02 第二章 桩基础工程02

建筑施工技术第二章桩基础工程概述预制桩施工灌注桩施工其它深基础施工第一节概述•一、深基础的类型•桩基础•墩基础•地下连续墙•沉井基础•沉箱基础预制桩沉桩方法：•锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土。•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1～2m打入或振入。适坚硬土、砂石层。•钻孔锤击法：钻孔（留1～2m）、注浆护壁、提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。•静力压桩法：80～120t压桩机，适软弱土层。灌注桩按成孔方法：•钻孔法——一般土层•沉管法——土质差、水位高•爆扩法——土质好（粘性）、无地下水•人工挖孔法——桩径大、土较好第二节预制桩的施工•一、预制桩的制作、运输和堆放•1．制作――应由工厂加工，保证质量•要点：•叠制≯4层，上下隔离，下层30％再上层；•钢筋接长用对焊，接头错开；•混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；•预应力管桩离心成型，直径400～500，壁厚80～100，节长8～10m，C60。2、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=5~10m)，距顶0.29L（L＝11～16m）；两点吊――距顶、距尖0.207L；(3)吊、运平稳，避免损坏。+M－M(2)合理吊点：（正负弯矩值相等则均小）3．堆放•高度不超过四层；•地面坚实、平整，垫长枕木；•支承点在吊点位置，垫木上下对齐。二、打桩设备：•1、桩锤——•落锤：构简、使便、锤高可调；效率低，桩损大。锤重0.5～1.5t，动力卷扬机、人。•柴油锤：(导杆式、筒式)构简、使便、自供能源、适于中型桩；锤重0.12～6.0t；不适过软过硬土、噪音大、污染，40～80次/分。•蒸汽锤：单动－升耗能、自重降，力大慢1.5～15t，25～30次/分；–双动式－双向耗能，效率高，0.6～6t；100～200次/分；可打可拔。•液压锤：无噪、无污、频率高，复杂、价高。油气二压施力长，贯入度大。2、桩架•作用：支撑锤桩•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。3、桩锤选择：（宜重锤低击）•桩锤重量参照表2-1桩锤重量选择参考表三、打桩施工1、准备工作•（1）场地准备：清除地上、地下障碍物，平整、压实场地，设置排水沟；•（2）放轴线、定桩位、设置水准点（≮2个）；•（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。2、打桩顺序：•1)当桩中心距4倍桩径时，•可：①自中间向四周环绕或放射打；•②由中心向两侧对称打；•③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。3、接桩当桩的长度较大时，由于桩架高度以及制作运输等条件限制，往往需要分段制作和运输，沉桩时，分段之间就需要接头。一般混凝土预制桩接头不宜超过2个，预应力管桩接头不宜超过4个，应避免在桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中时接桩。桩的接头应有足够的强度，能传递轴向力、弯矩和剪力，接桩方法有：法兰连接、角钢连接及浆锚法。前二者适用于各类土层，后者适用于软土层。1）、焊接法连接如图为焊接法接桩节点构造。当桩沉至操作平台时，在下节桩上端部焊接4个63×8长150mm的短角钢，这四个短角钢与桩的主筋焊在一起，然后把上节桩吊起，在其下端把四个63×8长150mm的短角钢焊在主筋上，最后把上下两桩对准用4根角钢或扁钢焊接，使之成为一个整体图2—16。2）浆锚法接桩可以采用硫磺胶泥或环氧树脂作为胶结剂的接桩工艺，接桩速度快。