施工技术-02-桩基工程

?建筑施工技术与机械?

石家庄市城乡建设学校段培杰TELE-mail：第二章桩基工程第二章桩基工程当天然地基无法满足工程对地基的变形和强度要求时，常采用桩基。桩基是由假设干根单桩组成，在桩的顶部用承台连接成整体，构成桩根底。第二章桩基工程桩基按承载和工作方式分为端承形桩〔端承桩和端承摩擦桩〕和摩擦形桩〔摩擦桩和摩擦端承桩〕。见图3-1桩根底第二章桩基工程桩基按施工方法分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩施工程序〔见图3-2〕第一节钢筋混凝土预制桩施工一、预制桩的制作、起吊、运输和堆放〔一〕钢筋砼实心方桩的制作、起吊、运输和堆放1．桩的制作〔见图3-3〕第一节钢筋混凝土预制桩施工2．桩的起吊〔见图3-4〕第一节钢筋混凝土预制桩施工3．桩的运输与堆放〔二〕砼管桩的制作、运输和堆放见图〔2-4〕砼管桩第一节钢筋混凝土预制桩施工〔三〕钢管桩的制作、运输和堆放二、锤击沉桩〔打入法〕施工〔一〕打桩机械及其选择1．桩锤〔1〕落锤〔2〕单动气锤〔3〕双动气锤〔4〕柴油锤〔5〕液压锤见图2-5、图2-6、图2-7、表2-1和表3-3第一节钢筋混凝土预制桩施工2．桩架〔1〕滚筒式桩架〔2〕多功能桩架〔3〕履带式桩架〔见图3-5和图3-6〕第一节钢筋混凝土预制桩施工3．桩帽及衬垫材料4．送桩器第一节钢筋混凝土预制桩施工〔二〕打桩前的施工准备工作1．去除地上地下障碍物，平整场地。2．材料机具准备及接通水电源。3．进行打桩试验，以便检验设备和工艺是否符合要求。4．确定打桩顺序〔见图3-7〕第一节钢筋混凝土预制桩施工5．设置水准点及桩位〔三〕打桩工艺打桩工艺：吊桩就位—校垂直—安装帽插入土中—校四心合一〔锤、帽、身、靴〕—预压—校垂直—锤击记录—停打4．打桩测量和记录第一节钢筋混凝土预制桩施工1．定锤吊桩2．打桩3．接桩及截桩头〔见图2-11及图2-12〕〔1〕焊接接桩〔2〕浆锚接桩〔3〕法兰接桩第一节钢筋混凝土预制桩施工4．打桩测量和记录〔四〕打桩工程质量要求包括两个方面：最后贯入度或标高符合设计要求；桩的偏差应在允许范围之内。〔五〕打桩质量通病及其防治常见的打桩质量通病及原因1、桩顶、桩身被打坏〔1〕混凝土强度缺乏〔2〕过打〔3〕桩垫材料选择不当〔4〕打桩方法不对2、打不下〔1〕桩已坏〔2〕下部有硬物〔3〕沉桩顺序错误3、桩被打偏〔1〕桩架不正〔2〕偏心施打、桩帽过大〔3〕下部有硬物4、一桩打下、邻桩涌起软弱土层、含水量较大，打桩顺序不当第一节钢筋混凝土预制桩施工三、静力压桩静力压桩是借助专用桩架自重及桩架的压重，通过液压系统施加压力在桩顶，使桩逐节压入土中的一种沉桩法。该施工无噪声，精确度高，适合于软土地基中施工。〔见图2-13〕第一节钢筋混凝土预制桩施工四、预制桩施工对周围环境的影响及预防措施〔一〕噪音影响及防护工业企业噪音标准规定：85dB打桩噪音的防护措施：1．音源控制防护2．遮挡防护3．控制打桩时间第一节钢筋混凝土预制桩施工〔二〕振动影响及防护1．选择低振动桩锤；2．打桩时采用特殊缓冲器；3．尽量采用预钻孔、水冲法、静压法；4．开挖防震沟或设置防震墙；5．采用重锤低击。第一节钢筋混凝土预制桩施工〔三〕土体挤压影响及防护土体挤压影响防护措施：1．预钻孔沉桩法；2．合理安排打桩顺序和工艺；3．采用排水措施降低超孔隙水压力；4．设防挤防震沟；5．设置防挤防渗墙。第二节钢筋砼灌注桩施工灌注桩是直接在现场桩位上成孔，然后放入钢筋笼再浇筑砼而成桩。灌注桩施工按成孔的方法不同可分为钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩及爆扩灌注桩等。灌注桩成孔方法选择见表3-6第二节钢筋砼灌注桩施工灌注桩成孔的控制深度要求：〔一〕摩擦型桩以设计桩长控制成孔深度。〔二〕端承型桩必须保证桩孔进入设计持力层深度。第二节钢筋砼灌注桩施工灌注桩成孔施工顺序确实定：1．没有挤土作用，按现场条件和桩机行走方便的原那么确定。第二节钢筋砼灌注桩施工2．有挤土作用，结合现场条件采用以下方法确定成孔顺序：1〕跳打；2〕邻桩砼初凝前或终凝后；3〕承台下桩数五根以上者，先中间后外围；4〕同一承台下爆扩桩，采用单爆或联爆法；5〕人工挖孔桩，采用跳挖。