《地基与基础工程》PPT课件

,2桩基础工程,教学目标：了解地基局部处理和软土地基加固的方法，熟悉常见浅基础的构造并掌握其施工要点，掌握预制桩和灌注桩的施工方法，了解地下连续墙、箱形基础的基本构造。,教学要求：,2.1地基处理与加固,本章内容,End,2.2浅基础施工,2.3桩基础施工,2.4地下连续墙施工,2.5箱形基础施工,2.1地基处理与加固,地基的局部处理：在施工过程中如发现局部地基土质过软或过硬，应设法使建筑物各部位沉降尽量趋于一致。,2.1地基局部处理,地基局部处理：指在浅基础开挖基槽(坑)的施工中或验槽(坑)时，发现基槽(坑)范围内有洞穴、软弱土层或岩基、墙基等局部异常地基的处理。处理的方法和原则：将局部软弱层或硬物尽可能挖除，回填与天然土压缩性相近的材料，分层夯实；处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉。,1软松土坑(填土、墓穴、淤泥)的处理,将坑中的软松土、虚土全部挖除，使坑底及四周均见天然土，然后用与坑边天然土层相近的材料分层夯实回填至坑底标高处。常用回填材料有砂、砂砾石、天然土、37或28的灰土。采用天然土分层夯实回填时，每层厚度200mm，如图1.36(a)所示。软松土坑范围较大，超过地槽的宽度时，应将该范围内的基槽适当加宽，挖至天然层，将部分基础加深，做成12踏步与两端相接，如图1.36(c)所示。,对于范围和深度较大的软土坑，由于回填材料与天然地基密实度相差较大，会造成基础不均匀下沉，所以还要考虑加强上部结构的强度，以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力。在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋砖圈梁(图1.37),2砖井、枯井、土井的处理方法,当井在基槽范围内时，应将井的井圈拆至地槽下1m以上，井内用中砂、砂卵石材料分层夯填处理，在拆除范围内用28或37灰土分层回填夯实至槽底(图1.38)。,3局部范围内(硬物)的处理,当桩基或部分基槽下有基岩、旧墙基、老灰土、压实路面等硬土或坚硬物时，首先在地坑、地槽范围内尽可能地挖除，以免基础局部落在硬物上造成不均匀沉降使上部建筑物开裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于15m时，可用砂、砂卵石或灰土回填；若长度大于5m时，则将槽底做12踏步灰土垫层与两端紧密连接，然后做落深基础。,4橡皮土的处理,当地基为粘性土，含水量大且趋于饱和时，如果直接夯打或反复碾压，就容易形成有颤动弹性感的“橡皮土”。对于含水量高的粘性土，施工中避免直接夯拍，拟采用晾槽或掺石灰粉的办法降低含水量后压实。若施工中已出现橡皮土，则应将橡皮土层挖除，然后在槽底适当加深的情况下铺垫一层承载力高、适应设计要求的垫层地基，如砂土或级配砂石垫层等。,软土地基的加固：在软弱地基上建造建筑物或构筑物，利用天然地基有时不能满足设计要求，需要对地基进行人工处理，提高其承载力、减小沉降，以满足结构对地基的要求。,2.1.2软土地基加固,地基加固的方法七字方法：挖、填、换、夯、压、挤、拌一、“挖”就是挖去软土层，把基础埋置在承载力大的基岩上或坚硬的土层中。这种方法当软土层不厚时，利用坚硬的土层作为天然地基，甚为经济。二、“填”当软土层很厚时，而又需大面积对地基进行加固处理时，则可在软土层上直接回填一层一定厚度的好土，以提高地基的承载力减小软土层的承压力。,三、“换”换就是将挖与填相结合，它是将基础下面一定范围内的软弱土层挖去，而代之以人工填筑的垫层作为持力层。这种方法适用于软土层较厚，而仅对局部地基进行加固处理。垫层材料有砂石，碎石，三合土（石灰：砂：碎砖（石）1：2：4），三七灰土，矿渣，素土等。素土：指碎石土、砂土、粉土、粘性土等,“换”的两种常用方法,（一）灰土垫层地基灰土垫层具有一定的强度、水稳定性和抗渗性，施工工艺简单，取材容易，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。适用加固深1-4m厚的软弱土、沉陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。,砂垫层地基,（二）砂垫层地基砂垫层地基是用夯（压）实的砂或砂石垫层替换基础下部一定厚度的软土层，以起到提高基础下地基承载力，减少沉降，加速软土层的排水固结作用。