土木施工课件

1、2020/6/25,1,一、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,2020/6/25,2,1.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； 端承型桩：桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受； 按施工方法分类：预制桩和灌注桩 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,2020/6/25,3,2.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。,2020/6/25,4,2.1 钢筋混凝土预

2、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300 1000mm 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,2020/6/25,5,一、制作: 混凝土强度等级不宜低于 C30,一般为C40C50 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

3、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。,2020/6/25,6,二、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),2020/6/25,7,四、锤击沉桩(

4、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,2020/6/25,8,2020/6/25,9,2020/6/25,10,2020/6/25,11,2.桩架: 桩架高度 H H h1 + 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),2020/6/25,12,(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,2020/6/25,13,设:Q2=

5、2Q1 H1=2H2 有:Q1H1=Q2H2 但,动量:T=Q 得:T2= T1,2gH,2,H1,H2,Q1,Q2,两种打桩方法 (a)“轻锤高击”;(b)“重锤低击”,(a),(b),2020/6/25,14,(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),2020/6/25,15,2. 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

6、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 .,2020/6/25,16,2.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。,2020/6/25,17,3.打桩施工记录 :,钢

7、筋混凝土预制桩施工记录 : 施工单位 工程名称 施工班组 桩的规格 桩锤类型及冲击部分重量 自然地面标高 桩帽重量 桩顶设计标高,工程负责人: 记录:,2020/6/25,18,五、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。,2020/6/25,19,如:YZY650型最大压入力为 6500KN ZYJ680型额定压桩力为 6800KN,2020/6/25,20,2.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

8、-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),2020/6/25,21,六、先张预应力管桩：,D,1,预应力管桩示意 1-桩身;2-钢套箍;3-端头板;D-外径;t-壁厚,3,2,3,2,t,1.组成:桩身、端头板、钢套箍,2.分类,预应力管桩(代号PC桩):混凝土强度 C60,高强预应力管桩(代号PHC桩):混凝土强度 C80,3.规格,外径3001000mm,壁厚60130mm,每节桩长 15m,2020/6/25,22,4.沉桩方式,锤击沉桩,静力压桩,2,4,1,1,3,（a）,（b）,（c）,（d）,（e）,预应力管桩施

9、工工艺流程 (a)测量放样、桩机和桩就位对中调直;(b)锤击下沉; (c)电焊接桩;(d)再锤击、再接桩、再锤击;(e)收锤,测贯入度 1-打桩机;2-打桩锤;3-桩;4-接桩,2020/6/25,23,2.2 混凝土及钢筋混凝土灌注桩 优点：节约钢筋、模板，无需接桩、截桩 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,2020/6/25,24,一、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。,2020/6/25,25,液压步履式长螺旋钻机 1-减速箱总成;2-臂架;3-钻杆;4-中间导向

10、套 ;5-出土装置; 6-前支腿;7-操 纵室;8-斜撑;9-中盘;10-下盘;11-上盘;12-卷扬机;13-后支腿;14-液压系统,2020/6/25,26,（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;,2020/6/25,27,(三)要求： 1.钻孔灌注桩混凝土强度等级 C15,水下灌注时C20; 2.灌注桩混凝土应分层浇筑和振捣 ,每层高度不得大于 1.5m; 3.钻孔桩一定要处理孔底虚土 .,2020/6/25,28,二、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

11、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,2020/6/25,29,(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1m以上;高于地面 30 60cm 地表土层较好，开钻后不坍孔，可不埋设护筒,GL,2m以上,护简入土深度,护简,地下水位,GL,2m以上,护简入土深度,泥 浆,地下水位,泥 浆,(a),(b),地下水位与孔内水位的关系 (a)地下水位较浅时;(b)地下水位较深时,2020/6/25,30,(三)成孔： 机械：1

12、.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 450600mm 3.潜水钻粘性土、淤泥、淤泥质土、砂土、风化 岩石等，直径 500 1500mm，深达50m,2020/6/25,31,2020/6/25,32,2020/6/25,33,(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1.2 1.4，当穿过

13、砂夹卵 石层或易坍孔的土层 1.3 1.5,2020/6/25,34,(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.,2020/6/25,35,(六)水下灌注混凝土 导管法,1.设备：导管、承料漏斗、提升机、球塞 2.施工要求： 混凝土坍落度 160 220mm 钢筋骨架放入泥浆后 4h内必须灌注混凝土 . 混凝土的实际灌注量不应小于计算体积 .,(a),300500,4,1.5m,

