桩基工程讲稿讲义PPT.ppt

桩基工程,学习要求,了解桩基础组成及分类； 掌握预制桩施工顺序、注意事项、质量事故产生的原因和预防措施； 了解静力压桩特点和施工方法； 了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理； 掌握沉管灌注桩、大直径人工挖孔灌注桩的施工方法，常见质量事故的预防和处理，安全施工措施；,1 预制桩的种类 2 砼预制桩的制作 3 锤击打桩 4 静力压桩,第二章 桩基工程,第1讲 预制桩施工,2011年9月,桩的分类,桩基础由桩和承台组成。 按受力情况分： 磨擦型桩桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受； 端承型桩桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受；,桩基础构造示意图,共75页 第1页,按施工方法分：预制桩和灌注桩。 按排土状况分： 挤土桩锤击桩、静压桩、振动桩、沉管桩、夯扩桩等； 非挤土桩钻孔桩、挖孔桩。 按材料分类：木桩、钢筋砼桩、预应力砼桩、钢管桩、h型钢桩。,主要有普通钢筋砼(rc)实心桩和预应力砼(pc)实心桩，实心桩一般在施工现场预制生产，常为方形断面，边长250550mm。rc实心桩砼强度等级不低于c30，pc实心桩不低于c40，主筋直径14mm，纵向钢筋的保护层厚度30 mm；锤击预制 桩的粗骨料粒径 宜为540mm。,rc实心桩 的堆放,1. 实心桩,一、预制桩的种类,预制桩主要有实心桩、空心桩和钢桩。,rc实心桩的制作,2. 空心桩,空心桩有预应力砼管桩和预应力砼空心方桩两种。,先张法pc管桩 后张法 phc管桩,管桩：是采用预应力和离心成型法制成的砼空心筒体预制构件，由圆筒形桩身、端头板和钢套箍等组成。按砼强度等级可分为预应力砼(pc)桩和预应力高强砼(phc)桩，管桩外径为0.31.4m，壁厚70150mm，常用分节长度715m。pc桩砼强度等级不低于c60，phc桩砼强度等级不低于c80。,空心方桩(ps)：边长250700mm，壁厚60120mm，常用分节长度615m，接头一般采用端板焊接。空心方桩采用先张法预应力工艺在工厂生产，砼强度等级不低于c60。,sp钢管桩 的防腐处理,3. 钢桩,钢桩有钢管(sp)桩和h 型桩。钢管桩可用无缝钢管或低碳钢板卷制焊接而成；钢桩用于地下水有侵蚀性的地区或腐蚀性土层的钢桩，应按设计要求作防腐处理。,ps空心方桩,钢筋砼与h型钢组合桩,二、 砼预制桩的制作,预制rc桩现场制作一般采用“间隔重叠法”生产，桩与桩间用塑料薄膜或隔离剂隔开，邻桩与上层桩的砼须待邻桩与下层桩的砼达到设计强度的30%后方可进行；重叠层数不超过四层、层与层间之间涂刷隔离剂。,1. 钢筋砼方桩的预制,第一层预制方桩制作完毕,预制方桩的间隔生产,桩中钢筋应位置准确，主筋连接宜采用对焊和电弧焊，当钢筋直径20mm 时，宜采用机械接头连接。同一截面的主筋接头数量不超过50%，相邻两根主筋接头截面的距离应35d，并500mm；桩顶、桩尖一定范围内不留接头。,桩端钢筋构造,桩顶平面和 接桩端面应平整,桩身钢筋绑扎,整体支模 分段预制,单根桩的最大长度，取决于打桩架的高度，长度不宜超过30m。30m以上的桩应整体分段预制、打桩过程中逐段接长，每根桩的接头数量不宜超过3个；整体分段即预制桩整体支模、纵向主筋先通长铺设，再在分段处切断。,整体支模 分段预制,分段长度应考虑桩架有效高度、场地条件、装卸和运输能力,并避免桩尖接近或处于硬持力层中接桩。