适用处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基；不宜用于加固湿陷黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。,四、“夯”,利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分，加速土壤的固结，以提高土壤的密实度和承载力。,“夯”的两种常用方法,（一）重锤夯实地基重锤夯实是利用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落下，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较密实的硬壳层，从而使地基得到加固。适用范围：地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土的加固处理。缺点：振动锤表面夯实的加固深度一般为1.22.0m。,重锤夯实地基,1.机具设备夯锤夯锤形状宜采用截头圆锥体，可用C20钢筋混凝土制成。其底部可采用20mm厚钢板，以使重心降低。锤重为1.5-3.0t，落距一般采用2.5-4.5m。,重锤夯实地基,施工要点夯打顺序：大面积基坑或条形基槽内：一夯压半夯（在一次循环中同一夯位应连夯两下，下一循环时，夯位应与前一循环错开1/2锤底直径，如此反复进行）独立柱基础基坑内：先周边后中间或先外后里的跳打法,先周边后中间,先外后里,独立柱基础基坑内夯打顺序,（二）强夯地基,强夯法是用起重机械将8-40t的夯锤吊起，从6-30m的高处自由下落，对土体进行强力夯实的地基加固方法。强夯法与重锤夯实法的区别：强夯法属于高能量夯击，是用巨大的冲击能，使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土颗粒重新排列，排除孔隙中的气和水，从而提高地基强度，降低其压缩性。,强夯地基,适用范围：碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固。优点：地基经强夯加固后，承载能力可以提高2-5倍，压缩性可降低200-1000%。是一种效果好、速度快、节省材料、施工简便的地基加固方法。缺点：是施工时噪音和振动很大，离建筑物小于10m时，应挖防震沟，沟深要超过建筑物基础深。,强夯地基,1.机具设备夯锤：夯锤重：8-40t材料：首选铸钢或铸铁，次选钢板外壳内浇筑钢筋混凝土。夯锤底面：圆形（常用）或方形锤的底面积大小：取决于表面土质，对砂土一般为2-4m2，粘性土为3-4m2，淤泥质土为4-6m2。夯锤中宜设置若干个上下贯通的气孔，以减少夯击时空气阻力。,五、“压”,利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械压地基土壤，使地基压实排水固结。也可采用预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间，使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。注意要形成良好的排水系统。主要方法：砂井堆载预压法、袋装砂井堆载预压法等。,六、“挤”,就是先用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，然后拔出桩管，再在桩孔中灌人砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实，或者随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。适用于松软饱和地基，其原理就是挤密土壤，排水固结，以提高地基的承载力，所以也叫挤密桩。,七、“拌”,利用高压射流切削土壤，旋喷浆液（水泥浆、水玻璃、丙凝等），搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。方法：旋喷法和深层搅拌法,深层搅拌水泥粉喷桩施工,近年来新兴起了深层搅拌水泥粉喷桩（简称粉喷桩），可作为软土地基改良加固方法和重力式支护结构。