第二节钢筋砼灌注桩施工一、钻孔灌注桩施工〔一〕钻孔机械设备1．全叶螺旋钻孔机〔见图2-14〕第二节钢筋砼灌注桩施工2．回转钻孔机3．潜水钻孔机〔见图2-15和图2-16〕第二节钢筋砼灌注桩施工4．钻扩孔机〔见图2-17〕第二节钢筋砼灌注桩施工5．全套管钻孔机〔二〕钻孔灌注桩施工工艺依据地质条件不同分为干作业成孔和泥浆护壁〔湿作业〕成孔两类。1．干作业成孔灌注桩施工先用钻机在桩位处钻孔，然后在桩孔内放入钢筋笼，再浇注砼而成。〔见图3-8〕第二节钢筋砼灌注桩施工施工工艺为：定桩位—钻机对位—校垂直—开钻出土—清孔——检查垂度及虚土厚—放钢筋笼—浇筑砼。螺旋钻孔机及孔底虚土的处理。第二节钢筋砼灌注桩施工2．泥浆护壁〔湿作业〕成孔灌注桩施工用成孔机械在桩位上成孔；为了防止孔壁坍塌，在孔中注入泥浆保护孔壁；当桩孔到达设计要求深度后，进行清孔，然后吊放钢筋笼，用导管法进行水下浇筑砼而成桩。第二节钢筋砼灌注桩施工施工工艺测定桩位—埋设护筒—桩机就位—钻孔〔设置泥浆池制泥浆清渣〕清孔—安放钢筋笼—水下浇筑砼。〔见流程图〕第二节钢筋砼灌注桩施工〔1〕测定桩位〔2〕埋设护筒护筒设于成孔处，起定位护孔保持水位的作用。〔3〕制备泥浆泥浆主要起护壁排渣冷却润滑的作用。泥浆密度选用见表2-4。第二节钢筋砼灌注桩施工〔4〕成孔方法1〕回转钻成孔2〕潜水钻成孔3〕冲击钻成孔〔见图2-18冲击钻钻头〕第二节钢筋砼灌注桩施工4〕抓孔〔见图2-19冲抓锥斗〕第二节钢筋砼灌注桩施工〔5〕清孔当钻孔到达设计深度后，既应进行验孔和清孔。〔6〕吊放钢筋笼〔7〕水下浇注砼用导管法分层连续浇注，用长轴振捣器振捣。导管第一节长度大于或等于4m；第一次浇筑导管底端埋入砼中0.8m~1.3m。〔见图2-20水下浇筑砼〕第二节钢筋砼灌注桩施工二、沉管灌注桩施工沉管灌注桩是利用锤击、振动、静压或振动锤击的方法将带有钢筋砼桩靴或钢制活瓣桩尖的钢管沉入土中至设计标高，然后边浇筑砼边拔套管而成桩。〔见图2-21沉管灌注桩施工过程〕第二节钢筋砼灌注桩施工〔一〕锤击沉管灌注桩施工〔见图2-22锤击灌注桩机械〕第二节钢筋砼灌注桩施工为了扩大桩径，提高承载力或补救缺陷，可采用复打法。见图2-23复打法示意图第二节钢筋砼灌注桩施工〔二〕振动、振动冲击沉管灌注桩施工〔见图2-24振动沉管设备示意图〕和〔图2-25活瓣桩尖〕第二节钢筋砼灌注桩施工〔三〕沉管桩施工中常见问题的分析与处理1．断桩断桩的原因：桩距过小，邻桩挤土影响；土的水平力；砼终凝不久。第二节钢筋砼灌注桩施工防止断桩的措施：〔1〕布桩时应少桩疏排；〔2〕桩身砼强度较低时，尽量防止振动和外力干扰；〔3〕采用跳打和控制时间法以减少对邻桩的影响。第二节钢筋砼灌注桩施工2．缩颈桩缩颈桩的产生原因：拔管过快，砼和易性差；土的含水量大，孔隙水压力的影响。缩颈桩的防治措施：〔1〕采用慢拔密挤，控制拔管速度；〔2〕砼坍落度要符合要求，管内砼必须高于地面。第二节钢筋砼灌注桩施工3．桩尖进水、进泥砂桩尖进水、进泥砂的原因：是由于桩管与桩尖接合处的垫层不紧密或桩尖被打破所致。第二节钢筋砼灌注桩施工桩尖进水、进泥砂的防治：〔1〕修复桩靴缝隙或将桩管与桩尖接合处用草绳、麻袋垫紧后，用砂回填桩孔后重打。〔2〕如果只受地下水影响，当桩管沉至地下水位时水泥砂浆灌入管内0.5m封底，在灌入1m高的砼，然后继续沉管。第二节钢筋砼灌注桩施工4．吊脚桩吊脚桩即桩底部的砼隔空或砼混进了泥砂而形成的松软层。吊脚桩产生的原因：砼桩尖强度缺乏。吊脚桩的防治：严格检查砼桩尖的强度〔应不小于C30〕。第二节钢筋砼灌注桩施工三、人工挖孔灌注桩施工人工挖孔灌注桩一般指桩身直径大于70cm，采用人工成孔，灌注砼而成桩。〔见图2-26人工挖孔灌注桩构造示意图〕第二节钢筋砼灌注桩施工当桩端持力层的承载力较高时，采用等截面桩。当桩砼的抗压强度大于持力层承载力时，那么扩大桩的底端面积成为变截面桩，这种桩称为扩底灌注桩〔见图3-13〕。第二节钢筋砼灌注桩施工其参数关系为：〔D1－D〕D1－D—————:h＝1:4；h1≥————24第二节钢筋砼灌注桩施工〔一〕人工挖孔桩的施工机具1．辘轳、电动葫芦、提土桶、三角支架；2．潜水泵；3．鼓风机和输风管；4．锹、镐、土筐、风镐；5．照明灯具、对讲机、电铃等。第二节钢筋砼灌注桩施工〔二〕施工工