,砼应机拌机捣、由桩顶向桩尖连续浇筑捣实，严禁中断，并防止另一端的砂浆积聚过多。养护不少于7天。,料斗布料入模,表面拍实压光,砼振捣密实,桩的养护,预制视频,2. 管桩的生产,2 钢筋骨架入模,3 砼入模,1 钢筋骨架成型,4 封模-张拉,6 常压蒸养,5 高速离心成型,7 放张-脱模,8 高压蒸养釜 高压蒸养,9 成品堆放,（1） 起吊,3.预制桩的起吊、运输及堆放,预制桩的吊点位置,单节长度在15m内的管桩可采用专用吊钩勾住桩两端内壁直接进行水平起吊，吊扣的水平夹角不宜小于600。,rc桩的砼强度达到设计强度等级的70%方可起吊。吊点应设在设计规定之处，设计无规定时，应按吊桩弯距最小的原则确定吊点位置。见右图：,pc管桩的吊运装车,桩身砼强度应达到设计强度的100%时方可运输。吊运过程中应轻吊轻放，避免剧烈碰撞，桩身要平稳放置。打桩时桩宜随打随运，以避免二次搬运。,（2）运输,pc桩的场外运输,（3） 桩的堆放,预制桩的堆放,场地须平整坚实，垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应在同一垂直面上，层数方桩不超过4层，管桩500600不超过4层,300400不超过5层，不同规格的桩应分别堆放。,预制桩堆放的垫木设置,注意！ 运桩和堆放的桩尖方向应符合吊升的要求,以免临时再需将桩调头。,（4） 取桩,吊机取桩,预制桩的桩尖方向符合吊升的要求,当桩叠层堆放超过2 层时，应采用吊机取桩，严禁拖拉取桩。,4. 预制桩的桩尖构造,rc实心桩的桩尖可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上，对于持力层为密实砂和碎石类土时，宜在桩尖处包以钢钣桩靴，加强桩尖。,（1） rc实心桩的桩尖构造,主筋合扰焊在 桩尖辅助钢筋上,桩尖对准纵轴线,普通实心桩桩尖 桩尖钢筋构造,钢板加强桩尖,pc和phc管桩的桩尖构造有闭口型或敞口型：直径600mm的管桩宜选用闭口型桩尖，闭口型分为平底十字型和锥型。,（2） 管桩的桩尖构造,敞口型桩尖,2m长敞口型桩尖,5m长敞口型桩尖,平底十字型桩尖,平底十字型桩尖,圆锥闭口桩尖,该产品在管桩成型时将桩管与桩尖连为一体，省去了钢桩尖焊接连接工序，是一项值得大力推广的实用技术。,（3） 管桩的新型连体桩尖,打头管桩施工（福建大地管桩公司） 砼锥形连体桩尖,锤击沉桩设备包括桩锤、桩架和动力设备。,三、 锤击打入法（动画）,落锤：构造简单、施工方便，锤重一般0.51.5t，用卷扬机拉升施打，可随意调整落锤高度。速度慢、效率低、对桩身损伤大，仅适用于小型桩基工程。,汽锤：利用蒸汽或压缩空气为动力进行锤击，有单动和双动之分，适用于打各类桩。由于噪音、振动和空气污染，加之需考虑外部气源的供应，目前已较少使用。,1. 桩锤,难得一见的汽锤沉桩,柴油锤：构造简单、施工方便，有导杆式和筒式两种，适用面广，由于噪音、振动和空气污染等公害，在城市施工受到限制。,导杆式柴油锤 国内最大的d180筒式柴油锤,点击动画柴油锤,筒式柴油锤 海上沉桩,导杆式柴油锤 沉桩施工,液压打桩锤,hhp系列液压打桩锤,无噪音、冲击频率高、贯入度大，并适合水下打桩，是理想的冲击式打桩设备,但构造复杂、造价较高。,nh100 液压打桩锤,2. 桩架,桩架是支持桩身和桩锤、在打桩过程中引导桩的方向的设备。常用桩架有多功能桩架和履带式桩架。,多功能桩架：由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成。