2、基础工程解析

高职高专院校建筑工程专业《建筑施工技术》主讲：黄新伦二00六年九月第二章基础工程一.基础工程概述1.基础的作用和要求基础是建筑结构最下面的承力构件；建筑结构中最重要的构件；工作状况最差的构件；要有足够的强度，变形不能太大。2.地基的作用和要求地基与基础相接，直接承受基础传来荷载，并把它分散到下部更深的土层中。持力层要有适当厚度，足够的强度；要限制它的变形；3.浅基础如果上部的土层较好，能满足强度和变形的要求，可以采用天然地基上的浅基础。如：墩式、条式、十字交叉式、筏板式等；使用的材料有：灰土夯实，石砌体，砖砌体，素混凝土和钢筋混凝土等。4.深基础如果地基表层土质较差，承载力弱，或变形过大，或上部荷载很大，用加固的方法也达不到要求，或对比成本太高时，可用深基础---桩基础来解决。本章是本课程的第二个重点。二．桩基础概述1.作用：⑴．把上部较大的荷载传递到深层岩层或承载力较大的土层中；⑵．打桩时把地基土挤密，相当于加固了地基；⑶．桩、承台、桩周土三者共同作用，承载力加大，地基变形减少。2．桩的基本工作性能：⑴．承受竖向压力荷载的桩（房屋建筑工程大多是这种桩）；⑵．承受竖向、水平荷载和弯矩共同作用的桩；⑶．承受竖向拉拔力的桩；

⑷．承受侧向土压力的支护桩。3．桩基础的特点⑴．桩是一种很古老而又一直使用的深基础，桩型很多，与当地地质、经济发展等条件有关，不断变化；

⑵．桩型取决于下部的自然地质条件，上部的结构型式和受荷情况；

⑶．要选择一种安全可靠、便于施工、质检简捷、经济合理的桩型，涉及到勘察、设计、施工、检测等各个方面；

⑷.桩在建筑结构中的地位十分重要，它是一项隐蔽工程。场地的自然条件性质多变，目前的勘察技术有一定的局限性，施工过程影响因素多，完工后终检局限性很大，到那时如发现不合格，补救处理较难，迫使我们订出一套管理办法来进行质量控制。三．桩的分类1.按承力特点来分类：⑴．端承桩；⑵．摩擦端承桩；⑶．端承摩擦桩；⑷．摩擦桩。成桩方法材料或工艺桩身与桩尖施工工艺预制桩（挤土型）混凝土预应力混凝土实心方桩传统尖，钢桩尖锤击振动静压空心方桩传统桩尖混凝土管桩高强预应力混凝土管桩尖底平底钢钢管桩开口闭口H型钢桩灌注桩沉管成孔（挤土型）预制混凝土桩尖内击扩底夯扩桩冲、钻、挖成孔（非挤土型）直桩身人挖、机钻、机冲，压桨与不压桨扩底2.按成桩方法和施工工艺来分类：四.桩基施工前的准备工作1.准备工作做得好不好，对成桩质量有十分重要的影响。2.要做哪些准备工作？⑴．熟悉设计图纸，充分了解设计意图；⑵．弄清地上情况，如地形地貌、四邻空中，供水电条件；⑶．弄清地下情况，如水文、地质、管线、旧基础的情况；⑷．有针对性的制定安全可靠、切实可行的施工方案；⑸．确定测量控制网；掌握四邻建筑物的结构现状资料；⑹．试桩，数量按设计要求，但不得少于2根；用来校核设计依椐和施工方案。专门的试桩要压至呈破坏状态（加荷再也上不去，桩被压坏或变形超过规定），工程桩兼试桩要压至2倍。3.机械设备的准备⑴.锤击式打桩机，靠重锤自由落下的动能使桩下沉；⑵.振动沉桩机，靠偏心转子转动产生的振动力使桩下沉；⑶.静力压桩机，靠液压驱动的压桩器产生的抱压力使桩下沉；⑷.灌注桩用的各种成孔机械;⑸.混凝土浇筑设备。五．锤击法打预制桩(P58-61)1.桩的来源：⑴．现场预制，按预制构件的方法生产，养护达设计强度才可以起吊施打；⑵．向专门的生产厂采购，目前用得最多的是高强预应力管桩，质优价廉。2.打桩设备：①．桩锤（重量、落距）；②．打桩架（高度）；③．动力设备（功率大小）。3.确定打桩路线对挤土桩才有此要求：由里到外或由一边转到另一边；先打受力大的后打受力小的桩；先打长桩后打短桩；尽量减少挤土效应。4．打桩过程放桩头，桩起吊就位，试轻击，打顺后全落距施打，接桩，记录每下沉1m的锤击数和下沉量，测量完成后的桩顶标高和地面标高。5．收锤标准：最后3阵10锤的贯入度要符合设计要求，桩长与原来预计的长度基本相符。6.怎样接桩？⑴．在桩端预埋低碳钢环，现场焊接，待焊口冷却后继续施打；⑵．在桩端预留洞口，现场插筋加硫磺胶泥粘结；⑶．在桩端预留连接口，现场插扣直接压接，此项为新技术。7.特殊情况的处理：⑴．桩锤突然有较大的回弹，可能遇到了硬夹层；⑵．贯入度突然变大，可能桩端或桩身被打坏了；⑶．到了预定深度收不了桩，要作具体分析。

