桩基检测(钻芯法)及测孔教材.ppt
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钻孔灌注桩钻孔灌注桩成孔质量检测成孔质量检测钻孔取芯法检测钻孔取芯法检测众合检测众合检测杨世如杨世如2009.9.2009.9.第第11章章钻孔灌注桩钻孔灌注桩一、前言一、前言钻孔灌注桩是钻孔灌注桩是按成桩方法分类按成桩方法分类而定义的一种桩而定义的一种桩型,即先钻进型,即先钻进(包包括旋挖、冲括旋挖、冲)成孔,成孔,再吊入钢筋笼,再吊入钢筋笼,然后灌注混凝土然后灌注混凝土形成的柱状构筑形成的柱状构筑物。
物。
灌注桩最早起源于灌注桩最早起源于18931893年,因为工业的发展以年,因为工业的发展以及人口的增长,高层建筑不断增加,但是因为好及人口的增长,高层建筑不断增加,但是因为好多城市的地基条件比较差,不能直接承受由高层多城市的地基条件比较差,不能直接承受由高层建筑所传来的压力,地表以下存在着厚度很大的建筑所传来的压力,地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的黏土层,建造高层建筑如仍沿软土或中等强度的黏土层,建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩,必然产生很大的沉降。
于用当时通用的摩擦桩,必然产生很大的沉降。
于是工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中是工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。
在随后的浇筑钢筋混凝土而成桩。
在随后的5050年之后,即年之后,即2020世纪世纪4040年代初随着大功率钻孔机具的研制成功年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世。
时至今日,随着科学技术的日首先在美国问世。
时至今日,随着科学技术的日新月异发展,钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑新月异发展,钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。
物和重型构筑物中被广泛应用。
当然,在我国,钻孔灌注桩设计及施工水平当然,在我国,钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了长足的发展。
我国钻孔灌注桩的使用也得到了长足的发展。
我国钻孔灌注桩的使用始于始于2020世纪世纪6060年代,自年代,自19901990年以来,钻孔灌注年以来,钻孔灌注桩在上海地区有了长足的发展。
主要表现有:
桩在上海地区有了长足的发展。
主要表现有:
一是基桩规格趋大一是基桩规格趋大。
桩径从桩径从600mm600mm增加到增加到2.5m2.5m,桩长超过桩长超过100100米。
米。
二是成孔成桩工艺发展二是成孔成桩工艺发展。
出现出现了钻孔扩底桩、后注浆钻孔灌注桩等。
了钻孔扩底桩、后注浆钻孔灌注桩等。
三是应三是应用范围不断扩大用范围不断扩大。
原来主要用于建筑、市政工原来主要用于建筑、市政工程,多为陆上作业,现在已延伸至港口、跨海程,多为陆上作业,现在已延伸至港口、跨海桥梁等工程,已有水上、海上作业。
另外,上桥梁等工程,已有水上、海上作业。
另外,上海市政府管理部门对钻孔灌注桩提出了海市政府管理部门对钻孔灌注桩提出了多项管多项管理规定理规定,诸如:
钻孔灌注桩必须采用商品混凝诸如:
钻孔灌注桩必须采用商品混凝土、施工现场地面必须硬化处理等。
土、施工现场地面必须硬化处理等。
二、基桩分类二、基桩分类(一一)按按承载性状承载性状分:
分:
11摩擦桩摩擦桩在承载能力极限状态下,桩顶在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载由桩侧阻力承担,桩端阻力小到可忽竖向荷载由桩侧阻力承担,桩端阻力小到可忽略不计。
略不计。
22端承摩擦桩端承摩擦桩在承载能力极限状态下,在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承担。
桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承担。
33摩擦端承桩摩擦端承桩在承载能力极限状态下,在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承担。
桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承担。
