单元6--桩基础施工.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,基础工程施工,*,单元6 桩基础施工,桩基础组成与桩基础分类,6.1,混凝土预制桩施工,6.2,混凝土灌注桩施工,6.3,1,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,桩基础是由沉入土中的桩和连接桩顶的承台组成。桩基础的作用是将上部结构的荷载，通过较弱地层传至深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层。桩基础是工程中广泛应用的重要基础形式之一。本节主要讨论了桩的概念、使用范围、桩的作用及施工工艺。,基础工程施工,2,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,6.1.1,桩基础的概念、作用与适用范围,桩基础由一根或数根单桩（也称基桩）和承台两个部分组成，如图,6-1,所示。在平面上桩可排列成一排或几排，桩顶由承台连接。桩基础的修筑方法是：先将桩设置于地基中，然后在桩顶处浇筑承台，将若干根桩连接成一个整体，构成了桩基础。最后在上面修建上部结构，如房屋建筑中的柱、墙或桥梁中的墩、台等。,基础工程施工,3,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,基础工程施工,4,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,桩基础的作用是将承台以上结构传来的荷载，通过承台将外荷载传至桩顶，再由桩传到较深的地基土层中去。其中承台不仅将外力传至桩顶，并箍住桩顶形成整体共同承受外力。各桩的作用是将所承受的荷载通过桩侧土的摩阻力和桩端土的支承力，传至地基土层中去。,基础工程施工,5,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,当地基上部软弱而在可能的设计桩长范围内埋藏有坚硬土层时，最适宜采用桩基础。桩基础如设计正确，施工得当，则它具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、适用性强等特点。桩基础适宜在下列情况下采用：,1,）当建筑物荷载较大，采用天然地基时地基承载力不足时；或地基浅层土质差，采用换填或地基处理困难较大或经济上不合理时，采用桩基是较好的解决方案。,基础工程施工,6,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,2,）即使天然地基承载力满足要求，但因采用天然地基时沉降量过大；或是建筑物较为重要，对沉降要求严格时。,3,）高耸建筑物或构筑物在水平力作用下为防止倾覆或产生较大倾斜时。,4,）为防止新建建筑物地基沉降对邻近建筑物产生相互影响，对新建建筑物可采用桩基，以避免这种危害。,5,）设有大吨位的重级工作制吊车的重型单层工业厂房，吊车载重量大，使用频繁，车间内设备平台多，基础密集，因而地基变形大，这时可采用桩基。,基础工程施工,7,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,6,）精密设备基础安装和使用过程中对地基沉降及沉降速率有严格要求；动力机械基础对允许振幅有一定要求时。,7,）在地震区，采用桩穿过液化土层并深入下部密实稳定土层，可消除或减轻液化对建筑物的危害。,8,）已有建筑物加层、纠偏、基础托换时可采用桩基。,9,）水中建筑物如桥梁、码头、采油平台等，地下水位很高，采用其它基础形式施工困难时。,基础工程施工,8,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,3,）钢桩。常用钢桩有管状、宽翼工字型截面和板状截面等型式。其中钢管桩的直径一般为,2501200mm,。钢桩具有穿透能力强、承栽力高、自重轻、锤击沉桩效果好等特点；且质量容易保证，桩长可任意调整；但也存在价格高、易锈蚀等不足。,4,）组合材料桩。指一根桩由两种或两种以上材料组成的桩。如钢管内填充混凝土，水位以下采用预制而桩上段多采用现场浇注混凝土，中间为预制而外包灌注桩（水泥搅拌桩中插入型钢或预小截面制钢筋混凝土桩）等，一般应用于特殊地质环境及施工技术等情况。,基础工程施工,11,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,2,按土对桩的支承性状分类,作用在桩上的外荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力共同承担。桩侧摩阻力和桩端阻力的分担比例主要受桩侧和桩端土的物理力学性质、桩的形式、桩与土的相对刚度及施工方法等因素的影响。