2-地基处理与桩基础工程

第二章地基处理与桩基础工程第一节地基加固处理第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院第一节地基加固处理一、地基加固的原理将土质由松变实，将土的含水量由高变低，即可达到地基加固的目的。二、地基加固的方法挖、填、换、夯、压、挤、拌河北工程大学土木工程学院地基处理的对象•软弱地基•不良地基淤泥土e1.5，L(液性指数IL1.0)淤泥质土e=1.0-1.5，L(IL1.0)泥炭土，泥炭质土冲填土湿陷性黄土膨胀土冻土松砂相对密实度Dr1/3或孔隙比e0.85饱和液化,干土震陷人工填土，杂填土粘性土处于液态与塑性状态之间的界限含水量地基处理方法的分类设计依据：建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）河北工程大学土木工程学院地基处理方法的选择粘土粉、细砂砂土杂填土注堆载预压软弱、透水砂井法软弱、透水性小泥炭土不适用真空预压软弱强夯法非饱和☆☆☆振冲挤密粘性小☆☆振冲碎石桩软弱抗剪强度低时慎用水泥土搅拌桩软弱灌浆法☆☆☆☆锚杆压桩☆☆☆用于纠偏与基础加固砂桩松松☆河北工程大学土木工程学院排水固结法——堆载预压分级堆载竖向排水砂井、塑料排水板水平排水垫层基本条件：必要的预压荷载必要的排水条件和足够的排水固结时间河北工程大学土木工程学院广州南沙港区一期工程陆域场地（北段）软基处理工程吹填沙塑料排水板施工淤泥搅拌桩施工真空膜铺设真空预压施工检测排水固结法——真空预压河北工程大学土木工程学院锤重：8-25t，最大200t落距：8-25m有效深度：5-10m承载力：180-250kPa加固效果：高承载力、减小沉降量，消除液化可能、消除湿陷性等优缺点：经济；噪音压密法——强夯法河北工程大学土木工程学院压密法——强夯法河北工程大学土木工程学院(1)沉管、柱锤冲扩法(2)材料：砂桩、碎石桩和灰土桩(3)适用于填土,松砂,湿陷性黄土,一般粘性土Sr60%.饱和度较高的粘性土不宜。通过振冲成孔，以砂石置换并振动密实形成复合地基。压密法——振冲法进料口管嘴砂桩套管管嘴河北工程大学土木工程学院置换法——水泥土搅拌桩深层搅拌法施工工艺流程定位预搅拌下沉喷浆搅拌上升重复搅拌下沉重复搅拌上升完毕河北工程大学土木工程学院SMW（SoilMixingWall）工法施工型钢水泥土复合搅拌桩河北工程大学土木工程学院SMW（SoilMixingWall）工法施工河北工程大学土木工程学院SMW（SoilMixingWall）工法施工河北工程大学土木工程学院SMW（SoilMixingWall）工法施工河北工程大学土木工程学院SMW（SoilMixingWall）工法施工河北工程大学土木工程学院SMW（SoilMixingWall）工法施工河北工程大学土木工程学院SMW（SoilMixingWall）工法施工河北工程大学土木工程学院SMW（SoilMixingWall）工法施工河北工程大学土木工程学院SMW（SoilMixingWall）工法施工河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工一、桩基础工程概述二、钢筋混凝土预制桩施工三、钢筋混凝土灌注桩施工四、人工挖孔灌注桩五、灌注桩施工质量要求六、桩基工程安全技术河北工程大学土木工程学院一、桩基础工程概述桩基础组成：桩和桩顶承台桩的分类：1、按桩的受力情况分为：摩擦桩和端承桩2、按桩的施工方法分为：预制桩和灌注桩第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院二、钢筋混凝土预制桩施工特点：能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快，对周围环境影响较大。施工程序：预制、运输、堆放、沉桩。第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院（一）钢筋混凝土预制桩的制作、起吊、运输和堆放1、制作：工厂制作和现场制作。钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工第二节桩基础工程施工预制桩有实心桩与空心桩。工厂预制桩长一般不超过12m；工地预制不超过30m，且桩长L50倍桩截面边长或直径。河北工程大学土木工程学院钢筋混凝土预制桩制作－混凝土浇筑第二节桩基础工程施工重叠不超过四层；底模和场地应平整坚实，防止浸水沉陷；上下层桩间及桩与底模之间刷隔离剂；下层需达到30%设计强度后上层方可浇筑；连续浇筑，不得留施工缝；浇水养护不少于7d。河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工2、起吊当桩的混凝土强度达到设计强度的70％方可起吊。达到100％设计强度时方可运输和打桩。确定原则：吊点间的跨中弯矩与吊点处负弯矩相等。常见的吊点位置如图示：河北工程大学土木工程学院80多米的“长腿”被吊起，通过打桩机插入海底第二节桩基础工程施工如：定位起吊河北工程大学土木工程学院3、运输打桩前，桩从制作处运到现场准备打桩，并应根据打桩顺序随打随运以避免二次搬运。桩的运输方式，在运距不大时，可用起重机吊运；当运距较大时，可采用轻便轨小平台车运输。第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院4、堆放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。第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院沉桩第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工第一节桩沉桩末节桩沉桩河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工（二）钢筋混凝土预制桩的沉桩1、沉桩前的准备工作：①处理障碍物；②平整场地；③抄平放线；④铺设水电管网；⑤沉桩设备的进场，安装及桩的供应。2、沉桩方法：锤击法、静力压桩法、振动法、水冲法。河北工程大学土木工程学院广州大学城工地锤击沉桩河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工3、锤击沉桩施工①打桩机具：桩锤、桩架、动力装置。河北工程大学土木工程学院锤重的选择河北工程大学土木工程学院河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工②打桩顺序：打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度(桩距大小)、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工③打桩方式：轻锤高击、重锤低击④接桩：方法目前有三种：焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工电焊接桩河北工程大学土木工程学院预应力管桩施工——接桩河北工程大学土木工程学院河北工程大学土木工程学院打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起，然后吊桩并送至导杆内，垂直对准桩位缓缓送下插入土中，垂直度偏差不得超过0.5%，然后固定桩帽和桩锤，使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。