挤密桩地基精品课件

1、挤密桩地基第1页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三加固机理（1）作用1：挤密，通过挤密作用提高了桩间（周）地基土的密实度。（2）作用2：提高了地基土的隔水性。挤密地基的防水、隔水性能比同密度、同厚度、同宽度的垫层好。（3）作用3：使地基得到进一步加强第2页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三（2）土（灰土）挤密桩地基施工1、挤密成孔顺序：局部处理：遵循“由外往里成孔、隔一孔或数孔成孔、成孔后及时夯填孔料、等邻近孔夯填完孔料后再成孔”整片处理：遵循“隔一孔或数孔成孔，成孔后及时夯填孔料、分批流水组织施工”隔孔成孔：视施工现场情况决定。第3页，共31页，2

2、022年，5月20日，14点47分，星期三2、桩孔直径、孔位偏差、施工记录（详细见课本P163）3、桩孔填料不得使用：盐渍土、膨胀土、冻土、有机质土等不良土料土料有机质含量不超过5%石灰粒径不超过5mm雨期或冬期施工，应采取防冻措施，防止桩孔填料冻结。第4页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三施工过程的注意事项1、应有专人监理成孔及回填夯实质量，并做好施工记录。2、铺设挤密桩孔顶部灰土（或土）垫层前，应按设计要求将桩孔顶标高以上的预留松土挖除，并洒水夯实。3、在挤密桩处理范围内，特别是基底下压缩层深度内，当基土含水量低于11%12%时，宜对处理范围内的图层进行增湿处理。第5

3、页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三二、砂石桩砂桩、碎石桩、和砂石桩简称砂桩，也称散体材料桩。振动沉管砂石桩就是在振动机的振动作用下，把套管打入规定的设计深度，夯管入土后，挤密了套管周围土体，然后投入砂石，再排砂石于土中，振动密实成桩，多次循环后就成为砂石桩。也可采用锤击沉管方法。桩与桩间土形成复合地基，从而提高地基的承载力和防止砂土振动液化，也可用于增大软弱粘性土的整体稳定性。其处理深度达10m左右。第6页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三砂石桩适用范围砂石桩用于松散砂土、粉土、黏性土、素填土及杂填土地基。砂石桩法早期主要用于挤密砂土地基，随着研究

4、和实践的深化，特别是高效能专用机具出现后，应用范围不断扩大。为提高其在黏性土中的处理效果，砂石桩填料由砂扩展到砂、砾及碎石。砂石桩处理饱和黏土地基，如不经过预压，处理后地基仍将可能发生较大的沉降，对沉降要求严格的建筑结构难以满足允许的沉降要求。因此，饱和软黏土上变形控制要求不严的工程也可采用砂石桩置换处理。第7页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三砂石桩加固机理砂石桩加固地基的几种主要作用如下。1 挤密、振密作用：砂石桩主要靠桩的挤密和施工中的振动作用使桩周围土的密度增大，从而使地基的承载能力提高，压缩性降低。当被加固土为液化地基时，由于土的空隙比减小、密实度提高，可有效消

5、除土的液化。2 置换作用：当砂石桩法用于处理软土地基，由于软黏土含水量高、透水性差，砂石桩很难发挥挤密效用，其主要作用是部分置换并与软黏土构成复合地基，增大地基抗剪强度，提高软基的承载力和提高地基抗滑动破坏能力。3 加速固结作用：砂石桩可加速软土的排水固结，从而增大地基土的强度，提高软基的承载力。第8页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三砂石桩设计 桩径砂石桩直径可采用300800mm，可根据地基土质情况和成桩设备等因素确定。对饱和黏性土地基宜选用较大的直径。 桩位布置砂石桩孔位宜采用等边三角形或正方形布置。对于砂土地基，因靠砂石桩的挤密提高桩周土的密度，所以采用等边三角形

6、更有利，它使地基挤密较为均匀。对于软黏土地基，主要靠置换，因而选用任何一种均可。 砂石桩的间距应通过现场试验确定。对粉土和砂土地基，不宜大于砂石桩直径的4.5倍；对黏性土地基不宜大于砂石桩直径的3倍。初步设计时，砂石桩的间距也可根据被处理土挤密后要求达到的孔隙比e1来确定。如图4.3-1所示，假设在松散砂土中，砂石桩能起到完全理想的效果，设处理前土的空隙比为e0，挤密后的孔隙比e1，又设一根砂石桩所承担的地基处理面积为A，砂石桩直径为d，桩长为 ，则一根桩孔的体积为 d2 /4，单位体积被处理土的空隙改变量为(e0-el)/(1+ e0)。根据桩的平面布置不同，按下列公式估算砂石桩的间距s：第

