地基处理与桩基工程.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,.,*,2 地基处理与桩基工程,本章掌握的内容：,1、掌握地基加固原理和拟定加固方案的原则；,2、掌握锤击法的施工工艺，桩锤的选择，打桩顺序与土质和,桩距的关系，产生桩锤回跃、贯入度变化和浮桩的原因，,保证质量的技术措施。,3、掌握灌注桩的施工工艺、施工要点和易产生质量事故的原,因与预防、处理的方法。,本章了解的内容：,1、了解地基加固的基本方法。,2、了解钢筋混凝土预制桩的构造，静力沉桩、振动沉桩和射,水沉桩的施工方法。,1,.,2.1 地基加固方法,2.1.1 地基加固原理,1、目的：改善地基性质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和基,础埋置深度。,2、适用：工程结构的荷载较大，地基土质又为软弱土（强度不大或压缩,性大），不能作为天然地基时，可采取人工方法加固处理地基。,3、原理：将土质由松变实，将土的含水量由高变低，减少地基土孔隙比。,4、方法：机械碾压法、重锤夯实法、挤密桩法、化学加固法、预压固结,法、深层搅拌法。,5、减少建筑物不均匀沉降的建筑、结构和施工措施：,（1）改变建筑体形，简化建筑平面；,（2）调整荷载差异；,（3）合理设置沉降缝,2,.,沉降缝的位置：,地基不同土层交接处，或地基同一土层厚薄不一处；,建筑平面的转角处；,荷载或高度差异处；,建筑结构或基础类型不同处；,分期建筑的交界处；,局部地下室的边缘；,过长房屋的适当部位。,3,.,（4）采用轻型结构、柔性结构。,（5）加强房屋的整体刚度；增加圈梁；减少房屋的长高,比；采用筏式基础、筏片基础、箱形基础等。,（6）对基础进行移轴处理，当偏心荷载较大时，可使基础,轴线偏离柱的轴线。,（7）施工中正确安排施工顺序和施工进度，如对相邻建,筑，应先施工重、高（即荷载重、高度大）的建筑，,后施工轻、低（即荷载轻、高度低）的建筑；对软土,地基一贯放慢施工速度。,4,.,2.1.2 地基加固方法,方法：挖、填、换、夯、压、挤、拌,1、挖：挖去软土层，基础埋置在承载力大的土层（基岩或硬土层），适用于软土层较,薄的地基。,2、填软土层上回填一层一定厚度的好土，适用于软土层较厚的土层。,3、换：挖去软土层换上垫层（按一定配合比的垫层材料）。适用于软土层较厚。,4、夯：利用打夯工具或机具，夯击地基土，减少土体的孔隙，提高土体的密实度和承,载力。适用于粘性土和人工填土。,5、压：重物或机具碾压，使土体压实固结或采用预压固结。,6、挤：用带桩靴的工具或桩管打入土中，挤压土层形成桩孔，然后拔出桩 管，再在桩,孔中灌入砂土或石灰、素土、灰土、粉煤灰等填充材料进行捣实，或者随着填,充料的灌入逐渐拔出桩管。适用于加固软弱土层。,7、拌：旋喷法或深层搅拌法加固地基，利用高压射流切削土层，旋喷浆液（水泥浆、,水玻璃、丙凝等），搅拌浆土使浆液与土层混合，凝结成坚硬 的柱体或土壁。,5,.,2.2 桩基施工,1、定义：桩基础是一种常用的深基础形式，它是由桩和桩顶的承台组成。,2、分类：,1）按桩的受力：摩擦桩和端承桩,摩擦桩：摩擦桩上的荷载由桩侧摩擦力和桩端的端阻力共同承担。,端承桩：端承桩上的荷载由桩端的端阻力承担。,2）按桩的施工方法：预制桩和灌注桩,预制桩：在工厂或现场制成的各种材料和类型的桩（钢筋混凝土方桩、,预应力混凝土管桩、钢桩或型钢桩等）。用沉桩设备将桩打入、,压入、旋入或振入土中。,灌注桩：在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝,土或钢筋混凝土而成。,6,.,7,.,2.2.1,钢筋混凝土预制桩锤击法施工,1、种类：实心方桩和管桩,实心方桩：断面尺寸为200200500500，,L=36m。,管桩：管桩外径400600的空心圆柱形截面，在工厂采用离心法制成。,2、接桩方法：焊接、法兰盘连接和硫磺胶泥粘结,2.2.1.1 桩的预制、起吊、运输和堆放,1、预制场地：工厂或施工现场，强度满足桩的重量要求，地基土不变形,工厂：桩长,L,12m，,现场：桩长,L,36m,2、,制作方法：并列法、间隔法、重叠法和翻模法，常见的重叠法,重叠法：重叠层数不宜超过4层，层与层之间应涂刷隔离剂，上层桩,或邻近桩的灌筑，应在下层桩或邻近桩混凝土达到设计强,度等级的30%以后方可进行。