桩基础知识及施工要点讲义

第二章桩基础施工2.1预制桩施工2.2混凝土灌注桩施工2.3预应力混凝土管桩地基与基础天然地基上的浅基础人工地基上的浅基础天然地基上的深基础：桩基础√宜优先选用浅基础天然地基：天然土层，不对地基土做处理浅基础：（1）埋深小于5m的柱基或墙基（2）埋深小于基础宽度的筏基、箱基人工地基：经过地基处理，加固上部土层，提高承载力浅基础：软土深基础：桩基础新加坡发展银行,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桩基础浅基础深基础：桩基础承载性质：端承桩、摩擦桩成桩方法：预制桩、灌注桩基桩承台STX造船码头星级宾馆基础工程工程概况：STX商务有限公司技术交流中心1#、2#、3#馆，是长兴岛STX造船码头的星级宾馆。其中3#馆，建筑面积1.2万平方米。地下两层，层高分别为6.1m、2.1m；地上7层，一层6.6m，二层4.5m，标准层3.6m。柱网尺寸8m×9m。地质条件：3#馆座落在回填土上，最厚处达到10多米深，回填土刚刚填完，没进行处理；回填土以下是中风化和强风化石英砂岩夹页岩。工程要求：1、选择桩型2、确定成桩工艺桩基础形式：灌注桩预制桩（端承桩）•桩基础材料：预应力砼（钢、砼、预应力砼）•桩基础断面：管桩预制桩承台桩身承重结构AAA--A一、预制桩的制作、运输和堆放2.1预制桩施工1．构造•①截面：方桩250~550,预应力管桩:300~1000;•②长度：工厂≯12m，现场≯30m；•③砼强度：不宜低于C30；预应力管桩:C80;纵筋直径:12~252．制作――叠浇法•①叠浇层数：≯4层,上下隔离；•②隔离剂：桩与桩之间隔离；•③浇注时间：下层30％强度，再浇上层。钢筋、模板混凝土浇筑3．起吊、运输(1)砼强度：起吊――达到70％设计强度运输――达到100％设计强度+M－M(2)吊点：正负弯矩值相等则起吊弯矩最小一点起吊一点起吊两点起吊三点起吊4．堆放•地面坚实、平整，垫长枕木；•支承点在吊点位置，垫木上下对齐。•高度不超过四层；混凝土管桩预制桩基础施工方案管桩制作：工厂制作，长度12米；管桩运输：选用载重量30t，平板长度14m的重型板车。运输过程中采用两点法放置。管桩施工：桩的现场堆放与吊运：堆放场地平整压实，管桩起吊采用两点法；沉桩：采用静力压桩法（液压式）；接桩：端板焊接连接；桩顶标高：送桩器送至设计标高；质量控制施工前：外观检查；施工中：桩位偏差；接桩焊接质量；桩顶标高施工后：荷载试验，桩体质量检验；经济效益与锤击法相比：施工速度快，缩短工期1/3；与普通砼桩相比：配筋率减少30~40%；社会效益施工噪音小、无污染编笼、滚焊上料合模离心成型高压蒸养钢管桩打桩设备桩锤——落锤、柴油锤、蒸汽锤、液压锤；桩架：•作用：吊桩就位、悬吊桩锤、打桩•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。二、预制桩锤击法施工柴油锤自由落锤蒸汽锤单动汽锤双动汽锤液压锤高频液压振动锤柴油锤履带式桩架多功能桩架滚筒式打桩机多功能桩机履带式桩机动力装置其配置取决于所选的桩锤。落锤，配备卷扬机；蒸汽锤，配备蒸汽锅炉。柴油锤，不需外部动力装置。锤垫——位于桩帽上部桩帽——设在桩顶，保护桩锤和防止桩顶损坏。桩垫——桩帽下部与桩顶间的垫材送桩器准备工作（1）场地准备；（2）定位放线；（3）确定打桩顺序；（4）进行打桩试验：≮2根，检验工艺、设备是否符合要求。试打桩关于“试打桩”——最重要的技术准备工作目的——确定收锤标准——贯入度地点——场地内钻孔附近贯入度：桩被击打一次，桩贯入土中的距离(cm)。打桩工艺准备→测量放线定位→桩机就位→吊桩和定桩→扣桩帽、落锤、脱吊钩→对中和调直→低锤轻打→打桩→接桩→再打桩→再接桩‥‥‥直到收锤标准→收锤→送桩→（截桩）定位打桩接桩：焊接法、浆锚法、法兰法接桩收锤管桩与基础底板连接打桩顺序1)当桩较密集时：①自中间向四周环绕打；②由中间向两侧打；③分段施打2)当桩较稀疏时：逐排打设减小：后施工的桩对先施工的桩的影响对周边环境的影响问题？