土木工程施工2桩基础工程

桩基础工程桩基础概述•建筑物（构筑物）的基础•桩的类型桩基础概述•建筑物（构筑物）的基础•桩的类型建筑物（构筑物）的基础•天然浅基础——地基土层较好、上部结构荷载不大；造价低、施工简便。•地基处理——地基土较弱，天然地基不能满足时；采用人工加固方法：——机械压实、强夯、堆载预压……——深层搅拌、旋喷、压密注浆……（复合地基）建筑物（构筑物）的基础地基处理机械压实强夯法堆载预压真空预压建筑物（构筑物）的基础地基处理——（复合地基）压密注浆法深层搅拌法旋喷法建筑物（构筑物）的基础•深基础——地基土层软弱、上部荷载较大、对沉降要求高的建筑物、构筑物以及桥梁基础等。常见形式——桩基础、沉井基础、墩基础、管柱基础……•桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和承台组成。•与此同时，桩也在基坑围护结构中有着广泛的应用。桩的类型•（1）按桩的承载性状分类桩的类型•（2）按桩的使用功能分类竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷载桩、复合受荷载桩。桩的类型•（3）按桩身材料分类混凝土桩、钢桩、组合材料桩桩的类型•（4）按成桩方法分类非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩桩的类型（5）按桩的施工方法分类预制桩——施工工艺成熟、质量稳定、造价适中，广泛被使用在建筑工程中。灌注桩——承载力较大，尤其钻孔灌注桩的施工对周边环境影响较小，是在城镇建设中被主要选择的桩基础形式。混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放•混凝土预制桩的制作•混凝土预制桩的起吊•混凝土预制桩的运输•混凝土预制桩的堆放混凝土预制桩的制作•混凝土预制方桩多数是在施工现场预制，亦可在预制厂生产；•混凝土预应力管桩则均在工厂生产。混凝土预制桩的制作•（1）截面：方桩的截面边长多为250~550mm；管桩直径常用的为400~600mm；壁厚60～110mm。•（2）长度：单根桩或多节桩的单节长度，应根据桩架高度、制作条件、运输能力等确定。工厂制作——不超过12m；现场预制——不超过30m。混凝土预制桩的制作•（3）混凝土强度等级：方桩：不宜低于C30（静压法沉桩时不宜低于C20）预应力管桩：采用C40以上高强度混凝土。•（4）桩身配筋：锤击沉桩的纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%；静压桩不宜小于0.6%；桩顶一定范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片。混凝土预制桩的制作方桩的叠浇法制作为节省场地，现场预制方桩多用叠浇法制作。重叠层数：取决于地面允许荷载和施工条件，一般不宜超过4层。场地要求：场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降隔离剂：桩与桩间应做好隔离层，桩与邻桩、底模间的接触面不得发生粘结。浇筑时间：上层桩或邻桩的浇筑，必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%后方可进行。混凝土预制桩的制作方桩的叠浇法制作混凝土预制桩的制作方桩的叠浇法制作钢筋混凝土预制方桩制作－钢筋、模板施工（预制厂制作）钢筋混凝土预制方桩制作－混凝土浇筑（现场制作）混凝土预制桩的制起吊与运输混凝土强度：•达到设计强度的70%方可起吊；•达到100%方可运输和打桩。起吊吊点：•应符合设计要求，一般吊点的设置如图所示。•（考虑正负弯矩相等）混凝土预制桩的制起吊与运输堆放桩的地面必须平整、坚实；垫木间距应与吊点位置相同，各层垫木应位于同一垂直线上；堆放层数不宜超过4层；不同规格的桩，应分别堆放。混凝土预制桩的沉桩方法•锤击法沉桩•静力压桩•振动法沉桩锤击法沉桩•锤击法沉桩打桩机桩锤桩架动力装置锤击法沉桩•1.打桩设备•a.桩锤的作用：施加冲击力打桩入土•b.桩锤的类型：落锤柴油锤蒸汽锤液压锤锤击法沉桩•b.桩锤的类型：锤击法沉桩•（1）桩锤•c.锤重的选择•原则——“重锤低击”：防止桩受冲击应力过大而损坏。•“轻锤高击”：锤击能量很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。•锤重一般根据土质、桩的规格等进行选择，如能进行锤击应力计算则更为科学。锤击法沉桩1.打桩设备•（2）桩架a.桩架的作用：悬吊桩锤；桩锤导向；起吊桩（小范围内移动桩位）。b.桩架的形式：多能桩架履带式桩架多能桩架锤击法沉桩2.打桩施工（1）准备工作基本工作清除地上和地下障碍物；平整施工场地；定位放线；设置供电供水系统；安装打桩机等。履带式桩架锤击法沉桩2.