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文档简介

1、. 桩基础的概念竖直或微倾斜的基础构件,横截面尺寸比长度小得多。 工作原理设置于岩土中的桩通过桩侧摩阻力和桩端阻力将荷载传递到地基或通过桩身将横向荷载传给侧向土体桩基础施工技术优先考虑桩基础作为深基础的条件:(1 荷载大,地基上部土层软弱,持力层位置较深;(2 河床冲刷严重,河道不稳或冲刷深度不易计算准确;(3 地基计算沉降过大,或结构不均匀沉降敏感;(4 施工水位或地下水位较高桩的分类分类依据:功能、荷载传递机理、材料、施工方法等。按材料分木桩钢桩钢筋混凝土桩按受力情况分抗压桩抗拔桩抗横向推力桩端承桩摩擦桩抗浮桩塔基桩深基坑支护桩抗滑桩按施工方法分预制桩:主要指预制钢筋混凝土桩。通过锤击、静

2、压或振动等方法沉入地基内到达所需的深度,形成桩基础。适用条件桩径小(一般直径在0.6m以下),地基土质为砂性土、粉土、细砂以及松散的不含大卵砾石的土层。灌注桩:在施工现场的桩位上,通过机械钻孔或人工挖掘等方法形成桩孔,然后在孔内下入钢筋笼,灌注混凝土,形成钢筋混凝土灌注桩。适用条件桩径桩长变化范围大,适用于各种土层和岩层。应用广。按施工方法分:a灌注桩普通钢筋混凝土预制桩预应力钢筋混凝土预制桩b预制桩1)非挤土灌注桩螺旋钻孔灌注桩机动洛阳铲成孔灌注桩人工挖孔灌注桩潜水电钻成孔灌注桩正循环钻孔灌注桩反循环钻孔灌注桩套管护壁成孔灌注桩2)部分挤土灌注桩: 冲击成孔灌注桩、组合桩3)挤土灌注桩: 沉

3、管灌注桩、夯扩灌注桩、干振灌注桩桩型与成桩工艺选择主要因素:1)建筑物的性质与荷载2)工程地质水文地质条件3)施工环境条件4)材料供应与施工技术条件5)经济指标和施工工期影响桩型因素:1)重要建筑物及对不均匀沉降敏感的建筑物,选择成桩质量稳定性好的桩型2)荷载大的高重建筑物,首先要选择单桩承载力足够大的桩型3)地震设防区或受其他动荷载的桩基,在能满足竖向承载力的同时又有利于提高横向承载力的桩4)当坚实持力层埋深较浅时,应优先采用端承桩,包括扩底桩,当坚实持力层埋深深时,则应根据单桩承载力的要求,选择合适的长径比5)土层有可液化或震沉特性时,应考虑其产生的负摩擦力使桩嵌入稳定土层中一定深度影响施

4、工方法因素:1)地下水位与地下水补给条件是选择桩的施工方法的主要因素2)施工场地距相邻建筑物、道路等很近时,采用挤土桩,应采用有效措施防止邻近建筑及设施的破坏3)施工场地面积小,不能采用沉淀方法处理泥浆时,尽可能不采用泥浆护壁法施工4)选择成桩方法时,还须考虑设备进出场和成孔成桩过程中所需空间尺寸与建筑物的净距等的要求5)选择成桩方法时不要盲目追求先进性而忽视现实可靠性桩型与施工方法选择原则:综合经济效益好,满足施工工期钻孔灌注桩的施工本章的主要内容:1、 概述:灌注桩的定义、灌注桩的类型、灌注桩的施工程序、灌注桩的优缺点2、灌注桩的成孔方法:正循环回转钻进、反循环钻进、振动钻进、螺旋钻进、冲