根据摩阻力和桩端阻力占外荷载的比例大小将桩基础分为：,1,）端承桩：也称为柱桩。这种桩穿过上部软弱土层，直接将荷载传至坚硬土层或岩层上（图,6-3,（,a,）。由于桩与桩周土层间的摩阻力甚微，工程上可忽略不计。,基础工程施工,12,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,2,）摩擦桩：这种桩穿过的软弱土层较厚，桩端达不到坚硬土层或岩层上，桩顶的荷载主要靠桩身与土层之间的摩擦力来支承（图,6-3,（,b,），桩尖处土层反力很小，可以略而不计，也称为纯摩擦桩。,基础工程施工,13,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,3,按桩的施工方法分类,1,）预制桩,由于是在打桩以前将桩身提前预制，因此桩身质量较容易保证。预制桩的沉桩施工主要有锤击、振动、静压等方法，当沉桩困难时，可采用预钻孔后再沉桩。由于锤击和振动沉桩产生噪声、振动等危害，近年来，采用静力压桩的施工方法在城市中得到较多的应用。静力压桩施工方法的优点是噪声小、无振动，在桩身内不产生锤击沉桩所产生的很大锤击应力，可以减小桩身配筋，降低工程造价。因此，静力压桩方法已广泛应用于软土地区的工业与民用建筑、湾岗码头、水工围堰、地铁等工程的桩基施工。,基础工程施工,14,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,当要求单桩承载力较高、持力层埋深较深而使桩长较长时，预制桩必须采用分成几节进行预制和沉桩，因此，当下节桩沉入土中、进行上节桩沉桩时，必须将上、下节桩连接起来。目前常用的接桩方法主要有焊接法、螺栓连接法和浆锚法。,2,）灌注桩,灌注桩大体可分为沉管灌注桩和钻（冲、挖、抓）孔灌注桩两大类。同一类桩还可以按照施工机械和施工方法以及直径的不同予以细分。,基础工程施工,15,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,（,1,）沉管灌注桩：沉管灌注桩早在,20,世纪,30,年代传入我国，该桩身不用预制可就地灌注，施工速度快，不产生泥浆，造价低于其它类型的灌注桩而应用较广。但其施工过程中的噪音和震动对环境产生影响，使其在城市建筑物密集地区的应用受到一定的限制。沉管灌注桩可采用锤击振动、振动冲击等方法沉管成孔，其施工工序如图,6-4,所示。,基础工程施工,16,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,锤击沉管灌注桩的常用直径（指预制桩尖的直径）为,300,500mm,，桩长在,20m,以内，可打至硬塑粘土层中或中、粗砂层。这种桩的施工设备简单，打桩速度快、成本低，但很容易产生缩径（桩身界面局部缩小）、断桩、局部夹土、混凝土离析和强度不足等质量问题。,振动沉管桩的钢管底部带有活瓣桩尖（沉管时闭合，拔管时活瓣张开以便浇注混凝土），或套上预制钢筋混凝土桩尖。桩横截面直径一般为,400,500mm,。,基础工程施工,17,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,锤击、振动沉管施工时一般有单打、反插和复打法，根据土质情况和承载力要求分别选用。单打法适用于含水量较小的土层，且易采用预制桩尖；反插法及复打法适用于软弱饱和土层。单打法即一次拔管成桩，拔管时每提升,0.5,1.0m,，振动,5,10s,，再拔管,0.5,1.0m,，如此反复进行，直至全部拔除为止。为了扩大桩径（这时桩距不易太小）和防止再淤泥层中缩径或断桩，沉管灌注桩施工时可采用反插和复打工艺。复打法就是在浇注混凝土并拔出钢管后，立即在原位重新放置预制桩尖（或闭合管端活瓣）再次沉管，并再次浇注混凝土。复打后的桩，其横截面面积增大，承载力提高，但其造价也相应增加。反插法是将套管每提升,0.5m,，再下沉,0.3m,，反插深度不易大于活瓣桩尖长度的,2/3,，如此反复进行，直至拔除地面。反插法也可扩大桩径，提高承载力。,基础工程施工,18,项目6.1 桩基础组成与桩基础分类,（,2,）钻（冲）孔灌注桩,各种钻孔桩在施工时都要把钻孔位置处的土排出地面，然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，最后浇注混凝土。,目前国内的钻（冲）孔灌注桩在钻进时不下钢筋套筒，而是利用泥浆护壁保护孔壁以防坍孔，清孔（排走孔底沉渣）后，在水下灌注混凝土。常用桩径为,600,1200mm,等。更大直径,1500,2800mm,钻孔桩一般用钢套筒护壁，所用钻机具有回旋钻进、冲击、磨头磨碎岩石和扩大桩底等多种功能，钻进速度快，深度可达,60m,，能克服流砂、消除孤石等障碍，并能进入微风化硬质岩石。其最大优点在于能进入岩层，刚度大，因此承载力高而桩身变形很小。