桩基工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节,桩基础工程,一、钢筋混凝土预制桩施工,钢筋混凝土预制桩：在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中，其特点：坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快，能适应不同土层施工。,钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型。,钢筋混凝土预制桩有方形实心断面桩和圆柱体空心断面桩。,钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工,预制桩和灌注桩的施工方法,预制桩,根据沉入土中的方法，可分,打入桩,、水冲沉桩、振动沉桩和静力压桩等；,灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，有钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、套管成孔灌注桩及爆扩成孔灌注桩等。,1.,操作特点,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。静力压桩机见图。,(,二,),静力压桩,静力压桩机,2.,操作过程,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。,活动压梁,油压表,桩帽,上段桩,上段桩锚筋,下段桩,加压重物,底盘,轨道,导笼口,操作平台,卷扬机,加压钢丝绳滑轮组,桩架导向笼,静力压桩机构造原理图,4.,接桩的方法,接桩的方法目前有三种：焊接法、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法。,3.,施工方法,压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。,施工注意事项,1,压桩施工时应随时注意使桩保持轴心受压，接桩时也应保证上下接桩的轴线一致，并使接桩时间尽可能地缩短，否则，间歇时间过长会由于土体固结导致发生压不下去的事故。,2,当桩接近设计标高时，不可过早停压，否则，在补压时也会发生压不下去或压入过少的现象。,3,压桩过程中，当桩尖碰到夹砂层时，压桩阻力可能突然增大，可采取停车再开。忽停忽开的办法，使桩有可能缓慢下沉穿过砂层。如果工程中有少量桩确实不能压至设计标高而相差不多时，可以采取截桩的办法。,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,1.,干作业钻孔桩灌注,干作业钻孔灌注桩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。,干作业成孔一般采用螺旋钻机钻孔。成孔,300m,到,500mm,、最大,800mm,，钻孔深度相应为,8m,到,12m,。,钻机就位后，钻杆垂直对准桩位中心，开钻时先慢后快，减少钻杆的摇晃，及时纠正钻孔的偏斜或位移。,钻孔至规定要求深度后，进行孔底清土。清孔的目的是将孔内的浮土、虚土取出，减少桩的沉降。方法是钻机在原深处空转清土，然后停止旋转，提钻卸土。,钢筋骨架的主筋、箍筋、直径、根数、间距及主筋保护层均应符合设计规定，绑扎牢固，防止变形。用导向钢筋送入孔内，同时防止泥土杂物掉进孔内。钢筋骨架就位后，应立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注时，应分层浇筑、分层捣实，每层厚度,50,60cm,。,螺旋钻,flash,演示,2.,湿作业成孔灌注桩（泥浆护壁成孔灌注桩）,泥浆护壁成孔是用泥浆保护孔壁并排出土渣而成孔。泥浆护壁钻孔灌注桩适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎,(,砾,),石土及风化岩层；以及地质情况复杂，夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层，冲孔灌注桩除适应上述地质情况外，还能穿透旧基础、大孤石等障碍物，但在岩溶发育地区应慎重使用。,成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。,（,1,）施工机械,冲抓钻,冲击钻,潜水电钻,回转钻,反循环,正循环,用于碎石土、砂土、粘性土、风化岩,用于粘性土、淤泥、砂土,冲击钻作业示意图,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,（,2,）施工工艺,a.,埋设护筒,钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。钻孔灌注桩,-,护筒埋设见图,2,18,。