《桩基础工程刘淼》PPT课件.ppt

第二章 桩基础工程,预制桩施工 灌注桩施工,预制桩根据沉入土中的方法，可分打入桩、水冲沉桩、振动沉桩和静力压桩等； 灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，有钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、套管成孔灌注桩及爆扩成孔灌注桩等,桩按施工方法分为预制桩和灌注桩,桩基础的组成与种类 1组成： 若干根桩 承台（承台梁）,2种类 1）按受力性质分： 摩擦桩 端承桩 摩擦-端承型桩 端承-摩擦型桩,2）按材料分：钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土 3）按形状分： 方、圆、多边、管 4）按制作方法分： 预制桩、灌注桩,待作承台的灌注桩,第一节 预制桩施工,种类,混凝土,钢,实心方桩,空心管桩,钢管桩,H型钢桩,异型钢桩,一、预制桩的制作,1、混凝土预制桩的制作 （1）制作尺寸： 方桩：边长250550，200 长度12m( 工厂）， 30m（现场） 管桩：直径400600 壁厚80100 长度810m（每节，法兰）,要求：场地平整、坚实、沉降均匀 重叠层数不宜4层 隔离层不发生粘结 强度30% 施工顶尖连续,严禁中断 构造要求强度不宜低于C30（C20）， 配筋率不宜0.8%(0.4%) 纵向钢筋直径不宜14mm 根数不宜8根（350） 桩顶：箍筋加密、网片,（2）制作方法：叠浇法，间隔施工法,2、钢桩的制作,材料要求：符合设计要求、 出厂证明、试验报告; 每节长度不宜大于15m; 防腐,二、预制桩 的起吊、运输 防止损坏,(1)混凝土强度： 起吊移位70设计强度 运输、起吊就位100设计强度,一点吊距顶0.31L (L=510m)， 距顶0.29L（L1116m）； 两点吊距顶、距尖0.207L； (3)吊、运平稳，避免损坏。,(2)合理吊点： （正负弯矩值相等则均小）,三预制桩堆放,高度不超过四层（砼）； 场地坚实、平整，排水畅通； 支承点在吊点位置，垫木上下对齐。,四、预制桩沉桩方法：,锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土。 静力压桩法：80120t压桩机，适软弱土层。 振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻，沉拔快，适砂土。 水冲法：高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，留12m打入或振入。适坚硬土、砂石层。,、锤击法,（）锤击沉桩机 桩锤 桩架 动力装置,）桩锤 落锤：自由下落、构简、使便；效率低，桩损大。锤重0.51.5t，动力卷扬机或人。（小直径250、软土） 柴油锤：(导杆式、筒式) 构简、使便、速度快4080次/分、锤重27.2t；适于中型桩250800；不适过软土、噪音大、污染，限制。 蒸汽锤：单动升耗能、自重降，力大慢310t，2530次/分； 双动式双向耗能，效率高，0.66t；100200次/分；可打可拔。 液压锤：无噪、无污、频率高，价高。,）桩架,作用： 悬吊桩锤 吊桩就位 打桩导向 类型 （常用）： 多功能桩架：机动适应性好；大而装拆运麻烦 履带式桩架：移动方便，适用范围广。 步履式桩架：移动方便，稳定性好,适应性强,履带式桩架,多功能桩架,（）打桩施工）打桩顺序：,1) 当桩中心距4倍桩径时， 可：自中间向四周环绕或放射打； 由中心向两侧对称打； 分段对称打； 2) 当桩中心距4倍桩径时，可按施工方便顺序打； 3) 当桩的规格不同时，先大后小，先长后短； 4) 当桩尖设计标高不同时，先深后浅。,避免 入土深度不一，导致不均匀沉降； 难打易碎； 邻桩移位倾斜。,桩的打设方向与土体挤密情况,2）打桩方法：,工艺顺序： 设置标尺桩架就位吊桩就位扣桩帽、落锤、脱吊钩低锤轻打正式打（接桩，截桩，静、动载试验，承台施工）。 