,基础工程施工,19,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,（,3,）挖孔桩,挖孔桩可采用人工或机械挖掘成孔。人工挖孔桩施工时应降低地下水位，每挖深,0.9,1.0m,，就浇灌或喷射一圈钢筋混凝土护壁（上下圈之间用钢筋连接），达到所需深度时，再进行扩孔，最后在护壁内安装钢筋笼或浇灌混凝土。,在挖孔桩施工中，由于工人下到钻孔中操作，可能遇到流砂、坍孔、有害气体、缺氧、触电和上面掉下重物等危险而造成伤亡事故。因此必须严格执行有关安全生产的规定。挖孔桩的直径不得小于,0.8m,，深度为,15m,者，桩径应在,1.2,1.4m,以上，桩身长度宜限制在,30m,以内。挖孔桩的优点是，可直接观察地层情况，孔底易清除干净，设备简单、噪声小。场区各桩可同时施工，桩径大，适应性强，又较经济。,基础工程施工,20,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,4,按承台的位置分类,桩基础按照承台的位置可分为高承台桩（也称高桩承台）基和低承台桩基（也称低桩承台）两种（如图,6-1,所示）通常将承台底面置于地面或局部冲刷线以下的桩基称为低承台桩基，见图,6-1,（,a,），承台底面高出地面或局部冲刷线的桩基称为高承台桩基，见图,6-1,（,b,）。高承台桩基的位置较高，可减小墩台的圬工数量，施工较方便。然而在水平力的作用下，由于承台及部分桩身露出地面或局部冲刷线，减少了承台及自由段桩身侧面的土抗力，桩身的内力和位移都将大于低承台桩基，在稳定性方面也不如低承台桩基。,基础工程施工,21,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,当常年有水、冲刷较深，或地下水位较深、施工时不易排水时，常采用高承台桩基方案。另外，对于受水平力较小的小跨度桥梁，选用高桩承台很可能是较为合理的方案。位于旱地、浅水滩或季节性河流的墩台，当冲刷不深，施工排水不太困难时，选用低承台方案，有利于提高基础的稳定性。,基础工程施工,22,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,5,按桩轴方向分类,若按桩轴方向分类可分为竖直桩和斜桩（图,6-5,）。一般来说，竖直桩能承受的水平力较小，当水平外力和弯矩不大，桩不长或桩身直径较大时，可采用竖直桩，相应的桩基称为竖直桩桩基。反之，当水平外力较大且方向不变时，可采用单向斜桩；当水平外力较大且由于活载关系致使水平外力在两个方向都可能同时作用时，则可采用多向斜桩桩基；由于施工技术上的原因，目前钻（挖）孔灌注桩通常设计为竖直桩。,基础工程施工,23,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,基础工程施工,24,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,6,按成桩的直径分类,建筑桩基技术规范,（,JGJ94-2008,）按成桩直径大小可以将桩分为小直径桩、中等直径桩和大直径桩等三类。,小直径桩。指桩径,d250mm,、长径比,l,/,d,较大的桩，如树根桩。小桩具有施工空间要求小、对原有建筑基础影响小、施工方便、可在任何土层中成桩，并能穿越原有基础等特点而在地基换托、支护结构、抗浮、多层住宅地基处理等工程中得到广泛应用。,基础工程施工,25,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,中等直径桩。即普通桩，桩径为,250mmd800mm,的桩。这种桩长期在工业与民用建筑中大量使用，其成桩方法和工艺很多。,大直径桩。按桩径,d800mm,的桩，在设计中应考虑桩的挤土效应和尺寸效应；此类桩大多数为端承桩。,基础工程施工,26,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,7,按桩的设置效应分类,随着桩的设置方式不同，桩孔处的排土量和桩周土体所受到的排挤及扰动程度也会不同，这将直接造成土体的天然结构、应力状态和性质的变化，从而影响到桩的承载能力、成桩质量等。按成桩对周围土层的影响可分为下列三种：,基础工程施工,27,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,1,）挤土桩。在成桩过程中，造成大量挤土，使桩周土体受到严重扰动（重塑或土粒重新排列），土的工程性质有很大改变。如采用打入、静压和振动等成桩方法的实心预制桩、下端封闭的管桩和沉管灌注桩等。成桩过程中的挤土效应主要是地面隆起和土体侧移，对预制桩可能会造成桩的侧移、倾斜、上抬等质量事故，对灌注桩还可能造成断桩和缩径等。,基础工程施工,28,项目,6.1,桩基础组成与桩基础分类,2,）部分挤土桩。