施工时，以钻头在桩位搅拌后将水泥干粉用压缩空气输入到软土中，强行拌合，使其充分吸收地下水并与地基土发生理化反应，形成具有水稳定性、整体性和一定强度的柱状体，同时桩间土得到改善，从而满足建筑基础的设计要求。其桩径一般为500、600、700mm，桩长可达18m。,2.2浅基础施工,浅基础，根据使用材料性能不同可分为无筋扩展基础（刚性基础）和扩展基础（柔性基础）。无筋扩展基础又称刚性基础，一般由砖、石、素混凝土、灰土和三合土等材料建造的墙下条型基础，或柱下独立基础。其特点是抗压强度高，而抗拉、抗弯、抗剪性能差，适用于六层和六层以下的民用建筑和轻型工业厂房。,无筋扩展基础的截面尺寸有矩形、阶梯形和锥形等，墙下及柱下基础截面形式如图2.1所示。为保证无筋扩展基础内的拉应力及剪应力不超过基础的允许抗拉、抗剪强度，一般基础的刚性角及台阶宽高比应满足设计及施工规范要求。,2.2.1砖基础,砖基础用普通烧结砖与水泥砂浆砌成。砖基础砌成的台阶形状称为“大放脚”，有等高式和不等高式两种（图2.2）。等高式大放脚是两皮一收，两边各收进1/4砖长；不等高式大放脚是两皮一收与一皮一收相间隔，两边各收进1/4砖长。,大放脚的底宽应根据计算确定，各层大放脚的宽度应为半砖宽的整数倍。在大放脚的下面一般做垫层。垫层材料可用37或28灰土，也可用124或136碎砖三合土。为了防止土中水分沿砖块中毛细管上升而侵蚀墙身，应在室内地坪以下一皮砖处设置防潮层。防潮层一般用12水泥防水砂浆，厚约20mm。,砖基础施工注意：（1）基槽（坑）开挖：应设置好龙门桩及龙门板，标明基础、墙身和轴线的位置。（2）大放脚的形式：当地基承载力大于150KPa时，采用等高式大放脚，即两皮一收；否则应采用不等高式大放脚，即两皮一收与一皮一收相间隔，基础底宽应根据计算而定。,（3）砖基础若不在同一深度，则应先由底往上砌筑。在高低台阶接头处，下面台阶要砌一定长度（一般不小于基础扩大部分的高度）的实砌体，砌到上面后与上面的砖一起退台。（4）砖基础接槎应留成斜槎，如因条件限制留成直槎时，应按规范要求设置拉结筋。,2.2.2砌体基础,在石料丰富的地区。可因地制宜利用本地资源优势，做成砌石基础。基础采用的石料分毛石和料石两种，一般建筑采用毛石较多，价格低廉，施工简单。毛石分为乱毛石和平毛石。用水泥砂浆采用铺浆法砌筑。灰缝厚度为2030mm。毛石应分匹卧砌，上下错缝内外搭接，砌第一层石块时，基底要坐浆。石块大面向下，基础最上一层石块，宜选用较大平面较好的石块砌筑。如图2.3所示。,2.2.3钢筋混凝土条形基础,墙下或柱下钢筋混凝土条形基础较为常见，工程中柱下基础底面形状很多情况是矩形的，我们称作柱下独立基础，它只不过是条形基础的一种特殊形式，我们有时也统一称为条形基础或条式基础，条形基础构造如图2.4、图2.5所示。条形基础的抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高的情况下采用，因为高度不受台阶宽高比的限制，故适宜于“宽基浅埋”的场合下使用，其横断面一般呈倒T型。,1构造要求(1)垫层厚度一般为100mm，混凝土强度等级为C10，基础混凝土强度等级不宜低于C15；(2)底板受力钢筋的最小直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm。当有垫层时钢筋保护层的厚度不宜小于35mm，无垫层时不宜小于70mm。(3)插筋的数目与直径应和柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固及柱的纵向受力钢筋的搭接长度，按国家现行设计规范的规定执行。,2工艺流程土方开挖、验槽混凝土垫层施工恢复基础轴线、边线、校正标高基础钢筋、柱、墙钢筋安装基础模板及支撑安装钢筋、模板验收混凝土浇筑、试块制作养护、模板拆除,3施工要点（1）混凝土浇筑前应进行验槽，轴线、基坑（槽）尺寸和土质等均应符合设计要求。（2）基坑（槽）内浮土、积水、淤泥、杂物等均应清除干净。基底局部软弱土层应挖去，用灰土或砂砾回填夯实至基底相平。（3)当基槽验收合格后，应立即浇筑混凝土垫层，以保护地基。,（4)钢筋经验收合格后，应立即浇筑混凝土，混凝土浇筑方法可参见本书有关章节内容。（5）质量检查。混凝土的质量检查，主要包括施工过程中的质量检查和养护后的质量检查。,2.2.4杯口基础,杯口基础常用于装配式钢筋混凝土柱的基础，形式有一般杯口基础、双杯口基础、高杯口基础等。