第2章基础工程2.ppt

1、,灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注砼，或者加入钢筋后再灌注混凝土而形成。 桩基础的优点：可以省去大量土方支撑和排水降水设施，施工方便，且一般均能获得良好的技术经济效果。,分类： 干作业成孔灌注桩 泥浆护壁成孔灌注桩 套管成孔灌注桩 人工挖孔灌注桩等。,二、灌注桩施工,1、干作业成孔灌注桩： 适用于地下水位较低，在成孔深度内无地下水的土质 不需护壁可直接取土成孔。 成孔机械： 螺旋钻长：钻杆长10m以上,400600 短：钻杆长35m，300400 钻扩机：钻孔径8001200，扩孔径可达3.5m,(1)工艺顺序 平整场地，挖排水沟定桩位钻机对位、校垂直开钻出土清孔检查垂直度及虚

2、土情况放钢筋骨架浇混凝土。,钻孔,螺旋钻孔机成桩工艺,放入钢筋骨架,浇筑混凝土,清孔,步履式螺旋钻机,（2）施工要点 土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作； 软塑土层、含水量大用疏纹叶片钻杆； 可塑、硬塑粘土，含水量较小的砂土用密纹叶片钻杆； 及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌； 浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度59cm，每层浇筑高度1.5m。 （3）质量要求 偏差要求：位置偏差70150mm； 垂直度偏差1 孔底虚土厚度： 端承桩50mm； 摩擦桩150mm。 避免出现缩径和断桩,钻孔灌注桩，直径800cm，28m,2、泥浆护壁成孔（用于有地下水）,泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁，防止塌孔和排出土渣

3、而成孔。,原理：利用原土自然造浆或人工造浆浆液进行护壁，通过循环泥浆将被钻头切下的土块带出孔外成孔，然后安放钢筋笼，水下灌注混凝土成桩。 适用范围：地下水位较高的黏性土、粉土、砂土填土、碎石土及风化岩层。,测定桩位,埋设护筒,桩机就位,制备泥浆,泥浆循环出渣,机械钻孔,清孔,安放钢筋骨架,浇筑水下混凝土,泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺,钻（冲）孔灌注桩,原理 用钻机（如螺旋钻、振动钻、冲抓锥钻等）钻土成孔（需泥浆护壁），然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌混凝土。 施工方法 有正循环、反循环施工法。 优缺点 优点：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身变形小，并可方便地进行水下施工。 缺点：要求

4、有专门的设备（钻机），清孔较难彻底。,钻孔灌注桩-护筒埋设,护筒的作用 1）固定桩位，并作钻孔导向； 2）保护孔口，防止孔内土层坍塌 3）隔水，稳固孔壁。,泥浆制备与运输,基本要求：膨胀土或高塑性粘土现场加水搅拌，比重1.11.15，粘度为1025s，含砂率小于6，胶体率大于95。 主要作用： a)产生悬浮液压力，防止坍孔； b)在孔壁形成一层胶泥，护壁，并切断孔内外水位，稳定孔内水位； c)具有浮渣作用。,泥浆护壁钻孔灌注桩施工时，通常应埋设钢护筒，以起定位、保护孔口、存储泥浆和使其高于地下水位。,埋设的钢护筒,泥浆护壁成孔灌注桩施工现场,护壁的泥浆有采用膨润土制浆、原土制浆等，其泥浆的比重

5、应根据土质进行调整，维持孔壁一定的泥浆压力，不塌孔。,泥浆池制浆,钻进机械,图 4.6 冲击钻机示意图 1滑轮；2主杆；3拉索；4斜撑；5卷扬机；6垫木；7钻头,旋转钻进 冲击钻进 冲抓钻进,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。正循环工艺是依靠泥浆向上的流动将土渣提升，其提升力较小，孔底沉渣较多。 泵举反循环排渣法: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。反循环通过泵吸作用提升泥浆

6、，泥浆上升的速度较高，排放土渣能力大；孔身大于30m的端承型桩宜采用反循环。,潜水钻机成孔排渣有:正循环排渣和泵举反循环排渣两种方式，,钻孔灌注桩的钻头由施工作业队根据土质、以往的施工经验加工制作，通常在端部焊接合金刀头，增加耐磨性和切削土的能力。,钻孔灌注桩是一种基本的工程结构基础桩。,钻孔灌注桩的钢筋笼成型,超声波检测桩身质量的预埋钢管,钻孔灌注桩的施工现场若管理不善，易造成泥浆到处流淌，现场文明施工不够。,混凝土料斗,浇筑混凝土导管,清孔,目的,除去孔底沉渣，保证孔底砼质量及桩的承载力。,方法,抽浆清孔：用空气吸泥机吸出含铅渣的泥浆。 换浆清孔：正、反循环在钻孔完成后不停钻、不进尺。 掏

