工程施工系统课件03：建筑工程桩基工程施工技术及常见事故缺陷防治.ppt

,2011年8月,XXXX公司工程系统课件,桩基工程汇总整理：参 编 人：审 核：批 准：2013年8月30日,目 录,第 1 章 桩基简介 第 2 章 钻孔桩施工工艺流程第 3 章 桩基检测与事故缺陷桩处理第 4 章 常见事故与缺陷的原因及防治 第 5 章 桩基工程精细化管理第 6 章 桩基安全管理措施第 7 章 工程案例,第 1 章 桩基简介,1.1 桩基的概念及发展1.2 桩的分类1.3 钻孔灌注桩机的简介,桩基的概念 由桩和连接桩顶的承台组成 的深基础，简称桩基。桩基具有承载力高、沉降量小而较均匀的特点，几乎可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程，尤其是适用于建筑在软弱地基上的重型建筑物。在沿海以及软土地区，桩基应用比较广泛。,1.1 桩基的概念及发展,桩基是一种古老的基础型式。桩基技术经历了几千年的发展过程。宋代的营造法式较成熟，清代工程做法则例趋于完善。随着科技的进步，无论是桩基材料和桩类型，还是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系。,1.1 桩基的概念及发展,1.2 桩的分类,预制桩,灌注桩,预制桩基础施工现场,灌注桩基础施工现场,桩按工艺分类,预制桩,灌注桩,钻孔灌注桩,冲击成孔灌注桩,回旋成孔灌注桩,旋挖成孔灌注桩,1.2 桩的分类,灌注桩,沉管灌注桩,沉管灌注桩,人工挖孔桩,钻孔灌注桩,人工挖孔桩,旋挖成孔,冲击成孔,回旋成孔,1.3 钻孔灌注桩机的简介,1.3.1 冲击桩机简介1.3.2 回旋桩机简介1.3.3 旋挖桩机简介1.3.4 泥浆泵简介,1.3.1 冲击桩机简介,冲击式钻机主要用于卵砾石地层或坚硬的基岩地层，也适用于粘土、粉砂土、中粗砂地层。它以钻头自由落体的方式冲击各类土层和卵砾石层，挤土为主，排渣为辅。在卵砾石、坚石地层中以锤的自重按一定高度自由坠落冲碎卵石和坚岩，大桩径采用掏渣筒把碎渣掏出，小桩径采用泥浆循环的方式排渣。冲击式钻机成孔直径为6002500mm，深度可达80m，小直径、长钻头情况下最深可达180m。,无卡斯,广东冲,冲击钻机成孔的优点：1、适用的地层和土质较为广泛。2、冲击锤在下冲过程中有些钻渣被挤入孔壁内，可起到加强孔壁，并增加土层与桩身之间的侧摩阻力。3、机械设备简单，安装、拆除、运输较为方便。4、施工操作简单，一般人员经过短期培训便可上机操作。5、机械设备造价低，可节约前期投资成本。6、需要的操作人员少，一般有35人左右便可完成钻孔桩成孔。冲击钻机成孔的缺点：1、大部分冲击式钻机移动不方便，工作时噪音大。2、成孔工艺复杂，成孔周期较长。3、由于机械振动大，成桩垂直度控制难度大，需要经常检查校正。4、充盈系数大，增加工程造价。,1.3.1 冲击桩机简介,钻机按照泥浆的循环方式：分正循环钻机和反循环钻机。正循环钻机适用于黏土、粉土、砂性土等各类土层的桥墩的桩基施工。反循环钻机适用于粘性土、砂性土、卵石土和风化岩层，但卵石粒径少于钻杆内径的2/3，且含量不大于20%。成孔孔径一般为600 1200，最大孔径3000，成孔深度可达100m。常用桩机主机功率为4575KW,配备泥浆泵的功率一般为11KW、22KW两台。根据经验每台桩机实际消耗功率可按总功率的80%来估算。根据作业时间的长短每台桩机可配置35名工人。,1.3.2 回旋钻机简介,正循环钻结构示意图,反循环钻结构示意图,回旋钻机成孔的优点：1、适用的地层和土质较为广泛。2、充盈系数小，成孔形状规则。3、机械设备简单，安装、拆除、运输较为方便。4、施工操作简单，一般人员经过短期培训便可上机操作。5、机械设备造价低，可节约前期投资成本。6、需要的操作人员少，一般有35人左右便可完成钻孔桩成孔。回旋钻机成孔的缺点：1、大部分回旋式钻机移动不方便。2、岩石地质钻进速度慢。