桩直径不同时：先大后小桩埋深不同时：先深后浅桩长度不同时：先长后短桩一侧毗邻建筑物时：由建筑物一侧向另一侧施打上海浦东国际机场二期航站楼位于已运营浦东机场一期航站楼东侧。联廊和主楼是二期航站楼组成的一部分。工程桩桩型分为Ф600预制高强预应力混凝土管桩和断面为500mm×500mm的预制混凝土方桩两种。航站楼联廊、主楼共有2592个桩位,其中PHC管桩1277根,方桩1315根,方桩桩长46m～63m不等,PHC管桩桩长26m～45m不等,方桩由三节桩组成,PHC管桩由二至三节桩组成。PHC管桩集中分布在42轴及以南区域,方桩集中分布在39轴及以北区域。上海浦东国际机场二期航站楼桩基施工技术1工程地质概况二期航站楼工程处于机场吹填区域,不同施工区域土层高差达30余米。其地貌类型属河口、砂嘴、砂岛相地貌类型。场地平整后的标高为3.700m,联廊、主楼桩基持力层在粉细砂层。上海浦东国际机场二期航站楼桩基施工技术2施工方案方桩:断面500mm×500mm;桩长46m～63m;最短12m,最长21m(18种长度);三节桩预应力空心管状(PHC):Ф600;桩长26m～45m;最短6m,最长为15m(20种长度,细分66种);三节桩①桩位编号与标记1)制桩时在距桩端1.5m处做标记：制造日期、桩位区编号及轴线编号；2)施工前，在桩位图上按轴线对PHC管桩和方桩的桩位编号。②预制桩的生产1)方桩:现场预制,每天生产量可达114节方桩(38根),制桩与打桩流程2)PHC管桩:工厂制作,单日产量可达180节管桩。③预制桩的运输1)方桩:载重量30t,长度18m的超长重型平板车,单车运载能力2节～3节。2)PHC管桩:载重量30t,长度14m的重型平板车,单车运载能力70m/车。18m以下的桩在运输过程中按二支点法安置。18m以上的桩在运输过程中按三支点法的位置。④打桩流程施工区域以39轴为界：南区，北区南、北两区：两个工区。打桩顺序：先打联廊，后打主楼桩。打桩原则：先长桩后短桩。打桩机：15台履带式打桩机。⑤打桩施工桩的现场堆放及吊运堆放：底部楞木位置在桩端0.207L处,堆放高度不超过4层。起吊：PHC管桩起吊采用两端勾吊，方桩采用两点吊。沉桩:锤击法沉桩,混凝土强度设计强度100%,龄期满足28d。接桩PHC管桩:端板焊接连接,方桩:电焊接桩,焊接用角钢规格为L100×10,长度40cm,焊条选用E43。在焊接接头自然冷却5min后方可继续沉桩。送桩送桩器：送桩深度最大8.72m。观测控制送桩的垂直度,控制桩顶标高。施工总结本工程采取预制桩现场预制与工厂预制相结合、制桩与打桩流程相结合、打桩流程安排决定制桩流程的施工方案,确保了桩的配套供应,此外施工机械选型得当和打桩顺序安排合理,加快了工程进度,使得工程能够提早5d结束;通过合理安排打桩流程、采取减少挤土效应的措施,保证了桩位平面偏差都在规范允许范围内,最终使得工程质量达到了合格标准。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:•垂直度偏差：不超过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。挤土、震动、噪音、大气污染挤土：采取合理打桩顺序、控制打桩速度；震动、噪音、大气污染：合理打桩方法。锤击法打桩的危害静力压桩：利用静压力将桩压入土中。无振动、噪音，沉桩精度高。适用于：适用于软弱土层和邻近有怕振动的建（构）筑物的情况。压桩机：顶压式、箍压式和前压式预制桩静压法桩法顶压式箍压式压桩施工，一般采用分段压入、逐节接长的方法。施工时，先将第一节桩压入土中，当其上端与压桩机操作平台齐平时，进行接桩。最重要的是测量定位、桩尖就位、压桩和接桩四大施工过程，这是保证压桩质量的关键。桩长如何控制？静力压桩的施工工艺放线定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→截桩。