建筑施工手册系列之地基处理与桩基工程7-2-7混凝土灌筑桩文库

建筑施工手册系列之地基处理与桩基工程7-2-7混凝土灌筑桩文库内容摘要：

器预留管口处，另一端接在注浆泵上，将配制好的水泥浆由下而上在提钻同时在高压作用下喷人孔内。 提钻压浆应慢走进行，一般控制在~，过快易坍孔或缩孔。 当遇有地下水时，应注浆至无坍孔危险位置以上 ~ 处，然后提出钻杆，使钻孔形成水泥浆护壁孔。 （ 4）放钢筋笼和注浆管。 成孔后应立即投放钢筋笼。 钢筋 笼通常由主筋、加强箍筋和螺栓式箍筋组成。 钢筋笼应加工成整体，螺旋式箍筋应绑牢；过长可分段制作，接头采用焊接。 注浆管多固定在制作好的钢筋笼上，下钢筋笼时，一般使用钻机上附设的吊装设备起吊，对准孔位，竖直缓慢地放入孔内，下到设计标高，并将钢筋笼固定。 （ 5） 填放碎（卵）石。 碎（卵）石系通过孔口漏斗倒入孔内，用钢钎捣实。 （ 6） 第二次注浆（补浆）。 利用固定在钢筋笼上的塑料管进行第二次注浆，此工序与第一次注浆间隔不得超过 45min，第二次注浆一般要多次反复进行，最后一次补浆必须在水泥浆接近终凝时完成，注浆完了后立即 拔管洗净备用。 （ 7）为控制混凝土质量，在同一水灰比的情况下，每班做 2 组试块。 3．施工注意事项 （ 1） 当在软土层成孔，桩距小于 时，宜跳打成桩，以防高压使邻桩断裂，中间空出的桩须待邻桩的混凝土达到设计强度等级的50%以后方可成桩。 （ 2）当钻进遇到较大的漂石、孤石卡钻时，应作移位处理。 当土质松软，拔钻后塌方不能成孔时，可先灌筑泥浆，经 2h 后再在已凝固的水泥浆上二次钻孔。 （ 3） 配制水泥浆应在初凝时间内用完，不得隔日使用或掺水泥后再用。 水泥浆液可根据不同的使用要求掺加不同的外加剂。 浆液应通过 14179。 14~18179。 18 目筛孔，以免混入水泥袋屑或其他杂物。 （ 4） 注浆泵的工作压力应根据地质条件确定，第一次注浆压力（即泵送终止压力）一般在 1~10MPa 范围内变化，第二次补浆压力一般在 2~10MPa 范围内变化。 在淤泥质土和流砂层中，注浆压力要高；在粘性土层中，注浆压力可低些；对于地下水位以上的粘性土层，为防止缩颈和断桩也要提高注浆压力。 （ 5） 安放补浆管时，其下端应距孔底 1m，当桩长超过 13m时，应安放两根补浆管，为一长一短，长管下端距孔底 1m，短管出口安在 1/2桩长处，补浆管组数视桩径而定。 （ 6） 在距孔口 3~4m段，应采用专门措施使该部分混凝土密实。 一般当用两根补浆管时，宜先用长管补浆两次后，再用短管补浆，一直到水泥浆不再渗透时方可终止补浆，取出补浆管。 （ 7） 钻孔压浆桩的施工顺序，应根据桩间距和地层渗透情况，按编号顺序采取跳跃式进行或根据凝固时间采取间隔进行，以防止桩孔间窜浆。 7275 挤扩多分支承力盘与多支盘灌筑桩 挤扩多分支承力盘（或多支盘）灌筑桩，为一种新型变截面桩，是在普通灌筑桩基础上，按承载力要求和工程地质条件的不同，在桩身不同部位设置分支和承力盘，或仅设置承力盘而成（图 772）。 这种桩由主 桩、分支、承力盘和在它周围被挤扩密实的固结料组成，类似树根系，但施工工艺方法及受力性能又不同于一般树根桩和普通直线形混凝土灌筑桩，而是一种介于摩擦桩和端承桩之间的变截面桩型。 其特点是：单桩承载力高，其每 m3 混凝土承载力， Pk＞ 350kN，为普通混凝土灌筑桩的 2~3倍；节约原材料，在同等承载力情况下桩长仅为普通灌筑桩的 1/2~1/3，可省 30%左右材料；施工快速，成本低，可缩短工期 30%，节省资金 25%；提高地基强度，适应性强，可在多种土层成桩，不受地下水限制；施工机械化程度高，低噪声，低振动，劳动强度低，工 效高，操作维修方便。 但施工需多一套专用分支成型机具设备，多一道挤扩工序。 适用于一般多层和高层建筑物作桩基，可在粘性土、粉土、细砂土、含少量姜结石的砂土及软土等多种土层应用；但不适合于在淤泥质土、中粗砂层、砾石层以及液化土层中挤扩分支和成盘。 图 772 挤扩多分支承力盘和多承力盘桩 （ a）挤扩多分支撑力盘桩；（ b） 挤扩多承力盘桩 1主桩； 2分支； 3承力盘； 4压实（挤密）土料 1．桩构造与布置 多分支承力盘灌筑桩的造型、尺寸、承力盘与分支数量根据上部建筑物的荷载量，结构形式、地质情况及使用的分支器 尺寸而定，其分支、成盘形态和基本尺寸如图 773 所示。 