土木工程施工2桩基础工程

1、桩基础工程,桩基础概述,建筑物（构筑物）的基础 桩的类型,桩基础概述,建筑物（构筑物）的基础 桩的类型,建筑物（构筑物）的基础,天然浅基础地基土层较好、上部结构荷载不大； 造价低、施工简便。 地基处理地基土较弱，天然地基不能满足时； 采用人工加固方法：机械压实、强夯、 堆载预压 深层搅拌、旋喷、压密注浆（复合地基）,建筑物（构筑物）的基础,地基处理,机械压实,强夯法,堆载预压,真空预压,建筑物（构筑物）的基础,地基处理（复合地基）,压密注浆法,深层搅拌法,旋喷法,建筑物（构筑物）的基础,深基础地基土层软弱、上部荷载较大、对沉降要求高 的建筑物、构筑物以及桥梁基础等。 常见形式 桩基础、沉井基础

2、、墩基础、管柱基础 桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩和承台组成。 与此同时，桩也在基坑围护结构中有着广泛的应用。,桩的类型,（1）按桩的承载性状分类,桩的类型,（2）按桩的使用功能分类 竖向抗压桩、 竖向抗拔桩、 水平受荷载桩、 复合受荷载桩。,桩的类型,（3）按桩身材料分类 混凝土桩、 钢桩、 组合材料桩,桩的类型,（4）按成桩方法分类 非挤土桩、 部分挤土桩、 挤土桩,桩的类型,（5）按桩的施工方法分类 预制桩施工工艺成熟、质量稳定、造价适中，广泛被使用在建筑工程中。 灌注桩承载力较大，尤其钻孔灌注桩的施工对周边环境影响较小，是在城镇建设中被主要选择的桩基础形式。,混凝土预制桩的制作、

3、起吊、运输和堆放,混凝土预制桩的制作 混凝土预制桩的起吊 混凝土预制桩的运输 混凝土预制桩的堆放,混凝土预制桩的制作,混凝土预制方桩多数是在施工现场预制，亦可在预制厂生产； 混凝土预应力管桩则均在工厂生产。,混凝土预制桩的制作,（1）截面：方桩的截面边长多为250550mm； 管桩直径常用的为400600mm；壁厚60110mm。 （2）长度：单根桩或多节桩的单节长度，应根据桩架 高度、制作条件、运输能力等确定。 工厂制作不超过12m； 现场预制不超过30m。,混凝土预制桩的制作,（3）混凝土强度等级： 方桩：不宜低于C30（静压法沉桩时不宜低于C20） 预应力管桩：采用C40以上高强度混凝土

4、。 （4）桩身配筋： 锤击沉桩的纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%； 静压桩不宜小于0.6%； 桩顶一定范围内的箍筋应加密，并设置钢筋网片。,混凝土预制桩的制作,方桩的叠浇法制作 为节省场地，现场预制方桩多用叠浇法制作。 重叠层数：取决于地面允许荷载和施工条件，一般不宜超过4层。 场地要求：场地应平整、坚实，不得产生不均匀沉降 隔离剂：桩与桩间应做好隔离层，桩与邻桩、底模间的接触面不得发生粘结。 浇筑时间：上层桩或邻桩的浇筑，必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%后方可进行。,混凝土预制桩的制作,方桩的叠浇法制作,混凝土预制桩的制作,方桩的叠浇法制作,钢筋混凝土预制方桩制作钢筋、模板施工

5、（预制厂制作）,钢筋混凝土预制方桩制作混凝土浇筑（现场制作）,混凝土预制桩的制起吊与运输,混凝土强度： 达到设计强度的70%方可起吊； 达到100%方可运输和打桩。 起吊吊点： 应符合设计要求，一般吊点的设置如图所示。 （考虑正负弯矩相等）,混凝土预制桩的制起吊与运输,堆放桩的地面必须平整、坚实； 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。,混凝土预制桩的沉桩方法,锤击法沉桩 静力压桩 振动法沉桩,锤击法沉桩,锤击法沉桩,打桩机,桩锤,桩架,动力装置,锤击法沉桩,1.打桩设备 a. 桩锤的作用： 施加冲击力打桩入土 b. 桩锤的类

6、型： 落锤 柴油锤 蒸汽锤 液压锤,锤击法沉桩,b. 桩锤的类型：,锤击法沉桩,（1）桩锤 c. 锤重的选择 原则 “重锤低击”：防止桩受冲击应力过大而损坏。 “轻锤高击”：锤击能量很大一部分被桩身吸收，桩不易打入，且桩头容易打碎。 锤重一般根据土质、桩的规格等进行选择，如能进行锤击应力计算则更为科学。,锤击法沉桩,1.打桩设备 （2）桩架 a. 桩架的作用： 悬吊桩锤； 桩锤导向； 起吊桩（小范围内移动桩位）。 b. 桩架的形式： 多能桩架 履带式桩架,多能桩架,锤击法沉桩,2.打桩施工 （1）准备工作 基本工作 清除地上和地下障碍物； 平整施工场地； 定位放线； 设置供电供水系统； 安装打

