问答题1. 高压喷射注浆法进行喷射施工时施工员应注意什么?
(1)当喷管插入预定深度后,自下而上进行喷射作业。
(2)必须经常检查浆液初凝时间、注浆流量、风量、压力、旋转提升速度等参数是否符合设计要求,并随时做好记录,绘制作业过程曲线。
(3)当浆液初凝时间超过20h,应及时停止使用该水泥浆液(正常水灰比为1:1,初凝时间为15h左右)。
(4)浆液搅拌时间不得少于5min,宜在30min内用完,超过30min未用的浆液应废弃。
2. 各种沉桩方法的适用范围是什么?
(1)锤击沉桩法,适用于黏性土、中密或密实卵石层。
(2)静力压桩法,适用于软土、填土、一般黏性土层中,以及居民稠密和危房附近环境保护要求严格的地区进行压桩施工。
(3)振动沉桩法,主要适用于砂石土、黄土、软土和亚黏土,在含水砂层中效果更佳。
(4)水冲沉桩法,适用于砂土、砾石或其他较坚硬土层,对施工重型桩很有效。但必须考虑大量的水进入土中是否会对原有基础产生影响。
3. 如何制作混凝土预制桩?
(1)混凝土预制桩在预制时,上层桩的混凝土浇筑应待下层桩的混凝土达到设计强度的30%以后进行,桩的重叠一般不宜超过4层。
(2)长桩可分节制作,单节长度应满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输及装卸能力等的要求,并应避免桩尖接近硬持力层或处于硬持力层中接桩。
(3)桩中的钢筋应保证位置正确,桩尖应位于纵轴线上;钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊或电弧焊,主筋接头配置在同一截面内的数量不宜超过50%;相邻两根主筋接头截面的距离应不大于35d(d为主筋直径),且不小于500mm。桩顶1m范围内不得有接头。纵向钢筋顶部的保护层不宜过厚。
(4)混凝土强度等级不得低于C30(静压桩的强度等级不得低于C20),粗集料采用5~40mm的碎石或卵石,混凝土采用机械拌制,坍落度不大于6cm;混凝土应由桩顶向桩尖方向连续浇筑,并用振捣器仔细捣实。浇筑完毕应覆盖洒水养护不少于7d。
4. 混凝土预制桩的起吊绑扎点应在什么位置?
(1)混凝土实心桩达到设计强度的70%后方可起吊,达到设计强度的100%后方可运输。若提前吊运,必须验算合格。桩在起吊和搬运时,吊点应符合设计规定。设计未规定时,应符合起吊弯矩最小的原则,按下图所示的位置绑扎。桩起吊时应采取相应措施,保证安全平稳,保护桩身质量;水平运输时,应做到桩身平稳放置,严禁在场地上直接拖拉桩体。
预制桩吊点位置 a)一点吊法 b)两点吊法 c)三点吊法 d)四点吊法
(2)混凝土空心桩出厂前应进行出厂检查,其规格、批号、制作日期应符合所属的检验批号内容;在吊运过程中为避免剧烈碰撞,应轻吊轻放;单节桩可采用专用吊钩钩住桩两端的内壁直接进行水平起吊;运至施工现场时应进行检查验收,严禁使用质量不合格及在吊运过程中出现裂缝的桩。
5. 堆放混凝土预制桩应该注意的问题有哪些?
(1)混凝土实心桩堆放时,地面必须平稳、坚实。垫木间距应按吊点位置设定,各层垫木应位于同一垂直线上,最下层垫木应适当加宽。堆放层数不宜超过4层,不同规格的桩应分别堆放。当桩叠层堆放超过2层时,应采用起重机取桩,严禁拖拉取桩。
(2)混凝土空心桩的堆放场地应平整坚实,最下层与地面接触的垫木必须有足够的宽度和高度。堆放时桩应稳固,不得滚动;应按不同规格、长度及施工流水顺序分别堆放;当场地条件许可时,宜单层堆放。当叠层堆放时,外径为500~600mm的桩不宜超过4层,外径为300~400mm的桩不宜超过5层。叠层堆放时,应在垂直于桩长度方向的地面上设置2道垫木,垫木应分别位于距桩端1/5桩长处;底层最外缘的桩应在垫木处用木楔塞紧。垫木宜选用耐压的长木方或枕木,不得使用有棱角的金属构件。
6. 如何确定打桩顺序?