7、渣清：孔用掏渣筒掏清孔内粗粒铅渣。 继续循环换浆清渣。,要求：,孔底0.5m内；1.25；含砂率8；粘度28s。,清孔,验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况； 清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。 泥浆护壁成孔清孔：对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，使管内形成强大高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。 对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在1.151.25。,将导管居中插入，上接漏斗，设隔水栓； 放开隔水栓使混凝土向孔底猛落，将水挤出，并使导管始终埋在混

8、凝土内，此后连续灌注混凝土； 不断提升导管，直至灌注完毕。,水下混凝土灌注直升导管法,施工步骤,图4.9 灌注水下混凝土 1-通混凝土储料槽；2-漏斗 3-隔水栓；4-导管,浇筑水下混疑土,泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。 水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。 水下混凝土浇筑常用导管法 浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。,水下灌注要求：,混凝土C20，坍落度1622cm，骨料粒径30

9、mm； 导管最大外径比钢筋笼内径小100以上； 钢筋的混凝土保护层厚度50mm（混凝土垫块）； 能埋管500600mm后剪断导柱塞铅丝； 提管时保证混凝土埋入1m。,混凝土搅拌必须均匀；防止卡管事故； 必须连续作业，避免中断灌注，并防止混凝土上升顶起钢筋笼； 随时记录孔内混凝土灌注标高和导管入孔长度，防止导管提升过猛，形成断桩； 桩顶标高应比设计值愈加一定高度，以确保混凝土质量。一般取0.5m。,注意事项,3、套管成孔灌注桩,特点：能在土质很差，地下水位很高时施工 施工方法：锤击沉入钢管法 振动沉入钢管法 工艺顺序： 桩靴、钢管就位沉管检查管内有无砂、水放入钢筋骨架浇灌混凝土、提管。 要点：

10、防止钢管内进入泥浆、水； 灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动 防止缩径、断桩及吊脚桩。,就位,沉入,浇筑,成型,边拔边浇,放入钢筋笼 继续浇筑,广州大学城工地柴油锤捶击沉桩，一般用在对周围居民影响不大的空旷地区。,钢筋混凝土桩尖,钢管活瓣桩尖,为了提高桩的质量和承载能力，振动灌注桩常采用单打法、复打法、翻插法等施工工艺。 单打法：在沉入土中的套管内灌满砼，开动振动器，振动510s，开始拔管，边拔边振。每拔0.51.0m，停拔振动510s，如此反复进行，直至全部拔出。 复打法：在同一桩孔内连续进行两次单打，或根据需要进行局部复打。施工时，应保证前后两次沉管轴线重合，并在混凝土初凝之前进行。

11、 翻插法：在套管内灌满砼后，先振动再拔管，每次拔高0.5m1.0m，向下反插0.3m0.5m，如此反复进行，直至拔出。,4、爆扩灌注桩,步骤：成孔放炸药灌砂及压爆混凝土引爆成扩大头检查置筋灌筑混凝土。 炸药用量：依扩大头径及土质而定，可用计算、试验、查表三法。,内容：爆桩孔 爆扩大头,爆扩桩基础构造示意图,爆扩桩施工工艺,钻孔 (直径5060mm),放炸药管,扩孔清土,放炸药包 灌混凝土,爆扩大头,放入钢筋骨架,灌注混凝土,5、人工挖孔灌注桩,安全要求： 护壁、通风、联络、照明、人员上下,人工挖孔桩,人工挖孔桩,大直径扩底桩,护壁构造示意,土石方及基础工程安全技术 案例 2003年3月2日14

12、时40分，由江苏省宜兴三建集团南昌分公司承建的南昌市地王广场工程，施工人员在人工挖孔桩桩孔内进行土方作业，因未按规定在桩孔内做护壁，挖至7m深时，导致桩孔上部土方坍塌，造成4人死亡。,人工挖孔桩；基坑护坡部分用沙包；人工挖孔桩的护壁模板为钢模板，分为四块,监理下桩底检查,业主会同设计院验桩持力层,桩底持力层岩样,设计院与甲方、监理验桩，确定终孔,钢筋绑扎完毕，超声波安装完毕,砼浇筑,桩基检测开展超声波检测,浇筑完成后的桩,哈尔滨一工地2工人挖灌注桩被埋,不少工人围在出事桩口等待工友的消息.,其它深基础施工2.2 地下连续墙,1.用途：深基坑的支护结构建筑物的深基础 2.特点：刚度大，挡土又挡水

