《建筑施工技术》教学课件-基础工程

2020/5/31,1,一、深基础：桩基础、墩基础、沉井基础、沉箱基础、地下连续墙二、桩基础：若干根单桩+承台或承台梁,2基础工程,2020/5/31,2,1.桩基础分类：按受力情况分类：摩擦型桩：桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。以控制桩的设计标高（或入土深度）为主，桩的贯入度为辅。端承型桩：桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。以控制贯入度为主，桩的设计标高（或入土深度）为辅。按施工方法分类：预制桩和灌注桩,2020/5/31,3,2.桩的发展：提高承载力。向攻克桩成孔难点方向发展。向低公害方向发展。,按排土分类：挤土桩：打入、静压、振动、预钻孔、沉管、拧入等非挤土桩：钻孔、挖孔按材料分类：木、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢管桩,2020/5/31,4,2.1钢筋混凝土预制桩优点：（常规挤土）承载力大，施工速度快，质量好，工艺简单，不受地下水影响。缺点：耗钢量大，端承型桩有接桩和截桩，硬土沉桩困难。截面形式：实心桩：方形，边长一般200550mm空心桩：常圆形，离心法生产，有RC、PC、PHC，外径3001000mm单根桩长：由桩架的高度、运输决定施工包括:制作（运输堆放）起吊沉桩,2020/5/31,5,RC实心桩,2020/5/31,6,先张法PC管桩后张法PHC管桩,2020/5/31,7,钢管桩,空心方桩,2020/5/31,8,一、制作:混凝土强度等级不宜低于C30,一般为C40C50,2020/5/31,9,预制方桩的平卧叠浇,2020/5/31,10,管桩的生产,1钢筋骨架成型,2钢筋骨架入模,2020/5/31,11,3混凝土入模,4封模-张拉,2020/5/31,12,6常压蒸养,5高速离心成型,2020/5/31,13,7放张-脱模,8高压蒸养釜高压蒸养,9成品堆放,2020/5/31,14,制作：(1)叠浇法：一般4层，下层桩或邻桩混凝土达到30%fcuk，才能浇上层桩或邻桩(2)钢筋要求：允许偏差（接头、位置、间距等）(3)混凝土：由桩顶向桩尖连续进行，严禁中断(4)制作偏差，质量外观长桩一般分节制作，工厂预制每节12m，现场预制每节30m，注意节点位置。,2020/5/31,15,二、起吊和运输:钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度标准值的75%方可起吊,达到100%方能运输和打桩。,三、沉桩方式:1.锤击沉桩2.静力压桩3.振动沉桩4.水冲沉桩,0.707l,0.293l,0.207l,0.207l,0.586l,0.145l,0.145l,0.355l,0.355l,l,桩的合理吊点位置(a)-点起吊;(b)两点起吊;(c)三点起吊,(a),(b),(c),R,R,R,2020/5/31,16,四、锤击沉桩(打入桩)(一)打桩机具:,1.桩锤:,落锤,汽锤,液压锤,柴油锤,单动汽锤,双动汽锤,落锤(a)普通落锤;(b)自动挂钩落锤,打入桩施工,2020/5/31,17,2.桩架:桩架高度HHh1+h2+h3+h4+h5=桩长+桩帽高度+桩锤高度+滑轮组高度+起锤工作余位高度(12m),2020/5/31,18,多功能桩架：由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成。,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,2020/5/31,19,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。,2020/5/31,20,(二)桩锤的选择:桩锤宜重锤低击,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,参照下表选用。,选择锤重参考表,2020/5/31,21,(三)打桩顺序:1.根据桩的密集程度:(a)自中间向两侧对称进行(桩距4d)(b)自中间向四周进行(桩距4d)(c)由一侧向单一方向进行(桩距4d),2020/5/31,22,2.根据基础的设计标高：先深后浅3.根据桩的规格：先大后小，先长后短4.行走路线：顶打（摩擦型桩，端承型桩送桩）退打（端承型桩）,(四)打桩施工:1.