护筒高,2m,左右，上部设,1,2,个溢浆孔，是用厚,4,8mm,钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径,200mm,。护筒的作用是固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。,b.,制备泥浆,在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为,1.1,1.5,的泥浆，使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。,c.,清孔,(1),验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况；清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。,(2),泥浆护壁成孔清孔时，对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，气压为,0.5MPa,，使管内形成强大高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。,(3),对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在,1.15,1.25,。,d.,浇筑水下混凝土,(1),泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。,(2),水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。,(3),水下混凝土浇筑常用导管法。,(4),浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下,0.8m,以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。,泥浆护壁成孔灌注桩施工现场,钻孔灌注桩,-,护筒埋设,5.,要点：,1,）护筒直径比钻头大,100,，开设,1,2,个溢浆口，埋入土中,1m,；,2,）泥浆比重,1.1,左右（粘土时可自造），随钻随灌，保持高于水位面；,3,）水下灌注要求,：,混凝土,C20,，,坍落度,16,22cm,，,骨料粒径,30mm,；,导管最大外径比钢筋笼内径小,100,以上；,钢筋的混凝土保护层厚度,50mm,（,混凝土垫块）；,能埋管,500,600mm,后剪断导柱塞铅丝；,提管时保证混凝土埋入,1m,。,(3),常见质量问题及处理方法,1.,护筒冒水。用粘土填实。,2,塌孔。如发生塌孔，应探明塌孔位置，将砂和粘土混合物回填到塌孔位置以上,1,2m,，,如塌孔严重，应全部回填，等回填物沉积密实后再重新钻孔。,3,斜孔。处理时可在偏斜处吊住钻头，上下反复扫孔，直至把孔位校直；或在偏斜处回填砂粘土，待沉积密实后再钻。,(,二）,套管成孔灌注桩,套管成孔灌注桩是利用锤击或振动方法将带有桩尖（桩靴）的桩管（钢管）沉入土中成孔。当桩管打到要求深度后，放人钢筋骨架，边浇筑混凝土，边拔出桩管而成桩。,1.,特点：,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、钢管就位沉管检查管内有无砂、水放入钢筋骨架浇灌混凝土、提管。,4.,要点：,防止钢管内进入泥浆、水；,灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动；,防止缩径、断桩及吊脚桩,。,1.,振动沉管,振动灌注桩采用振动锤或振动冲击锤沉管，其设备见下图。施工前，先安装好桩机，将桩管下端活瓣合起来或套入桩靴，对准桩位，徐徐放下套管，压入土中，勿使偏斜，即可开动激振器沉管。桩管受振后与土体之间摩阻力减小，同时利用振动锤自重在套管上加压，套管即能沉入土中,振动桩,flash,演示,2.,锤击灌注桩施工时，用桩架吊起钢套管，关闭活瓣或,对准预先设在桩位处的预制混凝土桩靴，套入桩靴。套,管与桩靴连接处要垫以麻、草绳，以防止地下水渗入管,内。然后缓缓放下套管，压进土中。套管上端扣上桩,帽，检查套管与桩锤是否在一垂直线上，套管偏斜不大,于,0.5%,时，即可起锤沉套管。先用低锤轻击，观察后如,无偏移，才正常施打，直至符合设计要求的贯入度或沉,入标高，并检查管内有无泥浆或水进入，即可灌注混凝,土。套管内混凝土应尽量灌满，然后开始拔管。拔管要,均匀，不宜拔管过高。拔管时应保持连续密锤低击不停。,就位,沉入,浇筑,成型,边拔边浇,放入钢筋笼,继续浇筑,锤击沉管灌注桩,flash,演示,复打桩,flash,演示,缩颈桩,flash,演示,吊脚桩,flash,演示,(,三,),挖孔灌注桩施工,人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。