第二章-桩基工程..ppt

第二章桩基础工程,建筑与土木工程学院,2,2020/6/11,目录,建筑与土木工程学院,3,2020/6/11,教学要求,教学目标掌握锤击法施工的全过程和施工要点；掌握泥浆护壁灌注桩和干作业成孔灌注桩的施工要点；熟悉套管成孔灌注桩施工工艺和质量控制方法。重难点重点钢筋混凝土预制打入桩和灌注桩施工；难点钢筋混凝土预制桩沉桩工艺及质量控制方法；灌注桩施工工艺、常见质量缺陷及预防处理。,建筑与土木工程学院,4,2020/6/11,概述,桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和承台组成。桩的材料：混凝土、钢或组合材料。作用：上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。桩径：小直径桩d250mm中等直径桩250mmd800mm大直径桩d800mm,建筑与土木工程学院,5,2020/6/11,概述,分类：1.按承载性质分：端承型桩-基桩端嵌入坚硬土层，即桩端阻力承载；摩擦型桩-由桩侧阻力和桩端阻力共同承载；摩擦端承桩-桩顶荷载主要由桩端阻力承受；端承摩擦桩-桩顶荷载主要由桩侧阻力承受。2.按使用功能分：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩及复合受荷桩。,建筑与土木工程学院,6,2020/6/11,概述,3.按施工方法分：预制桩-在工厂或施工现场预制，用打桩机沉桩；灌注桩-现浇桩，现场成孔，在孔内吊放钢筋笼、灌注混凝土成桩。,建筑与土木工程学院,7,2020/6/11,2.1预制桩施工,预制桩有混凝土预制桩和钢桩两种。混凝土预制桩-承载较大、坚固耐久、施工速度快；分实心方桩和预应力混凝土空心管桩。钢桩-有钢管桩、H型钢桩及其他异型钢桩。,建筑与土木工程学院,8,2020/6/11,2.1预制桩施工,2.1.1预制桩的制作1.混凝土预制桩的制作,预制桩的混凝土浇筑，应由桩顶向桩尖连续进行，不得中断。,建筑与土木工程学院,9,2020/6/11,2.1预制桩施工,2.钢桩的制作钢管桩：采用Q235钢制作，常见直径406、609、914，壁厚918mm。H型桩：采用Q235或Q345钢制作，常见截面200mm200mm400400mm,翼缘厚度1235mm,腹板厚度1220mm。,建筑与土木工程学院,10,2020/6/11,2.1预制桩施工,2.1.2预制桩的起吊、运输1.桩的起吊桩身强度达到设计强度的30%方可拆模，70%方可起吊，100%方可运输。吊点位置应按起吊后桩的正、负弯矩基本相等的原则，合理吊点见图1-2-1.2.桩的运输根据打桩顺序随打随运，避免二次搬运。运距不大-起重机吊运，运距较大-大平板车或轻便轨道平台车运输。,建筑与土木工程学院,11,2020/6/11,2.1预制桩施工,2.1.3预制桩的堆放1.桩的堆放场地须平整、坚实、排水畅通。垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上。2.堆放的层数不宜过多混凝土桩4层钢桩9003层、6004层、4005层3.同桩号的桩应堆放在一起，而桩尖均向一端。,建筑与土木工程学院,12,2020/6/11,2.1预制桩施工,2.1.4预制桩沉桩沉桩方法有锤击法、静压法、振动法及水冲法等，前两种方法应用较多。1.锤击法（1）锤击沉桩机：由桩锤、桩架及动力装置组成。1）桩锤：落锤、蒸汽锤（单动式汽锤和双动式汽锤）、柴油锤、液压锤等。注：锤击方法-重锤轻击,建筑与土木工程学院,13,2020/6/11,2.1预制桩施工,建筑与土木工程学院,14,2020/6/11,2.1预制桩施工,2）桩架a.桩架的行走方式常有滚管式、轨道式、步履式及履带式四种。滚管式-优点：结构简单，制作容易，成本低；缺点：平面转向不灵活，操作复杂。轨道式-缺点：机动性能差，施工不方便。步履式-优点：移动就位方便，打桩效率高。履带式-优点：垂直度调节灵活，稳定性好；装拆方便，行走速度；适应性强，施工效率高。,建筑与土木工程学院,15,2020/6/11,2.1预制桩施工,b.桩架的选择考虑因素：.桩的材料、截面形状及尺寸大小，桩长及接桩方式；.桩的数量、桩距及布置方式；.桩锤的形式、重量及尺寸；.工地现场条件。打桩作业空间及周边环境；.投入桩机数量及操作人员的素质；.施工工期及打桩速率。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12m）,建筑与土木工程学院,16,2020/6/11,2.1预制桩施工,（2）打桩施工1）打桩顺序a.逐排打、逐排改变方向；b.自中央向两个方向施打；c.自中央向四周施打；d.分段打。注：.基础标高不一的桩，先深后浅；.不同规格的桩，宜先大后小、先长后短。,建筑与土木工程学院,17,2020/6/11,2.1预制桩施工,2）打桩方法施工工艺流程：打桩机就位-起吊预制桩-稳桩-打桩-接桩-送桩-中间检查验收-移机至下一个桩位。3）接桩方法焊接-应用最多；法兰接-螺栓连接；硫磺胶泥锚接-只适用于软弱土层4）送桩桩顶标高低于自然土面，需用送桩管将桩送入土中，且桩与送桩管的纵轴线应在同一直线上，拔出送桩管后，桩孔应及时回填或加盖。,建筑与土木工程学院,18,2020/6/11,2.1预制桩施工,（3）打桩的质量控制a.