建筑施工深基础工程

建筑施工辅导资料五主题：第二章深基础工程（第1-2节）学习时间：10月31日－11内容：我们这周重要学习第二章深基础工程中的第一、二节两节，来理解深基础工程中钢筋混凝土预制桩施工及灌注桩施工的有关内容。本周内容中有诸多涉及强度达成多少方能够进行下一步施工的数据，需要同窗们记忆。一、学习规定1、理解钢筋混凝土预制桩的制作、运输和堆放，掌握涉及的多个数据；2、理解锤击沉桩的施工过程，重点掌握其中的常见的打桩次序、沉桩前应做的准备工作以及打桩过程中常见的问题；3、掌握静力压桩施工过程中应注意的问题；4、理解预制桩的其它施工办法；5、掌握泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺；6、理解套管成孔灌注桩的施工工艺，重点掌握施工过程中的常见质量问题及解决方法。二、重要内容第二章深基础工程第一节钢筋混凝土预制桩施工（一）钢筋混凝土预制桩的制作、运输和堆放Ⅰ、桩的制作较短的钢筋混凝土预制桩普通在预制厂制作，较长的桩在施工现场预制。所用混凝土强度等级不适宜低于C30，方桩的截面边长为25~55cm。桩的制作长度重要取决于运输条件及桩架高度，普通不超出30m，可将桩分成几段预制，在打桩过程中接桩。钢筋混凝土预制桩的混凝土浇筑工作应持续进行，严禁中断。钢筋混凝土预制桩主筋应根据桩截面大小拟定，普通为4~8根，直径为12~25mm。主筋连接宜采用对焊；主筋接头配备在同一截面内的数量，当采用闪光对焊和电弧焊时，不超出50％；同一根钢筋两个接头的间距应不不大于30倍钢筋直径，并不不大于500mm。Ⅱ、桩的起吊、运输和堆放钢筋混凝土预制桩应在混凝土达成设计强度的70％方可起吊；达成设计强度的100%才干运输和打桩。桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定。吊点位置的选择随桩长而异，并应符合起吊弯矩最小的原则。桩在施工现场的堆放场地必须平整、坚实。堆放时应设垫木，垫木的位置与吊点位置相似，各层垫木应上、下对齐，堆放层数不适宜超出4层。（二）锤击沉桩的施工Ⅰ、打桩机械打桩机重要涉及：桩架、桩锤和动力装置三个部分。在选择打桩机具时，应根据地基土质的性质、工程的大小、桩的种类、动力供应条件和现场状况拟定。1、桩锤的选择桩锤应根据地质条件、桩的类型、桩的长度、桩身构造强度、桩群密集程度以及施工条件等因素来拟定，其中尤以地质条件影响最大。当桩锤重不不大于桩重的1.5～2倍时，沉桩效果较好。2、桩架的选择桩架的选择应考虑桩锤类型、桩的长度和施工现场的条件等因素。桩架的高度=桩长＋桩锤高度＋滑轮组高＋起锤移位高度＋安全工作间隙3、动力装置的选择动力装置的选择应根据桩锤的类型来拟定。Ⅱ、沉桩前的准备工作（重点掌握，考察形式重要为简答题，部分要点可作为选择题考察）1、去除地上、地下障碍物，对场地进行平整并做好排水工作。2、放出桩的基准线并定出桩位，在不受打桩影响的适宜位置设立水准点。3、接通现场的水、电管线，准备好施工机具；做好对桩的质量检查。4、进行打桩实验，方便检查设备和工艺与否符合规定。5、拟定打桩次序。在拟定打桩次序时，应考虑桩对土体的挤压位移会造成后续打桩下沉的困难，并对附近建筑物产生一定的影响。普通状况下，桩的中心距不大于4倍桩的直径时，就要拟定打桩次序，桩距不不大于或等于4倍桩距时，打桩次序与土体挤压状况关系不大。打桩次序普通分为：逐排打、自边沿向中央打、自中央向边沿打和分段打等四种。（重点掌握，考察形式重要为简答题）①逐排打。桩架单向移动，桩的就位与起吊均很方便，打桩效率较高。但会使土体向一种方向挤压，造成土体挤压不均匀，背面桩的打入深度因而逐步减小，最后会引发建筑物不均匀沉降。②自边沿向中央打。中间部分土体挤压较密实，不仅使桩难以打入，并且在打中间桩时可能使外侧各桩被挤压而浮起。③自中央向边沿打。可减缓打桩对土体挤压不均匀的影响。