1杯口模板杯口模板可用木模板或钢模板，可作成整体式，也可作成两半形式，中间各加楔形板一块，拆模时，先取出楔形板，然后分别将两半杯口模板取出。为便于拆模，杯口模板外可包钉薄铁皮一层。支模时杯口模板要固定牢固。在杯口模板底部留设排气孔，避免出现空鼓，如图2.6所示。,2混凝土浇筑混凝土要先浇筑至杯底标高，方可安装杯口内模板，以保证杯底标高准确，一般在杯底均留有50mm厚的细石混凝土找平层，在浇筑基础混凝土时，要仔细控制标高。,2.2.5筏形基础,筏形基础是由整板式钢筋混凝土板(平板式)或由钢筋混凝土底板、梁整体(梁板式)两种类型组成，适用于有地下室或地基承载能力较低而上部荷载较大的基础,筏形基础在外形和构造上如倒置的钢筋混凝土楼盖，分为梁板式和平板式两类，如图2.7所示。,施工要点：（1）根据地质勘探和水文资料，地下水位较高时，应采用降低水位的措施，使地下水位降低至基底以下不少于500mm；保证在无水情况下，进行基坑开挖和钢筋混凝土筏体施工。（2）根据筏体基础结构情况、施工条件等确定施工方案。（3）加强养护。混凝土筏形基础施工完毕后，表面应加以覆盖和洒水养护，以保证混凝土的质量。,2.3桩基础施工,1.土木工程中什么情况下需采用桩基础？深部土层软弱，或建（构）筑物的上部荷载较大，而且是对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁基础等，则需采用深基础。桩基础是一种常用的深基础形式。墩基础，沉井基础，沉箱基础和地下连续墙。,2.桩基础组成：由桩和桩顶承台组成,桩基础,按受力性质分,端承桩,摩擦桩,按材料分,钢筋砼桩,预应力钢筋砼桩,复合地基桩,按制作方法分,预制桩,现浇桩,人工成孔灌注桩,机械成孔灌注桩,摩擦桩,端承摩擦桩,摩擦端承桩,端承桩,木桩,钢桩,钻孔灌注桩,冲孔灌注桩,挖孔灌注桩,沉管灌注桩,爆扩桩,3.桩的类型,钢筋混凝土预制桩：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，其特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快，能适应不同土层施工。钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型。,2.3.1钢筋混凝土预制桩施工,分类：实心桩：方桩尺寸200200mm500500mm长度：27m以内管桩：空心圆桩直径：400500mm施工程序：预制、运输、堆放、沉桩。,1）桩的制作,制作方法:并列法、间隔法、重叠法、翻模法等对于重叠法重叠层数不宜超过四层,层与层之间应涂刷隔离剂，上层桩或临桩的灌筑,应在下层桩或临桩混凝土达到设计强度30%以后方可进行.注意事项：所用混凝土强度等级不宜低于C30，钢筋混凝土预制桩的钢筋骨架的主筋的连接宜采用对焊,接头应错开，桩尖用钢制.钢骨架的偏差应符合有关规定，混凝土宜采用机械搅拌,机械振捣,由桩顶向桩尖连续浇筑捣实,一次完成,严禁中断。,钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工,钢筋混凝土预制桩制作混凝土浇筑,当桩的砼达到设计强度的70%方可起吊，桩吊点位置的确定（原则：弯矩最小）,2）桩的起吊,3）桩的运输,当桩的砼达到设计强度100%方可运输打桩前，桩从制作处运到现场前以备打桩，并应根据打桩顺序随打随运以避免二次搬运。桩的运输方式，在运距不大时，可用起重机吊运；当运距较大时，可采用轻便轨道小平台车运输。,4）桩的堆放,桩堆放时，地面必须平整、坚实，垫木间距应根据吊点确定，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。,预制桩沉桩施工,预制桩沉桩施工方法：1、锤击法2、静力压桩3、振动法4、水冲法,锤击沉桩也称打入桩，是利用桩锤下落产生的冲击能量将桩沉入土中，锤击沉桩是混凝土预制桩最常用的沉桩方法。优点：该法施工速度快，机械化程度高，适应范围广，现场文明程度高。缺点：施工时有噪音污染和振动，对于城市中心和夜间施工有所限制,（一）锤击法,打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。（1）桩锤桩锤是对桩施加冲击，将桩打入土中的主要机具。桩锤主要有落锤、蒸汽锤、柴油锤和液压锤，目前应用最多的是柴油锤。用锤击沉桩时，力求采用“重锤轻击”。