在成桩过程中，引起部分挤土效应，桩周土体受到一定程度的扰动。一般底端开口的钢管桩、,H,型刚桩、冲孔灌注桩和开口薄壁预应力钢筋混凝土桩等属于部分挤土桩。,3,）非挤土桩。采用钻孔或挖孔方式，在成孔过程中将孔中土清除，故没有产生设桩时的排挤土作用。一般现场灌注的钻、挖孔桩或先钻孔再打入的的预制桩属于非挤土桩。,基础工程施工,29,项目,6.2,混凝土预制桩施工,6.2.1,桩的制作、起吊、运输、堆放,钢筋混凝土预制桩是目前应用最广泛的一种桩基施工方式。,预制钢筋混凝土桩分实心桩和空心管桩两种。实心混凝土方桩截面边长通常为,200,550mm,，长,7,25m,，可在现场预制或在工厂制作成单根桩或多节桩。混凝土空心管桩外径一般为,300,550mm,，每节长度为,4,12m,，管壁厚为,80,100mm,，在工厂内采用离心法制成，与实心桩相比可大大减轻桩的自重。,钢筋混凝土预制桩施工包括制作、起吊、运输、堆放、沉桩和接桩等过程。,基础工程施工,30,项目,6.2,混凝土预制桩施工,1.,桩的制作,实心混凝土方桩现场预制多采用工具式木模板或钢模板，支在坚实平整的地坪上，模板应平整牢靠，尺寸准确。制作预制桩的方法有并列法、间隔法、重叠法和翻模法等，现场多用间隔重叠法施工，如图,6-6,所示，一般重叠层数不宜超过四层。施工时，须待邻桩或下层桩的混凝土达到设计强度的,30,以后才能进行后续相邻桩的施工。,基础工程施工,31,项目,6.2,混凝土预制桩施工,基础工程施工,32,项目,6.2,混凝土预制桩施工,钢筋混凝土桩预制程序为：压实、整平现场制作场地场地地坪作三七灰土或浇筑混凝土支模绑扎钢筋骨架、安设吊环浇筑混凝土养护至,30,强度拆模支间隔端头模板、刷隔离剂、绑扎钢筋浇筑间隔桩混凝土同法间隔重叠制作第二层桩养护至,70,强度起吊达,100,强度后运输、堆放。,长桩可分节制作，预制桩单节长度应根据桩架高度、制作场地条件，运输和装卸能力等方面情况来确定，并应避免桩尖处于硬持力层接桩。如在工厂制作，为便于运输，单节长度不宜超过,12m,；如在现场预制，长度不宜超过,30m,。,基础工程施工,33,项目,6.2,混凝土预制桩施工,桩中的钢筋应严格保证位置的正确。桩身配筋与沉桩方法有关，锤击沉桩的纵向钢筋配筋率不宜小于,0.8,，压入桩不宜小于,0.4,，桩的纵向钢筋直径不宜小于,14mm,，桩截面宽度或直径大于或等于,350mm,时，纵向钢筋不应少于,8,根。钢筋骨架主筋连接宜采用对焊或电孤焊；主筋接头配置在同一截面内的数量，对于受拉钢筋不得超过,50,；相邻两根主筋接头截面的距离应大于,35,倍的主筋直径，并不小于,500mm,。桩顶一定范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片。,基础工程施工,34,项目,6.2,混凝土预制桩施工,混凝土强度等级应不低于,C30,，粗骨料用粒径,540mm,碎石或卵石，用机械拌制混凝土，坍落度不大于,60mm,，混凝土浇筑应由桩顶向桩尖方向连续浇筑，不得中断，并应防止一端砂浆积聚过多。浇筑完毕应覆盖、洒水养护不少于,7d,，如用蒸汽养护，在蒸养后，尚应适当自然养护，达到设计强度等级后方可使用。,基础工程施工,35,项目,6.2,混凝土预制桩施工,预制桩制作的允许偏差：横截面边长,5mm,；保护层厚度,5mm,，桩顶对角线之差,10mm,；桩顶平面对桩中心线的位移,10mm,；桩身弯曲矢高不大于,0.1%,桩长，且不大于,20mm,；桩顶平面对桩中心线的倾斜,30mm,。桩的表面应平整、密实，掉角的深度不应超过,10mm,，且局部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过该桩表面全部面积的,0.5%,，并不得过分集中；由于混凝土收缩产生的裂缝，深度不得大于,20mm,，宽度不得大于,0.25mm,；横向裂缝长度不得超过边长的一半（管桩、多角形桩不得超过直径或对角线的,1/2,）；桩顶或桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。,基础工程施工,36,项目,6.2,混凝土预制桩施工,2,起吊,当桩的混凝土强度达到设计强度标准值的,70,后方可起吊，若需提前起吊，必须采取必要的措施并经强度和抗裂验算合格后方可进行。吊点应严格按设计规定的位置绑扎。若设计无规定时，应按照起吊弯矩最小的原则确定绑扎位置，如图,6-7,所示。起吊时应采取相应措施，保持平稳提升，保护桩身质量，防止撞击和受振动。,基础工程施工,37,项目,6.2,混凝土预制桩施工,基础工程施工,38,项目,6.2,混凝土预制桩施工,3.,运输,桩运输时的混凝土强度应达到设计强度标准值的,100,。桩从制作处运到现场以备打桩，应根据打桩顺序随打随运以避免二次搬运。短桩运输可采用载重汽车，现场运距较近时，可用起重机吊运，亦可采用轻轨平板车运输；长桩运输可采用平板拖车、平台挂车等运输。