④分段打。可分散打桩对土体的挤压力。但打桩机位要经常移位，影响打桩效率。Ⅲ、打入桩的施工工艺1、桩机就位桩机就位时桩架应垂直，导杆中心线与打桩方向一致，校核无误后将其固定。2、吊桩桩机就位后，将桩锤和桩帽吊升起来，其高度超出桩顶，再吊起桩身，送至导杆内，对准桩位调节垂直偏差，合格后，将桩帽或桩箍在桩顶固定，并将桩锤缓落到桩顶上，在桩锤的重量作用下，桩沉入土中一定深度达成稳定位置，再校正桩位及垂直度，此谓定桩。3、打桩（之前普通有初打，且打桩过程中的质量检查及判断原则比较重要）打桩开始时，用短落距轻击数锤至桩入土一定深度后，观察桩身与桩架、桩锤与否在同一垂直线上，然后再以全落距施打。桩的施打原则是“重锤低击”，这样能够使桩锤对桩头的冲击小，回弹也小，桩头不易损坏，大部分能量都能用于沉桩。4、接桩当设计桩较长时，需分段施打，并在现场进行接桩。惯用的接桩办法有：焊接法结合、管式结合、硫磺砂浆钢筋结合、管桩螺栓结合。5、送桩当桩顶设计标高低于自然地面，则需用送桩管将桩送入土中，桩与送桩管的纵轴线应在同始终线上。6、截桩Ⅳ、打桩过程中常见的问题1、桩顶、桩身被打碎。（换）这与桩头钢筋设立不合理、桩顶与桩轴线不垂直、混凝土强度局限性、桩尖通过过硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻等有关。2、桩位偏斜。（重打）重要因素是：桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物等。3、桩打不下。施工时，桩锤严重回弹，贯入度忽然变小，则可能与土层中夹有较厚砂层、硬土层以及障碍物有关。当桩顶或桩身已被打碎，锤的冲击不能有效传给桩时，也会发生桩打不下的现象。有时由于打桩间歇，土产生固结，也会造成桩打不下。因此打桩施工中，必须确保打桩的持续进行。4、一桩打下邻桩升起。（桩距太密，考虑增大桩距）（三）静力压桩静力压桩是借助压桩机及其配重将桩压入土中，此法合用于软弱土层。由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及其配筋只要满足吊装弯矩和使用期受力规定就能够，因而桩的断面和配筋能够减小。这种沉桩办法无振动、无噪音、对周边环境影响小，适合在都市中施工。Ⅰ、静力压桩的施工工艺施工程序为：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→截桩。Ⅱ、施工注意事项（考察形式重要为简答题）1、压桩施工时应随时注意使桩保持轴心受压，接桩时也应确保上下接桩的轴线一致，并使接桩时间尽量地缩短，否则，间歇时间过长会由于土体固结造成发生压不下去的事故。2、当桩靠近设计标高时，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，压桩阻力可能忽然增大，可采用停车再开。忽停忽开的方法，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，能够采用截桩的方法。（四）预制桩的其它施工办法Ⅰ、振动沉桩振动沉桩是运用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力，通过桩身使土颗粒受迫振动，使其变化排列组织，产生收缩和位移，这样桩表面与土层间的摩擦力就减少，桩在自重和振动力共同作用下沉人土中。合用于在粘土、松散砂土及黄土和软土中沉桩，更适合于打钢板桩，同时借助起重设备能够拔桩。振动沉桩施工应控制最后三次振动，每次5min或10min，以每分钟平均贯入度满足设计规定为准。摩擦桩以桩尖进入持力层深度为主。Ⅱ、射水沉桩法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，以减少土对桩端的正面阻力，同时水流及土的颗粒沿桩身表面涌出地面，减少了土与桩身的摩擦力，使桩借自重（或稍加外力）沉入土中。