,8,.,3、起吊、运输和打桩,1）时间：当桩的混凝土达到设计强度等级的70%，方可起,吊，达到100%方可运输和打桩。,2）吊点位置：必须满足设计要求和吊桩弯矩最小的原则。,（如图2.4）,4、堆放,：合理布置，避免二次搬运。堆放时，场地平整坚,实，下设垫木，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。,9,.,10,.,2.2.1.2 打桩设备,打桩设备包括：桩锤、桩架和动力装置,（1）桩锤,种类：落锤、气锤、柴油锤和液压锤,目前常用的是：柴油锤,锤重：0.5,t10t,桩锤选择：用锤击法沉桩时，选择桩锤是关键。桩锤的选择应先根据施,工条件确定桩锤的类型，然后再决定锤重。要求锤重应有足,够的冲击能,锤重应大于或等于桩重,当锤重大于桩重的1.5,2倍时，效果最好，重锤轻击,（2）桩架：多功能桩架和履带式桩架(图2.8和2.9),（3）动力装置:取决于桩锤,11,.,2.2.1.3 打桩施工,1、准备工作：清除施工现场和地下障碍物；平整施工场地；定位放线；设置供水、,供电系统；安放桩架。,2、基桩点：桩基轴线的定位点（基桩点），应设置在不受打桩影响的地点，并用,混凝土加以保护，打桩地区附近需设置不少于2个水准点。,3、施工放线：桩的轴线以及桩的位置点,4、打桩时应注意：,（1）打桩顺序：一般为由一侧向单一方向打、自中间向两个方向对称打、自中间向四周打（图2.10）,（2）打桩方法：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%。在桩,锤与桩帽之间应加弹性衬垫。打桩时最大落距不宜大于1,m。,打桩,时应有记录，以便工程验收。记下桩位、编号、锤击数、最后三,阵的贯入度。,12,.,（3）打桩的质量控制,检查内容：最后贯入度和沉桩标高是否满足设计要求，桩顶、桩身质量以及对,周围环境的影响。,偏差：垂直控制在1%，平面位置偏差，单排桩不大于100，多排桩一般为,1/21个桩的直径或边长。,桩长控制（入土深度）：承受轴向荷载的摩擦桩的入土深度控制，应以标高为,主，而以最后贯入度（施工中一般采用最后三阵，每阵十击的平均深度,作为标准）作为参考。端承桩的入土深度应以最后贯入度控制为主，而,以标高准。,打桩时桩顶过分破碎或桩身严重裂缝，应立即暂停，待采取相应的技术措施,后，方可继续施打。,打桩时，引起桩区及附近地区的土体隆起和水平位移（桩位偏移），而产生浮,桩现象，必须采取措施对浮桩纠正处理后进行静载荷试验。,打桩时，在已有建筑群中施工，打桩回引起地下管线、地面交通道路和建筑物,的损坏和不安全。因此，在邻近建筑物打桩时，应采取适当措施，如挖,防震沟，砂井排水。采用钻孔桩或控制打桩速度等。,13,.,14,.,15,.,2.2.2 静力压桩、振动沉桩、射水沉桩,1、静力压桩：利用无振动、无噪音的静压力将桩压入土中，用于软弱,土层和严防振动的情况。如图2.11所示。,2、振动沉桩：利用振动桩锤，将桩与振动桩锤刚接在一起。振动桩锤,产生的振动力通过桩身使土体振动，土体的内摩擦角减,小，强度降低而将桩沉入土中。适用于砂土中。,3、射水沉桩：利用高压水流经过桩侧面或空心桩内部的射水管冲击桩,尖附近的土层，便于锤击，是锤击沉桩的辅助方法。适,用于砂土和碎石土。,16,.,17,.,2.2.3 混凝土灌注桩施工,1、定义：直接在桩位上就地成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。,2、分类（根据成孔工艺）：干作业成孔灌注桩、泥浆护壁灌注桩、,套管成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩和挖孔桩2.2.3.1 干作业成孔灌注桩,1、定义：采用螺旋钻机在地面成孔位置，向地面以下钻孔，清孔，,放置钢筋笼，后浇筑混凝土（图2.13）。,2、适用范围：地下水位较低、在成孔深度内无地下水和不允许有振,动地区。,3,、质量控制：孔底沉渣厚度,对以摩擦力为主的桩不大于,300,，对,以端承力为主的桩不大于,100,。,18,.,2.2.3.2 泥浆护壁成孔灌注桩,1、定义：用钻机在桩位成孔时利用泥浆保护孔壁、防止塌孔和排出土,渣而成孔。,2、适用范围：地下水位高低都适用,3、质量控制：桩底沉渣厚度和垂直度,2.2.3.3 套管成孔灌注桩,1、定义：利用锤击打桩法，将带有钢筋混凝土桩靴或带有活瓣式桩靴,的钢套管沉入土中，然后灌注混凝土并拔管而成。