如图2—17所示，在上节桩的下端伸出钢筋，长度为15倍的钢筋直径，下节桩的上端设预留锚筋孔，孔径为2.5d，孔深大于15d，一般取15d+30mm。接桩时，把上节桩伸出的4根锚筋，插入下节桩的预留孔中，孔内灌满硫蟥胶泥并热铺于桩的顶面，厚度约为1~2cm，胶泥灌注时间不得超过2分钟，然后将两节桩压紧，胶泥很快冷却硬化，只需停5~10分钟，就可继续锤击沉桩。浆锚法施工工艺：接桩时，首先把上节桩对准下节桩，使四根锚筋插入锚筋孔，下落上节桩身，使其结合紧密，然后将桩上提约20mm，（以四根锚筋不脱离锚筋孔为度），此时安好施工夹箍（由四块板内侧用人造革包裹40mm厚的树脂海绵块而成），将熔化的硫蟥胶泥注满锚筋孔和接头平面上（厚1~2cm），然后下落上节桩，当硫蟥胶泥冷却并拆除夹箍后，方可继续沉桩。硫蟥胶泥是一种热塑冷硬性材料，具有良好而稳定的物理力学性能，结构简单，高强快硬且耐冲击（可承受5000次以上），它由胶结材料（硫蟥），填充剂（低标号水泥、石墨粉、粗砂）和增韧剂（聚硫780胶或聚硫甲胶）按一定重量比加热熔融而成。硫蟥胶泥有两种配合比：硫蟥：水泥：粉砂：聚硫780胶=44：11：44：1硫蟥：石英砂：石墨粉：聚硫甲胶=60：34.3：5：0.7硫蟥胶泥的熬制：硫蟥胶泥具有在一定温度下，多次重复搅拌熔融而强度不变的特性，因此硫蟥胶泥可固定生产，施工时使用预制硫蟥胶泥成品重复熔融即可。熬制方法如下：①按重量配合比，称取各项材料；②将硫蟥块放入热锅中，不停的搅拌，小火加温熔化至1300C；③将水泥和干燥的粉砂（或石墨粉和石英砂）均匀地加入熔化的硫蟥内，不停搅拌，并升温至150~1550C；④将聚硫780胶（使用聚硫甲胶时需切成长15~20mm，宽4~5mm，厚12mm的片状）缓慢而均匀地加入硫蟥砂浆中，加强搅拌，严格控制温度，保持在1700C之内（温度不可超过1700C，否则会使硫升华和聚硫甲胶分解而严重影响硫蟥胶泥质量）；⑤待完全脱水后（以液面上无气泡为准），降温至140~1450C浇注入模，制成硫蟥胶泥预制块；⑥熬制注意事项：硫蟥的熔点为960C，且遇明火易燃，所以备料、储藏、熬制过程中应避免与明火接触，并严格控制在1700C以内防止引起燃烧。熬制过程中有刺鼻气体放出，操作应近通风处并应使用劳保用品。3）、法兰连接在预制桩时，在桩的端部设置法兰，需接桩时用螺拴把它们连在一起，这种方法，施工简便，速度快。主要用于混凝土管桩。但法兰盘制作工艺复杂，用钢量大。2、打桩工艺：•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，开始要轻打；•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。4、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。第三节灌注桩施工•一、钻孔灌注桩：•施工无振动无噪音，但比同径预制桩承载低、沉降大。•（一）干作业法（用于无地下水或已降水）•1、成孔机械：•螺旋钻－长：钻杆长10m以上,φ400～600•短：钻杆长3～5m，φ300～400•钻扩机：钻孔径800～1200，扩孔径可达3.5m二、墩基础（即大直径扩底灌注桩）•直径0.8m。（桩径2.5m、底径5m、承千吨）•方法：1)人挖人扩桩；•2)机钻人扩桩,干法；•3)机钻机扩桩,湿法。•要求：•防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。•设备：1)风镐、八字护壁；2)钻扩机。•施工工艺：•护壁挖孔→扩底→放入钢筋笼→浇筑混凝土三、沉井基础•1、用途：重型设备基础；桥墩；取水结构；超高层建筑物基础；•2、施工工艺：制作安放刃脚→分节浇筑沉井和开挖下沉→（井内混凝土施工）•1)现浇带刃脚的钢筋混凝土圆或方形井筒，可设内隔墙，可竖向分段；•2)井筒内挖土或水力吸泥后，井筒靠自重逐步下沉，边挖边沉；•3)沉至设计标高后用素混凝土封底防水渗，浇钢筋混凝土底板，或内填；•4)若沉井为内空的地下结构物，则浇筑钢筋混凝土顶板。