房屋建筑桩基类型

精品文档 1欢迎下载1欢迎下载1欢迎下载1欢迎下载 房屋建筑桩基类型 房屋建筑的桩基础简单来讲一共包含了三门基础学科 土力学 钢 筋混凝土 和 建筑施工 这三门课程包含了设计和施工二个类别 一 什么是房屋建筑的桩基础 这里面有二个概念 一是基础 二是 桩 所谓基础 我们平常见到的一栋房子看到的都是地上部分 而基础就 是我们看不见的在地下的部分 即我们平常说的 0 00 以下 所谓桩 是 一种结构构件形式 我们单位大多是学习水利水电专业并从事水利水电施 工的 在水工上也有桩 水工上的桩大多起到帷幕止水 加固等作用 而 在房建上的桩则主要有二方面的作用 主体结构的受力部分和深基础开挖 时的基坑支护 桩基础 简单说就是建筑的地下部分 基础结构的受力部 分 采用的是以桩的形式设计的 简称桩基础 桩基础是深基础应用最多的一种基础形式 它由若干个沉入土中的桩 和连接桩顶的承台或承台梁组成 它的作用是将上部建筑物的荷载传递到 深处承载力较强的土层上 或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力 和密实度 其实前段时间机关后面的公寓楼施工大家都看见了 在动土开挖前大 概用了一个月时间 有一台机器在将预制的构件压入公寓楼建筑范围内的 土内 那就是进行的桩基施工 因为没有走近看 我个人认为是预制静压 桩 二 桩基础的类型 1 按承台位置的高低分 精品文档 2欢迎下载2欢迎下载2欢迎下载2欢迎下载 高承台桩基础 承台底面高于地面 它的受力和变形不同于低承 台桩基础 一般应用在桥梁 码头工程中 低承台桩基础 承台底面低于地面 一般用于房屋建筑工程中 2 按承载性质不同 端承桩 是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端 坚硬土层或岩层上 桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小 其摩擦力可忽 略不计 摩擦桩 是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用 将 上部荷载传递扩散于桩周围土中 桩端土也起一定的支承作用 桩尖支承 的土不甚密实 桩相对于土有一定的相对位移时 即具有摩擦桩的作用 精品文档 3欢迎下载3欢迎下载3欢迎下载3欢迎下载 定 义图 示 端成桩 是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的 桩 上部结构荷载主要由岩层阻力承受 施工时 以控制贯入度为主 桩尖进入持力层深度或桩尖 标高可作参考 摩擦桩 完全设置在软弱土层中 将软弱土层挤密实 以提高土的密实度和承载能力 上部结构的荷载 由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力 共同承受 施工时以控制桩尖设计标高为主 贯 入度可作参考 3 按桩身的材料不同 钢筋混凝土桩 可以预制也可以现浇 根据设计 桩的长度和截 面尺寸可任意选择 钢桩 常用的有直径 250 1200mm 的钢管桩和宽翼工字形钢桩 钢桩的承载力较大 起吊 运输 沉桩 接桩都较方便 但消耗钢材多 造价高 我国目前只在少数重点工程中使用 如上海宝山钢铁总厂工程中 重要的和高速运转的设备基础和柱基础使用了大量的直径 914 4mm 和 600mm 长 60mm 左右的钢管桩 木桩 目前已很少使用 只在某些加固工程或能就地取材临时工 程中使用 在地下水位以下时 木材有很好的耐久性 