要点： 采用重锤低击，开始重锤落距宜低(0.60.8m),正沉； 桩入土一定深度（约m）,桩尖不易产生偏移时，适当增大落距，送桩管 注意贯入度变化，做好打桩记录（编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度）； 如遇异常情况（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；桩身严重裂缝或桩顶破碎），暂停施打，与有关单位研究处理。,）接桩方法,焊接：应用最多 硫磺胶泥锚接：适用软土层，但对抗震不利 法兰连接：多用于砼管桩,硫磺：水泥：粉砂：聚硫780胶44:11:41:1,接桩速度快 耗钢量大,接桩,截桩,（3）质量要求：,1）满足承载力要求： 端承桩控制最后贯入度为主(参考标高) 摩擦桩控制沉桩标高为主(参考最后贯入度) 2）偏差: 桩位偏差：排桩偏轴100，顺轴150mm； 群桩 1/3桩径或边长； 垂直偏差 ： 1 % ; 3）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无 水平裂缝。,、静力压桩法,特点： 无振动、无噪声、无空气污染 对桩身产生的应力小 适用：闹市中心建筑、软土层 不宜用：厚度大于m， 中密以上砂夹层,吊桩,静力压桩机,桩与桩管口焊接连接（接桩）,连续压桩,压入一节,射水为主砂夹卵石或坚硬土层中 射水为辅粉质粘土或粘土中 最后m时停止射水,、水冲法与锤击或振动同用,、振动法,适用：钢管桩（长度不大），型钢桩， 混凝土预制桩 软土、粉土、松砂土层 不宜用：密实的粉性土，砾石及岩石 特点：速度快、使用方便、费用低、结构简单、维修方便 耗电量大、噪声大、在硬质土中不易贯入,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。,复习题,1、简述钢筋砼预制桩的现场制作方法。 2、如何确定打桩顺序？ 3、简述锤击沉桩的质量控制？,第二节 灌注桩施工,种类,干作业成孔 泥浆护壁成孔 套管成孔 爆扩成孔,优点:适应各种地层变化, 无需接桩, 施工时无振动、无挤土、噪声小、 宜在建筑物密集地区使用. 缺点:质量不易控制、操作要求严格、 养护占工期、 成孔时有大量土浆、泥渣排出.,桩长控制,摩擦桩设计桩长 端承摩擦设计标高+桩端入持力层 锤击沉管法施工时标高为主、贯入度为辅 端承桩必须保证桩端进入持力层深度 （钻、冲、挖孔时） 锤击沉管法施工时贯入度为主、标高为辅,一、干作业成孔灌注桩（用于无地下水或已降水） 1、成孔方式： 螺旋钻深：820m, 直径：300600 人工挖孔,步履式螺旋钻机,螺旋钻机,2、施工,(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,（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,人工挖孔灌注桩吊钢筋笼,二、泥浆护壁成孔（用于有地下水）,1、护壁泥浆 （1）作用及要求 作用保护孔壁、防止塌孔、排出土渣、 冷却与润滑钻头 要求沉渣：端承50 摩擦端承及端摩100 ， 摩擦300,（2）泥浆循环,2、成孔机械,冲击钻粉质粘土、砂土、砾石等 潜水电钻地下水位以下（护筒） 回转钻松散土、粘土、砂砾层、 软硬岩层,埋设的钢护筒,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。,泥浆池制浆,护壁的泥浆有采用膨润土制浆、原土制浆等，其泥浆的比重 应根据土质进行调整，维持孔壁一定的泥浆压力，不塌孔。,混凝土料斗,浇筑混凝土导管,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。,三、沉管灌注桩,1.特点：能在土质很差，地下水位很高时施工 适用：一般粘性土、淤泥质土、砂土、人工填 2.施工方法：锤击、振动 3.工艺顺序：(P65) 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。 4.要点： 防止钢管内进入泥浆、水；（麻、草绳、浇前检查） 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。 （拔管速度：1m/min,0.30.8m/min； 坍落度、高于地面，跳打：5倍、2m、50%),就位,沉入,浇筑,成型,边拔边浇,放入钢筋笼 继续浇筑,钢筋混凝土桩尖,钢管活瓣桩尖,5. 提高桩承载力的方法 锤击沉管灌注桩： 复打法单打时不放钢筋笼，混凝土初凝前原位打入、插筋灌注（扩大桩径）。 振动沉管灌注桩： 单振法灌满混凝土后，每原位振动510s，再上拔0.51m。 复振法同复打法； 反插法单振法拔管时，每上拔0.51m，向下反插0.30.5m。,1缩颈桩缩颈桩瓶颈桩，部分桩径缩小、桩截面积不符设计。 原因：拔管过快，管内混凝土存量过少，混凝土本身和易性差，出管扩散困难在含水量大的粘性土中沉管时，土体受到强烈扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，拔管后，这种水压力便作用到新浇筑的混凝土桩上，使桩身发生不同程度的缩颈现象。 防治措施：要严格控制拔管速度，采用“慢拔密击”；混凝土坍落度要符合要求管内混凝土必须略高于地面，以保持足够的压力，使混凝土出管扩散正常。专人随时测定混凝土的下落情况，遇有，复打处理。,2断桩 断桩的裂缝为水平或略带倾斜，一般都贯通整个截面，常常出现于地面以下1-3 m软硬土层交接处。断桩原因主要有： 桩距过小，邻桩施打时土的挤压产生的水平推力和隆起上拔力的影响； 软硬土层传递水平力不同，对桩产生剪应力； 桩身混凝土终凝不久；强度弱，承受不了外力的影响。,避免断桩的措施如下：,(1)布桩应坚持少桩疏排的原则，桩与桩之间中心距不宜小于35倍桩径；(2)桩身混凝土强度较低时，尽量避免振动和外力的干扰，因此要合理确定打桩顺序和桩架行走路线； (3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。控制时间法指在邻桩混凝土初凝以前，必须把影响范围内的桩施工完毕。,断桩的检查与处理： 在浅层(23m)发生断桩，可用重锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振； 深处断桩目前常用动测或开挖的办法检查。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理后，略增大面积或加上铁箍连接，再重新浇混凝土补做桩身。,3、吊脚桩 吊脚桩桩底部的混凝土隔空，或混凝土中混进了泥砂而形成松软层。 原因由于混凝土桩尖质量差，强度不足，沉管时被打坏而挤人桩管内，且拔管时冲击振动不够，桩尖未及时被混凝土压出或活瓣未及时张开。 预防：要严格检查混凝土桩尖的强度(应不小于C30)，以免桩尖被打坏而挤入管内。沉管时，用吊砣检查桩尖是否有缩入管内的现象。如果有，应及时拔出纠正并将桩孔填砂后重打。,四、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,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,五、人工挖孔灌注桩 安全要求： 护壁、通风、联络、照明、人员上下,桩直径8002000，最大3 500。 桩埋深一20m左右，最大40m 扩底直径一1.3d3.0d，最大4 500mm。,大直径扩底桩,护壁构造示意,安全措施 (1)施工人员进入孔内必须戴安全帽，孔内有人作业时，孔上必须有人监督防护。 (2)孔内必须设置应急软爬梯供人员上下井；使用的电动葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自 动卡紧保险装置；不得用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下；电动葫芦使用前必须检验其安全起吊能力。 (3)每日开工前必须检测井下的有毒有害气体，并有足够的安全防护措施。桩孔开挖深度 超过10m时，应有专门向井下送风的设备，风量不宜少于25 Ls。 (4)护壁应高出地面200300 mm，以防杂物滚入孔内；孔周围要设08m高的护栏。 (5)孔内照明要用12V以下的安全灯或安全矿灯。使用的电器必须有严格的接地、接零和 漏电保护器(如潜水泵等)。,复习题,2.1, 2.4, 2.5, 2.6 1、预制桩叠浇预制时，桩与桩之间要做隔离层（可涂皂脚、废机油或粘土石灰膏），以保证起吊时不互相粘结。