由于打桩对土体的挤密作用,会使先打的桩受水平推挤而造成偏移和变位,或被垂直挤压造成浮桩;而后打入的桩因土体挤密,难以达到设计标高或入士深度,造成土体隆起和挤压,截桩过大。所以在施打群桩时,为了保证打桩质量,防止周围建筑物受土体挤压的影响,打桩前应根据桩的密集程度、桩的规格和桩架移动方便等因素正确选择打桩顺序。
当桩密集时,应由中间向两侧对称施打或由中间向四周施打,因此打桩时土体由中间向两侧或向四周均匀挤压。当桩数较多时,也可采用分区段施打。
当桩较稀疏时,既可采用上述两种打桩顺序,也可采用由一侧向单一方向施打的方式或由两侧同时向中间施打,逐排打设,桩架单方向移动,打桩效率较高。但打桩前进方向一侧不宜有防侧移、防振动的建(构筑)物、地下管线等,以防土体挤压破坏。
当桩的规格、埋深、长度不同时,宜采用先大后小、先深后浅、先长后短的施打顺序。当一侧毗邻建筑物时,由建筑物处向另一方施打。当桩头高出地面时,桩机宜往后退打,否则应往前顶打。
7. 桩在沉入过程中为什么会发生桩身断裂?
(1)桩在沉入过程中,桩身突然倾斜错位。当桩尖处土质条件没有特殊变化,而贯入度逐渐增加或突然增大,同时当桩锤跳起后,桩身随之出现回弹现象,造成桩身断裂。
(2)桩身在施工中出现较大弯曲,在反复的集中荷载作用下,当桩身不能承受抗弯强度时,即发生断裂。桩身产生弯曲的原因如下所述:
1)一节桩的细长比过大,沉入时又遇到较硬的土层。
2)制作桩时,桩身弯曲超过规定,桩尖偏离桩的纵轴线较大,沉入时桩身发生倾斜或弯曲。
3)桩打入土后,遇到大块坚硬障碍物,把桩尖挤向一侧。
4)稳桩时不垂直,打入地下一定深度后,再用走桩架的方法校正,使桩身产生弯曲。
5)采用植桩法时,钻孔垂直偏差过大。桩虽然是垂直地放入孔中,但在沉桩过程中,桩又缓慢地顺钻孔倾斜下沉而产生弯曲。
6)施工两节桩或多节桩时,相接的两节桩不在同一轴线上,产生了曲折,或接桩方法不当(一般多为焊接,个别地区使用硫磺胶泥法接桩)。
(3)桩在反复长时间打击中,桩身受到拉、压应力。如拉应力大于混凝土的抗拉强度,桩身某处即产生横向裂缝,表面混凝土剥落;如压应力过大,混凝土会破碎,桩即断裂。
(4)制作桩的水泥强度等级不符合要求,砂、石含泥量大或石子中有大量碎屑,使桩身局部强度不够,施工时在该处断裂。桩在堆放、起吊、运输过程中,也会产生裂纹或断裂。
(5)桩身混凝土强度等级未达到设计强度就运输和施打。
(6)在桩的沉入过程中,某部位的桩尖土软硬不均匀,造成突然倾斜。
8. 锤击沉桩过程中如何预防桩顶、桩身被打坏?