工艺:清理场地安装桩架吊桩就位打桩贯入度:每锤击一次桩的入土深度。最后贯入度:最后10击桩的平均入土深度。,2020/5/31,23,2.质量控制:A.当桩尖位于硬土层(如坚硬、硬塑的粘土、碎石土、中密以上的砂土或风化岩等)时(端承型桩），以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高为参考；当贯入度已达到而桩尖标高未达到时，应继续锤击3阵，每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值。B.当桩尖位于软土层时（摩擦型桩），以桩尖设计标高控制为主，贯入度为参考；C.当控制指标已符合要求，而其它指标与要求相差较大时，应与有关单位研究处理。,2020/5/31,24,顶压式液压压桩机,抱压式液压压桩机,五、静力压桩：特点:无噪声、无振动、节约钢筋、可预估和验证桩承载力。,2020/5/31,25,如:YZY650型最大压入力为6500KNZYJ680型额定压桩力为6800KN,2020/5/31,26,桩尖入土准备桩身压入土中焊接接桩,静压机压边桩的场景抱压式压桩机施工顶压式压桩机施工,2020/5/31,27,2.桩的接头型式,3,2,1,3,1,4,5,6,5,7,15d,16d,(a),(b),桩的接头型式(a)、(b)焊接接合;(c)管式接合;(d)管桩螺栓接合;(e)硫磺砂浆锚筋接合1-角钢与主筋焊接;2-钢板;3-焊缝;4-预埋钢管;5-浆锚孔6-预埋法兰;7-预埋锚筋;d-锚栓直径,(c),(d),(e),2020/5/31,28,PHC管桩法兰盘,2020/5/31,29,管桩的焊接接桩,2020/5/31,30,角钢绑焊法接桩,2020/5/31,31,浆锚法接桩,浆锚法的桩接头,2020/5/31,32,3混凝土预制桩的桩头处理,（1）混凝土实心桩的截桩,2020/5/31,33,（2）管桩的桩头处理,桩头处理包括填芯和截桩。,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,2020/5/31,34,截桩准备截桩作业中截桩后,管桩的截桩,截桩时管桩与承台的连接构造,2020/5/31,35,2.2混凝土及钢筋混凝土灌注桩优点：节约钢筋、模板，无需接桩缺点：技术间歇时间长，需严格控制施工质量,灌注桩适用范围,2020/5/31,36,一、干作业成孔灌注桩:(一)适用范围：地下水位以上的粘性土、砂土及人工填土。不宜用于地下水以下的各类土及碎石土、淤泥和淤泥质土。,2020/5/31,37,（a）,（b）,（c）,（d）,钻扩机钻孔示意图(a)钻头;(b)钻孔;(c)扩孔;(d)机扩钻孔桩;,2020/5/31,38,二、湿作业成孔灌注桩又称泥浆护壁成孔灌注桩,适用于地下水位以下的各种土层。(一)施工工艺:设泥浆池制备泥浆泥浆循环清渣测定桩位埋设护筒桩机就位成孔清孔安放钢筋笼浇筑水下混凝土,2020/5/31,39,(二)埋设护筒：作用定位导向，保护孔口，维持水头要求直径钻头D+100mm（回转钻）+200mm（冲击钻）埋设深度粘土1m，砂土1.5m，保证泥浆面高于地下水位2m以上;高于地面300mm600mm,GL,2m以上,护筒入土深度,护筒,地下水位,GL,2m以上,护筒入土深度,泥浆,地下水位,泥浆,(a),(b),(a)地下水位较浅时;(b)地下水位较深时,2020/5/31,40,(三)成孔：机械：1.冲击钻碎石土、砂土、粘性土、淤泥、岩层等，直径800、1000、1200等2.冲抓锥较松散粘土、粉质粘土、砂卵石层及其它软质土层，直径450600mm3.潜水钻粘性土、淤泥、淤泥质土、砂土、风化岩石等，直径5001500mm，深达50m,2020/5/31,41,(四)泥浆护壁：1.作用护壁、排渣、冷却、润滑2.制备原土造浆：当土质为粘土和粉质粘土时，加清水；排渣时泥浆比重为1.11.2。制备泥浆：IP17粘性土(除去杂质)+水(+稳定浆)；干净泥浆比重1.1左右，排出泥浆1.21.4，当穿过砂夹卵石层或易坍孔的土层1.31.5,2020/5/31,42,(五)清孔孔壁土质较好，不易塌孔时，可用空气吸泥机清孔。孔壁土质较差，宜用泥浆循环清孔。原土造浆：清孔后比重1.1左右制备泥浆：清孔后比重1.151.25清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持液面稳定沉渣厚度：端承桩50mm，摩擦桩150mm。