44端承桩端承桩在承载能力极限状态下,桩顶在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载由桩端阻力承担,桩侧阻力小到可忽竖向荷载由桩端阻力承担,桩侧阻力小到可忽略不计。
略不计。
(二二)按按成桩方法成桩方法分:
分:
11非挤土桩:
非挤土桩:
干作业法钻干作业法钻(挖挖)孔灌注桩、泥孔灌注桩、泥浆护壁法钻浆护壁法钻(挖挖)孔灌注桩、套管护壁法钻孔灌注桩、套管护壁法钻(挖挖)孔灌注桩;孔灌注桩;22部分挤土桩:
部分挤土桩:
冲孔灌注桩、钻孔剂扩灌注冲孔灌注桩、钻孔剂扩灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入(静压静压)预制桩、预制桩、打入打入(静压静压)式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩和空心桩和HH型钢桩;型钢桩;33挤土桩:
挤土桩:
沉管灌注桩、沉管夯沉管灌注桩、沉管夯(挤挤)扩灌注扩灌注桩、打入桩、打入(静压静压)预制桩、闭口预应力混凝土空预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。
心桩和闭口钢管桩。
(三三)按按桩径桩径(设计直径设计直径D)D)大小大小分:
分:
11小直径桩:
小直径桩:
D250mmD250mm;22中等直径桩:
中等直径桩:
250mm250mmDD800mm800mm;33大直径桩:
大直径桩:
D800mmD800mm。
三、特点三、特点11施工时基本无噪音、无振动、无地面隆施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移,因此对环境和周边建筑物危害小;起或侧移,因此对环境和周边建筑物危害小;22大直径钻孔灌注桩直径大、入土深,单大直径钻孔灌注桩直径大、入土深,单桩承载力高;桩承载力高;33可以穿越各种土层,更可以嵌入基岩,可以穿越各种土层,更可以嵌入基岩,这是别的桩型很难做到的;这是别的桩型很难做到的;44对于桩穿透的土层,可以在孔中作原位对于桩穿透的土层,可以在孔中作原位测试,以检测土层的性质;测试,以检测土层的性质;55钻孔灌注桩在施工中,影响成桩质量的钻孔灌注桩在施工中,影响成桩质量的因素较多,质量不够稳定,有时候会发生缩因素较多,质量不够稳定,有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象,桩侧阻力和桩端径、桩身局部夹泥等现象,桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化,且又在较大阻力的发挥会随着工艺而变化,且又在较大程度上受施工操作影响;程度上受施工操作影响;四、施工工艺四、施工工艺(泥浆护壁施工法泥浆护壁施工法)施工工序:
施工准备施工工序:
施工准备成孔成孔清孔清孔安放钢筋安放钢筋笼笼灌注混凝土。
灌注混凝土。
(一一)施工准备施工准备11熟悉场地工程地质条件和施工图,编制熟悉场地工程地质条件和施工图,编制施工组织设计;施工组织设计;22查明和清除桩位处地下障碍物,做好施查明和清除桩位处地下障碍物,做好施工场地平整;工场地平整;33做好供水供电、施工道路、施工设施、做好供水供电、施工道路、施工设施、材料堆放、生活设施、泥浆循环系统和排水材料堆放、生活设施、泥浆循环系统和排水系统等的设置和施工,且施工道路、材料堆系统等的设置和施工,且施工道路、材料堆放和桩位区施工场地等地面须做混凝土硬地放和桩位区施工场地等地面须做混凝土硬地坪处理;坪处理;44根据地质情况和各种钻孔机的应用条件根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择钻机等设备,并进行设备的进场、安来选择钻机等设备,并进行设备的进场、安装和调试。
装和调试。
55试成孔:
试成孔:
(1)
(1)试成孔的目的是核验地质资试成孔的目的是核验地质资料,检验所选设备、机具,选择合理的施工料,检验所选设备、机具,选择合理的施工工艺和参数;工艺和参数;
(2)
(2)试成孔的数量应根据工程试成孔的数量应根据工程规模和场地地层特点确定,且不少于规模和场地地层特点确定,且不少于22个。
个。
66埋设护筒:
护筒有隔离地表水、保护孔埋设护筒:
护筒有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向等作用。
口地面、固定桩孔位置和钻头导向等作用。
一般常用钢护筒,其内径宜比设计桩径大一般常用钢护筒,其内径宜比设计桩径大100mm100mm,其中心与桩位中心的偏差不应大于,其中心与桩位中心的偏差不应大于20mm20mm,并应保持护筒垂直。
,并应保持护筒垂直。
