项目2 任务5桩基础工程施工

任务5桩基础工程施工,一、混凝土预制桩施工,二、混凝土灌注桩施工,桩的分类,桩基础由桩和承台组成。,摩擦桩,软弱土层,较软弱土层,软弱土层,极软弱土层,摩擦端承桩,端承摩擦桩,端承桩,按桩径（设计直径d）大小可分为小直径桩（d250mm）、中等直径桩（250mmd800mm）和大直径桩（d800mm）,一、混凝土预制桩施工,混凝土预制桩是在工厂或现场预制成型后，用锤击、振动打入、静力压桩等方式送入土中的桩。,混凝土预制桩适用于：对噪声污染、挤土和振动影响没有严格限制的地区；穿透的中间层较弱或没有坚硬的夹层，且持力层埋置深度和变化不大的地区；地下水位较高或水下工程；大面积桩基础工程。,混凝土预制桩施工主要包括预制和沉桩两个阶段。,（一）预制桩的制作、吊装、运输及堆放,预应力钢筋混凝土桩一般采用先张法在工厂制作。,1.制作,混凝土预制桩分钢筋混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩两种。,预应力钢筋混凝土桩一般为外径400500mm的空心园柱形截面，壁厚80100mm,在工厂采用“离心法”制成，分节长度810m，法兰连接。,预应力钢筋砼管桩,间隔重叠法制作预制桩的程序为：现场制作场地压实、整平、浇筑混凝土支模绑扎钢筋、安设吊环浇筑混凝土养护至30设计强度拆模支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋浇筑间隔桩混凝土同法间隔重叠制作第二层桩。,钢筋混凝土桩常为边长250550mm的方形断面，单根桩长度不宜超过30m。一般采用间隔重叠法在工厂或现场制作，且重叠层数一般不宜超过4层。,钢筋混凝土方桩,现场制作砼预制桩一般采用“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%以后方可进行；重叠层数不超过四层、层与层间之间涂刷隔离剂。,第一层预制方桩制作完毕,预制方桩的间隔生产,桩身钢筋绑扎,桩端钢筋构造,桩中钢筋应位置准确，主筋连接宜采用对焊，主筋接头位置应相互错开，相邻两根主筋接头截面的距离应大于35d，并不小于500mm；桩顶、桩尖一定范围内不留接头。,桩尖钢筋构造,桩尖对准纵轴线、桩顶平面和接桩端面应平整。,预制桩的砼强度等级不低于C30，预应力砼桩的砼强度等级不低于C40，纵向钢筋的保护层厚度不宜小于30mm；锤击预制桩的粗骨料粒径宜为540mm。,砼应机拌机捣、由桩顶向桩尖连续浇筑捣实，严禁中断，养护不少于7天。,料斗布料入模,砼振捣密实,表面拍实压光,现场分段预制桩时，应整体支模、纵向主筋先通长铺设，再在分段处切断；分段长度应考虑桩架有效高度、场地条件、装卸和运输能力，并避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。,当桩的混凝土达到设计强度标准值的70后方可起吊，吊点应系于设计规定之处。在吊索与桩间应加衬垫，起吊应平稳提升，并采取措施保护桩身，避免摇晃、撞击和振动。,2.起吊,3.运输,当桩的混凝土达到设计强度标准值的100后才可运输。装载时桩支承应按设计吊钩位置或接近设计吊钩位置叠放平稳并垫实，支撑或绑扎牢固。一般情况下，应根据打桩顺序和速度随打随运，以减少二次搬运。,堆放场地应靠近沉桩地点，地面必须平整坚实，设有排水坡度。运到施工现场的桩或在施工现场预制的桩，应有质量合格证，并按规定进行检查编号，按不同规格分别堆放，堆放层数不宜超过4层。多层堆放时，各层桩间应置放垫木，垫木的间距可根据吊点位置确定，并应上下对齐，位于同一垂直线上。,4.堆放,预应力钢筋砼管桩堆放,钢筋砼方桩堆放,1.清除障碍物,沉桩前应认真清除现场（桩基周围l0m以内）妨碍施工的高空、地面和地下的障碍物（如地下管线、地上电杆线、旧有房基和树木等），同时还必须加固邻近的危房、桥涵等。,（二）沉桩前的准备工作,2.平整场地,在建筑物基线以外46m范围内的整个区域，或桩机进出场地及移动路线上，应作适当平整压实（地面坡度不大于1），以满足打桩所需的地面承载力，并保证场地排水良好。,3.进行沉桩试验,沉桩前应进行不少于2根桩的沉桩工艺试验，以了解桩的沉入时间、最终贯入度、持力层的强度、桩的承载力以及施工过程中可能出现的各种问题和反常情况等，确定沉桩设备和施工工艺是否符合设计要求。