,1.3.2 回旋钻机简介,旋挖式钻机主要适于砂土、粘性土、粉质土、卵石层、碎石黏土层等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。旋挖桩采用泥浆循环方式排渣。最大孔径可达3.5米，孔深达120米，旋挖钻机的额定功率一般为125450kW，输出扭矩为120400kNm，旋挖桩机采用自身柴油发动机提供动力，对施工现场临时用电需求量极小。,1.3.3 旋挖钻机的简介,岩芯钻头,1.3.3 旋挖钻机的简介,回转斗,短螺旋,旋挖钻机的优点1、施工速度快：直接将碎渣装入钻斗内提升 运至地面。2、施工精度比较高：施工过程通过电脑控 制，自控性较强。3、环境污染小：噪声污染较小；泥浆用量。4、移动方便：旋挖桩机自带履带式底盘，可 在场地内自行移动。,1.3.3 旋挖钻机的简介,旋挖钻机的优点5、机械化程度比较高：不需进行钻杆的拆除和组 装、泥浆清渣处理等。6、无需提供动力电源：旋挖桩机采用自身柴油发 动机提供动力。7、承载力高：孔壁比较粗糙，桩体与土体的结合 程度比较高。8、适用性好：旋挖桩机可配置钻头的多样性，旋 挖桩机可适用各种底层。,1.3.3 旋挖钻机的简介,旋挖钻机的缺点1、前期投入比较大。2、自重大,对场地要求比较严格。3、孔壁护壁差。4、需要机械配合作业。5、软土中孔内容易产生负压。旋6、施工过程短期投入增加。,1.3.3 旋挖钻机的简介,1.防护罩 2.泵体 3.叶轮 4.泵盖 5.密封体 6.导管 7.泵轴 8.托架 9.联轴器 10.电动机 泥浆泵是钻机的重要配套产品，用于钻孔作业中循环泥浆。泥浆泵是在钻孔过程中,将泥浆加压后携带出井底的岩屑和供给孔底动力钻具的动力,向孔底输送和循环钻孔液的往复泵。,3PNL-12型泵结构图,1.3.4 泥浆泵,第 2 章 钻孔桩的施工工艺流程,2.1 施工准备2.2 测量定位2.3 埋设护筒2.4 钻机就位2.5 钻 孔2.6 第一次清孔2.7 钢筋工程,2.8 安放导管2.9 第二次清孔2.10 灌注混凝土2.11 注浆2.12 凿桩头2.13 桩与承台连接构造2.14 成品保护,施工工艺流程图,2.1 施工准备,开工前场地完成三通一平。地上、地下的电缆管线、设备基础等障碍物均要清除处理完毕。各项临时设施如临时电、临时水、安全设施准备就绪。,施工准备,1.三通一平,3.施工前检查,2.熟悉资料,5.砌泥浆池,4.清除障碍物,2.1 施工准备,施工准备,1.三通一平,3.施工前检查,2.熟悉资料,5.砌泥浆池,4.清除障碍物,熟悉施工图纸及场地的地下土质、水文地质资料、建筑桩基技术规范等资料，编制桩号图。,施工准备,1.三通一平,3.施工前检查,2.熟悉资料,5.砌泥浆池,4.清除障碍物,操作前应对桩机的卷扬机、配电箱、钢丝绳、刹车等进行安全可靠的检查和试验，确保施工安全；对桩锤的直径、砼料斗的体积进行检查，确保施工质量。,2.1 施工准备,施工准备,1.三通一平,3.施工前检查,2.熟悉资料,5.砌泥浆池,4.清除障碍物,场地应先按设计图纸要求的标高进行平整，清除桩位处地上、地下一切障碍物（包括大块石、树根、垃圾、管线等），场地低洼处须回填夯实。,2.1 施工准备,施工准备,1.三通一平,3.施工前检查,2.熟悉资料,5.砌泥浆池,4.清除障碍物,2.1 施工准备,2.2.1 规划定位 2.2.2 建立控制网 2.2.3 施工定位,2.2 测量定位,邀请规划部门的测绘单位来工地，对每一个建筑物进行定位。测绘单位技术人员定位时，施工单位要派出相关人员协助测绘单位对定位点进行保护，每个定位点用混凝土浇筑，并安设防护标志，防止碰撞而发生位移。,2.2.1 规划定位,先根据规划部门测设的建筑物定位坐标点和高程点，在场区内用水准仪、全站仪引测现场控制网点，经甲方及监理核验后，作为现场施工放样的依据。然后根据该点进行轴线、桩位放样和标高控制。现场控制点采取保护措施，并安设防护标志，防止施工中碰撞而发生位移。