深度h2（1.0m）和填充導管底部間隙h3（0.4m）的需要。等初灌混凝土足量灌入后，滿足導管內混凝土柱和管外泥漿柱的壓力平衡。 ch1wHw h1wHw/c （w為泥漿比重，c為混凝土比重，Hw為孔內混凝土面以上深度。）,1.4 澆筑水下混疑土,混凝土初灌量計算公式為： Vr2h1+KR2H， 式中r為導管內半徑， R為鉆孔半徑， h1為導管內混凝土柱高度， H=h2+h3 ， K為充盈系數，可取1.3 。,隨著混凝土的上升，要適當提升和拆卸導管，導管底端埋入混凝土面以下一般應保持1.54m左右，不宜大于6m和不得小于1.5m，嚴禁把導管底端提出混凝土面。(h2= 1.54m),1.5 灌注樁施工質量,灌注樁施工質量檢查包括：成孔及清孔、鋼筋骨架制作及安放、混凝土攪拌及灌注等三個施工過程的質量檢查。,1.5.1 成孔質量檢查及要求,(1)樁的樁位偏差必須符合表2.6的規定，樁頂標高至少要比設計標高高出0.5m。（超灌的原因？） (2) 灌注樁成孔深度的控制要求 泥漿護壁成孔應達到設計規定的深度或進入持力層達到設計要求。 灌注樁的沉渣厚度：當以摩擦力為主時，不得大于150mm；當以端承力為主時不得大于50mm。,H孔深; H持力層面深; H進入持力層深； L樁長; L樁頂至地面深； L加灌高度； L有效樁長； h鉆頭高；,取持力層面合格渣樣時間： 月 日 時 分 持力層面判定深度： 米 終孔判定深度： 米 終孔取渣樣時間： 月 日 時 分 終孔深度： 米 無沉渣面深（一次清孔）： 米 二次清孔渣面深： 管外 米 管內 米 樁頂至地面深度： 米 砼配合比： 初灌方量： 砼澆灌車數： 灌入體積(m3)： 砼理論體積(m3)： 充盈系數：,注：適用于支承于基巖或砂礫石層的端承樁施工記錄。,表2.6 灌注樁的平面位置和垂直度的允許偏差,1.5.2 鋼筋籠制作及安放要求,鋼筋籠制作時，要求主筋沿環向均勻布置，箍筋的直徑及間距、主筋的保護層、加勁箍的間距等均應符合設計要求。主筋與箍筋之間宜采用焊接連接，防止燒傷。加勁箍應設在主筋外側。,加密區高度5D,鋼筋籠主筋的保護層允許偏差：水下灌注混凝土樁為20mm；非水下灌注混凝土樁為10mm。 鋼筋籠制作、運輸、安裝過程中，應采取措施防止變形，并應有保護層墊塊。吊放入孔時，應避免碰撞孔壁。灌注混凝土時，應采取措施固定鋼筋籠的位置（兩根吊筋）。 鋼筋籠的焊接是一個質量控制重點，一般采用單面搭接焊10d,由于立焊，焊接難度較大。抽檢焊接試件時建議抽取立焊試件。,2.2.5.3 混凝土攪拌與灌注,(1) 灌注混凝土前應檢查混凝土的隨車資料（強度、塌落度、方量），并檢測混凝土的塌落度。 (2)灌注樁各工序應連續施工。鋼筋籠放入泥漿后，4h內必須灌注混凝土。,(3)灌注后，樁頂應高出設計標高一個超灌高度。灌注樁的實際澆筑混凝土量不得小于計算體積。 (4)澆筑混凝土時，同一配比的試塊，每班不得少于1組；泥漿護壁成孔的灌注樁，每根不得少于1組,每50方一組。 (5) 混凝土灌注樁的質量檢驗標準應符合表2.7、表2.8的規定。,表2.7 混凝土灌注樁鋼筋籠質量檢驗標準,表2.8 混凝土灌注樁質量檢驗標準,1.5.3 施工驗收資料,樁基施工驗收應包括下列資料： (1) 工程地質勘察報告、樁基施工圖、圖紙會審紀要、設計變更單及材料代用通知單等。 (2) 經審定的施工組織設計、施工方案及執行中的變更情況。 (3) 樁位測量放線資料。,(4) 樁孔、鋼筋、混凝土工程施工等隱蔽記錄及各分項工程質量檢查驗收單及施工記錄。 (5) 成樁質量檢查報告。 (6) 單樁承載力檢測報告。 (7) 基坑挖至設計標高的樁位竣工平面圖及樁頂標高圖。,1.5.4 樁基礎工程安全技術,(1) 樁基礎工程施工區域，應實行封閉式管理。 (2) 按不同類型樁的施工特點，制定相應的安全措施。 泥漿池的圍護與及時外運 樁頭空灌部分的回填 樁機的穩固 鋼筋籠吊裝 臨時用電的管理（三級配電三級保護，主要是漏電） 鑿樁,2基樁檢測,工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測。 基樁檢測方法根據檢測目的有如下幾點方法： 單樁豎向抗壓靜載試驗 單樁豎向抗拔靜載試驗 單樁水平靜載試驗 鉆芯法 低應變法 高應變法 聲波透射法,2.2檢測工作一般由業主委托，由專業檢測單位進行檢測。 2.3混凝土樁的樁身完整性檢測的抽檢數量應符合下列規定： 柱下三樁或三樁以下的承臺抽檢樁數不得少于1根。 設計等級為甲級，或地質條件復雜、成樁質量可靠性較低的灌注樁，抽檢數量不應少于總樁數的30%，且不得少于20根；其他樁基工程的抽檢數量不應少于總樁數的20%，且不得少于10根。 一般設計或地方上要求100%檢測。,2.4單樁豎向抗壓承載力靜載驗收檢測： 抽檢數量不應少于總樁數