,2020/5/31,43,五、套管成孔灌注桩,2020/5/31,44,1,2,3,4,5,6,8,(a),(b),(c),(d),(e),振动沉管灌筑桩成桩工艺(e)桩机就位;(b)沉管;(c)上料;(d)拔出桩管;(e)在桩顶,部内混凝土内插入短钢筋并灌满混凝土1-振动锤;2-加压减振弹簧;3-加料;4-桩管;5-活瓣桩尖;6-上料斗;7-混凝土桩;8-短钢筋骨架,(a),(b),(c),(d),(e),(f),锤击沉管灌筑桩成桩工艺(e)就位;(b)沉入套管;(c)开始浇灌混凝土;(d)边锤击边拔管;(e)下钢筋笼,并继续浇灌混凝土;(f)成型,2020/5/31,45,(二)施工工艺:桩机就位安装桩尖吊放桩管、扣上桩帽振动或锤击沉管放入钢筋笼浇筑混凝土拔管成桩,2020/5/31,46,(四)复打法扩大灌注桩:,全部复打,1.复打方式,部分复打,局部反插,1,2,3,4,(a),复打法示意图(a)全部复打;(b),(c)局部复打1-单打桩;2-沉管;3-第二次浇筑混凝土;4-复打桩;5-预加1m,2020/5/31,47,设计要求:提高桩的承载能力,2.复打条件,施工要求:处理工程事故,桩管每次打入时,中心线应重合,3.注意事项,必须在第一次灌注的混凝土初凝前完成复打工作,(五)充盈系数f:充盈系数是指实际灌注混凝土体积与按设计桩身直径计算体积之比。,2020/5/31,48,令:,f=,h,H,D,d,式中:H每次拔管高度;h管内混凝土下落高度;D套管外径;d套管内径。,H,h,D,d,2020/5/31,49,六、人工挖孔灌注桩:,人工挖孔和挖孔扩底灌筑桩(a)圆柱桩;(b)扩底桩;(c)、（d）扩底桩群布置,(b),(c),(d),(a),3d,h,h1,d1,d1,1000,500,h,h1,200,d,d,2020/5/31,50,（二）特点:单桩承载力高,结构传力明确,沉降量小,可一柱一桩,不需要承台,不需要凿桩头。可直接检查直径、垂直度和持力土层情况。可多桩同时施工,速度快。但桩成孔工艺存在劳动强度较大,单桩施工速度较慢,安全性较差等问题。,（三）适用范围:适用于桩直径0.8m以上,无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土、含少量的砂、砂卵石、姜结石的粘土层采用,特别适于黄土层使用。,2020/5/31,51,2.3地下连续墙地下连续墙(diaphragm)用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。一、工艺原理:,L,B,H,导墙,2020/5/31,52,二、工程特点:1.适用于各种土质。2.施工时振动小,噪音低。3.可在各种复杂条件下进行施工。4.防渗性能好。5.可用于“逆筑法”施工。6.可作为防渗墙,挡土墙,地下结构的边墙和建筑物的基础。三、适用范围:适用于各种地质条件,特别适用于密集建筑中建造深基础。,2020/5/31,53,四、施工工艺：设泥浆池，制备泥浆泥浆循环，排渣确定墙位筑导墙分段挖槽清底吊放接头管吊放钢筋笼水下浇筑混凝土,2020/5/31,54,L,B,1,2,3,4,5,6,(b),(c),(d),(a),(e),(f),地下连续墙施工工艺1-导墙;2-泥浆液面;3-挖槽机具;4-接头管;5-钢筋骨架;6-导管;7-混凝土;B-墙厚;L-单元槽段长度,2020/5/31,55,导墙施工,2020/5/31,56,分段挖槽,2020/5/31,57,铣削钻,2020/5/31,58,铣槽机,2020/5/31,59,带高压水喷头的铣轮,2020/5/31,60,钢筋笼起吊钢筋笼入槽,2020/5/31,61,连续墙混凝土浇筑接头管起拔进入第二槽段施工,2020/5/31,62,地下连续墙-钢支撑,2020/5/31,63,本章内容回顾一、钢筋混凝土预制桩预制桩施工应控制两个方面：即制桩、沉桩。1预制桩沉桩时要承受较大的冲击力，因此对混凝土的强度、保护层的厚度和钢筋的构造提出特殊要求；吊点位置应合理且应经过验算，以保证桩在起吊、运输和堆放过程中的安全。2不同的桩锤，其性能和适用范围也不相同，应根据实际情况选择，沉桩顺序，沉桩方法不同会对沉桩质量及周围建筑物有不同的影响。因此，打桩过程中应注意观测，出现问题立刻解决。,2020/5/31,64,二、钢筋混凝土灌注桩近年来，在城市中施工灌注桩应用越来越广泛，用途与工艺方法越来越多。各种灌注桩都有其不同的适用条件，钻孔桩的噪音、污染、振动较小，故