打桩施工（1）准备工作测量基点桩基轴线的定位点；水准点。设置——不受打桩影响；水准点设置不少于2个。锤击法沉桩2.打桩施工（2）打桩顺序a．避免挤土影响打桩顺序影响挤土方向——打桩向哪个方向推进，则向哪个方向挤土。根据桩群的密集程度，可选用下述打桩顺序：a）由一侧向单一方向进行；b）由中间向两个方向进行；c）由中间向四周进行锤击法沉桩2.打桩施工（2）打桩顺序b．减小后施工的桩对先施工的桩的影响桩的设计标高及桩的规格不同时，应考虑后施工的桩对已沉设桩的影响。根据设计标高及桩的规格，应遵循以下原则：“宜先深后浅、先大后小、先长后短”锤击法沉桩2.打桩施工（3）打桩方法a．控制入土时的垂直度插入土中的垂直度偏差不得超过0.5%，桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩身垂直下沉。b．桩头保护在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽和桩顶周围四周应有5~10mm的间隙，以防损伤桩顶。锤击法沉桩2.打桩施工（3）打桩方法c．打桩“重锤低击、低提重打”！！！开始时——锤击落距应较小；桩入土稳定后——最大落距不宜大于1m；贯入度剧变或异常——应暂停打桩，研究处理；桩顶标高低于自然土面——需用送桩管将桩送入土中；打桩过程中应检查——桩体垂直度、沉桩情况、贯入情况、桩顶完整状况、电焊接桩质量、电焊后的停歇时间等。锤击法沉桩2.打桩施工（3）打桩方法d．接桩混凝土桩——焊接、硫磺胶泥锚接；钢桩——一般均用焊接法。电焊接桩硫磺胶泥锚接锤击法沉桩2.打桩施工（4）打桩的质量控制a.按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为-50~+100mm；b.桩的垂直度偏差应控制在1%之内；c.桩位的允许偏差（见表）。注：H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。锤击法沉桩2.打桩施工（4）打桩的质量控制d.终止锤击的控制标准端承型桩——以贯入度控制为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考；摩擦型桩——以桩尖设计标高控制为主，贯入度可作参考。锤击法沉桩2.打桩施工（5）打桩的公害a．公害挤土、震动、噪音、大气污染等。b．防止措施防止挤土影响——挖防振沟、砂井排水（或塑料排水板排水）、预钻孔取土打桩、采取合理打桩顺序、控制打桩速度等。防止震动、噪音、大气污染等——选择合适的打桩方法，如静力压桩、灌注桩等。静力压桩静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中没有振动和噪音，但仍存在挤土效应。该方法适用于软弱土层和邻近有不宜受振动的建（构）筑物。静力压桩机有机械式和液压式两类，目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达6000kN以上。静力压桩压桩的方式有顶压（在桩顶加压）和抱压（在桩侧加压）两种方式。顶压式抱压式振动法沉桩振动法是利用振动锤沉桩，将桩与振动锤连接在一起，振动锤产生的振动力通过桩身带动土体振动，使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。该方法适用于砂土中沉桩。灌注桩施工干作业成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩套管成孔灌注桩爆扩成孔灌注桩灌注桩施工灌注桩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——灌注桩能适应各种地层的变化，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。操作要求严格，需较长的养护期；成孔时有大量土渣或泥浆排出。灌注桩施工灌注桩成孔方法主要有——干作业成孔灌注桩适用性——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。成孔方法——螺旋钻孔、人工挖孔。干作业成孔灌注桩1、螺旋钻孔螺旋钻成孔灌注桩是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。成孔直径：300～600mm钻孔深度：8～20m。干作业成孔灌注桩2、人工挖孔桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，一般用于大直径桩的成桩。优点——设备简单、施工现场干净、无振动、无挤土、噪音小。对周围环境影响小，可多孔同时开挖作业。土层情况明确，沉渣能清除干净，施工质量可靠。干作业成孔灌注桩2、人工挖孔人工作业需确保安全——防止孔壁坍塌、流砂现象和管涌冒砂等。