质量检查内容：沉桩过程中每米进尺的锤击数、最后1m的锤击数、最后三阵贯入度、桩尖标高、桩身垂直度以及桩位。b.打桩停锤的控制原则摩擦桩-以控制桩端标高为主，贯入度作参考；端承桩-以贯入度控制为主，桩端标高作参考。c.桩身垂直度垂直偏差应控制在1%内，斜桩的倾斜度偏差不得大于倾斜角正切值的15%,建筑与土木工程学院,19,2020/6/11,2.1预制桩施工,（4）打桩对周边的影响及其防治为避免或减小沉桩挤土效应及对邻近环境的影响，可采取以下措施：a.预钻孔沉桩b.设置袋装砂井或塑料排水板c.挖防振沟d.采取合理打桩顺序、控制打桩速度e.设置隔离板桩或地下连续墙,建筑与土木工程学院,20,2020/6/11,2.1预制桩施工,（5）预制桩制作流程现场布置场地清理、整平场地地坪混凝土支模绑扎钢筋、安设吊环浇注混凝土养护30%强度拆模、再支上层模板、涂刷隔离剂重叠生产浇筑第二次混凝土养护至70%强度起吊100%强度运输、堆放沉桩,建筑与土木工程学院,21,2020/6/11,2.1预制桩施工,2.静力压桩法静力压桩法是利用桩机本身的自重平衡沉桩阻力，在沉桩压力的作用下，克服压桩过程中的桩侧摩阻力及桩端阻力而将桩压入土中。一般适用于软弱土中。（1）静力压桩机机械式：由底盘、机架、动力装置等组成。特点：装配费用低，但设备高大笨重，移动不便，效率低。液压式：由桩架、液压夹桩器、动力设备及吊装起重机等组成。特点：自动化程度高、动力大、工作平稳。,建筑与土木工程学院,22,2020/6/11,2.1预制桩施工,（2）施工工艺：分段压入、逐节接长测量定位压装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切割桩头。（3）注意事项a.静力压桩机应根据设计和土质情况，配足额定重量；b.桩帽、桩身和送桩的中心线应重合；c.压同一根桩应缩短停歇时间；d.采取技术措施，减小静压压桩的挤土效应；e.注意限制压桩速度。,建筑与土木工程学院,23,2020/6/11,2.2灌注桩施工,按成孔工艺分：干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、爆扩成孔等。2.2.1干作业成孔灌注桩适用于地下水位以上的黏性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层等。1.成孔方式人工挖孔：地下水位高，有承压水的砂土、滞水层、淤泥层。螺旋钻机成孔：锥式钻头-用于黏性土；平底钻头-松散土层；耙式钻头-杂填土。,建筑与土木工程学院,24,2020/6/11,2.2灌注桩施工,2.操作要求钻杆垂直稳固位置正确，防止发生钻杆晃动引起孔径扩大。3.施工工序桩机就位钻土成孔测量孔径、孔深和桩孔水平与垂直距离，并校正挖至设计标高成孔质量检查安放钢筋笼放置孔口护孔漏斗灌注混凝土并振捣拔出护孔漏斗、孔成。,建筑与土木工程学院,25,2020/6/11,2.2灌注桩施工,2.2.2泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺：桩位放线开挖泥浆池、排浆沟护筒埋设钻机就位、孔位校正成孔（泥浆循环、清除土渣）第一次清孔质量验收下钢筋笼和混凝土导管第二次清孔浇筑水下混凝土（泥浆排出）成桩。,建筑与土木工程学院,26,2020/6/11,2.2灌注桩施工,1.护壁泥浆（1）泥浆的作用：保护孔壁、防止塌孔、排出土渣以及冷却与润滑钻头的作用。护筒作用：定位、保护孔口、维持水头等。（2）泥浆循环a.正循环：小直径孔D0.8m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，使钻下的土渣由杆内腔吸出至地面而流向沉淀池，沉淀后再流入泥浆池。2.成孔机械回转钻机-适用于松散土层、黏土层、砂砾层、软硬岩层等。冲击钻机-粉质黏土、砂土及砾石、卵漂石及岩层潜水钻机-用于地下水位下的土层。,建筑与土木工程学院,28,2020/6/11,2.2灌注桩施工,2.2.3沉管灌注桩即利用锤击打桩法或振动沉管法将带有活瓣的钢制桩尖或混凝土桩尖的钢管沉入土中，然后边拔管边向管内灌注混凝土而形成的桩。锤击沉管灌注桩-用锤击法沉、拔管的桩；振动沉管灌注桩-用激振器沉、拔管的桩。沉管灌注桩成桩过程：桩机就位锤击（振动）沉管上料边锤击（振动）边拔管，浇筑混凝土下钢筋笼继续拔管，浇筑混凝土成桩。,建筑与土木工程学院,29,2020/6/11,2.2灌注桩施工,1.锤击沉管灌注桩适用于一般黏性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基。复打扩大灌注桩，全长复打法：两次沉管注意：a.前后两次沉管的轴线应重合；b.复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝前进行。,建筑与土木工程学院,30,2020/6/11,2.2灌注桩施工,2.振动沉管灌注桩适用范围与锤击灌注桩外，还适用于稍密或中密的碎石土地基。（1）单打法：一次拔管法。拔管时每提升0.51m，振动510s，如此反复，直至套管全部拔出为止。应用较多。（2）复打法：在同一桩孔内进行进行两次单打，即按单打法制成桩后再在混凝土桩内成孔并灌注混凝土。此法可用于扩大桩径，大大提高桩的承载力。（3）反插法：将