7、9页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三对粉土与砂土地基，以上公式推导时假定了处理场地的地面标高在处理前后相同。实际上，很多工程都采用振动沉管法施工，施工时对地基有振密和密双重挤作用，而且地面下沉，施工后地面平均下沉量可达100300 mm。因此，引入了修正系数来考虑成孔时对粉土和砂土的振动下沉密实作用。 桩长决定桩长，即地基处理深度时应考虑以下因素。1)当拟处理的松软土层厚度不大时，砂石桩桩长宜穿过松软土层。2)当松软土层厚度较大时，对按稳定性控制的工程，砂石桩桩长应不小于最危险滑动面以下2m的深度；对按变形控制的工程，砂石桩桩长应满足处理后地基变形量不超过建筑物的地基变

8、形允许值并满足软弱下卧层承载力的要求。3)对可液化的地基，砂石桩桩长应按现行国家标准建筑抗震设计规范(GB50011)的有关规定采用。4)桩长不宜小于4m。第10页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三 处理范围砂石桩处理范围应大于基底范围，处理宽度宜在基础外缘扩大13排桩。对可液化地基，在基础外缘扩大宽度不应小于可液化土层厚度的1/2，并不应小于5 m。6 桩孔填料用量砂石桩桩孔内的填料量应通过现场试验确定，估算时可按设计桩孔体积乘以充盈系数 确定， 可取1.21.4。如施工中地面有下沉或隆起现象，则填料数量应根据现场具体情况予以增减。7 材料桩体材料可用碎石、卵石、角砾、

9、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料，含泥量不得大于5，最大粒径不宜大于50mm。8 其他构造设计砂石桩顶部宜铺设一层厚度为300500mm的砂石垫层。9 承载力砂石桩复合地基的承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时，也可通过下列方法估算：1)对于采用砂石桩处理的复合地基，可按振冲处理地基的变形计算方法估算；2)对于采用砂桩处理的砂土地基，可根据挤密后砂土的密实状态，按现行国家标准建筑地基基础设计规范(GB 50007)的有关规定确定。第11页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三施工砂石桩施工可采用振动沉管、锤击沉管或冲击成孔等成桩法，当用于消除粉细砂及

10、粉土液化时，宜用振动沉管成桩法。以振动打桩机的效率最高，桩管在振动力作用下迅速地沉人土中，另外，振动对捣实填料也有作用。施工前应进行成桩工艺和成桩挤密试验。当成桩质量不能满足设计要求时，应在调整设计与施工有关参数后，重新进行试验或改变设计。砂石桩的施工顺序：对砂土地基宜从外围或两侧向中间进行，对黏性土地基宜从中间向外围或隔排施工；在既有建(构)筑物邻近施工时，应背离建(构)筑物方向进行。第12页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三振动沉管成桩法在振动锤的振动作用下，把桩管打入土中至设计深度。(1)一次拔管法第13页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三（2

11、）逐步拔管法第14页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三（3）重复压拔管法（见书本）施工工艺 (1)桩机进入现场，根据设计桩长、沉管人土深度确定机架高度和沉管长度，并进行设备组装； (2)桩机就位。桩机移至预打桩位处，沉管中心对准桩侮|11心(如采用预制混凝土桩尖尚需预埋桩尖)，调整沉管与地面垂直，确保垂直度偏差不大于1； (3)沉管。启动马达，沉管到预定标高，停机，遇硬夹层时需启动马达振动加荷，直至穿透硬夹层； (4)吊桩。沉管到设计深度后利用卷扬机从塔架顶部将预制混凝土桩吊起并通过双振动锤中间的孔洲将第一根混凝土桩放人钢管中心位置固定好，随后徐徐放人孔内，待桩头露出孔口

12、5060cm时，用一根长约80cm的粗钢筋从桩体预留孔中插入横穿而出，搭于桩管牢靠的位置，将桩体悬空置于孔内，以便于接桩；第15页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三(5)接桩。将第二根桩吊起，与第一根桩对中，桩与桩之问的连接采用预埋件螺栓连接方式，第二根桩与第一根桩连接好后启动卷扬机把接好的桩徐徐放入孔内并固定好，再进行第三根桩与第二根桩的连接工作； (6)投料、拔管。桩体全部放人孔内后固定桩身在孔位中心，从投料口灌入砂或碎石屑充实直至桩顶，启动马达留振510s，然后开始拔管(采用预制混凝土桩尖)或打开桩尖活瓣门(钢制活瓣桩尖)，边拔管边振动，在深厚软基中即可形成砼芯砂石