13、，可用于任何土质，施工无振动、噪音低；成本高，施工技术复杂，专用设备。 3.施工工艺：导墙施工槽段开挖清孔插入接头管和钢筋笼水下浇筑混凝土（初凝后）拔出接头管。 4.支承及与基础底板、结构墙体的连接：,地下连续墙施工过程示意图,地下连续墙 diaphragm,导杆液压 抓斗构造,SF型多头 钻成槽机,2.3 墩基础（即大直径扩底灌注桩）,直径0.8m。（桩径2.5m、底径5m、承千吨） 方法：1)人挖人扩桩； 2)机钻人扩桩,干法； 3)机钻机扩桩,湿法。 要求： 防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。 设备：1)风镐、八字护壁； 2) 钻扩机。 施工工艺： 护壁挖孔扩底放入钢筋笼浇筑混凝土,墩身

14、施工示意图,新加坡发展银行,四墩, 每墩直径7.3m 将荷载传递到下部好土层,承载力高,大直径钻孔桩,风化砂岩及粉砂岩,部分风化及不风化泥岩,新加坡发展银行,四墩7.3m,2.4 沉井基础,1、用途：重型设备基础；桥墩；取水结构；超高层建筑物基础； 2、施工工艺：制作安放刃脚分节浇筑沉井和开挖下沉（井内混凝土施工） 1)现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形井筒，可设内隔墙，可竖向分段； 2)井筒内挖土或水力吸泥后，井筒靠自重逐步下沉，边挖边沉； 3)沉至设计标高后用素混凝土封底防水渗，浇钢筋混凝土底板，或内填； 4)若沉井为内空的地下结构物，则浇筑钢筋混凝土顶板。,沉井caisson,其他深基础,沉

15、井施工主要程序示意图,小 结,桩基础是一种常用的深基础形式，当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基承载力不能满足设计要求时，宜采用桩基础。明确工程地质勘察是桩基础设计与施工的重要依据。 锤击沉桩施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但噪音、振动和土体挤压都会对周围环境产生影响。施工中尽可能采用预防措施，减少噪音、振动公害。 灌注桩施工中包括有成孔、钢筋笼制作安装、清孔和灌注混凝土等施工过程，成桩工艺较复杂，湿作业成孔时成桩速度慢，其成桩质量与施工好坏密切相关，成桩质量难以直观的进行检查。在灌注桩施工方案中要对质量事故认真分析，并采取相应的预防措施。,按承载性状分类（荷载传递方式）,分类依据：根据

16、桩侧与桩端阻力的发挥程度和分担荷载比例的不同。,分为预制桩和灌注桩两类。 预制桩在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，用沉桩设备通过锤击、振动、静压或旋入将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。 灌注桩在施工现场的桩位上用机械或人工成 孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的 不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和 爆扩桩等。,按施工方法分类,打入第一节桩体,电焊接桩,打入末节桩体,混凝土预制桩 要求：截面边长300500mm，分节长度12m。预应力 管桩外径300600mm，每节长513m； 优点：承载力高，耐久性好，质量较易保证。 缺点：自重大，打桩难，桩长难统一，工艺

17、复杂。 钢桩 要求：直径2501200mm，批量生产。 优点：穿透性强，承载能力高，应用方便。 缺点：成本高，易锈蚀。 木桩 要求：桩径160 260mm，桩长4 6m。 优点：制作运输方便，打桩设备简单。 缺点：承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用。,预制桩的分类及特点,分类 沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。 原理 是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。 特点 能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。 施工的关键问题 桩身的成型和混凝土质量。,灌注桩的分类,按桩的设置效应分类,非挤土桩 这类在成桩过程中基本对桩相邻土不产生挤

18、土效应的桩,如钻（冲或挖）孔灌注桩及先钻孔后再打入的预制桩； 部分挤土桩 对桩周土体稍有排挤作用，但土的强度和变形性质变化不大。包括冲击成孔灌注桩、预钻孔打入式预制桩等。 挤土桩 设置过程中使土的结构严重扰动破坏，对土的强度和变形性质影响较大。实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩等。,其他分类方法,按桩径分：小桩、中等直径桩、大直径桩 按功能分：受压桩、横向受荷桩、锚桩、抗拔桩、护坡桩 按桩身截面形状分：圆桩、方桩、多边形桩、异形桩 按承台位置：高承台桩基、低承台桩基。,沉桩深度控制,以最后贯入度（指沉至某标高时，每次锤击的沉入量 ）和桩尖设计标高两方面控制。 要求最后两阵的平均贯入度为10-50mm/阵。 锤击法：常以10次锤击为一阵。 振动法：以1min为一阵。,沉管灌注桩：利用锤击或振动等方法沉管成孔，然后浇灌混凝土拔出套筒。可避免流砂、坍孔及排渣等弊病。 锤击沉管灌注桩 振动沉管灌注桩 内击式沉管灌注桩,4.2.2 灌注桩的施工,沉管灌注桩,钻（冲）孔灌注桩,原理 用钻机（如螺旋钻、振动钻、冲抓锥钻等）钻土成孔（需泥浆护壁），然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌混凝土。 施工方法 有正循环、反循环施工法。 优缺点 优点：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身变形小，并可方便地进行水下施工。