泥浆护壁成孔灌注桩用钻机成孔；成孔的同时，用泥浆保护孔壁并排出土渣。适用性——不论地下水位高低都能适用；一般用于地下水位以下土的成孔。泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔（泥浆循环、清除废浆、泥渣）→第一次清孔→质量验收→下钢筋笼和钢导管→第二次清孔→浇筑水下混凝土→成桩。泥浆护壁成孔灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程定位泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程护筒作用：定位保护孔口维持泥浆液位支承作用护筒埋设泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程成孔钻进泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程泥浆循环泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程测量孔深泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程钢筋笼加工泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程下钢筋笼泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程下钢导管，浇筑混凝土泥浆护壁成孔灌注桩1.施工工艺流程施工中产生的废弃浆、渣应及时进行处理，避免污染环境。泥浆外运泥浆护壁成孔灌注桩（3）泥浆性能要求泥浆护壁成孔灌注桩泥浆正循环1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-砂石泵；7-水龙头；8-钻杆；9-钻机回转装置泥浆护壁成孔灌注桩泥浆反循环1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-砂石泵；7-水龙头；8-钻杆；9-钻机回转装置泥浆护壁成孔灌注桩3.成孔机械主要有冲击钻、冲抓钻、回转钻机及潜水钻机。泥浆护壁成孔灌注桩3.成孔机械（1）回转钻机成孔回转钻机是由动力装置带动钻机的回转装置转动，并带动带有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。泥浆护壁成孔灌注桩3.成孔机械（2）潜水钻机成孔潜水钻机——一种旋转式钻孔机械，动力、变速机构和钻头连在一起，加以密封，放至孔中地下水位以下进行切削土壤成孔。护壁排渣——正循环工艺。1-钻头；2-潜水钻机；3-电缆；4-护筒；5-水管；6-滚轮支点；7-钻杆；8-电缆盘；9-卷扬机；10-控制箱泥浆护壁成孔灌注桩3.成孔机械（3）冲击钻成孔适用性——用于在岩层中成孔。成孔方法——将冲锥式钻头提升一定高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后用掏渣筒来掏取孔内的渣浆。泥浆护壁成孔灌注桩4.清孔钻孔达到要求的深度后，应进行清孔。目的——清除孔底沉渣淤泥，从而减少桩基的沉降量和承载力损失。要求——在清孔过程中，应不断置换泥浆，保持孔内浆面高于地下水位1m以上，直至浇注水下混凝土。浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率≤8％；粘度≤28s。测量沉渣厚度后可进行混凝土浇注。泥浆护壁成孔灌注桩5.导管与混凝土浇筑钻孔灌注桩的桩孔钻成并清孔后，应尽快吊放钢筋骨架并灌注混凝土。混凝土的浇筑是在泥浆下进行的。常用垂直导管灌注法进行水下施工。泥浆护壁成孔灌注桩5.导管与混凝土浇筑要求——开始浇筑时导管底部宜距孔底0.3~0.5m。浇筑过程中导管下口必须始终保持在混凝土表面之下不小于2m，导管顶部高于泥浆面不小于3m。避免在水平方向移动导管。混凝土浇筑应适当超过桩顶设计标高，今后凿除。套管成孔灌注桩成孔方法——利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有钢筋混凝土桩靴（又叫桩尖）或带有活瓣式桩靴的钢套管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成。套管成孔灌注桩施工过程——a）就位；b）沉套管；c）初灌混凝土；d）放置钢筋笼、灌注混凝土；e）拔管成桩爆扩成孔灌注桩先用钻机成孔或人工挖孔，然后在孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，然后引爆，使孔底形成扩大头，再清孔后放入钢筋笼，浇注混凝土成桩。爆扩成孔示意a）沉管成孔；b）放置炸药；c）浇筑混凝土；d)引爆成孔请在此输入您的文本。请在此输入您的文本。请在此输入您