5、抓锥钻进3、灌注桩的施工程序一、灌注桩基本概念1、灌注桩的定义 灌注桩是在设计的桩位使用机械或人工按要求成孔,然后在孔内下入钢筋骨架等,灌入混凝土而成桩,属就地成桩。2、灌注桩施工的发展与应用 1)发展 早期灌注桩施工,采用人工开挖井孔,这种开挖工作一般用木挡板或钢圈作支撑,并随开挖进展而支设,用这种方式挖孔筑桩,除了费时外,当桩穿过含的粘土时会遇到一些重大的施工问题。 1940年以后,大型桩机出现,机械成孔穿过软土而到第一个能胜任的持力层。随着车装式和起重机式钻机和开挖机具的发展,施工周期缩短,成本降低。几乎完全代代替了人工操作。(除遇到硬岩和灌注前清理井底与侧壁外)2)应用工业与民用建筑:

6、桩基础、基坑支护(护坡桩)铁路、公路路基,桥基、立交桥基础滑坡防治:抗滑桩大型塔基水上建筑基础3、灌注桩类型按作用机理分: 1)摩擦桩 2)端承桩 3)端承摩擦桩 4)摩擦端承桩 5)嵌岩- 桩按施工方法分:a非挤土灌注桩 b挤土灌注桩a非挤土灌注桩:1) 干法作业:螺旋钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、冲抓成孔灌注桩、扩底灌注桩2) 泥浆护壁:正、反循环回转钻孔灌注桩、潜水钻成孔灌注桩、旋挖成孔灌注桩、冲抓成孔灌注桩3)套管护壁:全套管施工法(贝诺特灌注桩)b挤土灌注桩:冲击成孔灌注桩、沉管灌注桩、夯扩灌注桩、桩端、桩侧压浆钻孔灌注桩、旋转挤压灌注桩、锥形灌注桩、挤扩支盘灌注桩按桩的工作特性分:普

7、通桩(基础桩)、抗震桩、护坡桩、抗拔桩、岩石锚桩、树根桩按桩的垂直度分:直桩、单向斜桩、多向斜桩4、钻孔灌注桩的功能特点1)适应性广2)单桩承载力大3)建造费用较低4)抗震性能好5)施工中噪音小、公害少5、钻孔灌注桩施工缺点1)成桩受天气影响2)某些地层若不能控制流失、塌孔成桩困难3)检验手段不够完善6、灌注桩的构造1)混凝土标号混凝土标号不得低于C15,水下灌注混凝土不得低于C20,预制桩尖不得低于C30 。2)配筋主筋受水平力的桩不得少于 810;抗压桩、抗拔桩不宜少于610。纵向主筋均匀布置,其净距不应小于60mm,尽量减少接头。箍筋:68200300mm,宜采用螺旋式箍筋;受水平力较大

8、或抗震桩,桩顶35d范围内箍筋应适当加密。加劲箍筋(又称架立筋)钢筋笼长度大于4m ,应每隔2m左右设一道1218的加劲箍筋。主筋保护层不应小于35mm ,水下灌注不应小于50mm。二、灌注桩施工钻进方法(岩土工程施工钻进方法)1、简介工程施工钻的产生与发展起源:矿山竖井、采矿爆破、供水井及其它工程技术孔特点:深度浅口、径大发展简况:1)荷兰1927年采用回转法施工孔径2m以上。2)英格索兰公司1930年采用大口径钢粒钻进工程孔。(U.S.)3)1941年前苏联采用转盘钻施工大口径孔,研制出5.5m口径钻机。4)德国、法国19世纪50年代制成泵吸反循环钻机和贝诺特钻机。5)美国核试验施工450

9、眼大口径井。(48-96in,平均深500-1500ft)6)日本20世纪70年代引进并研制出数十种大口径钻机。现状-设备制造、施工方法和工艺多样化和专业化。是钻探技术的一个分支。世界主要基础设备制造商:德国宝峨、意大利土力、美国英格索兰、阿特拉斯公司工程施工钻的应用大型建筑物基础工程施工1)钻孔灌注桩2)管桩:钢管桩、混凝土管桩3)地下连续墙4)锚桩5)沉管灌注桩6)复合地基7)基坑降水、支护已竣工程基础的注浆加固1)基础防渗:钻孔注浆加固2)基础裂隙的粘合:钻孔注浆堵塞粘合3)古建筑基础加固:注浆加固4)路基沉降:钻孔注浆充填加固各种工程技术孔1)采矿爆破、运输、通风、排水孔2)钻井法开挖