,4.抄平放线、定桩位,在沉桩现场或附近区域应设置数量不少于2个的水准点，以作抄平场地标高和检查桩的入土深度之用。根据建筑物的轴线控制桩，按设计图纸要求定出桩基础轴线和每个桩位。定桩位的方法是在地面上用小木桩或撒白灰点标出桩位，或用设置龙门板拉线法定桩位。,逐排沉设：桩的就位和起吊方便，沉桩效率高。桩距4倍桩径时，应考虑跳打或变换沉桩顺序。,自中间向四周沉设：适宜大面积的桩群。分段沉设：适宜大面积的桩群。,5.确定沉桩顺序,沉桩顺序一般有：逐排沉设、自中间向四周沉设、分段沉设等三种情况。,逐排沉设,自中间向四周沉设,分段沉设,（3）根据基础的设计标高，宜“先深后浅”；,确定沉桩顺序的原则如下：,（2）当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向施打；,（1）对于密集桩群，自中间向两个方向或四周对称施打；,（4）根据桩的规格，宜“先大后小、先长后短”。,预制桩沉桩方法，可分为锤击沉桩、静压沉桩、振动沉桩和水冲沉桩等。,锤击沉桩又称打桩，是利用打桩设备的冲击动能将桩打入土中的一种方法。锤击沉桩施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有冲撞噪声和时地表层有振动，在城区和夜间施工有所限制。,（1）挖排水沟,（1）挖排水沟,（1）挖排水沟,（三）沉桩,1.锤击沉桩,多功能桩架,打桩设备主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。,（1）打桩设备及选用,桩锤分为柴油锤、蒸汽锤、落锤、液压锤、振动锤。常用桩架有多功能桩架和履带式桩架两种基本形式。其他辅助机具包括电焊机、桩帽、运桩小车、氧割工具、索具、扳手、撬棍和钢丝刷等。,桩锤,履带式桩架,桩帽,动力装置,桩,打桩的工艺流程为：桩机就位喂桩桩身对中调直打桩接桩送桩检查验收移桩机至下一桩位。,（2）打桩工艺,其施工要点为：,1）桩机就位。桩机设备进场后进行安装调试，然后移机至起点桩位处就位。桩架安装就位后应保证垂直稳定，在施工中不发生倾斜、移动。打桩前应用两台经纬仪对打桩机进场垂直度调整，使导杆保持垂直，并应在打桩期间经常检验。,3）桩身对中调直。桩就位后在桩顶安上桩帽，然后放下桩锤轻轻压住桩帽。要求桩帽与桩周围的间隙应为510mm，锤与桩帽、桩帽与桩之间应加设硬木、麻袋、草垫等弹性衬垫，桩锤、桩帽应和桩身在同一中心线上，桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%。等桩下沉达到稳定状态后，再一次检查其平面位置和垂直度，校正符合要求后即可进行打桩。桩在打入前，应在桩的侧面或桩架上设置标尺，以便在施工中观测桩的入土深度。,2）喂桩。先拴好吊桩用的钢丝绳和索具，然后应用索具捆住桩上端吊环附近处，一般不宜超过30cm；再启动机器起吊预制桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓缓放下插入土中，位置要准确；再在桩顶扣好桩帽或桩箍，即可除去索具。,4）打桩。打桩开始时，应先采用短落距0.50.8m轻击桩顶，使桩正常沉入土中12m后，检查桩身垂直度及桩尖偏移，符合要求后再逐渐增大至规定落距，直至将桩沉到设计要求的深度。,打桩过程中，遇见下列情况应暂停，并及时与有关单位研究处理：贯入度剧变；桩身突然发生倾斜、位移或有严重回弹；桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎。,打桩的原则是“重锤低击”。锤重的选择应根据工程地质条件、桩的类型、结构、密集程度及施工条件选用，其落距为：落锤小于1.0m，单动汽锤小于0.6m，柴油锤小于1.5m。,焊接适用于单桩设计承载力高，细长比大，桩基密集或须穿过一定厚度软硬土层，估计沉桩较困难的桩。,5）接桩。接桩前应先检查下节桩的顶部，如有损伤应适当修复，并清除两桩端的污染和杂物等。接桩时，宜在下截桩头露出地面（或水面）lm左右进行。上下节桩的中心线偏差不得大于10mm，节点折曲矢高不得大于0.1桩长，接触面应平齐，连接应牢固，接桩处外露铁件应再次补刷防腐漆。,焊接,常用的接桩方法有焊接、法兰盘连接和硫磺胶泥锚接（浆锚法）等3种。,焊接接桩,法兰盘连接接桩即在上下桩接头处预埋带有法兰盘的钢帽预埋件，上下桩对正用螺栓拧紧。