压第一段接第二段接第三段压至地面送桩管压至设计标高STX造船码头宾馆桩基础施工基础方案：PHC-500(120)A-C80-9,10,12第二节灌注桩施工什么是灌注桩？灌注桩的成孔方法？钻孔灌注桩沉管灌注桩冲孔灌注桩人工挖孔灌注桩灌注桩与预制桩的比较？挤土效应：小桩长、桩径：变化自如施工工艺：复杂、工期长一、钻孔灌注桩施工（一）钻孔机械设备螺旋钻孔机用于地下水位以上的粘土、粉土、中密以上砂土等，孔径300-800mm,钻孔深度8-12m回转钻孔机钻头钻孔直径可达2.5m,钻进深度可达50-100m,适宜多种地质潜水钻机钻扩机有柱头钻头和扩底钻头对于扩大头桩，至设计标高后换扩大钻头全套管钻机•（二）钻孔灌注桩：•1、干作业成孔灌注桩施工•北方地区或无地下水的土层•适用：填土、粘性土、粉土、碎石土；•成孔机械：螺旋钻机孔径800～1200施工工艺（清理场地、测量放线）桩定位→钻机就位→钻孔→清孔（成孔质量检查验收）→放钢筋笼→浇砼。钻孔螺旋钻孔机成桩工艺放钢筋笼浇砼清孔每步注意事项注意问题①成孔顺序：现场条件、桩机行走方便；②孔距较小，间隔成孔；③及时浇砼，防孔壁坍塌；质量要求①偏差要求：垂直度偏差≯1％②孔底虚土厚度：端承桩≯50；摩擦桩≯150。③避免出现缩径和断桩2、泥浆护壁成孔（用于有地下水）成孔机械（钻头）冲击钻：碎石土、砂土、粘性土、风化岩；回转钻：填土、粘性土、淤泥、砂土；施工工艺桩定位→埋护筒→配泥浆→钻孔、灌泥浆→清孔→放钢筋笼→水下浇砼。原理：钻机成孔，泥浆护壁排土渣P77（1）测定桩位（2）埋设护筒作用：固定桩孔位置；保护孔口；维持孔内水头，防止塌孔；为钻头导向尺寸？P77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。埋设的钢护筒钢护筒水上搭操作平台，进行钻孔灌注桩施工，埋设钢护筒。（3）桩机就位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。泥浆池制浆（4）泥浆制备泥浆制备通过孔内的水头高度所形成的对孔壁的静压力来保护孔壁，泥浆与孔壁形成的泥皮，阻止孔外水向孔内渗流，起到保护孔壁的作用。桥梁基础的钻孔灌注桩施工现场。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（5）成孔水龙头钻杆钻机回转装置泥浆泵泥浆池沉淀池泥浆循环方向钻头砂石泵钻头新泥浆流向沉淀池水龙头钻杆钻机回转装置泥浆循环方向反循环正循环泥浆作用：护壁排土渣冷却润滑配泥浆灌泥浆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。成孔检测——超声波检测仪检测桩径（7）水下灌注砼要求•①导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；•②保护层厚度≮50；•③提管时保证混凝土埋入≮1m。（6）清孔•①端承桩,沉渣厚度不大于50；•②摩擦型桩,沉渣厚度不大于100；清孔(holetrimming)一般用清水清孔，钻机只钻不进，待泥浆比重降到1.1左右即认为清孔合格。吊放钢筋笼清孔后，尽快吊放钢筋笼混凝土灌注采用导管法水下混凝土灌注方法施工二、沉管灌注桩(casedpile)•1.适用于：能在土质很差，地下水位很高时施工。•2.施工方法：锤击沉入钢管法振动沉入钢管法•3.工艺顺序：•桩靴、钢管就位→沉管→放钢筋笼→浇砼、提管。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桩尖埋设步履式桩机•锤击、振动沉管施工方法•单打法——•复打法——单打时不放钢筋笼，砼初凝前原位打入、插筋灌注。•反插法——边振边拔，每次拔管0.5-1.0m,再向下反插0.3-0.5m,如此反复并保持振动套管成孔灌注桩常遇问题和处理方法•断桩原因：桩距过小，桩身砼强度低，邻桩沉管时挤土使桩身断裂。措施：桩间距