10、竖井3)地下核试验4)地震观测孔5)非开挖铺设管线6)沼气井、储藏室、化学冻结孔7)大型供水井国内外工程施工钻孔的现状桩孔直径:微型桩300mm500800mm一般灌注桩10001500mm15003000mm大型灌注桩40005000mm深度:一般2030m、承载层很深时6070m方法:回转法、冲击法、冲抓法、螺旋钻法、潜水钻法、旋挖法、钻孔扩底法、人工挖孔法2、施工前的准备工作场地准备:1)场地为旱地时在设备进场前做到“三通一平”(通电、水、路,平整场地),清除地面杂物; 2)在建筑物旧址或杂填土地区施工时,将浅埋旧基础、石块等挖除,松软场地夯打密实或换除软土; 3)场地为浅水时,宜采用筑

11、岛方法,使施工场地高出水面0.51.0米; 4)场地为深水时,可搭水上工作平台或船上作业; 5)查清现场是否有妨碍施工的地下埋设物、地下构筑物; 6)检查测量资料,复核测量基线和基点,标定桩位和高程。 护筒的埋设:1)护筒埋设是泥浆护壁成孔灌注桩施工的开端,护筒的位置、垂直度准确与否,对成孔成桩质量大有影响 2)挖孔(坑)埋设 :地下水位在地面以下超过1米时,可采用 。3)填筑埋设:当地下水位较高,挖埋困难时先填筑工作土台,然后在土台上挖坑埋设护筒。 护筒的作用: 1)控制桩位、导正钻具 2)防止孔口孔壁坍塌 3)提高孔内水头高度稳定孔壁 4)护筒顶面可作为测量基准面 护筒的要求: 1)护筒内

12、径大于钻头直径,2)护筒顶端高度高出地下水位3)护筒底端埋深:粘性土不小于1.01.5m,砂土不小于1.5m 4)护筒埋置偏差不大于50 护筒的种类:1)砖砌护筒-用于地下水位埋深大于1.5m且易于开挖的场地 2)木护筒-重复使用次数少,较少采用 3)钢护筒-坚固耐用 ,使用广泛4)钢筋混凝土护筒-多用于大直径桩孔 泥浆配制与循环处理:泥浆的作用:1)保护孔壁 2)悬浮并携带钻渣 3)减小钻进阻力 泥浆的配制:1)利用所钻地层的粘土,采用清水钻进自然造浆 2)用泥浆搅拌机,或投入粘土靠钻具的冲击、回转造浆 泥浆循环系统: 泥浆池:泥浆池(沉淀池加贮浆池)的容积,不小于同时施工的桩孔容积的1.2

13、2.0倍 沉淀池:单个沉淀池的容积可用同时开动的泥浆泵在沉淀时间的总排量来决定循环槽:断面尺寸由工艺决定,循环槽应设5坡度。 泥浆净化:1)自然沉降 2)机械净化 3)化学净化 3、钻进方法正循环回转钻进方法采用钻机回转装置通过钻杆带动钻头回转切削破碎岩土;泥浆泵泵送的泥浆经过钻钻杆内腔输送致孔底,县浮并携带钻渣,再经钻杆与孔壁之间的间隙返回地面,实现排渣与护壁。适用条件:1)成孔直径不宜大于1000mm,钻孔深度小于40m。 2)采用泥浆护壁、排渣3)适应地层:填土、粘土、粉土、淤泥、砂土、基岩及卵石(含量小于15%、粒径小于10mm)。 正循环存在的问题:口径大时,泥浆上返速度低,排渣困难