装载时桩支承点应按设计吊点位置设置，并垫实、支撑和绑扎牢固，以防止运输中晃动或滑动。,基础工程施工,39,项目,6.2,混凝土预制桩施工,4.,堆放,堆放桩的场地应平整坚实，排水良好。桩应按规格、桩号分层叠置，支承点垫木位置应与吊点位置相同，各层垫木应上下对齐，并位于同一垂直线上，支承平稳，堆放层数不宜超过,4,层。桩应堆置在打桩架附设的起重钩工作半径范围内，并考虑起重方向，避免空中转向。,基础工程施工,40,项目,6.2,混凝土预制桩施工,6.2.2,打（沉）桩施工,1.,打桩前的准备,桩基础工程在施工前，应根据工程规模的大小和复杂程度，编制整个分部工程施工组织设计或施工方案。,打桩前，宜向城市管理、供水、供电、煤气、电信、房管等有关单位提出要求，认真处理高空、地上和地下的障碍物。然后对现场周围（一般为,10m,以内）的建筑物、地下管线等作全面检查，必须予以加固或采取隔振措施或拆除，以免打桩中由于振动的影响，可能引起倒塌等。打桩场地必须平整、坚实，必要时宜铺设道路，经压路机碾压密实，场地四周应挖排水沟以利排水。,基础工程施工,41,项目,6.2,混凝土预制桩施工,在打桩现场附近设水准点，其位置应不受打桩影响，数量不得少于两个，用以抄平场地和检查桩的入土深度。要根据建筑物的轴线控制桩定出桩基础的每个桩位，可用小木桩标记。正式打桩之前，应对桩基的轴线和桩位复查一次。以免因小木桩挪动、丢失而影响施工。桩位放线允许偏差为,20mm,。,检查打桩机设备及起重工具，铺设水电管网，进行设备架立组装和试打桩。在桩架上设置标尺或在桩的侧面画上标尺，以便能观测桩身人土深度。施工前应作数量不少于,2,根桩的打桩工艺试验，用以了解桩的沉入时间、最终沉入度、持力层的强度、桩的承载力以及施工过程中可能出现的各种问题和反常情况等，以便检验所选的打桩设备和施工工艺是否符合设计要求。,基础工程施工,42,项目,6.2,混凝土预制桩施工,2.,打桩机械设备及选用,打桩所用的机械设备主要有桩锤、桩架及动力装置三部分组成。桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中的机具；桩架的主要作用是支持桩身和桩锤，并在打入过程中引导桩的方向不偏移；动力装置一般包括启动桩锤用的动力设施，取决于所选桩锤，如采用蒸汽锤时，则需配蒸汽锅炉、卷扬机等。,1,）桩锤,（,1,）选择桩锤类型。常用的桩锤有落锤、柴油桩锤、单动汽锤、双动汽锤、振动桩锤、液压锤桩等。桩锤的工作原理、适用范围和特点见表,6-2,。,基础工程施工,43,项目,6.2,混凝土预制桩施工,基础工程施工,44,项目,6.2,混凝土预制桩施工,基础工程施工,45,项目,6.2,混凝土预制桩施工,（,2,）选择桩锤重量,桩锤类型决定以后，还必须合理选用锤重。施工中宜选择重锤低击。桩锤过重，所需动力设备也大，不经济；桩锤过轻，必将加大落距，锤击功能很大部分被桩身吸收，桩不易打入，使锤击次数过多，且桩容易被打坏；桩锤锤重过大，使桩顶锤击应力过大，造成混凝土破碎。因此，应选择稍重的锤，用重锤低击和重锤快击的方法效果较好。锤重一般根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件等选择。,基础工程施工,46,项目,6.2,混凝土预制桩施工,2,）桩架,桩架的形式有多种，常用的通用桩架（能适应多种桩锤）有两种基本形式：一种是沿轨道行驶的多功能桩架，另一种是安装在履带底盘上的履带式桩架。,多功能桩架由立柱、斜撑、回转工作台、底盘及传动机构组成，如图,6-8,所示。这种桩架机动性和适应性很大，在水平方向可作,360,回转，立柱可前后倾斜，可适应各种预制桩及灌注桩施工。缺点是机构庞大，组装拆迁较麻烦。,基础工程施工,47,项目,6.2,混凝土预制桩施工,基础工程施工,48,项目,6.2,混凝土预制桩施工,履带式桩架以履带式起重机为底盘，增加立柱与斜撑用以打桩，如图,6-9,所示。此种桩架性能灵活，移动方便，适应各种预制桩及灌注桩施工。,选择桩架时应考虑：（,1,）桩的材料、材质、断面形状与尺寸、桩长和接桩方式；（,2,）桩的种类、数量、桩施工精度要求；（,3,）施工场地条件，作业环境，作业空间；（,4,）所选定的桩锤的型式、质量和尺寸；（,5,）投入桩架数量；（,6,）施工进度要求。,桩架高度一般可按桩长需要分节接长，桩架高度应满足以下要求：桩架高度单节桩长,+,桩帽高度,+,桩锤高度,+,滑轮组高度,+,起锤位移高度（,1,2m,）。,基础工程施工,49,项目,6.2,混凝土预制桩施工,3.,锤击沉桩法,1,）打桩前的准备工作,（,1,）整平压实场地，清除打桩范围内的高空、地面、地下障碍物，架空高压线距打桩架不得小于,10m,；修筑桩机进出、行走道路，平整压实场地，做好排水措施。