,建立控制点,2.2.2 建立控制网,桩位测定分初测、复测，分别为挖埋护筒前和埋设护筒后，复测合格后，打入12定位钢筋一根，作为钻孔机定位标点，然后用水准仪测定其护筒和地坪标高，经甲方、监理工程师验收合格后方可就位施工。,2.2.3 定桩位,2.3.1 埋设要求2.3.2 护筒作用 2.3.3 埋设十字桩,2.3 埋设护筒,1、护筒埋设应准确、稳定，护筒中心与桩中心的偏差不得大于20mm，护筒的倾斜度不大于1%。2、护筒常用48mm钢板制作，其内径应大于设计桩径200mm，其上部开设12个溢浆孔。3、护筒的埋设深度：在粘性土中不宜小于1.5m；砂土中不小于2.0m；护筒顶端高出地面30cm。,2.3.1 埋设要求,1、保护孔口2、定位导向3、隔离地表水4、保持水头5、防止塌方6、固定钢筋笼,2.3.2 护筒作用,为了校正护筒及桩孔中心，在挖护筒之前采用“+”字交叉法在护筒以外较稳定的部位设4个定位桩,定位桩采用20钢筋,在位于护筒边12m位置进行埋设,定位桩顶高于护筒顶20cm，且埋入地面不小于30cm，并浇筑20cm厚，半径20cm圆型混凝土进行固定，并用红油漆标识，施工中做好定位桩的保护工作。,2.3.3 埋设十字桩,2.4 钻机就位,2.4.1 冲击钻桩机就位2.4.2 回旋钻桩机就位2.4.3 旋挖桩机就位,钻机安放在枕木上，必须平整、稳固，确保施工中不移位、不倾斜；钻头中心与护筒中心误差不得大于20mm，钻孔时，护筒内泥浆面高出地下水位1m以上，当受地下水位涨落影响时应高出地下水位1.5m以上，或不低于自然地面。,2.4.1 冲击钻桩机就位,钻机安放在枕木上，必须平整、稳固，确保施工中不移位、不倾斜；钻头中心与护筒中心误差不得大于20mm，钻孔时，护筒内泥浆面高出地下水位1m以上，当受地下水位涨落影响时应高出地下水位1.5m以上，或不低于自然地面。,2.4.2 回旋钻桩机就位,确定钻机位置，在钻机位置四周洒白灰线标记，标记位置，定位。将旋挖钻机开至白灰线标记位置，不再挪动，连接护桩、拉十字线调整钻头中心对准桩位中心。通过钻机自身的仪器设备调整好钻杆、桅杆的竖直度并锁定。,2.4.3 旋挖桩机就位,2.5 钻 孔,2.5.1 冲击成孔2.5.2 旋转成孔2.5.3 旋挖成孔,2.5.1 冲击成孔,1、加水造浆2、造浆比例3、冲击成孔4、检查纠偏5、判定界面6、终孔验收,1、加水造浆,开锤前，护筒内必须加入足够的粘土和水，然后边冲击边加粘土造浆，以保证粘土造浆护壁的可行性。,采用粘土造浆，成孔过程中要及时加水调整好泥浆比重，根据成桩进入的土层不同，泥浆的比例要作相应的调整。,2、造浆比例,2.5.1 冲击成孔,3、冲击成孔,冲击钻桩锤对准护筒中心,要求偏差不大于20mm，开始低锤密击，锤高0.40.6m，并及时加粘土泥浆护壁，使孔壁挤压密实，直至孔深达护筒下34m后，才加快速度，加大冲程，将锤提高至1.52.0m以上，转入正常连续冲击。,2.5.1 冲击成孔,4、检查纠偏,在钻进过程中每12m要检查一次成孔的垂直度。如发现偏斜应立即停止钻进，采取措施进行纠正。对于变层处和易于发生偏斜的部位，应采用低锤轻击、间断冲击的办法穿过，以保持孔形良好。,2.5.1 冲击成孔,5、判定界面,（1）在整个桩基施工前，甲方组织设计单位、勘察单位、施工单位来现场，结合地质勘查报告、施工图、相关规范以及现场试桩情况，一起确定桩基持力层入岩判定原则，制定相关判断标准，并把勘察单位确定的试桩岩样封存，作为以后入岩判断的参考。,2.5.1 冲击成孔,5、判定界面,（2）仔细阅读地质勘探资料，绘制出每个桩体持力层顶端标高等高线，看基岩面的起伏情况并与最近的钻孔对比，待施工中钻孔深度达到等高线附近时可进行判别。,2.5.1 冲击成孔,5、判定界面,（3）认真做好钻孔记录，详细了解钻进的情况。桩基一般入岩时钻速会明显降低，钻进时设备晃动也比较厉害。主要依赖施工经验来判断，但同时也要注意，桩机没有调试好，或者桩机处地基软硬程度相查较大，也会出现设备摇晃比较厉害的现象。,2.5.1 冲击成孔,5/8/2023,5、判定界面,（4）仔细检查岩样。然后根据地质勘察报告进行预先判断，等钻