14、,岩土重复破碎现象严重,受泥浆泵排量限制。 1)钻机转速低、扭矩大(低速马达)通孔直径大移位搬迁方便(钻机、钻塔安装于车辆或平台上)2)泥浆泵离心泵-流量大、重量轻、价格便宜,流量随管道阻力的增加而减小往复泵-可多台并联使用增大排量,泵量基本不随管道阻力而变化3)钻头出水口刀刃全面钻进用钻头:鱼尾钻头笼式刮刀钻头组合牙轮钻头内外压砂块式钢粒钻头环状钻进用钻头:牙轮取芯钻头硬质合金取芯钻头钢粒取芯钻头扩底钻头鱼尾钻头适用条件-适用于钻进粘土和砂土层优点-制作简单,与孔底接触面积小,以较小的钻压便可获得较高的钻进效率法兰导向上腰带导向下腰带中心杆硬质合金鱼尾钻头横竖支撑缺点-导向性差,遇局部阻力或

15、侧向挤压易偏斜肋骨圆钢管硬质合金笼式钻头双腰带笼式钻头适用条件-粘土、粉砂土、中、粗砂和细砂优点-钻速快,排渣好,由于双腰带的导正作用与小钻头的定心作用,钻头工作平衡、摆动小(扩孔率小,可减小砼的灌注量),垂直精度高,破碎岩土效率高八角硬质合金筒体推土盘筒式钻头法兰硬质合金内螺旋钻头肋骨圆钢管螺旋片适用条件-粘土层、砂卵砾石层 适用条件-第四纪各类粘土层、砂土、砂砾石层。优点-钻进速度快,导向性好。 优点-钻进速度快,导向性好,排渣好。内螺旋可对土体进行破碎,增加环状间隙泥浆流速,排渣好。全面钻进用钢粒钻头 钢板叠合式钢粒钻头,四分之三面积的圆钢板为钻头工作唇面(厚50),以压住孔底工作钢粒转

16、动,按钻头回转方向在一侧割出35导砂角,钻头体外加焊周长300、厚20的肋骨片,以防夹钻。钢板叠合式钢粒钻头斜拉幅板钻杆沉淀管钻头体外肋骨片叠合钢板内外压砂块式钢粒钻头,内外压砂块在平面上均布,角度互相错开,外压砂块间焊加强筋板。底面上压砂面积小,要求钻头轴向压力相对较小。1-内压砂块;2-加强筋板;3-外压砂块;4-外管;5-心管;6-钻杆接头钢板叠合式钢粒钻头:广西某队用该型钻头直径1200,钻压39.2KN,转速为2342r/min,冲洗液量300L/min时,在砂岩中的小时进尺0.09m。内外压砂块式钢粒钻头:广东某队用这种钻头(直径1米),钻进抗压强度为110.6Mpa的花岗岩,平均

17、每小时钻进1米。 组合牙轮钻头 适用条件-硬土、基岩或卵砾石层优点-钻进效率高缺点-需要较高的钻压,钻头价格较高双吸口牙轮钻头1-超前三牙轮;2-吸渣口;3-中心管;4-导管;5-正刀牙轮6-边刀牙轮7-刀盘扩底钻头作用:用于施工上小、下大的异径扩底灌注桩孔的“扩大头”孔段适用条件:粘性土、砂土地层。一般将孔径扩至原孔直径的2.53.5倍。环状钻进用钻头作用:进行环状取芯钻进。适用条件:硬地层和基岩。注:大口径取芯钻进的岩芯断取较困难,特别是在嵌岩桩取芯时钻进时,为了断取岩芯,有时需加长进尺。重锤接头导杆吊绳楔断器楔子岩心4)钻具组合及特点岩心楔断器和楔断岩心原理灌注桩钻孔要求:口径大、深度浅钻孔弯曲小。施工地层特点:变化大,经常是卵、砾石及回填地

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