,1、锤击法施工机械设备,（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，并保证桩捶能沿着所要求方向冲击的打桩设备。常用的桩架：多功能桩架；履带式桩架。,多功能桩架：沿轨道行驶，可作360回转优点：可适应各种预制桩，也可用于灌注桩施工缺点：是机构较庞大，现场组装和拆迁比较麻烦。履带式桩架：以履带式起重机为底盘，增加立柱和斜撑用以打桩。优点：性能比多能桩架灵活，移动方便，可适应各种预制桩施工，目前应用最多。,多功能桩架,履带式桩架,（3）动力装置动力装置的配置取决于所选的桩锤，包括起动桩锤用的动力设施。当选用蒸汽锤时，则需配备蒸汽锅炉和卷扬机。,1、打桩顺序的重要性打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度(桩距大小)、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。2、确定打桩顺序的原因土体挤密，偏移变位浮桩3、什么时候尤需确定打桩顺序当桩的中心距小于4倍桩径时，打桩顺序尤为重要,2、打桩顺序的确定,4、打桩顺序根据桩的密集程度，打桩顺序一般分为逐段打设、自中部向四周打设和由中间向两侧打设三种，如图2.7所示。当桩的中心距不大于4倍桩的直径或边长时，应由中间向两侧对称施打(图2.7(c)，或由中间向四周施打(图2.7(b)。当桩的中心距大于4倍桩的边长或直径时，可采用上述两种打法，或逐排单向打设(图2.7(a)。,根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。,打桩质量包括两个方面的内容:一是能否满足贯入度或标高的设计要求；二是打入后的偏差是否在施工及验收规范允许范围以内。摩擦桩的入土深度控制：以标高为主，最后贯入度作为参考端承桩的入土深度控制：以最后贯入度为主，标高作为参考,3、打桩的质量控制,打入预制桩,4.打桩施工常见问题的分析,在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，例如桩顶破碎，桩身断裂，桩身位移、扭转、倾斜，桩锤跳跃，桩身严重回弹等。发生这些问题的原因有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的处理意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。,(1)桩顶破碎打桩时，桩顶直接受到桩锤的冲击而产生很高的局部应力，如果桩顶钢筋网片配置不当、混凝土保护层过厚、桩顶平面与桩的中心轴线不垂直及桩顶不平整等制作质量问题都会引起桩顶破碎。在沉桩工艺方面，若桩垫材料选择不当、厚度不足，桩锤施打偏心或施打落距过大等也会引起桩顶破碎。(2)桩身被打断制作时，桩身有较大的弯曲凸肚，局部混凝土强度不足，在沉桩时桩尖遇到硬土层或孤石等障碍物，增大落距，反复过度冲击等都可能引起桩身断裂。,(3)桩身位移、扭转或倾斜桩尖四棱锥制作偏差大，桩尖与桩中心线不重合的制作原因，桩架倾斜，桩身与桩帽、桩锤不在同一垂线上的施工操作原因以及桩尖遇孤石等都会引起桩身位移、扭转或倾斜。(4)桩锤回跃，桩身回弹严重选择桩锤较轻，能引起较大的桩锤回跃；桩尖遇到坚硬的障碍物时，桩身则严重回弹。,1）打桩时，引起桩区及附近地区的土体隆起和水平位移，邻桩相互挤压导致桩位偏移。2）如在已有建筑群中施工，打桩还会引起临近已有地下管线、地面交通道路和建筑物的损坏和不安全。3）噪声大，扰民。严禁在噪声敏感区在夜间打桩。措施：挖防振沟、砂井排水（或塑料排水板排水）、预钻孔取土打桩、采取合理打桩顺序、控制打桩速度等。,5、打桩的公害,静力压桩是利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩施工。这种沉桩方法无振动、无噪音、对周围环境影响小，适合在城市中施工。静力压桩(图2.8)利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力(8001500kN)反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。,（二）静力压桩,静力压桩机,图2.8,静力压桩的施工工艺施工程序为：测量定位压桩机就位吊桩、插桩桩身对中调直静压沉桩接桩再静压沉桩送桩终止压桩截桩，工作程序见图2.12。