人工挖孔灌注桩其结构上的特点是单桩的承载能力高，受力性能好，既能承受垂直荷载，又能承受水平荷载；人工挖孔灌注桩，具有机具设备简单，施工操作方便，占用施工场地小，无噪音，无振动，不污染环境，对周围建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，工期缩短，造价低等优点，因此得到广泛应用。,适用范围,人工挖孔灌注桩适用于土质较好，地下水位较低的粘土、亚粘土及含少量砂卵石的粘土层等地质条件。可用于高层建筑、公用建筑、水工结构,(,如泵站、桥墩,),作桩基，起支承、抗滑、挡土之用。对软土、流砂及地下水位较高，涌水量大的土层不宜采用。,大直径扩底桩,护壁构造示意,1),人工挖孔桩的施工机具,1,电动葫芦或手动卷扬机，提土桶及三脚支架。,2,潜水泵：用于抽出孔中积水。,3,鼓风机和输风管：用于向桩孔中强制送人新鲜空气。,4,镐、锹、土筐等挖土工具，若遇坚硬土层或岩石还应配风镐等。,5,照明灯、对讲机、电铃等。,2),一般构造要求,桩直径,般为,8002000mm,，,最大直径可达,3 500mm,。,桩埋置深度一般在,20m,左右，最大可达,40m,。,底部采取不扩底和扩底两种方式，扩底直径,1,3d3,0d,，,最大扩底直径可达,4 500mm,。,一般采用一柱一桩，如采用一柱两桩时，两桩中心距不应小于,3d,，,两桩扩大头净距不小于,1m,（,图），上下设置不小于,0.5m,，,桩底宜挖成锅底形，锅底中心比四周低,200mm,，,根据试验，它比平底桩可提高承载力,20%,以上。桩底应支承在可靠的持力层上。支承桩大多采用构造配筋，配筋率,0.4%,为宜，配筋长度一般为,1/2,桩长，且不小于,10m,；,用于作抗滑、锚固，挡土桩的配筋，按全长或,2/3,桩长配置，由计算确定。箍筋采用螺旋箍筋或封闭箍筋，不小于,8,200mm,，,在桩顶,1.0m,范围内间距加密一倍，以提高桩的抗剪强度。当钢筋笼长度超过,4.0m,时，为加强其刚度和整体性，可每隔,2.0m,设一道,1620mm,焊接加强筋。钢筋笼长超过,10m,需分段拼接，拼接处应用焊接。,3),施工工艺,1,测定桩位、放线。,2,开挖土方。采用分段开挖，每段高度取决于土壁的直立能力，一般为,0,5,1,0 m,，,开挖直径为设计桩径加上两倍护壁厚度。挖土顺序是自上而下、先中间、后孔边。,3,支撑护壁模板。模板高度取决于开挖土方每段的高度，一般为,1 m,，由,48,块活动模板组合而成。护壁厚度不宜小于,100mm,，,一般取,D/10 +5cm(D,为桩径,),，且第一段井圈的护壁厚度应比以下各段增加,100,150 mm,，,上下节护壁可用长为,1 m,左右,6,一,8,的钢筋进行拉结。,4,在模板顶放置操作平台。平台可用角钢和钢板制成半圆形，两个合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土和浇筑混凝土用。,5,浇筑护壁混凝土。护壁混凝土的强度等级不得低于桩身混凝土强度等级，应注意浇捣密 实。根据土层渗水情况，可考虑使用速凝剂。不得在桩孔水淹没模板的情况下浇护壁混凝土。每节护壁均应在当日连续施工完毕。上下节护壁搭接长度不小于,50mm,。,6,拆除模板继续下一段的施工。一般在浇筑混凝土,24 h,之后便可拆模。若发现护壁有蜂窝、孔洞、漏水现象时，应及时补强、堵塞，防止孔外水通过护壁流人桩孔内。当护壁符合质量要求后，便可开挖下一段的土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度并按 设计进行扩底。,7,安放钢筋笼、浇筑混凝土。孔底有积水时应先排除积水再浇混凝土，当混凝土浇至钢筋 的底面设计标高时再安放钢筋笼，继续浇筑桩身混凝土。,4),施工注意事项,1,桩孔开挖，当桩净距小于,2,倍桩径且小于,2,5 m,时，应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小 施工净距不得小于,4,5 m,，,孔深不宜大于,40m,。,2,每段挖土后必须吊线检查中心线位置是否正确，桩孔中心线平面位置偏差不宜超过,50 mm,，,桩的垂直度偏差不得超过,1,，桩径不得小于设计直径。,3,防止土壁坍塌及流砂。挖土如遇到松散或流砂土层时，可减少每段开挖深度,(,取,0,3 0,5 m),或采用钢护筒、预制混凝土沉井等作护壁，待穿过此土层后再按一般方法施工。流砂现 象严重时，应采用井点降水处理。,(,四,),爆扩灌注桩,步骤：,成孔放炸药灌砂及压爆混凝土引爆成扩大头 检查置筋灌筑混凝土。,炸药用量：,依扩大头径及土质而定，可用计算、试验、查表三法。,内容：,爆桩孔,爆扩大头,桩身,坚土层,承台,混凝土垫层,扩大头,爆扩桩基础构造示意图,爆扩桩施工工艺,钻孔,(,直径,50,60mm),放炸药管,扩孔清土,放炸药包,灌混凝土,爆扩大头,放入钢筋骨架,灌注混凝土,爆炸成孔,