13、桩。拔管速度应按匀速控制，拔管速率宜控制在1.21.5mmin-1左右。重复上述步骤继续下一根桩的施工； (7)待全部砼芯砂石桩施工结束后，人工整平后铺设一层土工格栅和厚约50cm的砂或碎石作为褥垫层，先铺设下半层砂或碎石垫层，整平压实后铺没双向土工格栅，然后再铺设上半层砂或碎石垫层。第16页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三施工要点(1)振动沉管施工中如遇硬夹层可启动马达振动加荷，直至穿透硬夹层； (2)吊、接桩时注意安全，要求桩身完整性好，试样检测强度达c20，吊桩时桩体不能断裂，桩连接牢固； (3)砂或碎石屑的灌注应饱满，拔管前灌满至桩顶，留振510s后拔管，拔管后

14、补灌至桩顶，也可采用分段灌注，分段留振的方法； (4)按设计要求布桩，对条形基础，桩位偏差不应大于025倍桩径，对满堂布桩基础，桩位偏差不应大于04倍桩径； (5)沉管与地面垂直度偏差不大于1，拔管速率控制在1215mmin-1：第17页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三(6)砂和碎石屑应具有良好的透水性和一定的强度，含泥量不得大于5； (7)碎石垫层厚度应满足设计要求，碎石最大粒径不宜大于30mm； (8)双向土工格栅材料质量应符合国家标准，每延米横(纵)向拉伸屈服力30kN； (9)桩尖可采用预制混凝土桩尖和钢制活瓣桩尖，当采用预制混凝土桩尖时尚需提前预埋入地表以下3

15、0cm左右； (10)由于施工机具较高，雷雨季节应采取有效的防雷击、防风措施，在雷雨大风时应停止施工，断开设备电源，人员离开打桩施工现场。第18页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三冲击沉管成桩法1.工艺流程套管成孔灌注桩是利用锤击打桩法或振动沉桩法，将带有钢筋混凝土桩靴（又叫桩尖）或带有活瓣式桩靴（下图1）的钢套管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成。若配有钢筋时，则在浇筑混凝土前先吊放钢筋骨架。利用锤击沉桩设备沉管、拔管时，称为锤击沉管灌注桩；利用激振器的振动沉管、拔管时，称为振动沉管灌注桩。第19页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三冲击沉管成桩法

16、（1）单管法（2）双管法（3）碎石桩施工锤击碎石桩：第20页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三锤击碎石桩：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

17、低击不停。控制拔出速度，对一般土层，以不大于1m/min为宜；在软弱土层及软硬土层交界处，应控制在0.8m/min以内。桩锤冲击频率，视锤的类型而定：单动汽锤采用倒打拔管，频率不低于70次/min；自由落锤轻击不得少于50次/min。在管底未拔到桩顶设计标高之前，倒打或轻击不得中断。拔管时还要经常探测混凝土落下的扩散情况，注意使管内的混凝土保持略高于地面，这样一直到全管拔出为止。桩的中心距小于5倍桩管外径或小于2m时，均应跳打。中间空出的桩须待邻桩混凝土达到设计强度的50%以后方可施打。以防止因挤土而使前面的桩发生桩身断裂。第21页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三为了提

18、高桩的质量和承载能力，常采用复打扩大灌注桩。其施工顺序如下：在第一次灌注桩施工完毕，拔出套管后，清除管外壁上的污泥和桩孔周围地面的浮土，立即在原桩位再埋预制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，然后第二次灌注混凝土。拔管方法与初打时相同。施工时要注意：前后两次沉管的轴线应复合；复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行，也有采用内夯管进行夯扩的施工方法。复打施工时要注意：前后两次沉管的轴线应重合；复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前进行。复打法第一次灌注混凝土前不能放置钢筋笼，如配有钢筋，应在第二次灌注混凝土前放置。锤击灌注桩宜用于一般粘性土、淤泥质土、砂土

19、和人工填土地基。第22页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三 前面介绍的锤击沉管灌注桩的施工方法，一般称为“单打法”。而锤击沉管扩大灌注柱 的施工方法则称为“复打法”。复打般在下列情况下应用： 1设计要求扩大桩的直径，增加桩的承载力，减少桩的数量，减少承台面积等。 2施工中处理工程问题和质量事故。例如怀疑或发现有缩径、吊脚，夹泥等缺陷或持力层起伏不平，个别桩由于桩管长度所限达不到设计规定的进入持力层深度，以致使贯入度不符合要求，作为补救措施而采用复打法。第23页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三 复打法是在第一次单打将混凝土浇筑到桩顶设计标高后，清除桩