桩的分支、盘的间距按表 784 采用。 一般在桩柱周围每隔 1400mm 左右设一组对称分支，呈十字方向分布，在下部设 1~3道承力盘。 多分支撑力盘灌筑桩的最小中心距一般取 （ ~） D 或＋ 1m（ D 为多分支撑力盘灌筑桩的直径）。 桩端持力层应选在较硬的土层上，厚度应大于 3m，下卧层不可有软弱土层。 图 773 挤扩多分支撑力盘灌筑桩构造和尺寸 （ a）分支盘示意；（ b） φ600mm直径桩分支形态； （ c） φ42 φ600、 φ800mm直径桩分支形态； （ d）、（ e）、（ f）分别为 φ42 φ600、 φ800mm分支尺寸 1横向分支； 2纵向分支； 3承力盘 分支与承力盘的间距 （ mm） 表 784 项次 桩径 分支与承力盘间距（中距） 1 φ426 ~ 2 φ600 ~ 3 φ800 ~ 注：当工程地质条件好时，间距亦可适当减小。 多分支撑力盘桩混凝土采用 C20 或 C25，配筋主筋用φ12~16mm，长度一般要求在 L/2~2L/3（ L—— 桩长），不小于 L/2，其配筋率 P＝ %~%，箍筋用φ 8~10mm，间距 100~200mm，另设加强筋。 2．单桩承载力计算 计算前应根据建筑物场地工程地质、水文地质条件、上部建筑物的层数、高度、荷载及结构类型等要求条件设计并绘制出多分支桩的桩径、分支和设盘的部位尺寸，据以计算单桩竖向承载力。 多分支撑力盘灌筑桩单桩竖向承载力的计算，应根据工程地质报告提供的地质钻孔剖面及柱状图（土层以平均厚度计）及相应的物理力学性能指标的数值按相应深度的数据计算。 单桩的极限承载力 Pk由主桩竖向极限承载力 Pm和桩分支、盘的竖向极限承载力 Pb组成，单桩的极限承载力 Pk可按下式计算 ： Pk＝ Pm＋ Pb （ 716） 其中 Pm＝ qPk178。 Am＋Σ qsik178。 Fm （ 717） Pb＝Σ Rpk178。 Abcosθ＋Σ fsik178。 Fb （ 718） 式中 qPk—— 主桩端土（或承力盘上）的极限端阻力特征值（ kPa）； Am—— 主桩端承力盘面积（ m2）； qsik—— 主桩周围土的极限侧阻力特征值（ kPa）； Fm—— 主桩土层分段的桩周表面积 （ m2） ； Rpk—— 桩分支端土的极限阻力特征值 （ kPa）； Ab—— 桩分支底面积（ m2）； fsik—— 桩分支周围土的极限侧阻力 （ kN/m2） ； Fb—— 桩分支的桩周表面积 （ m2） ； θ—— 桩分支与水平面的夹角（ 176。 ）。 计算公式的参数选择，除了桩端承载力计算值采用端承极限特征值外，土分层的承载力和侧摩阻力均采用工程地质报告中给出的侧摩阻力和承载力特征值。 以上式计算的单桩竖向极限承载力 Pk 值必须与单桩竖向静载试验值相对照、相校核，并以静载荷试验值为依据。 3．挤扩原理与机具设备 挤扩多分支撑力盘灌筑桩或挤扩多承力盘桩（以下简称多支盘桩）是利用支盘成型器（图 774） 在桩孔的某一位置进行挤压，使周围的土壤变得密实，灌筑混凝土后形成承力分支或盘，增 大支撑面积，从而提高桩的竖向承载力和抗拔力。 图 774 液压挤扩支盘成型器结构构造 1液压缸； 2活塞杆； 3压头； 4上弓壁； 5下弓臂； 6机身； 7导向块 支盘成型装置由接长管、液压缸、支盘成型器（机）（图 774），液压胶管和液压站 5个部分组成，由液压站提供动力，由支盘成型器实施支盘的成型。 支盘器工作原理是：当给定工作压力 P 时，液压缸活塞 2向下伸出，带压头 3压迫上弓壁 4和下弓臂 5挤扩孔壁，直至达到设计要的最大行程。 当液压缸反向供油时，活塞杆 2回缩，拖动上弓壁 4和下弓臂 5恢复到原位，这样，即 完成一个分支的挤扩过程。 通过旋转接长管将主机旋转相应的角度，多次重复上述挤扩过程，可在设定的位置上挤扩出分支或分承力盘胜体。 常用 YZJ 型系列液压扩支盘成型机技术性能如表 785。 支盘桩施工需用机具设备见表 786。 YZJ 型系列液压挤扩支盘成型器主要技术性能 表 785 组件 项目 YZJ400/1100 YZJ600/1500 主机 弓臂支出最大外径（ mm） 1100 1500 弓臂宽度（ mm） 200 280 外形尺寸（外径179。 