,图2.9电焊接桩,接桩的方法目前有三种：焊接法(图2.9)、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。,（三）振动法沉桩,振动法是利用振动锤沉桩，将桩与振动锤连接在一起，振动锤产生的振动力通过桩身带动土体振动，使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。该方法在砂土中施工效率较高。,振动锤,1振动器；2弹簧；3竖轴；4横梁；5起重环；6吸振；,（四）水冲法沉桩（射水沉桩）,射水沉桩方法往往与锤击（或振动）法同时使用，具体选择应视土质情况而定。必须注意，不论采取任何射水施工方法，在沉入最后阶段11.5m至设计标高时，应停止射水，用锤击或振动沉入至设计深度，以保证桩的承载力。,植桩法沉桩是在沉桩部位按设计要求的孔径和孔深先用钻机钻孔，钻出的土体通过湿法或干法排出地面外运，在孔内再插入预制钢筋混凝土桩，然后采用锤击或振动锤打入法，将桩打入设计持力层标高。钻孔植桩法工艺流程见图2.13。植打桩顺序为：先打长桩，后打短桩；先打外围桩，后打中间桩，以防止土体位移对四周建筑物及各种设施造成的影响。,（五）植桩法沉桩,灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。,何谓灌注桩就地成孔安放钢筋笼灌注混凝土与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等特点。根据成孔工艺不同，分为干作业成孔的灌注桩泥浆护壁成孔的灌注桩套管成孔的灌注桩爆扩成孔的灌注桩等,2.3.2钢筋混凝土灌注桩施工工艺,灌注桩能适应各种地层的变化，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。但其操作要求严格，施工后需较长的养护期方可承受荷载，成孔时有大量土渣或泥浆排出,灌注桩的特点,1）干作业成孔灌注桩2）泥浆护壁成孔灌注桩3）套管成孔灌注桩4）爆扩成孔灌注桩5）挖孔灌注桩,灌注桩的分类（根据成孔工艺的不同）,干作业成孔灌注桩,干作业成孔灌注桩适用于地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质，勿需护壁可直接取土成孔。目前常用螺旋钻机成孔，亦有用洛阳铲成孔的。,步履式螺旋钻机,螺旋钻机,洛阳铲,洛阳铲是100多年前由洛阳的盗墓贼发明的。目前，洛阳铲已不再是考古界的专有工具，在建筑、公路、铁路、矿山等领域里都发挥了重要作用。特别是在地基灌桩和地质勘探等方面，洛阳铲已是必不可少的工具。,泥浆护壁成孔灌注桩,成孔机械有1）回转钻机2）潜水钻机3）冲击钻其中以回转钻机应用最多。,回转钻机成孔,1）回转钻机成孔工作原理：动力装置回转装置转动钻杆转动由钻头切削土壤（切削形成的土渣，通过泥浆循环排出桩孔）分类：正循环回转钻机反循环回转钻机：携带土渣量较大（对孔深大于30m的端承型桩，宜采用反循环）,回转钻机成孔施工过程,埋设护筒,钻孔,第一次清孔,吊放钢筋笼,第二次清孔,灌注混凝土,护筒高2m左右，上部设12个溢浆孔，是用厚48mm钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径200mm。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，成孔时引导钻头的方向。,钻孔灌注桩-护筒埋设,钻孔灌注桩钻孔,钻孔灌注桩-钢筋笼吊装,钻孔灌注桩混凝土浇筑,钻孔灌注桩-泥浆运输车辆,潜水钻机成孔,2）潜水钻机成孔潜水钻机是一种旋转式钻孔机械，其动力、变速机构和钻头连在一起，加以密封，因而可以下放至孔中地下水位以下进行切削土壤成孔。用正循环工艺输入泥浆，进行护壁和将钻下的土渣排出孔外潜水钻机成孔，亦需先埋设护筒，其他施工过程皆与回转钻机成孔相似。,潜水钻机,冲击钻成孔,3）冲击钻成孔冲击钻主要用于在岩土层中成孔，成孔时将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后用掏渣筒来掏取孔内的渣浆还有一种冲抓锥，锥头内有重铁块和活动抓片，下落时松开卷扬机刹车，抓片张开，锥头自由下落冲入土中，然后开动卷扬机拉升锥头，此时抓片闭合抓土，将冲抓锥整体提升至地面卸土，依次循环成孔。