(1)合理设计桩头,严格控制桩的制作质量,保证桩有足够的强度,符合规范要求。
(2)施工中,混凝土配合比应准确,振捣应密实,主筋不得超过第一层钢筋网片,浇筑后应有1~3个月的自然养护过程,使其达到100%的设计强度。
(3)根据桩和土质情况合理选择桩锤。桩锤质量过小,会使锤击次数过多,造成桩顶混凝土疲劳损坏;桩锤质量过大,使桩顶锤击应力过大,造成混凝土破碎。
(4)沉桩前对桩构件进行检查,对有桩顶不平或破碎缺陷的,应修补后才能使用。
(5)经常检查桩帽与桩的接触面处及桩帽垫木是否平整,如不平整应进行处理后方能施打,并应及时更换缓冲垫。桩顶已破碎时,应更换桩垫;如破碎严重,可把桩顶剔平补强,必要时加钢板箍,再重新沉桩。
(6)桩的堆放、起吊、运输过程对锤击沉桩的质量也有影响。在堆放、起吊、运输过程中应严格按规程操作,发现桩开裂超过有关验收规定时不得使用;检查桩的外形尺寸,发现弯曲超过规定或桩尖不在桩的纵轴线上时,不得使用。沉桩过程中,发现不垂直应及时纠正,或拔出重新沉桩;断桩时可采取在一旁补桩的办法处理。
9. 锤击沉桩过程中如何预防桩倾斜、偏移?
(1)沉桩前,检查桩身弯曲情况,严禁超过规范允许偏差;桩的长细比不宜超过40。
(2)安设桩架的场地应平整、坚实,打桩机底盘应保持水平;随时检查、调整桩机及导杆的垂直度,并保证桩锤、桩帽与桩身在同一直线上。
(3)接桩时,严格按操作要求接桩,保证上、下节桩在同一轴线上。
(4)施工前用钎或洛阳铲探明地下障碍物,较浅的挖除,较深的用钻机钻透。钻孔插桩时,钻孔必须垂直,垂直度偏差应在1%以内。
(5)在饱和软黏土施工密集群桩时,应合理确定打桩顺序,控制打桩速度,采用井点降水、砂井降水、挖沟降水等排水措施。
(6)分层开挖基坑土方,避免使桩身两侧出现较大的土压力差;若偏移过大,应拔出,移位再打;若偏移不大,可顶正后再慢锤打入。
10. 静压力桩在进行大面积密集群桩施工时应采取哪些辅助措施?
(1)预钻孔沉桩,孔径比桩径(或方桩对角线)小50~100mm,深度根据桩距和土的密实度、渗透性确定,深度宜为桩长的1/3~1/2,施工时应随钻随打。桩架宜具备钻孔与锤击双重性能。
(2)设置袋装砂井或塑料排水板,以消除部分超孔隙水压力,减少挤土现象。袋装砂井的直径一般为70~80mm,间距为1~1.5m,深度为10~12m;塑料排水板的深度、间距与袋装砂井相同。
(3)设置隔离板桩或地下连续墙。
(4)开挖地面防振沟可消除部分地面振动,可与其他措施结合使用,沟宽为0.5~0.8m,深度按土质情况以边坡能自立为准。
(5)限制打桩速度。
(6)沉桩过程中应加强对邻近建筑物、地下管线等的观测、监护。
11. 制作钢管桩时有哪些要求?
(1)钢管桩主要是在工厂制作,少量特殊规格的钢管桩可在现场制作。
(2)制作钢管桩的材料应符合设计要求,并有出厂合格证和试验报告。一般选用普通碳素钢,抗拉强度为402MPa,屈服强度为235.2MPa。
(3)钢管桩制作的允许偏差应符合下表的规定。
钢管桩制作的允许偏差 (4)现场制作钢管桩应有平整的场地及挡风防雨设施。
(5)钢管桩的单节长度要求:
1)应满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输及装卸能力等的要求。
2)应避免桩尖接近硬持力层或处于硬持力层中接桩。
3)一般不宜大于15m。
用于地下水有侵蚀性的地区或腐蚀性土层的钢管桩,应按设计要求进行防腐处理。
12. 钢管桩如何进行起吊、运输和堆放?
