第2章桩基础工程.

第2章基础工程基础埋置深度＜5m的称为浅基础.基础埋置深度≥5m,则称为深基础.独立基础条形基础筏板基础箱形基础桩基础、地下连续墙等一、桩基础概述1．组成桩承台（承台梁）将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，第一节桩基础工程一、桩基础概述1．组成桩承台（承台梁）2．类型1）按承载性质：端承型桩摩擦型桩：端承桩摩擦端承桩：摩擦桩端承摩擦桩一、桩基础概述1．组成桩承台（承台梁）2．类型1）按承载性质：2）按材料：钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土…3）按形状：方、圆、多边4）按施工方法：预制桩、灌注桩目前我国普通混凝土预制桩截面尺寸可达600mm×600mm，预应力高强混凝土管桩最大直径已达1300mm，预制桩沉桩深度可达70m以上。目前我国灌注桩挖孔桩最大直径达8米，钻孔最大直径达5米，最大深度达150米一、桩基础概述1．组成桩承台（承台梁）2．类型3．特点具有承载力高、稳定性好、沉降及差异变形小、沉降稳定快、抗震性能强以及能适应各种复杂地质条件等特点而得到广泛使用。第二节预制桩施工钢筋混凝土桩的形式1.实心方桩2.预应力空心的管桩钢筋混凝土预制桩施工前，制定施工方案。主要内容包括：桩的预制、运输、施工方法、选择沉桩机械、确定打桩顺序、以及沉桩过程中的技术和安全措施。截面尺寸250mm---550mm；预制短桩（10米以内）多由工厂生产;长桩一般在现场预制(单节一般在27米以内,如桩长超过单节桩允许长度，则将桩预制成几节，在打桩过程中逐节接长。）一、预制桩制作、运输和堆放1)制作：叠浇制作，不宜超过四层。桩间涂隔离剂，下层或邻桩混凝土达到设计强度的30％以后方可进行。2)强度等级≥C30，机械搅拌、振捣，由桩顶向桩尖连续浇筑捣实，一次完成，洒水养护不少于7d。3)桩达到设计强度的70％后方可起吊，达到设计强度100％后方可进行运输和沉桩。4）吊点应符合设计规定（P60-桩吊点位置）5）远距离-汽车；近-卷扬机拖，桩下垫滚筒6)桩堆放时，地面必须平稳、坚实；垫木间距应按吊点位置设定；各层垫木应位于同一垂直线上制作、运输和堆放要点图2－2钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工二、预制桩沉桩1、锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入土层。2、静力压桩法：80-120t压桩机，适软弱土层。3、振动法：桩身土颗粒受迫振动，减少土与桩间摩阻，适砂土4、水冲法：1、捶击沉桩（打入法）施工锤击法也称打入法，是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。特点：施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有噪声，在城区和夜间施工有所限制。1、捶击沉桩（打入法）施工（1）打桩设备（2）打桩前的准备工作（3）打桩施工（1）打桩设备打桩设备包括：1)桩锤2)桩架3)动力装置1)桩锤①桩锤的选择桩锤可选用落锤、汽锤、柴油锤。②落锤落锤一般由铸铁制成。它利用卷扬机将锤提升到一定高度，然后自由落下击打桩顶(如下图)。落锤重：5-15KN每分钟打：6-20次特点：构造简单；使用方便；效率低使用范围：普通粘土或砾石较多的土中打桩。动画③汽锤汽锤是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有单动汽锤和双动汽锤两种。单动汽锤双动汽锤锤重15-150KN6-60KN捶击/分钟60-80100-200特点效率较高效率高适用各类桩在各各类桩在各类土中施工类土中施工水下打桩打斜桩拔桩④柴油锤柴油锤利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩。柴油锤原理(动画)捶击/分钟：40-80次适用：非过软或过硬土质。其原因在于：过软土质桩锤反跳高度过小，使燃烧室压力过小，燃油熄火，造成工作中断；反之，反跳高度过大，桩顶、身被打坏。⑤锤重的选择锤重选择应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等参考规范选用。