若配有钢,筋时，在规定标高处应吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩、拔管,时称之为锤击灌注桩；利用振动沉管、拔管时，称之为振动,灌注桩。图2.16为沉管灌注桩施工过程示意图。,19,.,20,.,2、质量控制：,1）原材料：水泥、钢筋和钢筋笼的焊接质量、砂石材料的复试试验。,2）混凝土配合比和计量。,3）成管灌注桩的锤击数、最后三阵的贯入度满足设计要求。,4）桩的垂直度以及桩位。,5）标高。,6）拔桩速度：拔管均匀，对一般土层，拔管速度控制在1,m/min,为宜；在软土层,和软土层与硬土层的交界处，应控制在0.8,m/min.,7),跳打：桩的中心距在5倍桩管外径以内或小于2,m,时，应跳打，中间空出的桩须,待邻桩混凝土强度达到设计强度的50%以后，方可施打。,3、复打,：,（1）目的：提高桩的质量和承载力,（2）施工顺序：在第一次桩施工完毕，拔出套管后，清除管外壁上的污泥和桩孔,周围地面的浮土，立即在原桩位再预埋桩靴或合好活瓣第二次复打沉套管，,使未凝固的混凝土向四周挤压扩大桩径，然后再浇筑第二次混凝土。,21,.,4、套管成孔灌注桩易产生的质量问题及处理,1）断桩,（1）现象：断桩一般常见于13,m,的不同软硬层交接处。,（2）原因：,桩距过小，临近施打时土的挤压所产生的水平横向推力和隆起上拔力的影响。,软硬土层间传递水平力大小不同，对桩产生剪应力。,桩身混凝土终凝不久，强度底，承受不了外力。,（3）避免断桩措施：,桩的中心距大于等于3.5倍桩径。,考虑打桩顺序及桩架行走路线时，应注意减少对新打桩的影响。,采用跳打法或控制时间法以减少对临桩的影响。,（4)断桩检查：,在23,m,深度内可用木锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会,感到浮振。,动测法（低应变或小应变），由波形曲线和频波曲线图形判断桩的质量和完整,程度。,22,.,（5）断桩处理：,断桩深度较浅（一般4,m,以内），断桩拔出，将孔清理干净，略增大,面积或加上铁箍连接，在重新浇筑混凝土补做桩身。,断桩深度较深（一般4,m,以上），补桩。,2）缩颈,(1)现象：缩颈的桩又称瓶颈桩，部分桩颈缩小。,(2),原因：在含水量较大的粘性土中沉管时，土体受到强烈扰动和挤,压，产生很高的孔隙水压力，桩管拔出后，这种水压力作用在新灌,注的混凝土桩上，使桩身发生不同程度的缩颈现象；拔管过快，混,凝土量少或和易性差，使混凝土出管时扩散差等。,(3),缩颈情况：地基中的地下水较高。,(4),处理方法：采用复打法处理。,23,.,3）吊脚桩,（1）现象：桩底部混凝土隔空或混凝土中混进泥砂而形成松软层。,（2）原因：桩靴强度不够，沉管时被破坏变形，水或泥砂进入桩管，或活,瓣未及时打开。,（3）处理方法：将桩管拔出，纠正桩靴或将砂回填桩孔后重新沉管。,4）桩靴进水进,泥1）现象：在地下水高或饱和淤泥或粉砂层中，发生的桩靴进水进泥现象。,（2）原因：桩靴活瓣闭合不严、预制桩靴被打坏或活瓣变形。,（3）处理方法：拔出桩管，清除泥浆，整修桩靴活瓣，用砂回填后重打。,地下水位高时，可待桩管沉至地下水位时，先灌入0.5,m,厚的水泥砂浆,作封底，再灌入1,m,高的混凝土增压，然后再继续沉管。,24,.,2.2.3.4 爆扩成孔灌注桩,1、定义：用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的混凝土，,然后引爆，使孔底形成扩大头。再放置钢筋笼，浇筑桩身,混凝土制成的桩。,2、适用：粘土层中，但在软土及砂土层中不易成型，桩长一般为,3 6,m，,最大不超过10,m。,扩大头直径,D,为2.53.5,d。,25,.,26,.,2.2.3.5 挖孔灌注桩,1、定义：用人工挖土成孔或机械钻孔，灌注混凝土而成的桩。当需要,扩大孔底的断面尺寸时，称之为挖孔扩底灌注桩。,2、几何尺寸：直径一般为8002000，最大直径可达3500；桩长,一般20,m,左右，最深可达40,m。,3、,安全措施：要有预防孔壁坍塌和产生流砂、管涌的措施，有可靠的,排水、通风、照明措施。,4、预防孔壁坍塌措施：采用现浇混凝土护圈、钢套管和沉井。,5,、施工方法：现浇混凝土护圈挖孔桩采用分段（每段为,1,m,），,分段,浇筑护圈混凝土（或采用预制）直至设计深度后，在将钢筋,骨架放入护圈井筒内，然后浇筑井筒桩身混凝土。,27,.,28,.,