而在干湿交替的环 境下 极易腐蚀 砂石桩 主要用于地基加固 挤密土壤 灰土桩 主要用于地基加固 精品文档 4欢迎下载4欢迎下载4欢迎下载4欢迎下载 4 按桩的使用功能分 竖向抗压桩 竖向抗拔桩 水平荷载桩 复合受力桩 5 按桩直径大小分 小直径桩 d 250mm 中等直径桩 250mm d 800mm 大直径桩 d 800mm 6 按成孔方法分 非挤土桩 泥浆护壁灌筑桩 人工挖孔灌筑桩 应用较广 部分挤土桩 先钻孔后打入 挤土桩 打入桩 7 按制作工艺分 预制桩 钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制 用锤击打 入 振动沉入等方法 使桩沉入地下 灌筑桩 又叫现浇桩 直接在设计桩位的地基上成孔 在孔内放 置钢筋笼或不放钢筋 后在孔内灌筑混凝土而成桩 与预制桩相比 可节省钢材 在持力层起伏不平时 桩长可根据实际 情况设计 精品文档 5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载5欢迎下载 预制桩灌注桩 定 义 在预制构件厂或施工现场预制 用沉桩设备 在设计位置上将其沉入土中的桩 是在桩位处成孔 然后放入钢筋骨 架 再浇筑混凝土而成的桩 分 类 可分为混凝土预制桩 钢桩和木桩 沉桩方 式为锤击打入 振动打入和静力压入等 种类繁多 大体可归纳为沉管灌注 桩和钻 冲 磨 挖 孔灌注桩两类 采用套管或沉管护壁 泥浆护壁和干作 业等方法成孔 优 点 1 桩的单位面积承载力较高 由于其属挤土桩 桩打入后其周围的土层被挤密 从而提高地基承 载力 2 桩身质量易于保证和检查 适用于水下施工 3 桩身砼的密度大 抗腐蚀性能强 4 施工工效高 因其打入桩的施工工序较灌注桩 简单 工效也高 1 适用于不同土层 2 桩长可因地改变 没有接头 3 仅承受轴向压力时 只需配置少量构 造钢筋 需配制钢筋笼时 按工作荷载 要求布置 节约了钢材 相对于预制桩是 按吊装 搬运和压桩应力来设计钢筋 4 正常情况下 比预制桩经济 5 单桩承载力大 采用大直径钻孔和挖 孔灌注桩时 6 振动小 噪声小 缺 点 1 预制桩单价较灌注桩高 预制桩的配筋是根据 搬运 吊装和压入桩时的应力设计的 远超过正 常工作荷载的要求 用钢量大 接桩时 还需增 加相关费用 2 锤击和振动法下沉的预制桩施工时 震动噪 音大 影响周围环境 不宜在城市建筑物密集的 地区使用 一般需改为静压桩机进行施工 3 预制桩是挤土桩 施工时易引起周围地面隆 起 有时还会引起已就位邻桩上浮 4 受起吊设备能力的限制 单节桩的长度不能 过长 一般为 10 余米 长桩需接桩时 接头处 形成薄弱环节 如不能确保全桩长的垂直度 则 将降低桩的承载能力 甚至还会在打桩时出现断 桩 5 不易穿透较厚的坚硬地层 当坚硬地层下仍 存在需穿过的软弱层时 则需辅以其他施工措施 如采用预钻孔 常用的引孔方法 等 1 桩身质量不易控制 容易出现断桩 缩颈 露筋和夹泥的现象 2 桩身直径较大 孔底沉积物不易清除 干净 除人工挖孔灌注桩外 因而单桩 承载力变化较大 3 一般不宜用于水下桩基 8 按截面形式分 方形截面桩 制作 运输和堆放比较方便 截面边长一般为 250 550mm 圆形空心桩 是用离心旋转法在工厂中预制 它具有用料省 自重轻 表面积大等特点 精品文档 6欢迎下载6欢迎下载6欢迎下载6欢迎下载 国内铁道部门已有定型产品 其直径有 300mm 450mm 和 550mm 管壁厚 80mm 每节长度自 2m 12m 不等 精品文档 