接桩时上下节桩之间用石棉或纸板衬垫，拧紧螺母，经锤击数次后再拧紧一次，并焊死螺母。,法兰盘连接,法兰盘连接接桩构造,1-法兰盘2-螺栓3-螺栓孔,法兰盘连接,法兰盘连接的适用条件基本上与焊接的适用条件相同。,硫磺胶泥锚接接桩即在上节桩的下端预留伸出锚筋，下节桩顶端预留垂直锚筋孔，将熔化的硫磺胶泥注满锚筋孔并溢出桩面，迅速落下上桩头使相互胶结。待其冷却至少7min后才能继续沉桩。,硫磺胶泥锚接,硫磺胶泥锚接接桩构造,1-锚筋2-锚筋孔,该接桩方法一般适用于软土层，但由于这种方法接桩的接头可靠性差，因而不推荐采用。,硫磺胶泥锚接接桩,6）送桩。打桩时，如果要将桩顶打入土中一定深度，则应采用送桩器施打，以减少预制的长度、节省材料。送桩是将桩送入地下的工具式短桩，安放在桩顶承受锤击，通常用钢材制作，其长度和截面尺寸视需要而定。送桩施打时，应保证桩与送桩尽量在同一垂直轴线上。送桩器两侧应设置拔出吊环，拔出送桩后，桩孔应及时回填。,送桩,当桩端位于一般土层时，应以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅。桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土及风化岩时，应以贯入度控制为主，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，并按每阵10击的贯入度不应大于设计规定的数值确认。,桩终止锤击的控制应符合下列规定：,静压沉桩又称静力压桩或压桩，是在软土地基上，利用桩机本身产生的静压力将预制桩分节压入土中的一种沉桩方法。,（1）挖排水沟,（1）挖排水沟,（1）挖排水沟,2.静压沉桩,静力压桩适用于软土、填土等软弱土层及一般黏性土层，特别适合于居民稠密或危房附近等环境要求严格的地区沉桩，但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有厚度大于2m的中密以上砂夹层以及单桩承载力超过1600kN的情况。,静压沉桩具有施工时无噪声、无振动，施工迅速简便，沉桩速度快等优点，而且在压桩过程中，还可预估单桩承载力。,（1）施工机具准备,1）液压静力压桩机。液压静力压桩机由液压装置、行走机构及起吊装置等组成，根据单节桩的长度可选用顶压式液压压桩机和抱压式液压压桩机。2）送桩器、电焊机、平板车等工具用具。3）经纬仪、水准仪、钢卷尺、塔尺等检测设备。,顶压式液压压桩机,抱压式液压压桩机,静压沉桩的工艺流程为：桩机就位起吊桩压桩接桩送桩检查验收移桩机至下一桩位。,其施工要点为：,1）桩机就位。桩机就位系利用行走装置完成，通过横向和纵向油缸的伸程和回程使桩机实现步履式的横向和纵向行走，这样可使桩机达到要求的位置。,（2）施工工艺,3）压桩。压桩时桩帽、桩身和送桩的中心线应重合，压同一根桩应缩短停顿时间，以便于桩的压入。长桩的静力压入一般也是分节进行，逐段接长。当第一节桩压入土中，其上端距地面1m左右时将第二节桩接上，继续压入。,2）起吊桩。利用压桩机自身的工作吊机，将预制桩吊至静压桩机夹具中，并对准桩位，夹紧并放入土中，移动静压桩机调节桩垂直度，垂直度偏差不得超过0.5，并使压桩机处于稳定状态。,压桩,当出现下列情况之一时，应暂停压桩作业，并分析原因，采取相应措施：压力表读数显示情况与勘察报告中的土层性质明显不符；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；出现异常响声，压桩机械工作状态出现异常；桩身出现纵向裂缝和桩头混凝土出现剥落等异常现象；夹持机构打滑；压桩机下陷。,当符合下列条件时，可以终止压桩。根据现场试压桩的试验结果确定终压力标准；终压连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定。对于入土深度大于或等于8m的桩，复压次数可为23次；对于入土深度小于8m的桩，复压次数可为35次；稳压压桩力不得小于终压力，稳定压桩的时间宜为510s。,4）接桩、送桩。同锤击沉桩。,二、混凝土灌注桩施工,混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后在孔内安放钢筋笼、浇筑混凝土而形成的桩。