钢管桩一般按两点起吊。堆放高度:
900mm的钢管桩,不宜大于3层;
600mm的钢管桩,不宜大于4层;
400mm的钢管桩,不宜大于5层。H型钢管桩不宜大于6层。预制高强度混凝土薄壁钢管桩堆放层数的规定:
400mm的桩,不宜大于9层;
500~
600mm的桩,不宜大于7层;
800~
1200mm的桩,不宜大于5层。预制高强度混凝土薄壁钢管桩在吊装时,长度不大于15m宜采用两点吊法或两头钩吊法;长度大于15m且小于40m应采用四点吊法。
13. 钢管桩的焊接和切割的施工方法是什么?
钢管桩焊接法接桩的节点构造如图1所示。
(1)必须清除桩端部的浮锈、油污等杂质,保持干燥。
(2)下节桩的桩顶经锤击后的变形部分应削除。
(3)上下节桩应校正垂直度,对口的间隙为2~3mm。
(4)接头焊接应对称进行。
(5)应分层施焊,各层焊缝的接头应错开,焊渣应清除。
(6)接头焊接完毕,冷却1min后方可锤击。
(7)焊接接头应按总数的10%做焊缝探伤检查。
图1 钢管桩焊接法接桩的节点构造 a)内衬套接桩 b)内衬环接桩
对高出设计桩顶标高的钢管桩,可用长柄氧乙炔内切割器伸入管内进行粗割,使管顶高出设计标高150~200mm;混凝土垫层浇筑后,进行钢管桩的精割。先用水准仪在钢管桩上按设计标高定出3点,然后按此水平标高固定一环作为割框的支撑点,切割整平后放上配套的桩盖焊牢,再在钢管桩的顶端焊接锚固钢筋。
钢管桩切割后桩头拔出方法:
1.在桩顶下若干距离处对称开两孔(
50mm)穿以卸甲钢丝绳,再用履带式起重机拔桩管。
2.用小型振动锤的夹钳夹住钢管桩壁,振动拔起。
上述两种方法对钢管桩的损耗较大,每拔出一段钢管桩至少报废300mm以上。
3.可使用内胀式拔管器(图2)拔出桩头,上提中间的锥形铁铊,使两侧的半圆形齿块卡住钢管桩内壁,从而将钢管桩段拔出。
图2 内胀式拔管器
14. 如何进行钢管桩的打桩施工?
(1)打桩过程中,始终要观测桩的沉入情况,尤其是打入下节桩时更要严格控制,缓慢进行,若有异常现象,如钢管桩贯入度突变、发生倾斜、桩锤反跳过高或地面明显隆起等要停止锤击,必须采取相应措施妥善解决后,方可继续打桩。
(2)打桩过程中,要尽量避免长时间的停歇中断。
(3)桩的分节长度应结合穿透中间硬土层综合考虑,应尽量避免桩下端处在硬土层中进行接桩,且桩的外露长度要短,以利于锤击穿透。
(4)送桩帽套入钢管桩顶端,应使其接触密贴,以减少锤击能量损失。
(5)大直径钢管桩,若打至持力层困难时,除采用桩底端加箍外,也可在打桩过程中把桩管内的土芯取出,以便顺利打入。
(6)施打H型钢管桩,持力层较硬时,不能强行送桩。
(7)打桩过程中应加强对邻近建(构)筑物的观测和监护。
15. 泥浆护壁钻孔灌注桩施工时应注意哪些事项?