（1）打桩设备打桩设备包括：1)桩锤2)桩架3)动力装置2)桩架吊装就位、悬吊桩锤、引导桩身方向①桩架高度=桩长+桩锤高度+滑轮组高②桩架类型：履带式、滚筒式、多功能履带式桩架1－导架；2－桩锤；3－桩帽；4－桩；5－吊车（1）打桩设备打桩设备包括：1)桩锤2)桩架3)动力装置3)动力装置落锤—卷扬机气锤—应配备空气压缩机；或者蒸汽锅炉柴油锤—柴油燃烧爆炸4)垫材5)送桩器1、捶击沉桩（打入法）施工（1）打桩设备（2）打桩前的准备工作（3）打桩施工（2）打桩前的准备工作1）清理障碍物、场地平整2）材料机具就位、接通水、电3）试桩（≧2个）其目的：检验机械确定打桩方案和打桩技术4）确定打桩顺序5）抄平、放线、定桩位、设标尺（观察控制桩的入土深度）1.逐排单向打设2.自中部向四周打设3.由中间向两侧对称打设当桩的中心距≤4倍桩的直径或边长时，应采取2、3。当桩的中心距4倍桩的边长或直径时，1。当桩规格、埋深、长度不同时先大后小、先深后浅、先长后短的顺序进行打桩。（2）打桩前的准备工作1）清理障碍物、场地平整2）材料机具就位、接通水、电3）试桩（≧2个）其目的：检验机械确定打桩方案和打桩技术4）确定打桩顺序5）抄平、放线、定桩位、设标尺（观察控制桩的入土深度）1、捶击沉桩（打入法）施工（1）打桩设备（2）打桩前的准备工作（3）打桩施工（3）打桩施工1）工艺顺序：桩架就位→吊桩→定桩→打桩→接桩→送桩→截桩。2）要点：吊桩：用桩架上的钢丝绳和卷扬机吊桩定桩：在桩和桩锤的自重作用下打桩：初打--小落距轻击（0.5-0.8）正式打--全落距施打（落锤、单动≤1米；柴油≤1.5米）施打原则：重锤低击（3）打桩施工1）工艺顺序：桩架就位→吊桩→定桩→打桩→接桩→送桩→截桩。2）要点：停打原则：1）桩端（指桩的全断面）位于一般土层：以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考；2）桩端达到坚硬、硬塑的粘土、中密以上的粉土、碎石类土、砂土、风化岩时：以贯入度控制为主，桩端标高可作参考；贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵（10击）的贯入度不大于设计规定的数值加以确认。（3）打桩施工1）工艺顺序：桩架就位→吊桩→定桩→打桩→接桩→送桩→截桩。2）要点：接桩：混凝土预制桩接头不宜超过2（4）个。接头的连接方法有：焊接法、法兰、浆锚法。送桩须借助送桩器（钢管制成）截桩人工或风动工具（如风镐等）来截除。不得把桩身混凝土打裂，并保留桩身主筋深入承台内的锚固长度。第二节预制桩施工•一、预制桩制作、运输和堆放•二、预制桩沉桩1、锤击法2、静力压桩法3、振动法4、水冲法第二节预制桩施工•一、预制桩制作、运输和堆放•二、预制桩沉桩1、锤击法（1）打桩设备（桩锤、桩架、送桩器、垫材等）（2）打桩前的准备工作（三通一平、试桩、打桩顺序等）（3）打桩施工（3）打桩施工1）工艺顺序：桩架就位→吊桩→定桩→打桩→接桩→送桩→截桩。2）施工注意事项：打桩时，观察桩锤回弹情况：1）若桩锤经常性回弹较大，桩的入土速度慢，说明桩锤轻；2）若桩锤发生突发的较大回弹，说明桩尖遇到障碍，应停止锤击，找出原因后进行处理。3）如果继续施打，贯入度突增，说明桩尖或桩身遭受破坏。打桩时，观察贯入度的变化：1）贯入度过小，可能遇到土中障碍；2）贯入度突然增大，可能遇到软土层、空洞或桩尖、桩身破坏。3）当贯入度剧变、桩身发生突然倾斜、移位或严重回弹，桩顶、桩身出现严重裂缝或破坏，应暂停打桩并及时进行研究处理。（3）打桩施工1）工艺顺序：桩架就位→吊桩→定桩→打桩→接桩→送桩→截桩。2）施工注意事项：3）打桩过程中常见的质量问题：1)桩顶、桩身被打坏：与桩头钢筋设置不合理、桩顶与桩轴线不垂直、混凝土强度不足、桩尖通过过硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻等有关。2）桩位偏斜：当桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物时都容易发生桩位偏斜。3）难以送桩：土层中夹有较厚砂层或其他硬土层以及钢渣，孤石等障碍物有关。当桩顶或桩身已被打坏，锤的冲击能不能有效传给桩时，也会发生桩打不下的现象。