,（,2,）测量放线，定出桩基轴线并定出桩位，在不受打桩影响的适当位置设置不少于,2,个水准点，以便控制桩的入土标高。,（,3,）接通现场的水、电管线，进行设备架立组装和试打桩。,（,4,）打桩场地建筑物（或构筑物）有防震要求时，应采取必要的防护措施。,基础工程施工,50,项目,6.2,混凝土预制桩施工,2,）打桩顺序,打桩顺序是否合理，会直接影响打桩速度、打桩工程质量及周围环境。当桩距小于,4,倍桩的边长或桩径时，打桩顺序尤为重要。打桩前应根据桩的密集程度、桩的规格、长短和桩架移动方便来正确选择打桩顺序。打桩顺序一般有逐排打、自中央向边缘打、自边缘向中央打和分段打等四种，如图,6-10,所示。,基础工程施工,51,项目,6.2,混凝土预制桩施工,当桩不太密集，桩的中心距大于或等于,4,倍桩的直径时，可采取逐排打桩和自边缘向中间打桩的顺序。逐排打桩（图,6-10,（,a,）时，桩架单向移动，桩的就位与起吊均很方便，故打桩效率较高。但当桩较密集时，逐排打桩会使土体向一个方向挤压，导致土体挤压不均匀，后面的桩不容易打入，最终会引起建筑物的不均匀沉降。自边缘向中间打桩（图,6-10,（,b,），当桩较密集时，中间部分土体挤压较密实，桩难以打入，而且在打中间桩时，外侧的桩可能因挤压而浮起。因此这两种打设方法适用于桩不太密集时施工。,基础工程施工,52,项目,6.2,混凝土预制桩施工,当桩较密集时，即桩的中心距小于,4,倍桩的直径时，一般情况下应采用自中央向边缘打（图,6-10,（,c,）和分段打（图,6-10,（,d,）。按这两种打桩方式打桩时土体由中央向两侧或向四周均匀挤压，易于保证施工质量。,当桩的规格、埋深、长度不同，且桩较密集时，宜先大后小，先深后浅，先长后短打设，这样可避免后施工的桩对先施工的桩产生挤压而发生桩位偏斜。当一侧毗邻建筑物时，由毗邻建筑物处向另一方向打设。,基础工程施工,53,项目,6.2,混凝土预制桩施工,3,）打桩施工,（,1,）吊桩就位。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，在桩的自重和锤重的压力下，缓缓送下插入土中，桩插入时的垂直度偏差不得超过,0.5,。桩插入土后即可固定桩帽和桩锤，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，如硬木、麻袋、草垫等；桩帽和桩顶周围四边应有,5,10mm,的间隙，以防损伤桩顶。,基础工程施工,54,项目,6.2,混凝土预制桩施工,（,2,）打桩。打桩开始时，应选较小的桩锤落距，一般为,0.5,0.8m,，以保证桩能正常沉入土中。待桩入土一定深度（,1,2m,），桩尖不宜产生偏移时，再按要求的落距锤击。打桩时宜用重锤低击。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。在整个打桩过程中应做好测量和记录工作，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型缝或破碎等异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理。,（,3,）送桩。如桩顶标高低于地面，则可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，锤击送桩将桩送入土中，送桩结束，拔出送桩管后，桩孔应及时回填或加盖。,基础工程施工,55,项目,6.2,混凝土预制桩施工,4,）接桩,钢筋混凝土预制长桩，受运输条件和桩架高度限制，一般分成若干节预制，分节打入，在现场进行接桩。常用接桩的方法有焊接法、法兰接法和硫磺胶泥锚接法等。见图,6-11,。,基础工程施工,56,项目,6.2,混凝土预制桩施工,（,1,）焊接法接桩。焊接法接桩的节点构造如图,6-11,（,a,）、（,b,）所示。接桩时，必须对准下节桩并垂直无误后，用点焊将拼接角钢连接固定，再次检查位置正确无误后，则进行焊接。施焊时，应两人同时对角对称地进行，以防止节点变形不均匀而引起桩身歪斜，焊缝要连续饱满。,（,2,）法兰接桩法。法兰接桩法节点构造如图,6-11,（,d,）所示。它是用法兰盘和螺栓连接，其接桩速度快，但耗钢量大，多用于混凝土管桩。,基础工程施工,57,项目,6.2,混凝土预制桩施工,（,3,）硫磺胶泥锚接法接桩。硫磺胶泥锚接法接桩节点构造如图,6-11,（,e,）所示。接桩时，首先将上节桩对准下节桩，使四根锚筋插入锚筋孔（孔径为锚筋直径的,2.5,倍），下落上节桩身，使其结合紧密。然后将桩上提约,200mm,（以四根锚筋不脱离锚筋孔为度），安设好施工夹箍（由四块木板，内侧用人造革包裹,40mm,厚的树脂海绵块而成），将熔化的硫磺胶泥注满锚筋孔和接头平面上，然后将上节桩下落。当硫磺胶泥冷却并拆除施工夹箍后，可继续加荷施压。硫磺胶泥锚接法接桩，可节约钢材，操作简便，接桩时间比焊接法要大为缩短，但不宜用于坚硬土层中。