8．特点及适用性:锤击沉桩法施工速度快，机械化程度高，适用范围广，穿透能力强；但施工时会产生噪音、振动，对土体产生挤压，不适用于大城市的中心区，夜间施工也有所限制。六．预应力管桩静压施工(补充内容)1.静力压桩的原理：通过液压油缸控制的夹具夹住桩身并向下施压，当压桩力大于“端阻+摩阻”时，桩往下沉，达到设计终压力或预计的桩长时收桩。2.预应力管桩的来源：在专门的工厂生产，用C80的混凝土，高强钢绞线，离心成型，蒸压养护，φ300---φ600mm常用。3.压桩的设备：专用的抱压式静力压桩机，目前压桩力有800kN----8000kN,有些配有专门的边桩机构，以解决边桩距周边太近的矛盾。4.压桩过程：定位，放桩，试压，正常压，至地面以上0.5m时灌桨封孔，接桩，再压，达到终压标准后，持荷，复压，收桩，测量、记录。5.终压条件：对纯摩擦桩，以设计桩长为控制条件；对L≥21m的端承摩擦桩，以设计桩长控制为主，终压力作参考；对桩长在14m—21m的桩，以终压力达到满载值为终压控制条件；对桩长小于14m的桩，满载终压后宜连续多次复压。6．终压力与竖向极限承载力之间的经验关系：（广东总结的经验公式）设有效桩长为L，竖向极限承载力为Q，施工时的终压力为P;6m≤L≤8m时，Q=(0.6—0.8)P;8m＜L≤15m时，Q=（0.7—1.0）P;15m＜L≤23m时，Q=(0.85—1.0)P；L＞23m时，Q=(1.0—1.15)P。7．对场地的要求：因设备笨重，靠前后和左右两对靴来移动，要求场地平整，表土的承载力在140kN/m²以上。一般的边桩至外缘的最小间距3.80m。8．特点及其适用性：⑴．无噪音、无振动，吨力造价较低，机械化程度高，现场文明，检测方便，适合软土地区和城市中心区施工，是很有发展前景。⑵．压桩力要多大压桩设备就要多重，庞大笨重；设备价贵，迁移困难；对场地有一定的要求，对边桩有一定要求，有硬夹层时较难处理，对桩的要求较高。⑶．适用于：单桩承载力设计值1500—5000kN；基岩埋深15—30m；有较厚的强风化岩层作持力层，强风化以上为较厚的软弱土层；采用其它桩型容易出现质量事故时。七．人工挖孔灌注桩(P68-70)1．成桩原理和施工工艺：浇筑井口环，挖土，支模，浇筑护壁，养护，拆模，继续往下挖土，反复循环推进，至设计标高，放钢筋笼，浇筑桩心混凝土成桩。2.技术关键：护壁要专门设计，以保证质量；护壁养护到足够强度才能往下挖土；遇流砂或软弱夹层要有专门的防护措施，到了一定深度后要注意通风，整个施工过程要注意安全（防坠落、触电、涌水、塌方、毒气等）。3．特点和适用性：⑴．直观可靠，可以看到每一根桩经过什么土层、桩端放在什么地方，可以让桩端入岩。设备简单，技术不复杂，可以全面开工，轮流推进。适用于土质较好，地下水不大，无软弱夹层，深度在20m以内,要有相应的安全防护措施。⑵．由于人工挖孔桩施工时，塌方、毒气、坠物、触电等事故时有发生，是一种危险性高、作业环境恶劣，难以实现安全施工的桩型，广东省自2003年起已限制使用并逐步淘汰。八．泥桨护壁冲（钻）孔灌注桩(P63-66)⒈成桩原理：用机钻或冲击现场直接成孔，用一定重度的特种泥桨保护孔壁，用污水泵抽走泥和水，成孔后放钢筋笼，水下浇灌混凝土成桩。2.工艺流程：定位---护筒---钻机就位---成孔---泥桨护壁、循环清渣---清孔---放钢筋笼---水下浇筑混凝土。3.技术关键：泥桨护壁保护钻成的井孔不塌孔，清孔保证桩身混凝土质量，水下连续浇筑混凝土是保证桩身强度的关键。4．特点：⑴.与预制桩相比，节省材料，降低成本；对邻近建筑物及周围环境影响小；桩长、桩径可按要求；桩端可以入岩；单桩承载力大。⑵.成桩工艺复杂，操作要求较严，易发生质量事故；施工时间长，成桩后不能马上承受荷载，需要专门养护。5.适用性：适用于不宜用人工挖孔桩的地方；有软或硬夹层的地方；地下水比较丰富的地方；对于岩溶地区，采取一定的措施后也可以用。九．桩基础的施工质量检测与评价1.为什么要特别强调做好这项工作？⑴.是一项隐蔽工程，只有验收合格后才能做下一个工序的施工；⑵.桩基质量的好坏，关系到整幢建筑物的安危；⑶.桩基质量的优劣，不能用肉眼来鉴别，若把不合格的桩评为合格，等到上部结构做好了才发现有问题，很难处理。2.达到什么标准才算合格？下列4项要同时达到：⑴.桩的平面位置、垂直度、标高符合设计要求；⑵.桩长、桩端深入持力层的位置符合设计规定；⑶.桩身质量完整，混凝土强度达到设计要求；⑷.单桩承载力设计值达到设计要求。3.怎样进行验桩？⑴.“查”：全面检查整个施工过程的技术资料；⑵.“