20、管外壁上污泥和孔周围地面上的浮土，立即在原桩位上再次安放桩尖，进行第二次沉管，使第一次未凝固的混凝土向四周挤压密实，将桩径扩大，然后第二次浇筑混凝土成桩。 复打施工时，桩管中心线应与初打(单打)中心线重合；第一次灌注的混凝土应接近自然地面标高；复打前应清除桩管外壁污泥；必须在第一次(单打)灌注混凝土初凝前，完成复打工作；复打以一次复打为宜；钢筋笼在第二次沉管后吊放。 复打法全复打、半复打和局部复打之分。如果缺陷在下半段，则第一次混凝土浇筑到半桩长，另加lm，开始复打。如果缺陷在上半段，则第一次浇筑混凝土到顶后，将桩管打入1/2桩长，再第二次灌注混凝土。对于饱和淤泥或淤泥质软土则宜采用全桩长复打

21、法。第24页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三振动、振动冲击沉管灌注桩施工振动、振动冲击沉管灌注桩是利用振动桩锤(又称激振器)、振动冲击锤将桩管沉人土中，然后灌注混凝土而成。这两种灌注桩与锤击沉管灌注桩相比，更适合于稍密及中密的砂土地基施工。振动沉管灌注桩和振动冲击沉管桩的施工工艺完全相同，只是前者用振动锤沉桩，后者用振动带冲击的桩锤沉桩。第25页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三 施工时，先安好桩机，将桩管下端活瓣桩尖(图225)合起来，或埋好预制桩尖，对准桩位，徐徐放下桩管，压入土中，校正桩管垂直度，符合要求后开动激振器，同时在桩管上加压，桩管即

22、能沉人土中。当桩管沉到设计标高，且最后30s的电流值、电压值符合设计要求后，停止振动，安放钢筋笼，并用吊斗将混凝土灌人桩管内，然后再开动激振器和卷扬机，拔出钢管，边振边拔，从而使桩的混凝土得到振实。第26页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三 振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。单打法是一般正常的沉管方法，它是将桩管沉人到设计要求的深度后，边灌混凝土边拔管，最后成桩。适用于含水量较小的土层，且宜采用预制桩尖。桩内灌满混凝土后，应先振动510 s，再开始拔管，边振边拔，每拔0510m停拔振动510s，如此反复进行，直至桩管全部拔出。拔管速度在一般土层内宜为1215mm

23、in，用活瓣桩尖时宜慢，预制桩尖可适当加快，在软弱土层中拔管速度宜为0608mmin。 反插法是在拔管过程中边振边拔，每次拔管0510 m，再向下反插0.305 m，如此反复并保持振动，直至桩管全部拔出。在桩尖处15 m范围内，宜多次反插以扩大桩的局部断面。穿过淤泥夹层时，应放慢拔管速度，并减少拔管高度和反插深度。在流 动性淤泥中不宜使用反插法。 复打法是在单打法施工完拔出桩管后，立即在原桩位再放置第二个桩尖，再第二次下沉桩管，将原桩位未凝结的混凝土向四周土中挤压，扩大桩径，然后再第二次灌混凝土和拔管。采用全长复打的目的是提高桩的承载力。局部复打主要是为了处理沉桩过程中所出现的质量缺陷， 如发

24、现或怀疑出现缩颈、断桩等缺陷，局部复打深度应超过断桩或缩颈区1m以上。复打必须在 第一次灌注的混凝土初凝之前完成。第27页，共31页，2022年，5月20日，14点47分，星期三沉管桩施工中常见问题的分析与处理沉管灌注桩施工时易发生断桩、缩颈、桩靴进水或进泥、吊脚桩等问题，施工中应加强检查并及时处理。 1断桩 断桩的裂缝为水平或略带倾斜，一般都贯通整个截面，常常出现于地面以下13 m软硬土层交接处。 断桩原因主要有：桩距过小，邻桩施打时土的挤压产生的水平推力和隆起上拔力的影响；软硬土层传递水平力不同，对桩产生剪应力；桩身混凝土终凝不久；强度弱，承受不了外力的影响。 避免断桩的措施如下： (1)布桩应坚持少桩疏排的原则，桩与桩之间中心距不宜小于35倍桩径； (2)桩身混凝土强度较低时，尽量避免振动和外力的干扰，因此要合理确定打桩顺序和桩架行走路线； (3)采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。控制时间法指在邻桩混凝土初凝以前，必须把影响范围内的桩施工完毕。 断桩的检查与处理：在浅层(23m)发生断桩，可用重锤敲击桩头侧面，同时用脚踏在桩头上，如桩已断，会感到浮振；深处断桩目前常用动测或开挖的办法检查。断桩一经发现，应将断桩段拔出，将孔清理后，略增大面积或加上铁箍连接，再重新浇混凝土补做桩身