射水法沉桩的特点是：当在坚实的砂土中沉桩，桩难以打下或久打不下时，使用射水法可避免将桩打断，或桩头打碎；比锤击法可提高工效2～4倍，节省时间，加紧工程进度。本法最合用于坚实砂土或砂砾石土层上的支承桩，在粘性土中亦可使用。Ⅲ、植桩法沉桩植桩法沉桩是在沉桩部位按设计规定的孔径和孔深先用钻机钻孔，钻出的土体通过湿法或干法排出地面外运，在孔内再插入预制钢筋混凝土桩，然后采用锤击或振动锤打入法，将桩打入设计持力层标高。植打桩次序为：先打长桩，后打短桩；先打外围桩，后打中间桩，以避免土体位移对四周建筑物及多个设施造成的影响。第二节灌注桩施工灌注桩是在施工现场的桩位上就地成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。根据成孔办法的不同能够分为干作业成孔、泥浆护壁成孔、套管成孔、人工挖孔灌注桩等。灌注桩与预制桩相比由于避免了锤击应力，桩的混凝土强度及配筋只要满足使用规定就能够，因而含有节省钢材、减少造价、无需接桩及截桩等优点。（一）干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩合用于成孔深度内没有地下水的状况，成孔时不必采用护壁方法而直接取土成孔。干作业成孔普通采用螺旋钻机。（二）泥浆护壁成孔灌注桩采用泥浆护壁成孔能够解决施工中地下水带来的孔壁塌落、钻具磨损、发热及沉渣等问题。Ⅰ、埋设护筒1、护筒的作用护筒作用是固定桩孔位置，保护孔口，避免塌孔，增加桩孔内水压。2、护筒的埋设（记忆数值规定）护筒由3~5mm钢板制成，其内径比钻头直径大100mm，埋在桩位处，其顶面应高出地面400~600mm，上部留有1~2个溢浆口，护筒周边用粘土填实，以防漏水。护筒的埋设深度普通为1.0~1.5m，并应保持孔内泥浆面高于地下水位1m以上，避免塌孔。Ⅱ、泥桨的制备1、护壁泥浆的作用（1）护壁。（2）携砂。（3）冷却。（4）润滑。2、泥浆的制备制备泥浆的办法可根据钻孔土质拟定。泥浆的性能指标如相对密度、粘度、含砂量、pH值、稳定性等要符合规定的规定。Ⅲ、成孔（多个办法的具体内容不需要掌握，只需要掌握几个成孔办法即可）1、潜水钻机成孔2、回转钻机成孔3、冲击钻成孔4、冲抓锥成孔Ⅳ、泥浆循环排渣泥浆循环排渣可分为正循环排渣（用的是泥浆泵）和反循环排渣法（用的是砂石泵）。Ⅴ、清孔钻孔达成规定的深度后要去除孔底沉渣，以避免灌注桩沉降过大、承载力减少，这个过程称为清孔。当孔壁土质较好，不易塌孔时，可用空气吸泥机清孔，同时注入清水，清孔后泥浆相对密度应控制在1.1（1.1~1.2）左右；孔壁土质较差时，宜用反循环排渣法清孔。Ⅵ、水下浇筑混凝土水下混凝土浇注最惯用的是导管法。导管法是将密封连接的钢管作为水下混凝土的灌注通道，混凝土倾落时沿竖向导管下落。导管的作用是隔离环境水，使其不与混凝土接触。混凝土强度不应不大于C20，混凝土选用的粗骨料粒径，不适宜不不大于30mm，且不得不不大于钢筋间最小净距的1/3，坍落度为160～220mm，含砂率宜为40％～45％，宜采用中砂。混凝土保护层厚度不应不大于50mm.。导管最大外径应比钢筋笼内径小100mm以上。（记忆数值规定）Ⅶ、常见质量问题及解决办法1、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。2、缩孔。解决时可用钻头重复扫孔，以扩大孔径。3、斜孔。解决时可在偏斜处吊住钻头，上下重复扫孔，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。（三）套管成孔灌注桩套管成孔灌注桩是运用锤击或振动办法将带有桩尖（桩靴）的桩管（钢管）沉入土中成孔。当桩管打到规定深度后，放人钢筋骨架，边浇筑混凝土，边拔出桩管而成桩。施工工艺重要涉及：就位→沉钢管→放钢筋笼→浇筑混凝土→拔钢管。