14、3,2,1,(b),(c),(d),(e),(f),滑阀式(隔水塞)导管法施工 (a)安设导管 (导管底部与孔底之间预留出 300500m空隙);(b)悬挂隔水塞 (或滑阀),使其与导水管面紧贴;(c)灌入混凝土 ; (d)剪断铁丝,隔水塞(或滑阀)下落孔底;(e)连续灌注混土 ,上提导管 ;(f)混凝土灌注完毕 ,拔出护管 1-漏斗 ;2-灌注混凝土过程中排水 ;3-测绳;4-隔水塞 (或滑阀),2020/6/25,36,(七)常见工程质量事故: 孔壁坍塌 原因：A. 碰撞孔壁； B.护筒周围未封紧密或埋设太浅 C. 泥浆面低于孔外水位或比重过低 D.遇流砂、淤泥、破碎地层；在松软砂层进尺太

15、快 预防：A. 避免碰撞； B. 注意保持水头 处理：A. 轻度加大比重； B. 严重坍孔用粘土、泥膏回填,2020/6/25,37,偏孔 原因：A.机械； B.土层软硬不匀； C.遇障碍物 预防：A.软硬土层低速钻进； B.倾斜面填以碎石、卵石 处理：A.检修机械； B.障碍物：钻机钻透，或低锤密击 打碎； C.偏斜过大：填以石子粘土，重钻，控 制钻速，在偏斜处上下反复扫平。,2020/6/25,38,三、钻孔压浆灌注桩: 钻孔压浆灌注桩系用长臂螺旋钻机钻孔 ,在钻杆纵向设 有一个从上到下的高压灌筑水泥浆系统 (压力1030MPa),钻 孔深度达到设计深度后 ,开动压浆泵,使水泥浆从钻头底部

16、 喷出 ,借助水泥浆的压力,将钻杆慢慢提起 ,直至出地面后 , 移开钻 杆,在 孔内放置钢筋笼 ,再另外放入一根直通孔底的 压力注浆塑料管或钢管,与高压浆管接通 ,同时向桩孔内投放 粒径 2040mm碎石或卵石直至桩顶 ,再向孔内胶管进行二次补 浆 ,把带浆的泥浆挤压干净 ,至浆液溢出孔口 ,不再下降 ,桩即 告全部完成 .,2020/6/25,39,(a),1,(b),(c),(d),(e),(f),(g),2,7,7,4,6,5,3,钻孔压浆灌筑桩工艺流程 (a)钻机就位 ;(b)钻进;(c)一次压浆 (d)提出钻 杆 ;(e)下钢筋笼 ;(f)下碎石 ;(g)二次补浆 1-长螺旋钻机 ;

17、2-导流器 ;3-高压泵车 ;4-高压输浆 管;5-灰浆过滤池 ;6-接水泥浆搅拌桶 ;7-注浆管,2020/6/25,40,(二)施工工艺: 钻机就位第一次注浆 ,提钻放钢筋笼和注浆管 填放碎(卵)石第二次注浆(补浆),组成,2020/6/25,41,(三)优点： 振动小，噪音低； 能在流砂、易塌孔和地下水的地质条件下成桩； 对周围土体有渗透加固作用，解决断桩、缩颈、 桩底虚土等，提高承载力；有局部膨胀扩径现象 无泥浆; 施工速度快，工期短; 单桩承载力高。,2020/6/25,42,(四)缺点： 无砂混凝土，水泥用量大； 桩身上部的混凝土密实度比下部差，静压试验有 发生桩顶压裂现象；地面上

18、水泥浆流失较多 遇到厚流砂层，不采取特殊措施，成桩较难； 脆性比普通RC桩较大。,(五)适用范围： 各种土层，特别是在流砂 、淤泥、砂卵石、塌孔 和地 下水等各种复杂地质条件下顺利成桩 .,2020/6/25,43,四 、桩端、桩侧压力注浆桩 (一)作用: 1. 提高桩端的端承力 2. 提高桩侧摩擦力 3. 使桩上抬，提高桩侧摩擦力，形成 “预应力”。 4. 减少日后竖向压缩变形。,(二) 压浆参数 桩端压浆：闭式注浆(腔体)：注浆压力(控制)、注浆 量、桩顶上抬量 开式注浆(回浆管)：注浆量、注浆压力、 注浆速度,2020/6/25,44,(三) 注浆方式： 连续注浆、二(多次)注浆、间歇性