,基础工程施工,58,项目,6.2,混凝土预制桩施工,5,）截桩,当预制钢筋混凝土桩的桩顶露出地面并影响后续桩施工时，应立即进行截桩头。截桩头前，应测量桩顶标高，将桩头多余部分凿去。截桩一般可采用人工或风动工具（如风镐等）方法来完成。截桩时不得把桩身混凝土打裂，并保证桩身主筋伸入承台内。其锚固长度必须符合设计规定。一般桩身主筋伸入混凝土承台内的长度：受拉时不少于,25,倍主筋直径；受压时不少于,15,倍主筋直径。主筋上粘着的混凝土碎块要清除干净。,基础工程施工,59,项目,6.2,混凝土预制桩施工,6,）打桩过程控制,打桩时，如果沉桩尚未达到设计标高，而贯入度突然变小，则可能土层中央有硬土层，或遇到孤石等障碍物，此时应会同设计勘探部门共同研究解决，不能盲目施打。打桩时，若桩顶或桩身出现严重裂缝、破碎等情况时，应立即暂停，分析原因，在采取相应的技术措施后，方可继续施打。,打桩时，除了注意桩顶与桩身由于桩锤冲击被破坏外，还应注意桩身受锤击应力而导致的水平裂缝。在软土中打桩，桩顶以下,l,3,桩长范围内常会因反射的应力波使桩身受拉而引起水平裂缝，开裂的地方常出现在易形成应力集中的吊点和蜂窝处，采用重锤低击和较软的桩垫可减少锤击拉应力。,基础工程施工,60,项目,6.2,混凝土预制桩施工,7,）打桩对周围环境影响控制,打桩时，邻桩相互挤压导致桩位偏移，产生浮桩，则会影响整个工程质量。在已有建筑群中施工，打桩还会引起已有地下管线、地面交通道路和建筑物的损坏和不安全。为避免或减小沉桩挤土效应和对邻近建筑物、地下管线等的影响，施打大面积密集桩群时，可采取下列辅助措施：（,1,）预钻孔沉桩，预钻孔孔径比桩径（或方桩对角线）小,50,100mm,，深度视桩距和土的密实度、渗透性而定，深度宜为桩长的,1,3,1,2,，施工时应随钻随打，桩架宜具备钻孔锤击双重性能。（,2,）设置袋装砂井或塑料排水板消除部分超孔隙水压力，减少挤土现象；（,3,）设置隔离板桩或开挖地面防震沟，消除部分地面震动；（,4,）沉桩过程应加强邻近建筑物，地下管线等的观测、监护。,基础工程施工,61,项目,6.2,混凝土预制桩施工,4.,振动沉桩法,振动沉桩法与锤击沉桩法的原理基本相同，不同之处是用振动箱代替桩锤。振动沉桩机（见图,6-12,）由电动机、弹簧支承、偏心振动块和桩帽组成。振动机内的偏心振动块分左、右对称两组，其旋转速度相等，方向相反。所以，工作时，两组偏心块的离心力的水平分力相抵消，但垂直分力则相叠加，形成垂直方向的振动力。由于桩与振动机是刚性连接在一起的，故桩也随着振动力沿垂直方向振动而下沉。,基础工程施工,62,项目,6.2,混凝土预制桩施工,振动沉桩法主要适用于砂石、黄土、软土和亚粘土，在含水砂层中的效果更为显著，但在砂砾层中采用此方法时，尚需配以水冲法。沉桩工作应连续进行，以防间歇过久难以沉下。,5.,射水法沉桩,射水法沉桩又称水冲法沉桩，是将射水管附在桩身上，用高压水流束将桩尖附近的土体冲松液化，桩借自重（或稍加外力）沉入土中，如图,6-13,所示。,基础工程施工,63,项目,6.2,混凝土预制桩施工,基础工程施工,64,项目,6.2,混凝土预制桩施工,射水法沉桩一般配以锤击或振动相辅使用。沉桩时，应使射水管末端经常处于桩尖以下,0.3,0.4m,处。射水进行中，射水管和桩必须垂直，并要求射水均匀，水冲压力一般为,0.5,1.6MP,。施工时，桩下沉缓慢时，可开锤轻击，下沉转快时停止锤击。当桩沉至距设计标高,0.5,2m,时应停止射水，拔出射水管，用锤击或振动打至设计标高，以免将桩尖处土体冲坏，降低桩的承载力。,在坚实的砂土中沉桩，桩难以打下时，使用射水法可防止将桩打断、打坏桩头，比锤击法可提高工效,24,倍，但需一套冲水装置。射水法沉桩最适用于坚实砂土或砂砾石土层中桩的施工，在粘性土中亦可使用。,基础工程施工,65,项目,6.2,混凝土预制桩施工,6.,静力压桩法,静力压桩法是用静力压桩机将预制钢筋混凝土桩分节压入地基土层中成桩。该方法施工无噪声、无振动、无污染；不会打碎桩头，桩截面可以减小，混凝土强度等级可降低，配筋比锤击法可省,40%,；桩定位精确，不易产生偏心，可提高桩基施工质量，施工速度快；自动记录压桩力，可预估和验证单桩承载力，施工安全可靠。但压桩设备较笨重，要求边桩中心到已有建筑物间距较大，压桩力受一定限制，挤土效应仍然存在等问题。适用于软土、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、障碍物或有厚度大于,2m,的中密以上砂夹层的情况。,基础工程施工,66,项目,6.2,混凝土预制桩施工,静力压桩机目前主要使用的是液压式。液压式静力压桩机由液压吊装机构、液压夹持器、压桩机构、行走及回转机构等组成，如图,6-14,所示。