7、桩机等。,履带式桩架,锤击法沉桩,2.打桩施工 （1）准备工作 测量基点 桩基轴线的定位点； 水准点。 设置 不受打桩影响； 水准点设置不少于2个。,锤击法沉桩,2.打桩施工 （2）打桩顺序 a避免挤土影响 打桩顺序影响挤土方向打桩向哪个方向推进，则向哪个方向挤土。 根据桩群的密集程度，可选用下述打桩顺序： a）由一侧向单一方向进行； b）由中间向两个方向进行； c）由中间向四周进行,锤击法沉桩,2.打桩施工 （2）打桩顺序 b减小后施工的桩对先施工的桩的影响 桩的设计标高及桩的规格不同时，应考虑后施工的桩对已沉设桩的影响。 根据设计标高及桩的规格，应遵循以下原则： “ 宜先深后浅、先大后小、

8、先长后短”,锤击法沉桩,2.打桩施工 （3）打桩方法 a控制入土时的垂直度 插入土中的垂直度偏差不得超过0.5%，桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩身垂直下沉。 b桩头保护 在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫，桩帽和桩顶周围四周应有510mm的间隙，以防损伤桩顶。,锤击法沉桩,2.打桩施工 （3）打桩方法 c打桩 “重锤低击、低提重打”！ 开始时锤击落距应较小； 桩入土稳定后最大落距不宜大于1m； 贯入度剧变或异常应暂停打桩，研究处理； 桩顶标高低于自然土面需用送桩管将桩送入土中； 打桩过程中应检查桩体垂直度、沉桩情况、贯入情况、 桩顶完整状况、电焊接桩质量、 电焊后的停歇时间等。,锤击法沉桩,2

9、.打桩施工 （3）打桩方法 d接桩 混凝土桩 焊接、硫磺胶泥锚接； 钢桩 一般均用焊接法。,电焊接桩,硫磺胶泥锚接,锤击法沉桩,2.打桩施工 （4）打桩的质量控制 a. 按标高控制的桩，桩顶标高的允许偏差为-50+100mm； b. 桩的垂直度偏差应控制在1%之内； c. 桩位的允许偏差（见表）。,注：H 为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。,锤击法沉桩,2.打桩施工 （4）打桩的质量控制 d.终止锤击的控制标准 端承型桩 以贯入度控制为主， 桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考； 摩擦型桩 以桩尖设计标高控制为主， 贯入度可作参考。,锤击法沉桩,2.打桩施工 （5）打桩的公害 a公害 挤

10、土、震动、噪音、大气污染等。 b防止措施 防止挤土影响 挖防振沟、砂井排水（或塑料排水板排水）、 预钻孔取土打桩、 采取合理打桩顺序、控制打桩速度等。 防止震动、噪音、大气污染等 选择合适的打桩方法，如静力压桩、灌注桩等。,静力压桩,静力压桩是利用静压力将桩压入土中，施工中没有振动和噪音，但仍存在挤土效应。该方法适用于软弱土层和邻近有不宜受振动的建（构）筑物。 静力压桩机有机械式和液压式两类，目前使用的多为液压式静力压桩机，压力可达6000kN以上。,静力压桩,压桩的方式有顶压（在桩顶加压）和抱压（在桩侧加压）两种方式。,顶压式,抱压式,振动法沉桩,振动法是利用振动锤沉桩，将桩与振动锤连接在一

11、起，振动锤产生的振动力通过桩身带动土体振动，使土体的内摩擦角减小、强度降低而将桩沉入土中。 该方法适用于砂土中沉桩。,灌注桩施工,干作业成孔灌注桩 泥浆护壁成孔灌注桩 套管成孔灌注桩 爆扩成孔灌注桩,灌注桩施工,灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。 特点 灌注桩能适应各种地层的变化，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。 操作要求严格，需较长的养护期；成孔时有大量土渣或泥浆排出。,灌注桩施工,灌注桩成孔方法主要有,干作业成孔灌注桩,适用性地下水位较低、在成孔深度内无地下水的土质，不需护壁可直接取土成孔。 成孔方法螺旋钻孔、人工挖孔。,干作

