资源简介

(共32张PPT)
项目2 地基与基础工程
学习内容：本单元内容包括地基处理、桩基、地下连续墙施工。
学习目标：
1.掌握地基处理与加固的原理和方法
2.掌握钢筋混凝土预制桩施工工艺和质量要求
3.掌握泥浆护壁成孔灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩及灌孔灌注桩的施工工艺
4.了解地下连续墙的施工过程和施工方法
任务四 灌注桩基础施工
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。
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。
灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。
4.1 干作业钻孔灌注桩
干作业钻孔灌注桩施工过程如图2.11所示。
干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔（长螺旋、短螺旋）。螺旋钻头外径分别为Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，钻孔深度相应为12m、10m、8m。
长螺旋钻成孔施工：用长螺旋钻孔机的螺旋钻头，在桩位处就地切削土层，被切土块钻屑随钻头旋转，沿着带有长螺旋叶片的钻杆上升，输送到出土器后自动排出孔外，然后装卸到小型机动翻斗车（或手推车）中运走，其成孔工艺可实现全部机械化。
短螺旋钻成孔施工：用短螺旋钻孔机的螺旋钻头，在桩位处就地切削土层，被切土块钻屑随钻头旋转，沿着带有数量不多的螺旋叶片的钻杆上升，积聚在短螺旋叶片上，形成“土柱”，此后靠提钻、反转、甩土，将钻屑散落在孔周。一般，每钻进0.5～1.0m就要提钻甩土一次。
干作业成孔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。
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。
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。
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。
钢筋笼保护层：在主筋外侧安装钢筋定位器，其外形呈圆弧状突起，大多采用宽度为50mm左右的钢板，长度400~500mm。同一截面上定位器有4~6处，沿桩长间距2~10m。
将钢筋笼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。
4.2 泥浆护壁成孔灌注桩
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。
成孔机械有回转钻机、潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。
泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程：测定桩位、埋设护筒、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。?
1 埋设护筒和制备泥浆
1、埋设护筒
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。护筒高2m左右，上部设1～2个溢浆孔，是用厚3～5mm钢板制成的圆筒。护筒内径要求：回转钻宜大于100mm；冲击钻宜大于200mm。护筒中心与桩位中心线偏差不得大于20mm。
护筒的作用：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。
2、制备泥浆
（1）泥浆组成
水、粘土、化学处理剂、一些惰性物质。泥浆比重1.1～1.5。
（2）泥浆作用
a.护壁
泥浆液柱压力作用在桩孔壁上，除了平衡地压和地下水压力外，还给孔壁一种向外的作用力，有助于孔壁的稳定。
同时，泥浆在孔外受压差的作用，部分水渗入地层，在地层表面形成一层固体颗粒的胶结物——泥饼。性能良好的泥浆，失水量小，泥饼薄而韧密，具有较强的粘结力，对保护孔壁起很大作用。
b.循环泥浆，携砂排土。
c.冷却、润滑
在钻进中，钻头与孔底、钻具与孔壁都会因摩擦而发热。由于泥浆的循环冷却和润滑作用，才能保证钻头和钻具保持冷却和在孔内顺利起落。
2 成孔
(1) 潜水钻机成孔
潜水钻机成孔示意图如图2.12所示。
潜水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。
潜水钻机成孔排渣有正循环排渣和反循环排渣两种方式，如图2.13所示。
正循环排渣法（动画）: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（动画） :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。
(2) 冲击钻成孔
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)。
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)。
冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。
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，卡机松紧程度和转向装置是否灵活，以免掉钻。
(3) 冲抓锥成孔
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。
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。
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。
3 清孔
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。第一次清孔在提钻前，第二次清孔在沉放钢筋笼、下导管后。
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。
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。
4 水下浇筑混疑土
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。
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。
水下混凝土浇筑常用导管法(图2.17)。
1-导管；2-承料漏斗；3-提升机具；4-球塞（砼球、球胆、木球）
水下浇筑混凝土注意事项：
1、开始浇筑水下混凝土时，管底至孔底的距离宜为300~500mm，浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量需保证第一次浇筑混凝土时导管底端能埋入混凝土中0.8~1.3m，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。
2、砼球即埋入桩底，软木塞、橡胶球等会浮出水面，可回收重复使用。
3、边浇筑边拔管，保证以后导管埋深宜为2~6m。
4、桩顶浇筑标高比设计标高至少高出0.1m。
5、浇筑完毕后，清除顶面约0.1m的浮浆层和劣质桩体。

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