打桩不能连续，停歇一段时间后再打，则由于土的固结作用，桩也往往不能顺利地被打入土中。4）邻桩上升：当桩较密，打桩顺序又欠合理时，土体被压缩到极限，就会发生一桩打下，周围土体带动邻桩上升的现象。所以打桩施工中，必须合理确定打桩顺序。第二节预制桩施工•一、预制桩制作、运输和堆放•二、预制桩沉桩1、锤击法2、静力压桩法3、振动法4、水冲法2、静力压桩利用压桩机桩架自重及桩架上的压重（配重）的静压力将预制桩逐节土中的沉桩方法。特点：自动化程度高；施工质量好；低噪声、低振动；可避免打碎桩头，混凝土强度等级可降低1～2级，配筋比锤击法可省钢筋40%左右；施工速度快，压桩速度每分钟可达2m，比捶击法可缩短工期1/3。2、静力压桩利用压桩机桩架自重及桩架上的压重（配重）的静压力将预制桩逐节土中的沉桩方法。应用：适于软土、填土及一般粘性土层中应用，特别适合于居民稠密及危房附近环境保护要求严格的地区沉桩，但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有硬隔离层的情况。2、静力压桩（1）设备——静力压桩机2、静力压桩（1）设备（2）压桩工艺定位、放样→桩尖就位、对中、调直→压桩→接桩→再压桩→送桩（或截桩）。•压桩应控制好终止条件：•纯摩擦桩：终压时以设计桩长为控制条件；•对长度大于21m的端承摩擦型静压桩：应以设计桩长控制为主，终压力值作对照；对一些设计承载力较高的桩基，终压力值宜尽量接近压桩机满载值；•压桩应控制好终止条件：•对长14～21m静压桩，应以终压力达满载值为终压控制条件；•对桩周土质较差且设计承载力较高的，宜复压1～2次为佳；•对于长度小于14m的桩，宜连续多次复压，特别对长度小于8m的短桩，连续复压的次数应适当增加。第二节预制桩施工•一、预制桩制作、运输和堆放•二、预制桩沉桩1、锤击法2、静力压桩法3、振动法4、水冲法3、振动沉桩•振动沉桩是借助于桩顶上的振动锤所产生的振动力，以减小桩与土壤颗粒之间的摩擦力，使桩在自重与机械力的作用下沉入土中。•设备简单，搬运方便、费用低、工效高。•适用于砂石、黄土、软土和亚粘土地基，在饱和砂土中的效果更为显著，但在砂砾层中采用时，需配以水冲法。沉桩工作应连续进行，以防间歇过久难以沉下。第二节预制桩施工•一、预制桩制作、运输和堆放•二、预制桩沉桩1、锤击法2、静力压桩法3、振动法4、水冲法注意：施工中应使射水管的末端经常处于桩尖以下0.3～0.4m处。当桩沉落至最后1～2m时，不宜再用水冲影响桩的承载力。应用：适用于砂土、砾石或其他较坚硬土层，特别对于打设较重的混凝土桩更为有效。但在附近有旧房屋或结构物时，由于水流的冲刷将会引起周边沉陷，故在未采取有效措施前不得采用此法。图2-14水冲沉桩1-桩架2-桩锤3-桩4-射水管5-高压水第二节预制桩施工•一、预制桩制作、运输和堆放•二、预制桩沉桩1、锤击法2、静力压桩法3、振动法4、水冲法第三节混凝土灌注桩施工•特点：•桩的混凝土强度及配筋降低，节约材料、成本低廉；•施工不受地层变化的限制、无需接桩及截桩；•技术间隔时间长，不能立即承受荷载；•操作要求严，在软土地基中易缩颈、断裂；•在冬季施工较困难•类型：（按成孔方法不同）•钻孔灌注桩、套管成孔灌注桩、人工挖孔桩、爆扩成孔灌注桩等。一、钻孔灌注桩1、干作业成孔灌注桩干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔，吊放钢筋笼，浇筑混凝土。1.干作业成孔灌注桩2.湿作业成孔灌注桩一、钻孔灌注桩1、干作业成孔灌注桩干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔，吊放钢筋笼，浇筑混凝土。1）施工设备螺旋钻机:长螺旋钻孔机、短螺旋钻孔机1.干作业成孔灌注桩2.湿作业成孔灌注桩2-3m国产长螺旋钻孔机:桩孔直径为300～800mm，成孔深度在30m以下。国产短螺旋钻孔机:桩孔最大直径可达1800mm，最大成孔深度可达70m。一、钻孔灌注桩1、干作业成孔灌注桩干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔，吊放钢筋笼，浇筑混凝土。1）施工设备螺旋钻机:长螺旋钻孔机、短螺旋钻孔机适用于成孔深度内没有地下水的一般粘土层、砂土及人工填土地基，不适于有地下水的土层和淤泥质土。1.干作业成孔灌注桩2.湿