,冲击钻机,冲抓锥,浇筑水下混疑土,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。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。水下混凝土浇筑常用导管法(图2.17)。浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后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。,套管成孔灌注桩,套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法和振动打桩法，将带有桩靴的钢套管沉入土中，然后灌注混凝土并拔管而成。分类：1）锤击灌注桩2）振动灌注桩,（1）锤击沉管灌注桩,锤击沉管灌注桩适宜于一般粘性土、淤泥质土和人工填土地基，其施工过程见图2.20所示。,混凝土桩靴（桩尖）,（2）振动沉管灌注桩,振动沉管灌注桩采用激振器或振动冲击沉管。振动灌注桩利用激振器或振动冲击锤沉管。激振器又称振动锤，由电动机带动装有偏心块的轴旋转而产生振动。其施工过程为：桩机就位沉管上料拔管,为了提高桩的质量和承载能力，沉管灌注桩常采用单打法、复打法、反插法等施工工艺。单打法(又称一次拔管法)：拔管时，每提升0.51.0m，振动510s，然后再拔管0.51.0m，这样反复进行，直至全部拔出。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。反插法：钢管每提升0.5m，再下插0.3m，这样反复进行，直至拔出。,1、断桩：原因：桩距过近，打邻近桩时受挤压；或因混凝土终凝不久就受振动和外力作用所造成。处理：桩距3.5倍桩径。如不能满足时，则应采用跳打法或相隔一定技术间歇时间后再打邻近的桩,（3）沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法,2、缩颈：是指桩身某处桩径缩减，小于设计断面。原因:是在含水率很高的软土层中沉管时，土受挤压产生很高的空隙水压，拔管后挤向新灌的混凝土，造成缩颈。处理：施工时应严格控制拔管速度，并使桩管内保持不少于2m高的混凝土，以保证有足够的扩散压力，使混凝土出管压力扩散正常。,3、吊脚桩：是指桩底部混凝土隔空或混进泥砂而形成松软层。原因：是预制桩尖质量差，沉管时被破坏，泥砂、水挤入桩管。处理：将桩管拔出，纠正桩靴或将砂回填桩孔后重新沉管。,4、桩靴进水进泥（P57图2.19）原因：为桩靴活瓣闭合不严、预制桩靴被打坏或活瓣变形。处理：拔出桩管，清除泥沙，用砂回填后重打。,爆扩成孔灌注桩,爆扩成孔灌注桩是用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，再放入钢筋笼，浇筑桩身混凝土。爆扩桩在粘性土层中使用效果较好，但在软土及砂土中不易成型，桩长（H）一般为36m，最大不超过10m。扩大头直径D为2.53.5d。这种桩具有成孔简单，节省劳力和成本低等优点。但检查质量不便，施工质量要求严格。,挖孔灌注桩,在土木工程中，有些高层建筑、大型桥梁、重要的水利工程由于自重大，底面积小，对地基的单位压力很高，需要大直径的桩来承受，但却往往受到钻孔设备的限制而难以完成。在这种情况下，人们较多地采用了挖孔灌注桩,大直径灌注桩是采用人工挖掘方法成孔，放置钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩基础，也称墩基础。它由承台、桩身和扩大头组成(图2.21)，穿过深厚的软弱土层而直接坐落在坚硬的岩石层上。优点是桩身直径大，承载能力高；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。,1）人工挖掘成孔护壁方法施工,坍落的支护措施有现浇混凝土护壁、沉井护壁、喷射混凝土护壁等。(1)现浇混凝土护壁法施工即分段开挖、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。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0.51.0m为一施工段，开挖井孔直径为设计桩径加混凝土护壁厚度。