,基础工程施工,67,项目,6.2,混凝土预制桩施工,压桩时，一般都采取分段压入，逐段接长施工，静力压桩施工程序为：测量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切割桩头。,施工时，压桩机应根据土质情况配足额定重量，桩帽、桩身和送桩的中心线应重合。压桩应连续进行，如需接桩，可压至桩顶离地面,0.51.0m,，用硫磺胶泥锚接法将桩接长。用硫磺胶泥接桩间歇不宜过长（正常气温下为,1015min,）；接桩面应保持干净，浇筑时间不应超过两分钟，上下桩中心线应对齐，偏差不大于,10mm,；节点矢高不得大于,l,桩长。如压桩时桩身发生较大移位、倾斜,i,桩身突然下沉或倾斜；桩顶混凝土破坏或压校阻力剧变时，则应暂停压校，及时研究处理。当桩歪斜，可利用压桩油缸回程，将压入土层中的桩拔出，实现拔桩作业。,基础工程施工,68,项目,6.2,混凝土预制桩施工,压桩应控制好终止条件。对纯摩擦桩，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；超载压桩时，一般不宜采用满载连续复压法，但在必要时可以进行复压，复压的次数不宜超过,2,次。,基础工程施工,69,项目,6.2,混凝土预制桩施工,6.2.3,打（沉）桩施工常见问题及防治措施,1.,打桩质量要求,钢筋混凝土预制桩的质量检验标准应符合表,6-5,的规定。（表略，详见教材）,2.,打（沉）桩施工常见问题及防治措施,打（沉）桩施工常见问题及防治措施见表,6-6,。（表略，详见教材）,基础工程施工,70,项目,6.3,混凝土灌注桩施工,灌注桩是直接在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。灌注桩具有节约材料、施工时无振动、无挤土、噪音小等优点。但灌注桩施工操作要求严格，施工后混凝土需要一定的养护期，不能立即承受荷载，施工工期较长，成孔时有大量土渣或泥浆排出，在软土地基中易出现颈缩、断裂等质量事故。,根据成孔方法的不同，灌注桩可分分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注桩、套管成孔的灌注桩、人工挖孔灌注桩等。,基础工程施工,71,项目,6.3,混凝土灌注桩施工,6.3.1,泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩,泥浆护壁成孔灌注桩是利用原土自然造浆或人工造浆浆液进行护壁，通过循环泥浆将被钻头切下的土块挟带出孔外成孔，然后安放绑扎好的钢筋笼，水下灌注混凝土成桩。此法适用于地下水位较高的粘性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层；也适用于地质情况复杂、夹层较多、风化不均、软硬变化较大的岩层。但在岩溶发育地区要慎重使用。,基础工程施工,72,项目,6.3,混凝土灌注桩施工,1.,施工工艺,施工工艺流程为：测量放线定好桩位埋设护筒钻孔机就位、调平、拌制泥浆成孔第一次清孔质量检测吊放钢筋笼放导管第二次清孔灌注水下混凝土成桩。,基础工程施工,73,项目,6.3,混凝土灌注桩施工,2.,埋设护筒,护筒的作用是固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔和成孔时引导钻头方向。,护筒是用,4,8mm,厚钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径,100mm,，其上部宜开设,1,2,个溢浆孔。,埋设护筒时，先挖去桩孔处表土，将护筒埋土中，保证其准确、稳定。护筒中心与桩位中心的偏差不得大于,50mm,，护筒与坑壁之间用粘土填实，以防漏水。护筒的埋设深度，在粘土中不宜小于,1.0m,，在砂土中不宜小于,1.5m,。护筒顶面应高于地面,0.4,0.6m,，并应保持孔内泥浆面高出地下水位,1m,以上。,基础工程施工,74,项目,6.3,混凝土灌注桩施工,3.,制备泥浆,制备泥浆方法：在粘性土中成孔时可在孔中注入清水，钻机旋转时，切削土屑与水旋伴，用原土造浆，泥浆比重应控制在,1.1,1.2,；在其它土中成孔时，泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土。在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆比重应控制在,1.3,1.5,；施工中应经常测定泥浆比重，并定期测定粘度、含砂率和胶体率等指标，应根据土质条件确定。对施工中废弃的泥浆、碴应按环境保护的有关规定处理。,基础工程施工,75,项目,6.3,混凝土灌注桩施工,4.,成孔,桩架安装就位后，挖泥浆槽、沉淀池，接通水电，安装水电设备，制备要求相对密度的泥浆。用第一节钻杆（每节钻杆长约,5m,，按钻进深度用钢销连接）接好钻机，另一端接上钢丝绳，吊起潜