,与预制桩相比，具有施工振动小、噪声低、挤土影响小、含钢量低、无需接桩等优点，适用于建筑密集区。,成桩工艺复杂，质量影响因素较多，施工后需较长的养护期方可承受荷载。,根据成孔工艺的不同，混凝土灌注桩可分为人工挖孔灌注桩、泥浆护壁钻孔灌注桩、干作业成孔灌注桩、沉管灌注桩和爆扩成孔灌注桩等。,爆扩成孔,人工挖孔,长螺旋钻机干作业成孔,回转钻机泥浆护壁钻孔,各种灌注桩的适用范围见下表。,优点：无挤土、无振动、噪音小，对邻近建筑物影响小，城区高层建筑常用。缺点：泥浆沉淀不易清除，承载力降低，沉降量增大。防治措施：浇灌前清底，夯填或注水泥浆。尺寸：一般600800mm。,泥浆护壁成孔灌注桩是指采用成孔机械成孔时，用泥浆保护孔壁防止塌孔，成孔后放入钢筋笼，水下浇筑混凝土而成的桩。,泥浆护壁成孔灌注桩施工,（一）施工准备,（1）泥浆护壁用土。应选用塑性指数17的黏性土，且泥浆的相对密度应大于1。（2）水泥。宜用325425级普通硅酸盐水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、硅酸盐水泥。（3）石子。宜优先选用卵石，如采用碎石宜适当增加混凝土的含砂率。（4）砂子。宜采用级配良好的中砂。含泥量、有害物质含量均应符合有关规范规定。（5）外加剂。采用减水缓凝剂。外加剂掺量应通过试验确定。（6）钢筋。钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书和复试报告。,1.材料准备,2.主要机具,（1）成孔机具,成孔机具主要有回转钻、潜水钻、冲击钻、冲抓锥等。,冲击钻,回转钻,潜水钻,冲抓锥,各成孔机具的适用范围如下表。,（2）浇筑混凝土机具,主要包括混凝土导管、漏斗、隔水栓、振捣器。,（3）其他机具,包括翻斗车或手推车、套管、水泵、水箱等。,（1）地上、地下障碍物都处理完毕，达到“三通一平”。,3.作业条件,（4）分段制作钢筋笼。,（3）施工前应做成孔试验，数量不少于两根。,（2）进行测量定位放线工作，设置桩基轴线定位点和水准点。,（二）施工工艺,1.工艺流程,2.施工要点,（1）测定桩位,平整清理好施工场地后，设置桩基轴线定位点和水准点，根据桩平面布置施工图，定出每根桩的位置，并做好标志。自检合格后，报监理单位验收。,测定桩位,（2）埋设护筒,埋设护筒时，护筒中心应对正桩位中心，其偏差不应大于50mm；其埋设深度，在黏性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m。护筒埋设后，周围填入0.5m以上黏土并分层夯实。,埋设护筒,（3）桩机就位,桩机就位时，必须使钻具中心和护筒中心重合，保持桩机平稳，不发生倾斜、位移。为准确控制成孔深度，应在机架上画出控制标尺，以便在施工中进行观测、记录。,桩机就位,（4）制备泥浆,泥浆制备方法应根据土质条件确定。在黏性土中成孔时，可在孔中注入清水，以原土造浆；在其他土层中成孔时，泥浆可选用高塑性的黏土或膨润土制备。制浆一般采用泥浆搅拌机，制成的泥浆可储藏在泥浆池或钢制泥浆箱内备用。,泥浆制备,（5）钻机成孔,1）正循环排渣法。泥浆由钻杆内部注入，并从钻杆底部喷出，携带钻下的土渣沿孔壁向上流动，由孔口将土渣带出流入沉淀池，经沉淀的泥浆流入泥浆池再注入钻杆，由此进行循环。,正循环回转钻机成孔工艺原理图1钻头2泥浆循环方向3沉淀池4泥浆池5泥浆泵6水龙头7钻杆8钻机回转装置,边钻孔边向桩孔内注入泥浆，通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。,2）反循环排渣法。泥浆由钻杆与孔壁间的环状间隙流入钻孔，然后，由砂石泵在钻杆内形成真空，使钻下的土渣由钻杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。,反循环回转钻机成孔工艺原理图,（6）清孔,当钻孔达到设计深度后，应进行验孔和清孔。验孔是用探测器检查桩位、孔深、孔径和孔的垂直度；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土。,清孔分两次进行，当验孔符合要求后进行第一次清孔；钢筋骨架、导管安放完毕，浇筑混凝土之前，进行第二次清孔。第一次清孔时利用施工机械，采用换浆、抽浆、掏渣等方法进行；第二次清孔采用正循环、泵吸反循环、泵举反循环等方法