(1)根据桩身混凝土的设计强度等级,应通过试验确定混凝土配合比。混凝土坍落度宜为180~220mm。粗集料可采用卵石或碎石,最大粒径不宜大于30mm,可掺加粉煤灰或外加剂。
(2)钢筋笼的制作应符合设计要求,钢筋的接头可不做弯钩,采用焊接连接。用导管浇筑混凝土时,钢筋笼的直径应比导管连接处的外径大100mm以上。
(3)为了保证钢筋笼的混凝土保护层厚度,钢筋笼应每隔1~1.5m设置定位钢筋环或采取其他方法定位。水下现浇钢筋混凝土桩的主筋保护层厚度的允许偏差为±20mm。
(4)成孔钻进时应控制泥浆指标,当在黏土、亚黏土层钻进时,可向孔内注入清水,采用原土造浆,当穿过砂土层时,为防止塌孔,可在孔内加入适量黏土以增大泥浆的黏度;若在砂土层中钻进或砂土层较厚时,应采用制备泥浆。
(5)注入泥浆的相对密度应控制在1.1左右,排出泥浆的相对密度应控制在1.2~1.4。当穿越砂类卵石层等容易塌孔的土层时,泥浆的相对密度可增大到1.3~1.5。
(6)在施工过程中应勤测泥浆的密度,并应定时测定泥浆的黏度、含沙量和胶体率。
(7)每根桩的浇筑时间按初盘混凝土的初凝时间控制,一般控制在4~6h内;间歇时间应控制在15min内,不得超过30min,必要时可适量加入缓凝剂。
(8)导管提升速度应与混凝土的上升速度相适应,始终保持导管插入混凝土1.5m以上。
16. 如何预防泥浆护壁灌注桩成孔过程中出现塌孔现象?
(1)保证配置泥浆的稠度,使泥浆充分填充孔壁土层的空隙。
(2)钻进过程中应及时向孔内加注新泥浆,保持孔内液面高于孔外水位。
(3)护筒周围用黏土填封紧密,保持或提高孔内液面;成孔钻进速度应根据地质情况确定。
(4)提升和下落钻杆、冲锤、掏渣筒,以及放钢筋骨架时应保持垂直上下,不得碰撞孔壁;当孔壁为轻度塌孔时,应加大泥浆密度和提高孔内液面。
(5)对出现严重塌孔的地方,应用黏土全部回填,待黏土沉积密实、孔壁稳定后再采用低速钻进。
17. 如何预防泥浆护壁灌注桩钻孔偏移、偏斜?
(1)施工场地要平整,安装钻机时应调整好桩架垂直度。
(2)合理选择钻机、钻头设备,经常检修钻孔设备,钻杆弯曲时应及时调换。
(3)在有倾斜状的软硬土层处钻进时,应控制钻进速度以低速钻进,并提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土层,或用冲击锥将斜面硬土层冲平后再钻进。
(4)当偏斜过大时,应填入石子、黏土重新钻进;控制钻速,以慢速提升、下降,往复扫孔进行纠正。当遇有探头石时宜采用钻机钻透,采用冲孔机时应低锤密击,把石块打碎。
18. 如何预防泥浆护壁灌注桩钢筋笼变形、偏移?
(1)钢筋笼过长时,应分2~3节制作,分段吊放,分段焊接或设加劲箍加强。
(2)在钢筋笼的部分主筋上,应每隔一定距离设置混凝土垫块或焊接“耳环”,以控制保护层的厚度。
(3)桩孔本身偏斜、偏位,应在下钢筋笼前往复扫孔进行纠正。
(4)孔底沉渣应置换清水或适当密度的泥浆清除。
19. 泥浆护壁灌注桩施工时怎样预防断桩?
(1)防止混凝土浇筑的中断时间过长,保证混凝土连续浇筑。
(2)混凝土坍落度按设计要求控制,集料粒径按规范要求控制。
(3)边浇筑混凝土边拔导管,并勘测混凝土顶面高度,随时掌握导管的插入深度,避免导管脱离混凝土面。
(4)当导管堵塞,可吊起导管,用钢轨或高压水冲开。
20. 泥浆护壁灌注桩施工时预防吊脚桩的措施有哪些?