护壁施工段，即支设护壁内模板(工具式活动钢模板)后浇筑混凝土，其强度一般不低于C15，护壁混凝土要振捣密实；当混凝土强度达到1MPa(常温下约24h)可拆除模板，进入下一施工段。如此循环，直至挖到设计要求的深度。,(2)沉井护壁法施工当桩径较大，挖掘深度大，地质复杂，土质差(松软弱土层)，且地下水位高时，应采用沉井护壁法挖孔施工。沉井护壁施工是先在桩位上制作钢筋混凝土井筒，井筒下捣制钢筋混凝土刃脚，然后在筒内挖土掏空，井筒靠其自重或附加荷载来克服筒壁与土体之间的摩擦阻力，边挖边沉，使其垂直地下沉到设计要求深度。,2）施工中应该注意的几个问题,桩孔中心线平面位置偏差不宜超过50mm，桩的垂直度偏差不得超过0.5%，桩径不得小于桩设计直径。挖掘成孔区内，不得堆放余土和建筑材料，并防止局部集中荷载和机械振动。桩基础一定要坐落在设计要求的持力层上，桩孔的挖掘深度应由设计人员根据现场地基土层的实际情况决定。,人工挖掘成孔应连续施工，成孔验收后立即进行混凝土浇筑。认真清除孔底浮渣余土，排净积水，浇筑过程中防止地下水流入。人工挖掘成孔过程中，应严格按操作规程施工。井面应设置安全防护栏，当桩孔净距小于2倍桩径且小于2.5m时，应间隔挖孔施工。,2.3.3桩基工程质量检查及检测,1打(沉)桩的质量控制(1)桩端(指桩的全截面)位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考。(2)桩端达到坚硬、硬塑的粘性土，中密以上粉土、砂土、碎石类土、风化岩时，以贯入度控制为主，桩端标高可作参考。(3)当贯入度已达到，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加以确认。(4)振动法沉桩是以振动箱代替桩锤，其质量控制是以最后3次振动(加压)，每次10min或5min，测出每分钟的平均贯入度，以不大于设计规定的数值为合格，而磨擦桩则以沉到设计要求的深度为合格。,2打(沉)桩验收要求(1)打(沉)入桩的桩位偏差按施工验收规范要求进行控制，桩顶标高的允许偏差为-50mm，+100mm；斜桩倾斜度的偏差不得大于倾斜角正初值的15%(倾斜角系桩的纵向中心线与铅垂线间夹角)。(2)施工结束后应对承载力进行检查。桩的静载荷试验根数应不少于总桩数的1%，且不少于3根，当总桩数少于50根时，应不少于2根；当施工区域地质条件单一，又有足够的实际经验时，可根据实际情况由设计人员酌情而定。(3)桩身质量应进行检验，对多节打入桩不应少于桩总数的15%，且每个柱子承台不得少于1根。,(4)由工厂生产的预制桩应逐根检查，工厂生产的钢筋笼应抽查总量的10%，但不少于10根。(5)现场预制成品桩时，应对原材料，钢筋骨架、混凝土强度进行检查用工厂生产的成品桩时，进场后应作外观及尺寸检查，并应附相应的合格证、复验报告。(6)施工中应对桩体垂直度、沉桩情况、桩顶完整状况、桩顶质量等进行检查，对电焊接桩、重要工程应作10%的焊缝探伤检查。(7)施工结束后，应对承载力及桩体质量做检验。(8)钢筋混凝土预制桩的质量检验标准按现行施工验收规范执行。,3.灌筑桩质量要求及验收（1）灌筑桩在沉桩后的桩位偏差按施工验收规范要求进行控制，桩顶标高至少要比设计标高高出0.5。（2）灌筑桩的沉渣厚度：当以磨擦桩为主时，不得大于150mm当以端承力为主时，不得大于50mm，套管成孔的灌筑桩不得有沉渣。（3）灌筑桩每灌筑50m3应有一组试块，小于50m3的桩应每根桩有一组试块。（4）桩的静载荷载试验根数应不少于总桩数的1%，且不少于3根，当总桩数少于50根时，应不少于2根。,（5）桩身质量应进行检验，检验数不应少于总数的20%，且每个桩子承台下不得少于1根。（6）对砂子、石子、钢材、水泥等原材料的质量，检验项目、批量和检验方法，应符合国家现行有关标准的规定。（7）施工中应对成孔、清渣、放置钢筋笼，灌筑混凝土等全过程检查；人工挖孔桩尚应复验孔底持力层土（岩）性。嵌岩桩必须有桩端持力层的岩性报造。（8）施工结束后，应检查混凝土强度，并应桩体质量及承载力检验。（9）混凝土灌筑桩的质量检验标准详见施工验收规范要求。,2.4地下连续墙施工,地下连续墙按其填筑的材料，分为土质墙、混凝土墙、钢筋混凝土墙（现浇和预制）和组合墙（预制钢筋混凝土墙板和现浇混凝土的组合，或预制钢筋混凝土墙板和自凝水泥膨润土泥浆的组合）；按其成墙方式，分为桩排式、壁板式、桩壁组合式；按其用途，分为临时挡土墙、防渗墙、用作主体结构兼作临时挡土墙的地