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。⑤施工工艺第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院打桩开始时，锤的落距应较小，待桩入土至一定深度且稳定后，再按要求的落距锤击。用落锤或单动汽锤打桩时，最大落距不宜大于1m，用柴油锤时，应使锤跳动正常。在打桩过程中，遇有贯入度剧变、桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹、桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理。某工地600mm预制桩被挤断的照片,一个承台六根桩,有四~五根桩断掉,打的时候收锤无问题,锤第二根桩挤断第一根,锤第三根挤断第二根桩第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院如桩顶标高低于自然土面，则需用送桩管将桩送入土中时，桩与送桩管的纵轴线应在同一直线上，拔出送桩管后，桩孔应及时回填或加盖。第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院接桩的预埋铁件表面应清洁，上、下节桩之间如有间隙应用铁片填实焊牢，焊接时焊缝应连续饱满，并采取措施减少焊接变形。接桩时，上、下节桩的中心线偏差不得大于10mm，节点弯曲矢高不得大于1‰桩长。第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院打桩过程中，应做好沉桩记录，以便工程验收。打桩工程是隐蔽工程，施工中应做好每根桩的观测和记录，这是工程验收时检验质量的依据。各项观测数据应记入混凝土预制桩施工记录，见表所示。第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工⑥打桩质量要求：Ⅰ、能否满足贯入度或标高的设计要求；摩擦桩：以标高为主，贯入度作为参考。端承桩：以贯入度为主，标高作为参考。Ⅱ、打入后的偏差是否在允许范围之内；Ⅲ、桩顶、桩身是否打坏。预应力管桩的质量检验——动载试验河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工4、打桩中常见事故的分析、处理在打桩施工过程中会遇见各种各样的问题，例如桩顶破碎，桩身断裂，桩身位移、扭转、倾斜，桩锤跳跃，桩身严重回弹等。发生这些问题的原因有钢筋混凝土预制桩制作质量、沉桩操作工艺和复杂土层等三个方面的原因。工程及施工验收规范规定，打桩过程中如遇到上述问题，都应立即暂停打桩，施工单位应与勘察、设计单位共同研究，查明原因，提出明确的处理意见，采取相应的技术措施后，方可继续施工。河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工（1）桩顶、桩身被打坏原因：①桩顶受到冲击产生很高的局部应力；②桩身混凝土保护层太厚，直接受冲击的是素混凝土；③桩帽垫层材料选用不合适，或已被打坏；④桩顶面和桩的轴线不垂直，桩处于偏心受力状态；⑤过打－－硬土层，最后贯入度太小，锤的落距过大；⑥桩身混凝土强度不够。河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工（2）打歪原因：①制作：桩顶不平，桩身混凝土凸肚，桩尖偏心，接桩不正；②地质：有障碍物在土中；③操作：初入土时歪斜，未纠正即施打。（3）打不下原因：①桩身被打坏；②遇上钢渣、孤石、硬土层等；③隔期打（停歇）。（4）一桩打下，邻桩上升原因：在软土中，当布桩较密，打桩顺序又欠合理时，发生一桩打下，将造成邻桩上升，或将邻桩拉断，或引起周围土坡开裂，建筑物裂缝。河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工5.桩头的处理在打完各种预制桩开挖基坑时，按设计要求的桩顶标高将桩头多余的部分截去。截桩头时不能破坏桩身，要保证桩身的主筋伸入承台，长度应符合设计要求。当桩顶标高在设计标高以下时，在桩位上挖成喇叭口，凿掉桩头混凝土，剥出主筋并焊接接长至设计要求长度，与承台钢筋绑扎在一起，用桩身同强度等级的混凝土与承台一起浇筑接长桩身。河北工程大学土木工程学院桩头爆裂环氧树脂补桩桩上的裂缝.预应力管桩施工——补桩河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工静力压桩静力压桩是利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩施工。静力压桩利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力(800～1500kN)反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。接桩的方法同前。河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工河北工程大学土木工程学院河北工程大学土木工程学院振动打桩振动沉斜桩作业图DZM系列液压振动锤(配挖掘机用)河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工三、钢筋混凝土灌注桩施工灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。与预制桩相比，灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等优点。但存在操作要求较严，易发生颈缩、断裂现象，技术间歇时间较长，不能立即承受荷载，冬季施工困难较多等缺点。灌注桩按成孔方法分为干作业钻孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、爆扩成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工（一）干作业钻孔灌注桩干作业钻孔灌注桩施工过程如下图所示。河北工程大学土木工程学院第二节桩基础工程施工干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分别为Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，钻孔深度相应为12m、10m、8m。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。钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，