,多功能桩架,优点：机动性和 适应性较大,水平 方向可作3600回 转立柱可倾斜, 可适应各种预制 桩和灌注桩； 缺点：机构庞大, 组装拆迁较麻烦, 履带式桩架,以履带式起重机为底盘,加装立柱及传动机构用以打桩。性能灵活，移动方便，适应各类预制桩或灌注桩的施工。,履带式桩架, 桩架的选择,桩架高度是选择桩架的关键。 桩架高度=桩长+滑轮组高度+桩锤高度+桩帽高度+起锤移位高度（取1-2m）,3. 沉桩施工准备,清除地上或地下障碍物平整场地定位放线、定桩位、设置水准点通电、通水安设打桩机打试桩确定打桩顺序。,注意：桩基轴线的定位点应设置在不受打桩影响处！,每个桩位打一个小木桩,现场设置水准点 用水准仪控制桩顶标高,2台正交经纬仪 控制桩身垂直度,桩基 定位放线,(1)当桩中心距4倍桩径时， 可：自中间向四周环绕或放射打； 由中心向两侧对称打； 分段对称打； (2)当桩中心距4倍桩径时，可按施工方便顺序打； (3)当桩的规格不同时，先大后小，先长后短； (4)当桩尖设计标高不同时，先深后浅。,4. 打桩顺序,5 . 打桩程序,桩机就位吊桩就位扣桩帽、垂直度校核落锤、松吊钩低锤轻打、垂直度校核正式打接桩送桩截桩桩基检测承台施工。,6 . 打桩方法,桩机的 拖拉取桩,取桩：桩的堆放不超过2层时可利用桩机拖拉取桩；上层桩取桩时，对桩的拖地端用弹性材料加以保护。管桩叠层堆放超过2层时，应用吊机取桩，严禁拖拉取桩 。, 吊桩就位,桩身立直后扣桩帽、对桩位，用2台经纬仪交汇测量桩身垂直度。,桩尖对桩位,桩顶扣桩帽,交汇测量 控制桩身垂直度,检查桩身垂直度偏差不超过0.5%后,固定桩锤和桩帽，并使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。,桩头保护：桩帽底面与桩顶之间应加弹性衬垫(俗称桩垫，可用纸板或胶合板制作) ，桩帽和桩顶周围应有5 10mm的间隙；桩帽上部受锤击部位应设置用硬木或盘绕叠层的钢丝绳制作的 “锤垫”，以防锤击损伤桩头。,桩头保护,固定桩锤、桩帽后方可松吊钩,桩锤,桩帽,管桩,桩垫,锤垫, 初始沉桩,初始沉桩应起锤轻压或轻击数锤，观察桩身、桩架、桩锤等垂直一致，方可转入正常施打。,起锤轻压,3.1 锤击法,正常施打时桩锤宜“重锤低击”、连续施打，使桩均匀下沉。, 正常施打,打桩过程中，如遇贯入度剧变，桩身突然倾斜、位移或严重回弹，桩顶或桩身严重裂缝、破碎时，应暂停打桩，处置后再行施工。, 终止锤击的控制,桩端位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅； 桩端达到坚硬、硬塑土层时，以贯入度控制为主，桩端标高为辅； 贯入度已达到设计要求而桩端标高未达到时，应继续锤击3 阵，按每阵10 击的贯入度不大于设计规定的数值确认。, 桩位的允许偏差,有基础梁的桩：垂直中心线100mm，沿中心线150mm ； 群桩：13根桩 100mm； 416根桩 1/2桩径或边长； 16根以上桩 边桩1/3桩径或边长；中间桩1/2桩径或边长。,基础梁下的桩位允许偏差 群桩的桩位允许偏差,垂直中心线允许偏差100mm,沿中心线允许偏差150mm,允许偏差为1/2桩径或边长,7. 砼预制桩的接桩,（1） 管桩的接桩,pc管桩法兰盘 pc管桩法兰盘 phc管桩法兰盘,管桩的接桩方法有端板焊接、法兰连接、机械啮合连接和螺纹连接。目前以端板焊接、法兰连接法应用居多。,法兰接桩：法兰盘结合处应加垫沥青纸，接桩时，将上下节桩螺栓孔对准，穿入螺栓并逐个拧紧，如有缝隙用薄钢片塞紧。