Ⅰ、桩靴与桩管桩靴可分为钢筋混凝土预制桩靴和活瓣式桩靴两种，其作用是制止地下水进入桩管，并且能在浇筑混凝土的压力下自动启动。因此，规定桩靴应含有足够轻度，启动灵活，并与桩管贴合紧密。活瓣式桩靴与套管连成一体，可多次重复使用。Ⅱ、成孔惯用的成孔机械有振动沉管机和锤击沉桩机。群桩基础或桩中心距不大于3～3.5倍的桩径，应制订合理的施工次序，以免影响相邻桩的质量。Ⅲ、混凝土浇筑与拔管为确保灌注桩的承载力，拔管可分别采用单打法，复打法和反插法。1、单打法放入钢筋骨架，灌注混凝土后，拔管时必须边打边拨，一次将管拔出，即整个灌注桩浇筑完毕。2、复打法复打法是在同一桩孔位进行两次单打，或根据需要进行局部复打。3、反插法反插法即将桩管每提高0.5~1.0m，再下沉0.3~0.5m，在拔管过程中使管内混凝土始终不低于地表面，直至拔管完毕。拔管速度不应超出0.5m/min。Ⅳ、常见质量问题及解决办法1、断桩断桩重要是由于土体因挤压隆起造成已灌完的尚未达成足够强度的混凝土桩断裂。避免断桩的方法有下列几点：（1）布桩过密时可采用跳打法以减少振动的影响。（2）合理制订打桩次序。2、缩径桩缩径桩也称缩孔桩、瓶颈桩，指桩身某部分桩径缩小。缩径桩产生的因素：（1）在含水量高的粘性土中成孔时，土体受到强扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，桩管拔出后，这种水压力作用在新浇筑的塑性混凝土桩身上，使桩身产生不同程度的缩径。（2）若拔管速度过快，管内混凝土量少或和易性差，使混凝土扩散性差，或者桩距过小，桩身受挤压造成缩径。3、吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或混凝土混入泥砂而形成软弱夹层。造成吊脚桩的因素是：（1）预制桩尖质量差，被打碎后泥沙挤入桩管或桩尖挤入桩管内，而拔管时，管内混凝土高度局限性，振动局限性，待桩管拔到一定高度时，桩尖才下落，卡在硬土层或悬在半空中。（2）振动沉管时，活瓣桩尖抽管时不张开，至一定高度才张开，混凝土下落，但有孔隙，不密实。三、例题1、缩颈桩是如何产生的？吊脚桩产生的因素是什么？答：缩径桩产生的因素：（1）在含水量高的粘性土中成孔时，土体受到强扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，桩管拔出后，这种水压力作用在新浇筑的塑性混凝土桩身上，使桩身产生不同程度的缩径。（2）若拔管速度过快，管内混凝土量少或和易性差，使混凝土扩散性差，或者桩距过小，桩身受挤压造成缩径。造成吊脚桩的因素是：（1）预制桩尖质量差，被打碎后泥沙挤入桩管或桩尖挤入桩管内，而拔管时，管内混凝土高度局限性，振动局限性，待桩管拔到一定高度时，桩尖才下落，卡在硬土层或悬在半空中。（2）振动沉管时，活瓣桩尖抽管时不张开，至一定高度才张开，混凝土下落，但有孔隙，不密实。2、压桩施工时应注意哪些事项？答：应注意下列事项：（1）压桩施工时应随时注意使桩保持轴心受压，接桩时也应确保上下接桩的轴线一致，并使接桩时间尽量地缩短，否则，间歇时间过长会由于土体固结造成发生压不下去的事故。（2）当桩靠近设计标高时，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，压桩阻力可能忽然增大，可采用停车再开。忽停忽开的方法，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，能够采用截桩的方法。3、打桩过程中常见的问题有哪些？答：打桩过程中常见的问题以下：（1）桩顶、桩身被打碎。这与桩头钢筋设立不合理、桩顶与桩轴线不垂直、混凝土强度局限性、桩尖通过过硬土层、锤的落距过大、桩锤过轻等有关。（2）桩位偏斜。重要因素是：桩顶不平、桩尖偏心、接桩不正、土中有障碍物等。（3）桩打不下。施工时，桩锤严重回弹，贯入度忽然变小，则可能与土层中夹有较厚砂层、硬土层