长度）（ mm） 4001660 5802370 重量 （ kg） 940 3200 接长管 最大管径（ mm） 273 377 最小管径（ mm） 168 168 伸出最大长度（ mm） 24000 39000 缩回最小长度（ mm） 8530 9030 重量（ kg） 1320 2680 液压缸 油缸内径（ mm） 280 360 活塞杆直径（ mm） 200 250 最大行程（ mm） 478 587 外形尺寸（外径179。 长度）（ mm） 3401170 4401470 液压站 电机功率（ kW） 22 37 液压泵排量（ L/min） 25 63 额定工作压力（ N/mm2） 25 25 多分支撑力盘灌筑桩需用机具设备 表 786 名称 规格性能 数量 备注 KQ 型潜水钻机 1250A 型，带钻架 1台 钻孔用 钻井机 SY120 型 1台 钻孔用 支盘成型器 φ 570mm，每节长 2m， l＝ 14m 1套 压分支盘用 油压箱 A、 YHA20B 型，压力 1台 分支盘加压用 离心泵 流量 ，扬程 21m 2台 泥浆输送 轮胎吊 12kN 1台 吊分支器 三木搭浇灌架 φ 100 钢管制，高 5m 1套 吊挂料 斗导管 卷扬机 1台 起落料斗导管 混凝土受料斗 钢制 1个 卸混凝土 混凝土导管 φ 200~300mm，每节长 1套 下混凝土 机动翻斗车 1t 2台 运送混凝土 混凝土搅拌机 J1400 型 1台 拌制混凝土 4．施工工艺方法要点 （ 1） 多支盘桩施工工艺程序为：桩定位放线→挖桩坑、设钢板护套→钻孔机就位→钻孔至设计深度→钻机移位至下一桩位钻孔→第一次清孔→将支盘成型器吊入已钻孔内→在设计位置压分支、承力盘→下钢筋笼→下导管→二次清孔→水下灌筑混凝土→清理桩头→拆除导管、护 筒。 （ 2） 成孔可采用干作业或泥浆护壁，一般多采用后者成孔，采用 GZQ 型潜水钻机或 SY120 型钻井机。 对软粘土地基可采用自成泥浆护壁；对砂土地基宜采用红粘土泥浆护壁，泥浆密度为。 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位 以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位 以上，成孔工艺方法同一般潜水电钻和回转钻。 （ 3） 当成孔达到要求深度后，将钻机移至下一桩位继续钻进。 清孔后用吊车将支盘成型器吊起对准桩孔中心徐徐放入孔内，由上而下，按多支盘桩设计要求深度在分支或成盘位置（图 775），通 过高压油泵加压使支盘成型器下端弓压或挤扩臂向外舒张成伞状，对局部孔壁的土体实施挤压形成分支（图 776） ，挤扩完毕后，收回挤扩臂，再转动一个角度重复前面的动作，在同一个分支标高处，挤扩两次（转动 90176。 ）即形成十字分支，挤扩 3次（每次转动 60176。 ）即形成贫分支，挤扩 8次（每次转动 176。 ）即形成一个类似竹节状的承力支盘，每完成一组对称分支，或一个承力盘，即可将支盘成型器自上而下地下落至下一组分支或成盘部位继续压分支或承力盘，一般每压一根三盘 18 分支桩约需 30~40min。 图 775 起重机吊分支器压分支 情形 1120kN 轮胎式起重机； 2电动液压泵； 3支盘成型器； 4插孔； 5桩孔； 6已压分支； 7压分支 图 776 挤扩多分支撑力盘灌筑桩成桩工艺 （ a）钻孔；（ b） 分支；（ c）成盘；（ d）放钢筋笼；（ e）浇筑混凝土；（ f）成桩 （ 4） 压分支成盘时要控制油压，对一般粘性土应控制在 6~7MPa，对密实粉土、砂土为 15~17MPa，对坚硬密实砂土为 20~25MPa。 （ 5） 每一承力盘挤扩完后，在不收回挤扩臂情况下，应将成型器转动 2周扫平渣土，以使扩盘均匀、对称。 （ 6） 分支、成盘完成后，将支盘成型 器吊出，即可将稀泥浆注入孔内置换浓泥浆至密度为 ~。 浇筑混凝土前孔底500mm以内的泥浆密度应小于 ，含砂率≤ 8%，粘度 28s；沉渣厚度小于 100mm。 （ 7） 清孔后应在 ，吊入钢筋笼，藉短钢管吊挂在孔口上，下导管，安浇灌架，用起重机吊混凝土料斗进行水下混凝土浇筑，采用坍落度为 16~18cm的 C20（或 C25） 混凝土，设钢管三木搭，利用卷扬机吊导管不断上下翻插窜动使达到密实，特别是在浇筑至扩盘部位时，应集中多次冲捣上下窜动反插，使扩盘处混凝土密实。 灌 筑方法与普通混凝土灌筑桩导管法水中灌筑混凝土相同。 5．施工。