7欢迎下载7欢迎下载7欢迎下载7欢迎下载 三 几种常见类型桩的施工 1 预制桩施工工艺 定 义特 点适用条件 锤击法 是用桩锤把桩击入地基 的沉桩方法 1 施工速度快 机械化程度高 适用范围广 2 产生较大的振动 挤土和噪声 在城区和夜间施工有所限 制 3 引起邻近建筑物或地下管线的附加沉降或隆起 故施工 时应加强对邻近建筑物和地下管线的变形监测和施工控制 并采取周密的防护措施 适用于松软土地质条件和较空旷的地区 振动法 是在桩顶装上振动器 使预制桩随着振动下沉 至设计标高 1 产生较大的振动 挤土和噪声 施工时应考虑振动 噪音 和挤土效应的影响 振动法适用于砂土地基 尤其在地下水位以 下的砂土 受振动使砂土发生液化 桩易于下 沉 振动法对于桩的自重不大的钢桩的沉桩效 果最好 这种方法不适合一般的粘土地基 静力压桩法 静压桩 是利用无噪声 无振动 的静压力将桩压入土中 1 无噪声 无振动 2 挤土效应仍不可忽略 1 持力层上覆盖为松软地层 无坚硬夹层 2 持力层表面起伏变化不大 桩长易于控制 3 水下桩基工程 4 大面积打桩工程 由于压入桩的工效高 在桩数量多的情况下 可抵消静压桩价格较 高的缺点 而取得经济效益 精品文档 8欢迎下载8欢迎下载8欢迎下载8欢迎下载 2 灌注桩施工工艺 灌注桩分类 定 义优 点 缺 点 备 注 钻 冲 孔灌注 桩 是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方 法 它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣 屑悬浮后排出孔外 施工过程中无挤土 无振动 噪 音小 对邻近建筑物及地下管线 危害较小 且桩径不受限制 泥浆沉淀不易清除 影响端 部承载力的充分发挥 并造 成较大沉降 适用于成孔深度内没有地下水 的一般粘土层 砂土及人工填 土地基 不适于有地下水的土 层和淤泥质土 沉管灌 注桩 是利用锤击打桩设备或振动沉桩设备 将带有钢筋混凝土的桩尖 或钢板靴 或 带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中 钢管直 径应与桩的设计尺寸一致 造成桩孔 然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土 随之 拔出套管 利用拔管时的振动将混凝土 捣实 便形成所需要的灌注桩 在钢管内无水环境中沉放钢筋和 浇灌混凝土 从而为桩身混凝土 的质量提供了保障 拔除套管时 如提管速度过 快会造成缩颈 夹泥 甚至 断桩 沉管过程的挤土效应 除产生与预制桩类似的影响 外 还可能使混凝土尚未结 硬的邻桩被剪断 适宜于一般粘性土 淤泥质土 和人工填土地基 人工挖 孔灌注 桩 挖孔灌注桩是用人力挖土形成桩孔 并 在向下推进的同时 将孔壁衬砌以保证 施工安全 在清理完孔底后 浇灌混凝 土 施工时可在孔内直接检查成孔质 量 观察地质土质变化情况 桩 孔深度由地基土层实际情况控制 桩底清孔除渣彻底 干净 易保 证混凝土浇筑质量 对安全要求特高 如有害气 体 易燃气体 空气稀薄等 尤其在有地下水时需边抽边 挖 对漏电保护也有特殊要 求 要适用于粘性土和地下水位较 低的条件 最忌在含水砂层中 施工 因易引起流砂坍孔 十 分危险 精品文档 9欢迎下载9欢迎下载9欢迎下载9欢迎下载 钻 冲 孔灌注桩施工工艺 钻孔灌注桩施工工艺冲孔灌注桩施工工艺 图 示 所用设备螺旋钻机钻孔潜水钻机 冲击钻机 冲抓锥 施工准备 在现场放线定位 现场放线定位 并埋设护筒 护筒的作 