螺栓应加设弹簧垫圈并点焊固定，防止锤击时螺栓松动。,法兰接桩速度快，但法兰盘制作工艺较复杂，用钢量大。, 管桩的焊接接桩,对接前，上下端板表面应用钢丝刷将坡口处刷至露出金属光泽。接桩时，下节桩宜高出地面0.5m ，上下节桩段保持顺直，错位偏差2mm。钢板用低碳钢，焊条宜用e43，先四角点焊固定，再2人四周对称分层施焊，焊接层数不少于2层；焊缝的自然冷却时间不少于8min，严禁采用水冷却或焊好即施打。,严把接桩质量关 焊接接桩,角钢绑焊接头 钢板对焊接头 钢筋砼预制管桩接头,端板坡口除锈,实心桩的接桩方法有焊接、法兰连接和浆锚法连接。焊接接桩的应用居多，主要采用角钢绑焊接头。,浆锚法接桩,（2） 实心桩的接桩,角钢绑时法接桩,浆锚法的桩接头,浆锚法接桩又称硫磺胶泥锚接桩。是将上节桩锚筋插入下节桩锚筋孔内，再用硫磺胶泥锚固。浆锚法接桩，节约钢材，操作简便，接桩时间短。但不宜用于坚硬土层中。,3.4 砼预制桩的接桩,共74页 第48页,8. 砼预制桩的桩头处理,预制桩嵌入承台内的长度50mm，桩顶纵向主筋锚入承台内35d，以加强桩与承台的连接。,承台施工前要按底标高对已验收合格的预制桩进行截桩处理,截去高出的桩身砼，剔出桩身受力主筋锚入承台内。截桩施工应防止对桩身的过大震动和破坏。,（1） 砼实心桩的截桩,实心桩截桩,实心桩截桩,（2） 管桩的桩头处理,桩头处理包括填芯和截桩。 填芯：管桩填芯采用比承台砼高一级的微膨胀砼，设置钢筋笼并锚入承台内，填芯长度5d。,不截桩时管桩加焊锚固钢筋,不截桩时管桩与承台的连接构造 不截桩时管桩的填芯及桩头防水,不截桩时：应在桩头端板焊接普通钢筋，并将其锚入承台内。,截桩准备 截桩作业中 截桩后, 管桩的截桩,管桩截桩多采用机械切割。截桩后应将桩头预应力钢筋锚入承台内50d，且500mm。,截桩时管桩与承台 的连接构造,当桩顶标高低于自然地面，则需用专制钢质送桩器将桩送入土中。锤击法送桩深度不宜2m，安装送桩杆时应检查桩头质量与桩身垂直度，桩与送桩杆应在同一垂直线上，合格后及时送桩。,安装送桩杆 开始送桩施打 桩已打入地面以下,9 . 送桩,锤击沉桩桩身挤断的实景照片,10 预制桩施工质量控制,出现下列情况时应暂停沉桩，分析原因并采取应对措施： 沉桩过程中桩身发生 较大移位、突然下沉或倾斜；,压桩阻力剧变，桩难以穿越具有软弱下卧层的硬夹层;实际桩长与设计桩长相差较大;,该工程一个承台下有6根600pc管桩，有45根桩断掉，打的时候收锤无问题，打第2根桩挤断第1根，打第3根挤断第2根桩,10.1 沉桩质量控制,桩头爆裂 桩身裂缝 桩头压屈,桩身裂缝和桩头砼破坏等异常现象；,接桩处连接件不平或空隙未塞紧，或两节桩不在同一直线上，导致接桩处出现松脱开裂； 压桩机下陷、夹持机构打滑、压桩机械工作状态异常等。,环氧树脂补桩,管桩基础的桩间土方开挖方法不当，极易因管桩两侧土压力失衡造成挤压偏位！,10.2 桩间土方开挖,开挖方法不当，淤泥挤压造成管桩偏位,管桩两侧土压力失衡造成挤压偏位,10.3 打桩机倾翻,2009年4月14日，日本东京一建筑工地发生大型打桩机侧翻事故，吊臂倒在紧邻的一条大街上，伤6人。,四、 静力压桩,静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中无振动、无噪音，但存在挤土效应。适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。,静力压桩多选用顶压式液压压桩机或抱压式液压压桩机，压力