叠浇层数，应由地面允许荷载和施工要求而定，一般不超过 ，上层桩必须在下层桩的混凝土达到设计强度等级的 以后，方可进行浇筑。A二层 B四层 C六层 D30% E50% F70%,2、预制桩的混凝土浇筑工作应由 连续浇筑，严禁中断，制作完成后，应洒水养护不少于7天。A由桩尖向桩顶 B由桩顶向桩尖3、预制打入桩垂直度偏差应控制在 以内。入土深度控制对摩擦桩应以标高为主为主，以最后贯入度作为参考，端承桩应以最后贯入度为主。4、接桩的方法有几种?焊接：应用最多 硫磺胶泥锚接：适用软土层，但对抗震不利 法兰连接：多用于砼管桩,4、钻孔灌注桩钻孔时的泥浆循环成孔工艺有正循环、反循环 两种，其中 反循环工艺的泥浆上流速度高，携土能力大。5泥浆在灌注桩成孔中有何作用?保、防、排、冷与润 6、什么叫套管成孔灌注桩？根据沉管方式不同，它又分为哪两种形式？7、沉管灌注桩出现缩径、断桩、吊脚的原因、预防措施、如果出现如何处理？,7沉管桩施工中常见问题的分析与处理沉管灌注桩施工时易发生断桩、缩颈、桩靴进水或进泥、吊脚桩等问题，施工中应加强检查并及时处理。 1断桩断桩的裂缝为水平或略带倾斜，一般都贯通整个截面，常常出现于地面以下13 m软硬土层交接处。断桩原因主要有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压产生的水平推力和隆起上拔力的影响；软硬土层传递水平力不同，对桩产生剪应力；桩身混凝土终凝不久；强度弱，承受不了外力的影响。避免断桩的措施如下：(1)布桩应坚持少桩疏排的原则，桩与桩之间中心距不宜小于35倍桩径；(2)桩身混凝土强度较低时，尽量避免振动和外力的干扰，因此要合理确定打桩顺序和桩架行走路线； (3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。控制时间法指在邻桩混凝土初凝以前，必须把影响范围内的桩施工完毕。断桩的检查与处理：在浅层(23m)发生断桩，可用重锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振；深处断桩目前常用动测或开挖的办法检查。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理后，略增大面积或加上铁箍连接，再重新浇混凝土补做桩身。,2缩颈桩缩颈桩又称瓶颈桩，是指部分桩径缩小、桩截面积不符合设计要求。缩颈桩产生的原因是：拔管过快，管内混凝土存量过少，混凝土本身和易性差，出管扩散困难造成缩颈；在含水量大的粘性土中沉管时，土体受到强烈扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，拔管后，这种水压力便作用到新浇筑的混凝土桩上，使桩身发生不同程度的缩颈现象。防治措施：在容易产生缩颈的土层中施工时，要严格控制拔管速度，采用“慢拔密击”；混凝土坍落度要符合要求且管内混凝土必须略高于地面，以保持足够的压力，使混凝土出管扩散正常。施工时可设专人随时测定混凝土的下落情况，遇有缩颈现象，可采取复打处理。3桩尖进水、进泥砂桩尖进水、进泥砂常见于地下水位高、含水量大的淤泥和粉砂土层，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。处理办法：可将桩管拔出，修复改正桩靴缝隙或将桩管与预制桩尖接合处用草绳、麻袋垫紧后，用砂回填桩孔后重打；如果只受地下水的影响，则当桩管沉至接近地下水位时，用水泥砂浆灌人管内约05m作封底，并再灌1m高的混凝土，然后继续沉桩。若管内进水不多(小于200mm)时，可不作处理，只在灌第一槽混凝土时酌情减少用水量即可。4、吊脚桩吊脚桩即桩底部的混凝土隔空，或混凝土中混进了泥砂而形成松软层。形成吊脚桩的原因是由于混凝土桩尖质量差，强度不足，沉管时被打坏而挤人桩管内，且拔管时冲击振动不够，桩尖未及时被混凝土压出或活瓣未及时张开。为了防止出现吊脚桩，要严格检查混凝土桩尖的强度(应不小于C30)，以免桩尖被打坏而挤入管内。沉管时，用吊砣检查桩尖是否有缩人管内的现象。如果有，应及时拔出纠正并将桩孔填砂后重打。,