(1)做好清孔工作,达到要求后立即浇筑混凝土。
(2)注意泥浆密度,应保持孔内液面高于孔外水位0.5m以上。
(3)在施工中吊放钢筋骨架、导管等物时,必须注意保护孔壁,避免重物碰撞造成孔壁坍塌。
21. 锤击、振动沉管灌注桩的适用范围是什么?
(1)锤击沉管灌注桩适用于一般黏性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。
(2)振动沉管灌注桩的适用范围除与锤击沉管灌注桩相同外,同时也适用于砂土、稍密及中密的碎石土地基。
22. 如何控制锤击沉管灌注桩的成孔深度?
(1)对于摩擦型桩,桩管的入土深度控制以标高为主,以贯入度为辅。
(2)对于端承型桩,桩管的入土深度控制以贯入度为主,以标高为辅。
23. 锤击沉管灌注桩如何成桩?
混凝土坍落度宜为80~100mm,混凝土的充盈系数不得小于1.0。对于充盈系数小于1.0的桩,应全长复打;对可能的断桩和缩颈桩,应进行局部复打。成桩后的桩身混凝土顶面应高出桩顶设计标高500mm以内。当全长复打时,桩管的入土深度宜接近原桩长,局部复打应超过断桩或颈缩区1m以上。复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。
24. 振动沉管灌注桩的施工方法有哪些?
(1)单打法。在桩管灌满混凝土之后,开动激振器,先振动5~10s后再开始拔管,边振边拔。拔管速度在一般土层中以1.2~1.5m/min为宜,采用活瓣桩尖时宜慢,采用预制桩尖时可适当加快;在较软弱土层中应为0.6~0.8m/min。在拔管过程中,每拔起0.5m左右停拔5~10s,但保持振动,如此反复直至将桩管拔离地面为止。单打法施工速度快,混凝土用量也较小,适用于含水量较小的土层。
(2)反插法。在桩管灌满混凝土之后,先振动再开始拔管,每次拔管高度为0.5~1.0m,向下反插深度为0.3~0.5m,如此反复进行。在拔管过程中应分段添加混凝土,保持管内混凝土面始终高于桩顶面或高于地下水位1.0~1.5m以上,拔管速度应小于0.5m/min。在距桩尖处1.5m范围内,宜多次反插以扩大桩端部断面。当穿越淤泥夹层时,应减慢拔管速度,并减少拔管高度和反插深度,在流动性淤泥中不宜使用反插法。
(3)复打法。在第一次按单打法施工完毕、拔出桩管后,清除桩管外壁上的污泥和桩孔周围的地面浮土,立即在原桩位再埋设预制桩靴或合好桩尖活瓣,进行第二次沉管,使未凝固的混凝土向四周挤压以扩大桩径形成夯扩端;然后再下钢筋笼,灌注第二次混凝土。拔管方法与初打时相同。施工时要注意前后两次沉管的轴线应重合,复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行,钢筋笼应在第二次沉管后放入。
25. 根据施工方法可将干作业成孔灌注桩分为哪些形式?
干作业成孔灌注桩按施工方法的不同可分为以下两种:
(1)螺旋钻成孔灌注桩。利用电动机带动转杆的转动,使钻头螺旋叶片旋转削土,土块随叶片上升排出孔口,至设计深度后,进行孔底清理。在原深度处空转清土,提钻卸土。若严重坍孔,有大量泥土时,需回填砂或黏土重新钻孔,或往孔内倒少量土粉、石灰粉;少量浮土泥浆不易清除时,可投入一些直径为25~60mm的碎石和卵石插实,以挤密土体,以免桩承重后发生大量下沉。
(2)螺旋钻成孔扩底灌注桩。为了提高单桩承载力,减少桩的数量,降低水泥耗用量,可采用在钻杆上装三片可张开的扩孔刀片的螺旋钻,在设计要求位置扩孔形成葫芦桩或扩底桩。扩孔直径为桩身直径的2.5~3.5倍,最大可达1.2m。