用是固定桩孔位置 保护孔口 防止地 面水流入 增加孔内水压力 防止塌孔 成 孔 钻机就位后 钻杆垂直对准桩位中心 开钻时先慢后快 减少钻杆的摇晃 及 时纠正钻孔的偏斜或位移 冲击钻机就位后 校正冲锤中心对准护 筒中心 在冲程 0 4 0 8m 范围内应低 提密冲 并及时加入石块与泥浆护壁 直至护筒下沉 3 4m 以后 冲程可以提 高到 1 5 2 0m 转入正常冲击 随时 测定并控制泥浆相对密度 验 孔 是用探测器检查桩位 直径 深度和孔道情况 清 孔 钻孔至规定要求深度后 进行孔底清土 清孔的目的是将孔内的浮土 虚土取出 减少桩的沉降 方法是钻机在原深处空 转清土 然后停止旋转 提钻卸土 清除孔底沉渣 淤泥浮土 以减少桩基 的沉降量 提高承载能力 对于土质较 好不易坍塌的桩孔 可用空气吸泥机清 孔 气压为 0 5MPa 使管内形成强大 高压气流向上涌 同时不断地补足清水 被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出 直至喷出清水为止 沉放钢筋笼 筋骨架的主筋 箍筋 直径 根数 间距及主筋保护层均应符合设计规定 绑扎 牢固 防止变形 用导向钢筋送入孔内 同时防止泥土杂物掉进孔内 浇 注 砼 钢筋骨架就位后 应立即灌注混凝土 以防塌孔 灌注时 应分层浇筑 分层 捣实 每层厚度 50 60cm 1 泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在 水中或泥浆中进行的 故称为浇筑水下 混凝土 2 水下混凝土宜比设计强度提高一个强 度等级 必须具备良好的和易性 配合 比应通过试验确定 3 将导管内及漏斗灌满混砼 量保证导 管下端一次埋入混凝土面下 0 8m 以上 剪断悬吊隔水栓的钢丝 混凝土拌和物 在自重作用下迅速排出球塞进入水中 精品文档 10欢迎下载10欢迎下载10欢迎下载10欢迎下载 沉管灌注桩施工工艺 钻孔灌注桩施工工艺 图 示 分 类 1 锤击沉管灌注桩 利用锤击沉桩设备沉管 拔管成桩 2 振动沉管灌注桩 利用振动器振动沉管 拔管成桩 原 理 利用锤击打桩设备或振动沉桩设备 将带有钢筋混凝土的桩尖 或钢板靴 或带有 活瓣式桩靴的钢管沉入土中 钢管直径应与桩的设计尺寸一致 造成桩孔 然后 放入钢筋骨架并浇筑混凝土 随之拔出套管 利用拔管时的振动将混凝土捣实 便形成所需要的灌注桩 施工工艺 1 单打法 又称一次拔管法 拔管时 每提升 0 5 1 0m 振动 5 10s 然后 再拔管 0 5 1 0m 这样反复进行 直至全部拔出 2 复打法 在同一桩孔内连续进行两次单打 或根据需要进行局部复打 施工 时 应保证前后两次沉管轴线重合 并在混凝土初凝之前进行 3 翻插法 钢管每提升 0 5m 再下插 0 3m 这样反复进行 直至拔出 成孔顺序 在施工过程中 对土体有挤密作用和振动影响 所以应结合现场施工条件 考 虑成孔的顺序 1 间隔一个或两个桩位成孔 2 在邻桩混凝土初凝前或终凝后成孔 3 一个承台下桩数在 5 根以上者 中间的桩先成孔 外围的桩后成孔 精品文档 11欢迎下载11欢迎下载11欢迎下载11欢迎下载 人工挖孔灌注桩施工工艺 钻孔灌注桩施工工艺 图 示 护壁方法 1 现浇混凝土护壁法 1 1 即分段开挖 分段浇筑混凝土护壁 既能防止孔壁坍塌 又能起到防水作 用 1 2 桩孔采取分段开挖 每段高度取决于土壁直立状态的能力 一般 0 5 1 0m 为一施工段 开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