12、业成孔灌注桩,1、螺旋钻孔 螺旋钻成孔灌注桩是利用动力旋转钻杆，使钻头的螺旋叶片旋转削土，土块沿螺旋叶片上升排出孔外。 成孔直径：300600mm 钻孔深度：820m。,干作业成孔灌注桩,2、人工挖孔桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，一般用于大直径桩的成桩。 优点 设备简单、施工现场干净、无振动、无挤土、噪音小。 对周围环境影响小，可多孔同时开挖作业。 土层情况明确，沉渣能清除干净，施工质量可靠。,干作业成孔灌注桩,2、人工挖孔 人工作业需确保安全防止孔壁坍塌、流砂现象和管涌冒砂等。,泥浆护壁成孔灌注桩,用钻机成孔；成孔的同时，用泥浆保护孔壁并排出土渣。 适用性不论地下水位高低都能适用；一般用于地

13、下水位以下土的成孔。,泥浆护壁成孔灌注桩,1. 施工工艺流程场地平整桩位放线开挖浆池、浆沟护筒埋设钻机就位、孔位校正成孔（泥浆循环、清除废浆、泥渣）第一次清孔质量验收下钢筋笼和钢导管第二次清孔浇筑水下混凝土成桩。,泥浆护壁成孔灌注桩,泥浆护壁成孔灌注桩,1. 施工工艺流程,定位,泥浆护壁成孔灌注桩,1. 施工工艺流程 护筒作用： 定位 保护孔口 维持泥浆液位 支承作用,护筒埋设,泥浆护壁成孔灌注桩,1. 施工工艺流程,成孔钻进,泥浆护壁成孔灌注桩,1. 施工工艺流程,泥浆循环,泥浆护壁成孔灌注桩,1. 施工工艺流程,测量孔深,泥浆护壁成孔灌注桩,1. 施工工艺流程,钢筋笼加工,泥浆护壁成孔灌注

14、桩,1. 施工工艺流程,下钢筋笼,泥浆护壁成孔灌注桩,1. 施工工艺流程,下钢导管，浇筑混凝土,泥浆护壁成孔灌注桩,1. 施工工艺流程 施工中产生的废弃浆、渣应及时进行处理，避免污染环境。,泥浆外运,泥浆护壁成孔灌注桩,（3）泥浆性能要求,泥浆护壁成孔灌注桩,泥浆正循环,1-钻头； 2-泥浆循环方向； 3-沉淀池； 4-泥浆池； 5-泥浆泵； 6-砂石泵； 7-水龙头； 8-钻杆； 9-钻机回转装置,泥浆护壁成孔灌注桩,泥浆反循环,1-钻头； 2-泥浆循环方向； 3-沉淀池； 4-泥浆池； 5-泥浆泵； 6-砂石泵； 7-水龙头； 8-钻杆； 9-钻机回转装置,泥浆护壁成孔灌注桩,3. 成孔机

15、械 主要有冲击钻、冲抓钻、回转钻机及潜水钻机。,泥浆护壁成孔灌注桩,3. 成孔机械 （1）回转钻机成孔回转钻机是由动力装置带动钻机的回转装置转动，并带动带有钻头的钻杆转动，由钻头切削土壤。,泥浆护壁成孔灌注桩,3. 成孔机械 （2）潜水钻机成孔潜水钻机一种旋转式钻孔机械，动力、变速机构和钻头连在一起，加以密封，放至孔中地下水位以下进行切削土壤成孔。护壁排渣正循环工艺。,1-钻头；2-潜水钻机；3-电缆；4-护筒；5-水管；6-滚轮支点；7-钻杆；8-电缆盘；9-卷扬机；10-控制箱,泥浆护壁成孔灌注桩,3. 成孔机械 （3）冲击钻成孔 适用性 用于在岩层中成孔。 成孔方法 将冲锥式钻头提升一定

16、高度后以自由下落的冲击力来破碎岩层，然后用掏渣筒来掏取孔内的渣浆。,泥浆护壁成孔灌注桩,4. 清孔 钻孔达到要求的深度后，应进行清孔。 目的清除孔底沉渣淤泥，从而减少桩基的沉降量和承载力损失。 要求 在清孔过程中，应不断置换泥浆，保持孔内浆面高于地下水位1m以上，直至浇注水下混凝土。 浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25，含砂率8；粘度28s。 测量沉渣厚度后可进行混凝土浇注。,泥浆护壁成孔灌注桩,5. 导管与混凝土浇筑 钻孔灌注桩的桩孔钻成并清孔后，应尽快吊放钢筋骨架并灌注混凝土。混凝土的浇筑是在泥浆下进行的。常用垂直导管灌注法进行水下施工。,泥浆护壁成孔灌注桩,5. 导管与混凝土浇筑 要求 开始浇筑时导管底部宜距孔底0.30.5m。 浇筑过程中导管下口必须始终保持在混凝土表面之下不小于2m，导管顶部高于泥浆面不小于3m。 避免在水平方向移动导管。 混凝土浇筑应适当超过桩顶设计标高，今后凿除。,套管成孔灌注桩,成孔方法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）或带有活瓣式桩靴的钢套管沉入土中，然后边拔管边灌注混凝土而成。,套管成孔灌注桩,施工过程 a）