19、循环注浆 (四) 施工程序： 成孔 放钢筋笼及桩侧注浆管、桩端压力装置 浇筑混凝土 压力注浆 卸下注浆接头 、成桩 压力注浆: 桩端桩身混凝土达75%fcuk，1次、2次或多次注浆； 桩侧时间：混凝土初凝后，或成桩 12天、或7天后， 分多个注浆段时：自上而下或自下而上,2020/6/25,45,五、套管成孔灌注桩,2020/6/25,46,1,2,3,4,5,6,8,(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;

20、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,2020/6/25,47,(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,2020/6/25,48,(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-

21、第二次浇筑混凝土 ;4-复打桩 ;5-预加 1m,2020/6/25,49,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,2020/6/25,50,(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 .,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,2020/6/25,51,(六)常见的工程质量事故 : (1)断桩：指桩身出现水平或略有倾斜且贯通全截面的裂缝 原

22、因：桩距过小；桩混凝土终凝不久受振动或外力 措施：桩中心距3.5d；新打桩应避免或减少干扰 跳打法 处理：拔除补作桩身 (2)缩颈：亦称瓶颈，指桩身局部直径小于设计直径 原因：含水量大的粘性土，孔隙水压力大 桩间距过小 拔管过快，管内混凝土少和易性差。 措施：控制拔管速度；管内混凝土尽量高； 可能部位反插法。 处理：复打法,2020/6/25,52,(3)吊脚桩：指桩底部的混凝土隔空或混入泥沙，在桩底部 形成松软层。 原因：预制桩尖质量差；活瓣桩尖未及时张开。 措施：严格控制桩尖质量； 密振慢抽，桩尖处多次反插； 停抽多振或密击。 处理：拔管填砂重沉,（4）桩尖进水进泥 : 原因：地下水位高，

23、含水量大的淤泥和粉砂土层 桩尖与桩管处接缝不严 ,或桩尖损坏 措施：保证桩尖质量； 0.5m水泥砂浆+1m混凝土封底 处理：用砂回填重沉,2020/6/25,53,六、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,2020/6/25,54,（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

24、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 .,2020/6/25,55,（四）构造要求 : 1.桩径d:一般为 0.82.0 m,最大可达 3.5m 2.桩长H:一般在 20m左右,最深可达 40m 3.扩底d1:扩底直径 d1 = 1.33.0d,最大可达4.5d 构造要求 : :h = 1:4 h1 ,d1 - d,2,d1 - d,4,桩底宜挖成锅底形 ,锅底中心比四周低 0.2m,根据试验 , 它比平底桩可提高承载力 20%

25、以上.,2020/6/25,56,(五) 施工： 放线 ,定桩位 挖第一节桩孔土方 支模浇筑第一节 混凝土护壁 循环作业直至设计深度 检查持力层后 进行扩底清理虚土、排除积水 、检查尺寸和持力层 吊放 钢筋笼就位浇筑桩身混凝土 1.施工机具 : (1)挖土工具 (2)出土工具 (3)降水工具 (4)通风工具 (5)照明、通讯工具,2020/6/25,57,2.护壁：现浇混凝土护壁、工具护壁、简易护壁 土质好，且无地下水可不设护壁 混凝土护壁：分段高度一般为 0.91.0 m。混凝土强度 C30 或 C25,厚度经计算确定，一般取100 150 mm, 加配适量直径6 8 mm的钢筋，相邻两节护

26、壁 之间用钢筋拉接。,2020/6/25,58,3.注意事项 : (1)保证桩孔的质量 (2)防止工程质量事故 (3)人身安生 : 塌孔 窒息 触电,2020/6/25,59,2.3 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 :,2020/6/25,60,二、 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

27、深基础,2020/6/25,61,四、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,2020/6/25,62,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,2020/6/25,63,(一) 筑导墙： 1.构造: 2.作用: (1)挡土墙 (2)基准墙 (3)承重墙 (4)存液墙,2020/6/25,64,(二) 泥浆护壁： 1.作用:护壁、排碴、冷却、润滑 . 2.泥浆的制备 :,(1)制备泥浆,(2)自成泥浆,(3)半自成泥浆,护壁泥浆的种类及其主要成分,3.泥浆的成分,2020/6/25,65,Q =,(1)按泥浆重复使用次数进行估算 :,4.泥浆的需要量:,V,N,式中