(二二)成孔成孔11应根据工程特点、地质条件、设计要求应根据工程特点、地质条件、设计要求和试成孔情况等选用合适的成孔工艺。
目前和试成孔情况等选用合适的成孔工艺。
目前上海地区钻孔灌注桩成孔工艺主要有正循环上海地区钻孔灌注桩成孔工艺主要有正循环和泵吸反循环两种。
正循环是指泥浆经钻杆、和泵吸反循环两种。
正循环是指泥浆经钻杆、钻具压入孔底,然后携带土层颗粒从钻杆钻钻具压入孔底,然后携带土层颗粒从钻杆钻具与孔壁的间隙返回地面的循环方式。
反循具与孔壁的间隙返回地面的循环方式。
反循环是指泥浆由孔口经钻杆、钻具与孔壁的间环是指泥浆由孔口经钻杆、钻具与孔壁的间隙流入孔底,然后携带土层颗粒从钻具、钻隙流入孔底,然后携带土层颗粒从钻具、钻杆抽返地面的循环方式。
杆抽返地面的循环方式。
22应根据设计桩径、地质条件和成孔工艺应根据设计桩径、地质条件和成孔工艺合理选定钻头直径,确保成孔直径达到设计合理选定钻头直径,确保成孔直径达到设计桩径。
桩径。
33护壁泥浆:
护壁泥浆:
(1)
(1)泥浆具有浮悬钻渣、冷却泥浆具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁钻头、润滑钻具,增大静水压力,并在孔壁形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作形成泥皮,隔断孔内外渗流,防止坍孔的作用。
用。
(2)
(2)目前上海地区均采用原土造浆,必目前上海地区均采用原土造浆,必要时要时(穿透第穿透第层土、进入第层土、进入第层土,特别层土,特别是第是第层土缺失时层土缺失时)可采用或部分采用人工可采用或部分采用人工造浆。
造浆。
(3)(3)应根据成孔方法和地层情况来确应根据成孔方法和地层情况来确定泥浆指标,泥浆太稀,排渣能力小、护壁定泥浆指标,泥浆太稀,排渣能力小、护壁效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降效果差;泥浆太稠会削弱钻头冲击功能,降低钻进速度。
低钻进速度。
55应合理规划成孔的顺序,既要保证下一应合理规划成孔的顺序,既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻个桩孔的施工不影响上一个桩孔,又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
其安全机的移动距离不要过远和相互干扰。
其安全距离不应小于距离不应小于44倍桩径或最少间隔时间不应倍桩径或最少间隔时间不应少于少于3636小时。
小时。
44成孔至设计孔深后方可进行下道工序施成孔至设计孔深后方可进行下道工序施工。
孔深的丈量下口以钻头的锥形部分的平工。
孔深的丈量下口以钻头的锥形部分的平口为准。
口为准。
(三三)清孔清孔11清孔目的:
清除孔底沉渣,以确保钻孔清孔目的:
清除孔底沉渣,以确保钻孔灌注桩的承载力满足设计要求。
灌注桩的承载力满足设计要求。
关于沉渣关于沉渣:
从定性上讲,可定义为钻孔灌注:
从定性上讲,可定义为钻孔灌注桩成孔后淤积于孔底部的非原状沉淀物。
从桩成孔后淤积于孔底部的非原状沉淀物。
从定量上准确区分沉渣和下部原状地层,目前定量上准确区分沉渣和下部原状地层,目前还有一定难度。
还有一定难度。
22清孔方法:
正循环清孔、泵吸反循环清清孔方法:
正循环清孔、泵吸反循环清孔、气举反循环清孔。
孔、气举反循环清孔。
33二次清孔:
第一次应在成孔完毕后进行,二次清孔:
第一次应在成孔完毕后进行,通过清孔将成孔过程的超标泥浆充分置换,通过清孔将成孔过程的超标泥浆充分置换,清孔后的泥浆指标基本达到规定的范围;第清孔后的泥浆指标基本达到规定的范围;第二次应在安放钢筋笼和导管安装完毕后进行,二次应在安放钢筋笼和导管安装完毕后进行,是对在第一次清孔至下完导管后期间孔内泥是对在第一次清孔至下完导管后期间孔内泥浆的新沉淀物进行置换或上泛,保证孔底附浆的新沉淀物进行置换或上泛,保证孔底附近的泥浆指标及沉渣厚度在规定的范围内。
近的泥浆指标及沉渣厚度在规定的范围内。
44清孔后应在清孔后应在3030分钟内浇注混凝土。
分钟内浇注混凝土。
(四四)安放钢筋笼安放钢筋笼11钢筋应符合国家标准钢筋应符合国家标准钢筋混凝土用钢钢筋混凝土用钢筋筋GB1499GB1499的规定,必须有出厂质量证明书的规定,必须有出厂质量证明书和试验报告,且经复试合格后方可使用。
和试验报告,且经复试合格后方可使用。
22钢筋笼主筋的最小净距不小于钢筋笼主筋的最小净距不小于80mm80mm,允,允许偏差许偏差10mm10mm
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- 关 键 词:
- 桩基 检测 钻芯法 孔教